RU121008U1 - GAS FUEL INJECTOR - Google Patents

Abstract

1. Инжектор для подачи газового топлива в цилиндр двигателя внутреннего сгорания, в частности двигателя автомобиля, содержащий корпус с размещенными внутри него катушкой, сердечником, поджимным диском, выходным штуцером и седлом, разъем питания катушки, размещенный в сердечнике с возможностью регулируемого перемещения вдоль оси сердечника упор и имеющий проходное отверстие якорь, размещенный между упором и седлом с возможностью перемещения из крайнего закрытого положения в крайнее открытое положение и поджимаемый к седлу посредством пружины, установленной в продольном канале якоря, отличающийся тем, что в проточке сердечника установлена парамагнитная вставка, торцевая поверхность которой выступает над торцевой поверхностью сердечника на величину от 0,05 мм до 0,15 мм, причем в крайнем открытом положении якорь упирается в торцевую поверхность парамагнитной вставки, и внутренняя поверхность парамагнитной вставки служит первой направляющей для якоря, а внешняя поверхность седла служит второй направляющей для якоря. ! 2. Инжектор по п.1, отличающийся тем, что сердечник размещен в корпусе с возможностью регулируемого перемещения вдоль оси сердечника посредством резьбового соединения сердечника с поджимным диском. ! 3. Инжектор по п.1, отличающийся тем, что парамагнитная вставка выполнена из твердосплавного материала. ! 4. Инжектор по п.1, отличающийся тем, что содержит центрирующую шайбу для центровки сердечника. ! 5. Инжектор по п.1, отличающийся тем, что на прижимной поверхности якоря размещена перекрывающая шайба. ! 6. Инжектор по п.5, отличающийся тем, что перекрывающая шайба выполнена из эластомерного материа 1. An injector for supplying gaseous fuel to a cylinder of an internal combustion engine, in particular a car engine, comprising a housing with a coil, a core, a pressure disk, an outlet fitting and a saddle located inside it, a coil power connector located in the core with the possibility of adjustable movement along the core axis a stop and an armature having a through hole, placed between the stop and the saddle with the ability to move from the extreme closed position to the extreme open position and pressed to the saddle by means of a spring installed in the longitudinal channel of the armature, characterized in that a paramagnetic insert is installed in the core groove, the end surface of which protrudes above the end surface of the core by an amount from 0.05 mm to 0.15 mm, and in the extreme open position, the armature rests against the end surface of the paramagnetic insert, and the inner surface of the paramagnetic insert serves as the first guide for the armature, and the outer surface of the saddle serves as a second a swarm of anchor guides. ! 2. The injector according to claim 1, characterized in that the core is placed in the housing with the possibility of adjustable movement along the axis of the core by means of a threaded connection of the core with a clamping disk. ! 3. An injector according to claim 1, characterized in that the paramagnetic insert is made of a carbide material. ! 4. An injector according to claim 1, characterized in that it comprises a centering washer for centering the core. ! 5. An injector according to claim 1, characterized in that an overlapping washer is placed on the clamping surface of the armature. ! 6. The injector according to claim 5, characterized in that the overlap washer is made of an elastomeric material

Description

Полезная модель относится к устройству подачи топлива в двигатель автомобиля, в частности, инжектору для подачи газового топлива в цилиндр двигателя внутреннего сгорания.The invention relates to a device for supplying fuel to a car engine, in particular, an injector for supplying gas fuel to a cylinder of an internal combustion engine.

Из патента РФ №2331785 (опубликован 20.08.2008; МПК F02M 21/02) известен электромеханический инжектор для подачи газового топлива, содержащий электромагнитный исполнительный механизм, воздействующий на дисковидный механический перекрывающий элемент, выполненный для открытия или перекрытия канала для прохода топлива из подающей магистрали в доставляющую магистраль, соединенную с выходным отверстием. Между доставляющей магистралью и перекрывающим элементом установлен выполненный из эластомерного материала уплотнительный элемент, прикрепленный к перекрывающему элементу и перемещающийся с ним.From the patent of the Russian Federation No. 2331785 (published on 08/20/2008; IPC F02M 21/02), an electromechanical injector for supplying gas fuel is known, comprising an electromagnetic actuator acting on a disk-shaped mechanical blocking element designed to open or close a channel for passage of fuel from a supply line to a delivery line connected to an outlet. A sealing element made of an elastomeric material is installed between the delivery line and the overlapping element, which is attached to and moving with the overlapping element.

