КЛАПАН УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬЮ ТОПЛИВНОГО НАСОСА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ
HIGH-PRESSURE FUEL PUMP CAPACITY CONTROL VALVE

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливной аппаратуре дизельных двигателей внутреннего сгорания.
Изобретение позволяет упростить конструкцию клапана управления производительностью топливного насоса высокого давления и улучшить ее технологичность.
Клапан управления производительностью топливного насоса высокого давления (далее - клапан) устанавливается перед наполнительным клапаном топливного насоса высокого давления и включает корпус с катушкой индуктивности с якорем и толкателем, контрполюс с поршнем, пружиной и стопором. Катушка индуктивности с якорем, толкателем и контрполюсом составляют пропорциональный электромагнит втяжного типа. Управление производительностью топливного насоса высокого давления происходит за счет изменения проходного сечения клапана и, соответственно, расхода топлива через клапан из-за соответствующего осевого перемещения поршня под действием тяговой силы электромагнита.
Известна конструкция электромагнитного клапана, см. патент DE 19504185 (В4), F16K 31/06, H01F 7/16, H01F 7/128, F16K 31/0613, H01F 7/1607, Y10T 29/4902, 22.07.2004. Поршень в известной конструкции выполнен в виде прецизионной детали, имеющей одно глухое осевое отверстие, по крайней мере, три сквозных радиальных отверстия и две управляющие кромки, выполненные на цилиндрической поверхности поршня. Кромки радиальных отверстий также играют роль управляющих кромок. Недостатком известной конструкции является необходимость выполнения в тонкостенной детали нескольких прецизионных с точки зрения формы, расположения и диаметров радиальных отверстий и управляющих кромок, две из которых могут быть получены только после специальной подготовки (заправки) шлифовального круга на круглошлифовальном станке.
Известна конструкция клапана управления расходом, см. патент WO 2008/148553 А2, 06.06.2007. Поршень прототипа выполнен в виде полой прецизионной детали, имеющей одно осевое отверстие и две управляющие кромки. К недостаткам прототипа относится необходимость выполнения на тонкостенной детали прецизионных, с точки зрения формы и расположения управляющих кромок.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков - прототипом - заявляемого изобретения, является клапан управления производительностью топливного насоса высокого давления, в котором в поршне выполнены окна, см. Mollenhauer K., Tschoeke Н. Handbuch Dieselmotoren. - Springer Berlin Heidelberg, 1997, 2002. S. 172. Поршень в известной конструкции выполнен в виде полой прецизионной детали, имеющей одно осевое и, по крайней мере, одно радиальное отверстие. Кромка радиального отверстия играет роль управляющего элемента. Недостатком известной конструкции является необходимость выполнения в тонкостенной детали прецизионного, с точки зрения формы, расположения и диаметра, радиального отверстия.
Технической задачей настоящего изобретения является устранение недостатков прототипа: упрощение конструкции и улучшение ее технологичности за счет исключения радиальных отверстий в тонкостенных деталях и выполнения управляющей кромки на торце поршня, позволяющее получать ее обработкой на плоскошлифовальном станке.
Поставленная задача достигается за счет изготовления поршня в виде полой тонкостенной детали, имеющей глухое осевое отверстие, при этом поршень и контрполюс образуют прецизионную пару. Верхний и нижний торцы поршня выполнены плоскими, а сопряжение нижнего торца с наружной цилиндрической поверхностью образует управляющую кромку. Радиальные отверстия для протока топлива выполнены в виде окон в боковой поверхности контрполюса. Управление производительностью топливного насоса происходит за счет изменения положения управляющей кромки - нижнего торца поршня - относительно окон в контрполюсе.
Новизной в предложенном устройстве является применение гладкого цилиндрического поршня, не имеющего прецизионных элементов, кроме наружного диаметра. Конструкция поршня позволяет обеспечивать высокую точность изготовления управляющего элемента - острой кромки в массовом производстве, например одновременной обработкой партии деталей на плоскошлифовальных станках. В этом заключается отличие от конструкций поршней, которые имеют управляющие кромки на расстоянии от торцов и требуют обработки каждой детали в отдельности, например, на круглошлифовальных станках. Конструкция предлагаемого устройства позволяет исключить выполнение трудоемких прецизионных, с точки зрения формы, расположения и размеров, радиальных отверстий в поршне, служащих для перетока топлива при работе двигателя.
Указанные признаки являются новыми, существенными, неочевидными, промышленно выполнимыми и направленными на достижение поставленной изобретением технической задачи.
Конструктивное решение клапана позволяет упростить конструкцию и улучшить ее технологичность.
На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемого клапана.
Клапан включает корпус 1, катушку индуктивности 2, якорь 3, толкатель 4, контрполюс 5, поршень 6, пружину 7, стопор 8.
В контрполюсе 5 выполнено осевое прецизионное отверстие, в котором установлены поршень 6, пружина 7 и стопор 8. В контрполюсе 5 выполнены окна А, для подвода топлива, а в стопоре 8 - отверстия Б для отвода топлива.
Поршень 6 имеет один управляющий элемент - острую кромку В, образованную сопряжением наружной цилиндрической поверхности и плоскости нижнего торца.
Катушка индуктивности 2, якорь 3, толкатель 4 и контрполюс 5 образуют магнитную систему.
Предлагаемое устройство - клапан управления производительностью топливного насоса высокого давления - работает следующим образом.
При подаче управляющего сигнала на катушку индуктивности 2 в магнитной системе возникает движущая сила, воздействующая на якорь 3. Через толкатель 4 сила передается на поршень 6 и стремится переместить его в направлении сжатия пружины 7. Двигаясь в направлении сжатия пружины 7, поршень 6 перекрывает острой кромкой В окна А. Проходное сечение клапана управления производительностью топливного насоса высокого давления изменяется. Варьируя параметрами управляющего сигнала, можно обеспечить необходимую величину проходного сечения клапана и, соответственно, заданную производительность топливного насоса высокого давления.
Предлагаемая конструкция проходит ходовые испытания.