9.4. Электромагнитный клапан с пружинным ударным устройством

ный узел 2, 4 юшпаиа. После прекращения действия постоянного управляющего напряжения ток в обмотке 9 электромагнита прерывается, магнитное поле в маг-нитопроводе 8, 10 исчезает, магнитопро-водящая шайба 10 под действием возвратной пружины 1 поднимается вверх и запорный узел 2, 4 электроюшпапа закрывается.

Электромагнитный клапан обладает тремя существенными недостатками:

д.1Я преодоления усилия возвратной запорной пружины 1 электромагнит 8, 9, 10 должен обладать значительной тяговой силой, что делает его габаритные размеры и индуктивность недопустимо большими, а потребление энергии от бортсети автомобиля - значительным;

при резком па/1ении величины по-СТ0Я1П10Г0 унравляюн1его напряжения, например при пуске двигателя в холодное зимнее время, электромагнит 8, 9, 10 .может не преодолеть возвратного уси.тия запорной пружины 1 и тогда клапан останется закрытым;

при открытии и закрытии электро-

к.лапана имеют место громкие щелчковыс соударения: пр магнитопроводящей шайбы (якоря) 10 об ярмо 8, при -vx-панной головки 2 о посадочную фаску 4. Как следствие, р: папа сопровождается значительным шумом. Устранение указанных недостатков электромагнитного клан. тем уменьшения его габаритных размеров, повьпиения на.п,сж1г-[нумности срабатывания, а также путем автоматизапии у правд ;!( Т1ессами с применением электронной автоматики.

Рис. 9.1. Электромагииный клапан

и открьшанит! - <р!чвании - K.ia-оггга э;1Сктрокла-

возможно Пу-

И нониженпя л рабочими про-

9.4. Электромагнитный клапан с пружинным ударным устройством

На рис. 9.2 показано устройство элeктpoкjaпaпa ГРМ, jsbiiio.jicHHoro по авторскому свидетельству СССР № 1395844 (Бюл. № 18, 1988 г.).

Основная идея этого изобретения состоит в том, что вьипсописанный электроклапан (рис. 9.1), которому на рис. 9.2 соответствуют позтиш i, 2, 3, 6, 7, 8, дополнен пружинным ударным устройством (на рис 9.2 поз. 4, 9, 10, 11, 12). Ударное устройство взводится втяжным электро.магнитом 5. 9. Id. 11, а спускается на удар спусковым электромагнитом (на рис. 9.2 поз. \4. 15, 16, 17, 18) и возвратной пружиной 12, ослабленной по сравнению с осиовгой пружиной 8.

Рис. 9.2. Электромагнитный клапан с пружинным ударным устройством

Управление электромагнитным приводом клапана осуществляется без применения распределительного вала - от электрических сигназов, сформированных в релейно-электронном устройстве управления, что позволяет изменять фазы газораспределения. Когда Kjianan закрыт, все три электромагнита обесточены и Kia-панная головка 6 надежно и плотно прижата к посадочной фаске 20 возвратной запорной пружиной 8. Фиксирующий шток 14, установленный на якоре 15 спускового электромагнита, находится в зажатом состоянии под головкой 11 якоря пружинного ударно10 устройства. Когда к.тапан открывается, электромагниты в определенной последовательности вкзючаются па срабатывание путем подачи импульсов постоянного напряжения на их обмотки от релейно-электронного блока управления. Последовательность срабатывания электромагнитов при открывании клапана следуюнгая. Сначата, с очень коротким опережением, срабатывают втяжной и спусковой электромагниты. Под воздействием втяжного электромагнита головка 11 вместе с якорем 9, 10 подни.мается вверх, а фиксирую-птий шток 14 под воздействием спускового электро.магнита втягивается якоре.м 15 в катушку 18, тем самым массивный якорь 9, 10, 11 подготавливается лля срабатывания на удар . Да-зее включается основной открываюигий электромагнит и одновременно отпускается (обесточивается) втяжной электромагнит, а спусковой электро.магнит остается в состоянии удержания якоря 15 в катушке 18. В результате такой коммутации открывающий электромагнит напрягает основную возвратную запорную пружину 8 и после ударного (сталкивающего) воздействия со стороны .массивного якоря 9, 10, 11 (который после обесточива-

9.5. Электромагнитный клапан с пружинной амортизацией

ния катушки 5 втяжного электромагнита приводится в мгновенное движение возвратной пружиной 12) переменшет основной якорь 7 и к-лапаиную головку 6 вниз - газораспределительный клаиан открывается и удерживается в открытом состоянии, пока открывающий электромагнит находится под током.

При закрывании юлапапа сначала отпускается (обесточивается) спусковой электромагнит и под действием ма-юй возвратной пружины 16 его якорь 15 выталкивается из катунжи 18, а фиксирующий шток 14 перемешается под /оловку 11 массивного якоря 9, 10, 11. Далее одновременно обесточиваются (отпускаются) основной открывающий и втяжной электромагниты. Основная возвратная запирающая пружина 8 поднимает якорь 7 и клапанную головку 6 вверх - клапан закрывается, а массивный якорь 9, 10, И обесточенного втяжного электромагнита под действие.м возвратной пружины 12 несколько опускается вниз до унора головки 11 в фиксирующий шток 14. Последним движением реализуется фиксаЕЩЯ пружинного ударного устройства (массивного якоря 9, 10, 11 и возвратной пружины 12) во взведенно.м состоянии до следуюн1его срабатывания к.ла11ана па открыва1П1е.

Целью описанного изобретения было снижение /ютребляемой электрической монтности электромагнитным клапаном, которая достигнута оригинальным способом - ударом по якорю слаботочного и относительно небольшого открывающего электро.магнита массивным якорем иружинного ударного устройства.

Однако такой электромеха1П1ческий клапан не может быть использован в ГРМ автомобильных двигателей, так как значительные шумы, возникающие при его срабатывании от соударений подвижных компонентов, здесь не устранены. Функциональная надежность электромагнитного к.лапана с пружинным ударным устройством также недосталочно высокая, так как для его устойчивой работы требуется синхронизация удара массивного якоря с начаюм движе}1ия якоря открывающего электромагнита.

Реализовать синхронность двух механических взаимодействий при отсутствии между ними постоянной кинематической связи и при высокой скорости срабатывания практически невозможно.

9.5. Электромагнитный клапан с пружинной амортизацией

Все электромагнитные клапаны значительно стучат во время работы, за счет соударения подвижной и неподвижной частей клапана. Для устранения элого недостатка можно применить пружинную амортизацию.

В качестве примера-рассмотрим газораспределительный клапан (ГР-клапан) для поршневого двигателя внутреннего сгорания (ДВС), разработанный и запатентованный западно-германской фирмой Daimler - Benz - AG в 1976 году (Патент ФРГ, № 2630512, класс: F 02D 13/02 от 7.07.1976 г.), устройство которого показано на рис. 9.3.

Такой газораспределительный клапан работает следующим образом. Когда на обмотку 14 открывающего электромагнита (13, 14) подается управляющее напряжение, якорь 5 под действием притяжения к магнитопроводу 13 опускается вниз и, сжимая нижнюю пружину 4, открывает клапан 1. При этом верхняя амортизирующая пружина 8 способствует открытию клапана, так как до этого она находилась в частично сжатом состоянии. При закрытии к.лапана управляющее