В заявке на европейский патент №1231378 (опубликована 14.08.2002; МПК F02M 51/06, F02M 61/20) описан топливный инжектор, в котором контроль потока топлива через впускное и выпускное отверстия осуществляется посредством выполненного в форме диска и имеющего уплотняющую поверхность якоря и размещенного между корпусом инжектора и верхней поверхностью якоря упругого элемента. Упругий элемент обеспечивает дополнительную силу поджима якоря.In the application for European patent No. 1231378 (published on 08/14/2002; IPC F02M 51/06, F02M 61/20) a fuel injector is described in which the flow of fuel through the inlet and outlet is controlled by an armature made in the form of a disk and having a sealing surface and placed between the injector body and the upper surface of the anchor of the elastic element. The elastic element provides additional force of the anchor.

Недостатком указанных известных решений является громоздкость конструкции якоря, что не позволяет обеспечить требуемые величины потока газа через инжектор с заданной точностью в течение длительного времени эксплуатации.The disadvantage of these known solutions is the cumbersome design of the armature, which does not allow to provide the required values of the gas flow through the injector with a given accuracy for a long time operation.

Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является инжектор, описанный в международной заявке WO8804727 (опубликована 30.06.1988; МПК F02M 51/06, F02M 51/08). Заявка раскрывает электромагнитный инжектор, якорь которого выполнен в форме шайбы из магнитного материала и располагается между седлом и промежуточным элементом, также выполненным из магнитного материала. Поджим якоря осуществляется посредством пружины. На внешнем диаметре промежуточного элемента установлена немагнитная направляющая, роль которой заключается в магнитной изоляции якоря от промежуточного элемента, а также в центровке якоря по его внешнему диаметру. Второй направляющей для якоря служит выточка в выполненном из немагнитного материала седле, причем центровка якоря также осуществляется и по его внешнему диаметру. Топливо вводится в двигатель через верхнее отверстие в упоре, далее через осевой канал промежуточного элемента и далее - через каналы в якоре.The closest analogue of the claimed utility model is the injector described in international application WO8804727 (published on 06/30/1988; IPC F02M 51/06, F02M 51/08). The application discloses an electromagnetic injector, the anchor of which is made in the form of a washer of magnetic material and is located between the saddle and the intermediate element, also made of magnetic material. The anchor is clamped by means of a spring. A non-magnetic guide is installed on the outer diameter of the intermediate element, the role of which is to magnetically isolate the armature from the intermediate element, as well as to center the armature along its outer diameter. The second guide for the anchor is a recess in the saddle made of non-magnetic material, and the centering of the anchor is also carried out according to its outer diameter. Fuel is introduced into the engine through the upper hole in the stop, then through the axial channel of the intermediate element and then through the channels in the anchor.

Недостатком прототипа является, во-первых, тот факт, что проход топлива осуществляется фактически через весь инжектор. С топливом внутрь инжектора могут поступать мелкие частицы, что существенно сокращает срок его службы по причине повышенного износа трущихся поверхностей - прежде всего, между промежуточным элементом и якорем, - и влияет на стабильность времени открытия-закрытия инжектора.The disadvantage of the prototype is, firstly, the fact that the passage of fuel is actually through the entire injector. Small particles can come into the injector with fuel, which significantly reduces its service life due to increased wear of rubbing surfaces - primarily between the intermediate element and the armature - and affects the stability of the injector open-close time.

Во-вторых, направление движения и центровка якоря, выполненного в виде шайбы, требует повышенной точности изготовления соприкасающихся поверхностей якоря, немагнитной вставки и седла. В противном случае малейший перекос приведет к сбою работы инжектора.Secondly, the direction of movement and centering of the anchor, made in the form of a washer, requires increased accuracy in the manufacture of the contacting surfaces of the armature, non-magnetic insert and saddle. Otherwise, the slightest distortion will lead to failure of the injector.

