исполнительный механизм электронной системы управления рядного топливного насоса высокого давления дизеля

Формула изобретения

1. Исполнительный механизм электронной системы управления рядного топливного насоса высокого давления (ТНВД), содержащий корпус регулятора, жестко закрепленный на корпусе ТНВД со стороны, противоположной муфте привода, и смонтированные в корпусе регулятора многополюсный поворотный электромагнит, передаточный рычаг привода регулирующей рейки ТНВД, жестко закрепленный на оси поворотного электромагнита, а также возвратную пружину передаточного рычага, отличающийся тем, что поворотный электромагнит жестко закреплен в корпусе регулятора с направлением оси перпендикулярно плоскости, проходящей через оси кулачкового вала и нагнетательных секций ТНВД, передаточный рычаг шарнирно связан с регулируемой по длине при помощи винтовой пары и распорной пружины тягой регулирующей рейки ТНВД и соединение тяги с регулирующей рейкой также выполнено шарнирно.

2. Исполнительный механизм по п.1, отличающийся тем, что жесткость возвратной пружины согласована с силовой схемой многополюсного поворотного электромагнита для обеспечения штатного и аварийного останова двигателя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к регуляторам топливоподачи, в частности к исполнительным механизмам электронных систем регулирования процесса впрыска топлива в цилиндры преимущественно дизельного двигателя.

Известен исполнительный механизм электронного регулятора частоты вращения дизеля, например, по авторскому свидетельству SU 1318706, 4F02D 1/08. Этот механизм компактно расположен в развале V-образного топливного насоса высокого давления (ТНВД) дизеля и управляет одновременно двумя рейками привода поворота втулок плунжеров этого насоса. Основным недостатком этого механизма является применение электродвигателя и дополнительных кинематических цепей привода реек, что снижает быстродействие и точность позиционирования втулок относительно плунжеров.

Известен более современный исполнительный механизм электронной системы регулирования частоты вращения дизеля, например, по патенту RU 2331663, 7F02D 1/08. Ось этого механизма (его многополярного поворотного электромагнита) также перпендикулярна оси кулачкового вала, что способствует компактному расположению его в развале V-образного топливного насоса. Однако такая компановка исполнительного механизма на рядном топливном насосе высокого давления становится проблематичной с точки зрения габаритных размеров (ширины) насоса.

Известен электронный регулятор управления подачей топлива рядного ТНВД, патенту RU 2066386, F02D 1/08; 1/18, содержащий исполнительный механизм, у которого якорь и сердечник датчика положения рейки выполнены за одно целое с этой рейкой, магнитопровод с катушкой жестко закреплен на корпусе насоса. От величины и направления управляющего тока, подаваемого на обмотку якоря, зависит направление и величина перемещения рейки и соответственно увеличение или уменьшение подачи топлива в цилиндры двигателя. Этот регулятор компактен, но из-за инертности срабатывания (большие движущиеся массы) не может обеспечить требуемого быстродействия и точного позиционирования рейки.

Целью настоящего изобретения является создание компактного исполнительного механизма электронной системы управления рядного топливного насоса высокого давления, лишенного перечисленных недостатков известных технических решений.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом исполнительном механизме электронной системы управления рядного топливного насоса высокого давления (ТНВД), содержащем корпус регулятора, жестко закрепленный на корпусе ТНВД со стороны, противоположной муфте привода, и смонтированные в корпусе регулятора многополюсный поворотный электромагнит, передаточный рычаг привода регулирующей рейки ТНВД, жестко закрепленный на оси поворотного электромагнита, а также возвратную пружину передаточного рычага, согласно изобретению поворотный электромагнит жестко закреплен в корпусе регулятора с направлением оси перпендикулярно плоскости, проходящей через оси кулачкового вала и нагнетательных секций ТНВД, передаточный рычаг шарнирно связан с регулируемой по длине при помощи винтовой пары и распорной пружины тягой регулирующей рейки и соединение тяги с регулирующей рейкой также выполнено шарнирно, причем жесткость возвратной пружины согласована с силовой схемой многополюсного поворотного электромагнита для обеспечения штатного и аварийного останова двигателя.

Предлагаемый исполнительный механизм показан на чертеже, где схематично изображены его основные конструктивные элементы.

На корпусе ТНВД 1 при помощи болтов 2 закреплен корпус регулятора 3, в котором смонтирован известный многополюсный поворотный электромагнит 4 (например типа ЭМП 01-20) с направлением его оси перпендикулярно плоскости, проходящей через оси кулачкового вала и нагнетательных секций ТНВД (не показаны). На оси электромагнита 5 жестко закреплен передаточный рычаг 6, через его шарнир 7 связанный с тягой 8, оснащенной винтовой парой 9 с контргайкой 10. Ползун тяги 11 через его шарнир 12 соединен с концом регулирующей рейки ТНВД 13. Между винтовой парой 9 и ползуном тяги 11 поставлена распорная пружина 14. Сигнал на многополюсный поворотный электромагнит 4 от управляющего электронного блока (не показан) подается по электрошнуру 15. Исходную контрольную точку взаимодействия поворотного электромагнита 4 с регулирующей рейкой 13 при сборке описываемого исполнительного механизма настраивают изменением длины тяги 8 при помощи винтовой пары 9 и контргайки 10. Распорная пружина 14 придает относительную жесткость конструкции, состоящей из элементов 7, 8, 9, 10, 11, 12, и одновременно выбирает возможные люфты в сочленениях перечисленных элементов. Шарниры 7 и 12 исключают «заедание» регулирующей рейки 13 в ее направляющих, что повышает точность ее позиционирования в заданных электронной системой пределах.

Предлагаемый исполнительный механизм работает следующим образом. При поступлении корректирующего сигнала от электронного блока управления по электрошнуру 15 электромагнит 4 поворачивается на заданный угол, пропорциональный величине, направлению и продолжительности управляющего тока. При этом передаточный рычаг 6 передает дуговое перемещение через шарнир 7, тягу 8 и шарнир 12 на регулирующую рейку ТНВД 13, связанную зубчатой передачей с втулками плунжеров (не показаны), взаимное положение которых с плунжерами ТНВД и определяет опережение, продолжительность и величину впрыскиваемого через форсунки топлива в цилиндры двигателя. Заданный таким образом режим подачи топлива сохранится вплоть до очередного электрического импульса, поступившего на поворотный электромагнит 4. Возвратная пружина 16, жесткость которой согласована с силовой схемой многополюсного поворотного электромагнита 4, гарантирует штатный и аварийный останов двигателя, например при нарушении электропитания.

Описанная компановка на корпусе рядного ТНВД и внутреннее устройство предлагаемого исполнительного механизма электронной системы управления топливоподачи дизельного двигателя обеспечивает его компактность, быстрое и адекватное реагирование на реальные изменения дорожных условий при оптимальном расходе топлива и нормативных выбросах в атмосферу отработавших газов (например, соответствующих требованиям Евро-3).