ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДОЗИРУЮЩИЙ КЛАПАН
ELECTROMAGNETIC METERING VALVE

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к производству топливоподающих систем, в частности к дозаторам топлива для топливных насосов высокого давления (ТНВД).
Дозирующие устройства для систем топливоподачи широко известны. Например, ЕР 1467085 7, F02M 55/04 защищает «Дозирующее текучую среду устройство и способ его сборки». Однако этот дозатор применим в основном для бензиновых форсунок, т.е. на завершающей стадии нагнетания топлива (в зоне высокого давления). Подобное же назначение имеет техническое решение «Устройство для регулирования давления нагнетания насоса, например, для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания», защищенное фирмой РОБЕРТ БОШ Гмбх (DE) патентом RU 2247258 С2, F02M 63/02. При широком применении этого устройства (запатентовано во многих странах и регионах) оно применимо все же только в зоне высокого давления ТНВД.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является «Клапан для впрыска топлива в ДВС», защищенный фирмой БОШ патентом US 6626151 ВВ 7, F02M 59/46 (см. фиг.1). В насосе высокого давления для аккумуляторной топливоподающей системы этот электромагнитный дозирующий клапан своим выходом направлен в линию низкого давления, а его вход сообщается со стороной высокого давления. В корпусе 1 имеет возможность осевого перемещения поршень (золотник) 2. Работающая на сжатие пружина 3 смещает поршень (золотник) 2 в открытое положение, а якорь электромагнита 4 смещает поршень (золотник) 2 в закрытое положение и таким образом поддерживается заданная величина подачи топлива в линии низкого давления перед стадией нагнетания его плунжерной парой ТНВД (не показана). К недостатку этой конструкции можно отнести то, что корпус поршня (золотника) является также неотъемлемой частью электромагнитного привода, а это может привести к ухудшению тяговых характеристик электромагнита при использовании, например, материалов корпуса поршня с определенными свойствами, обеспечивающими требования износостойкости. Кроме того, единый (неразъемный) корпус, объединяющий электромагнитный привод с золотниковой парой, трудоемок в производстве и при выходе из строя той или другой части требует замены всего устройства, что неоправданно увеличивает эксплуатационные расходы.
Целью предлагаемого изобретения является устранение названных недостатков при одновременном повышении технологичности (удешевлении) конструкции дозирующего клапана.
Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый электромагнитный дозирующий клапан, установленный в линию низкого давления ТНВД аккумуляторной топливной системы, состоящий из электромагнитного привода и золотниковой пары, золотник которой приводится в закрытое положение якорем электромагнитного привода, преодолевающим усилие возвратной пружины сжатия, отличается тем, что его корпус выполнен разъемным, одна часть которого, являясь частью корпуса электромагнита, выполняет функцию якоря электромагнитного привода, причем электромагнит закрыт внешним кожухом с отдельным прижимающим фланцем, а другая часть корпуса (втулка) содержит непосредственно золотник с возвратной пружиной, и золотник при этом выполнен с запорной кромкой для осечки топлива в виде треугольного паза или непосредственно на его торцевой поверхности.
Конструкция предлагаемого электромагнитного дозирующего клапана показана на чертеже, где на фиг.2 представлен в осевом разрезе вариант с золотниковой парой, имеющей запорную кромку золотника в виде треугольного паза, на фиг.3 - вариант золотниковой пары с запорной кромкой, выполненной непосредственно на торце золотника, и на фиг.4 показана кромка золотника в случае выполнения его по фиг.2.
Предлагаемый электромагнитный дозирующий клапан (см. фиг.2 и 3) состоит из кожуха электромагнита 1, прижимаемого к корпусу ТНВД (не показан) отдельным фланцем 2, одновременно скрепляющим втулку 3 золотника 4 с внутренним корпусом 5 обмотки электромагнита 6. Внешний торец и небольшой цилиндрический выступ внутреннего корпуса 5 центрируют электромагнитный привод с втулкой 3 золотника 4 при закреплении всего электромагнитного клапана на корпусе ТНВД (или на корпусе двигателя) фланцем 2. Внутри золотника 4 размешена возвратная пружина 7. Якорь электромагнита 8 посредством штока 9 взаимодействует с золотником 4, имеющим отсечные кромки 10 (см. фиг.2 и 4) и 11 (см. фиг.3). На втулке 3 выполнено проходящее через ее ось сквозное поперечное отверстие 12 для подачи топлива от подкачивающего насоса (не показан) через центральную полость золотника 4 в линию низкого давления (не показана).
Предлагаемый электромагнитный дозирующий клапан работает следующим образом. Управляющий сигнал от электронного блока (на чертеже не показан) подается на обмотку 6 электромагнитного привода. Вследствие этого происходит пропорциональное величине подаваемого сигнала линейное перемещение якоря 8 и воздействие штока 9 якоря на управляющий золотник 4. При увеличении управляющего сигнала шток 9 якоря 8, преодолевая усилие возвратной пружины 7, выдвигается из корпуса 5 электромагнитного привода и перемещает золотник 4 в определенное положение, сокращая проходное сечение, образуемое запорной кромкой 10, 11 золотника 4 и расточкой или отверстием 12 на втулке 3 золотника 4.
У золотниковой пары, представленной на фиг.2, регулируемое проходное сечение образуется между кромкой расточки на втулке 3 золотника 4, выполненной в зоне отверстия 12, и пазом 10 золотника, выполненным в форме треугольника (см. фиг.4), а у пары, представленной на фиг.3, регулируемое проходное сечение образуется между отверстием 12 и острой кромкой 11, выполненной непосредственно на торце золотника 4.
Топливо, подаваемое от подкачивающего насоса, поступает через отверстия 12 на втулке 3 к запорной кромке 10, 11 золотника 4 и, пройдя через регулирующее проходное сечение, выходит через осевое отверстие на торце втулки 3, тем самым поддерживается заданная величина подачи в линию низкого давления перед стадией нагнетания топлива плунжерной парой ТНВД.
Применение золотника с запорной кромкой 10 (фиг.4) предпочтительно в тех случаях, когда требуется точное пропорциональное регулирование дозируемого топлива при невысоких максимальных расходах, а запорная кромка 11 предпочтительна при невысоких требованиях к точности регулирования, но более высоких максимальных расходах топлива.
Описанная конструкция предлагаемого электромагнитного дозирующего клапана проста (технологична) при изготовлении отдельных его деталей (особенно втулки золотника), при сборке и монтаже всего узла на ТНВД (или на двигателе), а при эксплуатации позволяет производить ремонт раздельно электромагнитного привода и золотниковой пары, что значительно снижает расходы на протяжении всего жизненного цикла изделия.