Задачей настоящей полезной модели является устранение указанных недостатков прототипа, а именно, обеспечение конструкции инжектора, минимизирующей поступление инородных частиц в области трущихся поверхностей и обеспечивающей многократное срабатывание инжектора с высокой повторяемостью времени открытия-закрытия.The objective of this utility model is to eliminate these drawbacks of the prototype, namely, providing an injector design that minimizes the intake of foreign particles in the area of rubbing surfaces and provides multiple injector response with high repeatability of opening and closing times.

Инжектор согласно настоящей полезной модели содержит корпус с размещенными внутри него катушкой, сердечником, выходным штуцером и седлом, и разъем питания катушки. В сердечнике расположен упор, имеющий возможность регулируемого перемещения вдоль оси сердечника. Якорь с выполненным в нем проходным отверстием перемещается между упором и седлом из крайнего закрытого положения в крайнее открытое положение. Якорь поджимается к седлу посредством пружины, установленной в продольном канале якоря. В проточке сердечника установлена парамагнитная вставка, торцевая поверхность которой выступает над торцевой поверхностью сердечника, так что в крайнем открытом положении якорь упирается в торцевую поверхность парамагнитной вставки. Внутренняя поверхность парамагнитной вставки служит первой направляющей для движения якоря между крайними открытым и закрытым положениями, а внешняя поверхность седла служит второй направляющей для якоря.The injector according to the present utility model comprises a housing with a coil, a core, an outlet fitting and a seat located inside it, and a coil power connector. An emphasis is located in the core, with the possibility of adjustable movement along the axis of the core. An anchor with a through hole made therein moves between the stop and the seat from the extreme closed position to the extreme open position. The anchor is pressed to the saddle by means of a spring mounted in the longitudinal channel of the anchor. A paramagnetic insert is installed in the core groove, the end surface of which protrudes above the end surface of the core, so that in the extreme open position the anchor abuts against the end surface of the paramagnetic insert. The inner surface of the paramagnetic insert serves as the first guide for the movement of the armature between the extreme open and closed positions, and the outer surface of the saddle serves as the second guide for the armature.

Данная конструкция инжектора обеспечивает две разнесенные направляющие поверхности якоря, что повышает надежность и стабильность работы инжектора. Кроме того, проход газа от входного отверстия к выходному штуцеру осуществляется в районе якоря, т.е. по максимально короткому пути, причем поток газа направлен так, что инородные частицы не будут оседать на трущихся поверхностях и приводить к их преждевременному износу.This injector design provides two spaced guide surfaces of the armature, which increases the reliability and stability of the injector. In addition, the passage of gas from the inlet to the outlet is carried out in the region of the armature, i.e. along the shortest possible path, and the gas flow is directed so that foreign particles will not settle on the rubbing surfaces and lead to their premature wear.

В корпусе, над катушкой, может быть установлен выполненный из магнитопроводящего материала поджимной диск для более надежной фиксации катушки внутри корпуса. Фиксация самого поджимного диска может осуществляться, например, завальцовкой корпуса или свариванием лазером.In the case, above the coil, a clamping disk made of magnetically conductive material can be installed for more reliable fixation of the coil inside the case. The clamping disc itself can be fixed, for example, by rolling the casing or by laser welding.

Сердечник может быть размещен в корпусе с возможностью регулируемого перемещения вдоль оси сердечника для удобства регулировки времени открытия-закрытия инжектора. Регулируемое перемещение сердечника может быть осуществлено посредством резьбового соединения сердечника с поджимным диском.The core can be placed in the housing with the possibility of adjustable movement along the axis of the core for the convenience of adjusting the opening-closing time of the injector. Adjustable movement of the core can be accomplished by threadedly connecting the core to the pinch disc.

Предпочтительно, если парамагнитная вставка выполнена из твердосплавного материала, что позволяет снизить время закрытия якоря, увеличить срок службы инжектора. Также предпочтительно, если инжектор содержит центрирующую шайбу для центровки сердечника.Preferably, if the paramagnetic insert is made of carbide material, which allows to reduce the closing time of the armature, to increase the life of the injector. It is also preferred that the injector comprises a centering washer for centering the core.

Для надежного прилегания якоря к седлу на прижимной поверхности якоря может быть размещена перекрывающая шайба, выполненная, например, из эластомерного материала.For reliable fit of the anchor to the seat on the clamping surface of the anchor can be placed overlapping washer made, for example, of elastomeric material.

Кроме того, в продольном канале якоря может располагаться шарик, и тогда поджим пружиной якоря осуществляется через этот шарик.In addition, a ball can be located in the longitudinal channel of the anchor, and then the spring is pressed by the ball through this ball.

Далее полезная модель более подробно поясняется со ссылками на фигуры.Further, the utility model is explained in more detail with reference to the figures.

На фиг.1 представлен вариант исполнения инжектора согласно заявляемой полезной модели.Figure 1 presents an embodiment of the injector according to the claimed utility model.

На фиг.2 представлено увеличенное изображение упора, якоря и седла.Figure 2 presents an enlarged image of the emphasis, anchors and saddles.

Общий вид возможного варианта исполнения инжектора приведен на фиг.1. Инжектор содержит корпус (1) с размещенными внутри него катушкой (2), сердечником (3), выходным штуцером (4) и седлом (5), и разъем питания катушки (6). В сердечнике расположен упор (7), имеющий возможность регулируемого перемещения вдоль оси (8) сердечника, например, посредством исполнения резьбового соединения упора (7) с сердечником (3). Якорь (9) с выполненным в нем проходным отверстием (10) перемещается между упором (7) и седлом (5) из крайнего закрытого положения (показано на фиг.1) в крайнее открытое положение и обратно. В крайнем закрытом положении якорь (9) поджимается к седлу (5) посредством пружины (11), установленной в продольном канале (12) якоря.A general view of a possible embodiment of the injector is shown in figure 1. The injector comprises a housing (1) with a coil (2) placed inside it, a core (3), an outlet fitting (4) and a seat (5), and a coil power connector (6). A stop (7) is located in the core, which can be controlledly moved along the axis (8) of the core, for example, by making a threaded connection of the stop (7) to the core (3). An anchor (9) with a through hole (10) made therein moves between the stop (7) and the seat (5) from the extreme closed position (shown in FIG. 1) to the extreme open position and vice versa. In the extreme closed position, the armature (9) is pressed against the seat (5) by means of a spring (11) installed in the longitudinal channel (12) of the armature.

В проточке сердечника (3) установлена парамагнитная вставка (13), торцевая поверхность (14) которой выступает над торцевой поверхностью (15) сердечника (фиг.2). В крайнем открытом положении якорь (9) упирается в торцевую поверхность (14) парамагнитной вставки; таким образом, исключается контакт якоря (9) и сердечника (3).In the groove of the core (3), a paramagnetic insert (13) is installed, the end surface (14) of which protrudes above the end surface (15) of the core (Fig. 2). In the extreme open position, the armature (9) abuts against the end surface (14) of the paramagnetic insert; thus, the contact of the armature (9) and the core (3) is excluded.

При заданной величине расстояния между торцевой поверхностью (15) сердечника и торцевой поверхностью якоря (9) в закрытом положении величина выступа торцевой поверхности (14) парамагнитной вставки над торцевой поверхностью (15) сердечника фактически определяет величину зазора между якорем (9) в открытом положении и седлом (5), а значит, влияет на количество газового топлива, проходящего через инжектор. Согласно полезной модели, наиболее оптимальные величины выступа торцевой поверхности (14) парамагнитной вставки над торцевой поверхностью (15) сердечника лежат в диапазоне от 0,05 мм до 0,15 мм. При большей величине выступа уменьшается магнитная сила, воздействующая на подъем якоря (9), а значит, не будет обеспечен нужный расход газа при заданном перепаде давления, а в случае увеличения перепада давления, например, вследствие неисправности редуцирующего устройства или из-за падения бортового напряжения, инжектор может не открыться. При меньшей величине выступа может произойти касание якоря (9) и сердечника (15), что приведет к резкому увеличению времени закрытия и, соответственно, нарушению заданного расхода газа.For a given distance between the end surface (15) of the core and the end surface of the armature (9) in the closed position, the protrusion of the end surface (14) of the paramagnetic insert above the end surface (15) of the core actually determines the gap between the armature (9) in the open position and saddle (5), which means it affects the amount of gas fuel passing through the injector. According to a utility model, the most optimal values of the protrusion of the end surface (14) of the paramagnetic insert above the end surface (15) of the core lie in the range from 0.05 mm to 0.15 mm. With a larger protrusion, the magnetic force acting on the rise of the armature decreases (9), which means that the required gas flow rate will not be ensured for a given pressure drop, and in case of a pressure drop increase, for example, due to a malfunction of the reducing device or due to a drop in the on-board voltage , the injector may not open. With a smaller protrusion, the touch of the armature (9) and the core (15) can occur, which will lead to a sharp increase in the closing time and, accordingly, a violation of the given gas flow rate.

Внутренняя поверхность (16) парамагнитной вставки служит первой направляющей для якоря (9), а внешняя поверхность (17) седла служит второй направляющей для якоря (9).The inner surface (16) of the paramagnetic insert serves as the first guide for the armature (9), and the outer surface (17) of the saddle serves as the second guide for the armature (9).

В рабочих условиях инжектор подвергается вибрациям, перепадам температуры и давления, что может приводить к небольшим смещениям катушки (2), а значит, влиять на время открытия-закрытия инжектора. С целью уменьшения этого эффекта в корпусе (1) установлен поджимной диск (18) для более надежной фиксации положения сердечника (15) относительно продольной оси инжектора катушки (2) внутри корпуса (1).Under operating conditions, the injector is subjected to vibrations, temperature and pressure drops, which can lead to small displacements of the coil (2), which means that it affects the opening and closing times of the injector. In order to reduce this effect, a compression disk (18) is installed in the housing (1) to more reliably fix the position of the core (15) relative to the longitudinal axis of the injector of the coil (2) inside the housing (1).

Сердечник (3) может быть размещен в корпусе (1) с возможностью регулируемого перемещения вдоль оси (8) сердечника для удобства регулировки хода якоря (9). Простым и надежным вариантом регулировки положения сердечника (3) в корпусе (1) является, например, выполнение резьбового соединения сердечника (3) с поджимным диском (18), как показано на фиг.1.The core (3) can be placed in the housing (1) with the possibility of adjustable movement along the axis (8) of the core for the convenience of adjusting the stroke of the armature (9). A simple and reliable option for adjusting the position of the core (3) in the housing (1) is, for example, making a threaded connection of the core (3) with a clamping disk (18), as shown in Fig. 1.

Для увеличения срока службы инжектора предпочтительно, если парамагнитная вставка (13) выполнена из твердосплавного материала.To increase the life of the injector, it is preferable if the paramagnetic insert (13) is made of carbide material.

Также предпочтительно, если инжектор содержит центрирующую шайбу (19) для центровки и фиксации сердечника (3) в корпусе (1) с целью сохранения соосности сердечника (3), якоря (9) и седла (5) в условиях вибрации, перепадов температуры и давления.It is also preferable if the injector contains a centering washer (19) for centering and fixing the core (3) in the housing (1) in order to maintain alignment of the core (3), armature (9) and seat (5) under vibration, temperature and pressure drops .

Для надежного прилегания якоря (9) к седлу (5) на прижимной поверхности якоря (9) может быть размещена перекрывающая шайба (20), выполненная, например, из эластомерного материала.For reliable fit of the armature (9) to the seat (5), an overlapping washer (20) made, for example, of elastomeric material can be placed on the clamping surface of the armature (9).

Кроме того, в продольном канале (12) якоря может располагаться шарик (21), и тогда поджим пружиной (11) якоря (9) осуществляется через этот шарик (21).In addition, a ball (21) can be located in the longitudinal channel (12) of the armature, and then the spring (11) is pressed by the armature (9) through this ball (21).

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В закрытом положении инжектора якорь (9) поджимается пружиной (11), так что перекрывающая шайба (20) плотно прилегает к седлу (5).In the closed position of the injector, the armature (9) is pressed by the spring (11), so that the overlapping washer (20) fits snugly against the seat (5).

Газовое топливо поступает через входное отверстие (22) во внутреннюю полость инжектора, ограниченную корпусом (1), якорем (9) и выходным штуцером (4) с установленным в нем седлом (5).Gas fuel enters through the inlet (22) into the inner cavity of the injector, bounded by a housing (1), an anchor (9) and an outlet fitting (4) with a saddle (5) installed in it.

При подаче питания на катушку (2) через разъем питания (6) катушки якорь (9) перемещается в крайнее открытое положение. При этом газовое топливо проходит через проходное отверстие (10) якоря и образовавшийся зазор между перекрывающей шайбой (20) и седлом (5) и далее через выходной штуцер (4) попадает в цилиндр двигателя (не показан).When power is supplied to the coil (2) through the power connector (6) of the coil, the armature (9) moves to the extreme open position. In this case, gas fuel passes through the anchor bore (10) and the gap formed between the blocking washer (20) and the seat (5) and then through the outlet fitting (4) enters the engine cylinder (not shown).

При снижении напряжения на катушке (2) ниже заданной пороговой величины якорь (9) возвращается в крайнее закрытое положение, и проход газового топлива через инжектор прекращается.When the voltage on the coil (2) decreases below a predetermined threshold value, the armature (9) returns to its extreme closed position, and the passage of gas fuel through the injector stops.

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить надежность и точность работы инжектора газового топлива, а также увеличить срок его службы.The proposed technical solution improves the reliability and accuracy of the gas fuel injector, as well as increase its service life.

Claims (7)

1. Инжектор для подачи газового топлива в цилиндр двигателя внутреннего сгорания, в частности двигателя автомобиля, содержащий корпус с размещенными внутри него катушкой, сердечником, поджимным диском, выходным штуцером и седлом, разъем питания катушки, размещенный в сердечнике с возможностью регулируемого перемещения вдоль оси сердечника упор и имеющий проходное отверстие якорь, размещенный между упором и седлом с возможностью перемещения из крайнего закрытого положения в крайнее открытое положение и поджимаемый к седлу посредством пружины, установленной в продольном канале якоря, отличающийся тем, что в проточке сердечника установлена парамагнитная вставка, торцевая поверхность которой выступает над торцевой поверхностью сердечника на величину от 0,05 мм до 0,15 мм, причем в крайнем открытом положении якорь упирается в торцевую поверхность парамагнитной вставки, и внутренняя поверхность парамагнитной вставки служит первой направляющей для якоря, а внешняя поверхность седла служит второй направляющей для якоря.1. An injector for supplying gas fuel to the cylinder of an internal combustion engine, in particular a car engine, comprising a housing with a coil, core, compression disk, outlet fitting and seat located inside it, a coil power connector located in the core with adjustable movement along the core axis emphasis and an anchor having a bore located between the emphasis and the saddle with the possibility of moving from the extreme closed position to the extreme open position and pushed to the saddle by rifle installed in the longitudinal channel of the anchor, characterized in that a paramagnetic insert is installed in the groove of the core, the end surface of which protrudes above the end surface of the core by 0.05 mm to 0.15 mm, and in the extreme open position the anchor abuts against the end surface paramagnetic insert, and the inner surface of the paramagnetic insert serves as the first guide for the anchor, and the outer surface of the saddle serves as the second guide for the anchor. 2. Инжектор по п.1, отличающийся тем, что сердечник размещен в корпусе с возможностью регулируемого перемещения вдоль оси сердечника посредством резьбового соединения сердечника с поджимным диском.2. The injector according to claim 1, characterized in that the core is placed in the housing with the possibility of adjustable movement along the axis of the core by means of a threaded connection of the core with the clamping disk. 3. Инжектор по п.1, отличающийся тем, что парамагнитная вставка выполнена из твердосплавного материала.3. The injector according to claim 1, characterized in that the paramagnetic insert is made of carbide material. 4. Инжектор по п.1, отличающийся тем, что содержит центрирующую шайбу для центровки сердечника.4. The injector according to claim 1, characterized in that it contains a centering washer for centering the core. 5. Инжектор по п.1, отличающийся тем, что на прижимной поверхности якоря размещена перекрывающая шайба.5. The injector according to claim 1, characterized in that an overlapping washer is placed on the clamping surface of the armature. 6. Инжектор по п.5, отличающийся тем, что перекрывающая шайба выполнена из эластомерного материала.6. The injector according to claim 5, characterized in that the overlapping washer is made of elastomeric material. 7. Инжектор по п.1, отличающийся тем, что пружина осуществляет поджим якоря через шарик, установленный в продольном канале якоря.

7. The injector according to claim 1, characterized in that the spring compresses the armature through a ball mounted in the longitudinal channel of the armature.