Глава 9. Електромагнітний привід газорозподільних клапанів

РИС. 9.8. Магнітоелектричний клапан з керованим вентилем. 1 — поворотна пружина; 2 — клапанна голівка; 3 — клапанний стрижень; 4 — клапанна млявий; 5 — спрямовуюча втулка; 6 — голівка блоку циліндрів (лиття); 7 — корпус електромагнітів і гідро амортизатора; 8 — зливальний канал; 9 — ущільнене кільце гідро амортизатора; 10 — пробка зливального каналу 8; 11 — кільцевої постійний магніт N-S; 12 — затяжна гайка; 13 — кришка корпусу 7; 14 — обмотка закриваючого електромагніта; 15 — нерухомий (дистанційний) повітряний зазор; 16 — якір (рухлива частина) електромагнітного приводу, котрий є поршнем гідро амортизатора; 17 — трубка немагнітна, яка фіксує якір 16 на клапанному стрижні 3; 18 — термоізоляційна і звукопоглинаюча прокладка; 19 — обмотка відкриває електромагніта; 20 — електрогідравлічний пристрій управління; 21 — запірна голка; 22 — перепускний жиклер з каліброваним прохідним перерізом; 23 — штуцер з пружинним клапаном

співудару і що дозволяє з допомогою зовнішнього електрогідравлічного вентиля управляти від електронної автоматики швидкістю і глибиною ходу клапана, має такі переваги:

• габаритні розміри магнітоелектричного клапана зменшено, а надійність спрацьовування під час падіння величини управляючого струму підвищена, жорсткість пружною поворотній пружини значно ослаблена, а електромагніт, відкриває механічний клапан, доповнений другим що закриває електромагнітом. Електромагніти відкривають механічний клапан за одного (прямому), а закривають за іншого (зворотному) напрямі постійного (управляючого) струму, навіщо в магнітопроводі ланцюга тягових електромагнітів встановлено два постійних магніту, які роблять електромагніти позиційними і забезпечуючи механічному клапану надійну фіксацію у заключних положеннях «відкрито» і «закрито» як із протікання по

9.8. Магнітоелектричний клапан з гідравлічною амортизатором

РИС. 9.9. Магнітоелектричний клапан з внутрішнім гідро амортизатором, а — конструктивний креслення клапана; б — жиклерні перепускні отвори на поршні гідроамортизатора; в — жиклерні пружини на поршні гідроамортизатора; 1 — поворотна пружина; 2 — клапанна голівка; 3 — клапанний стрижень; 4 — клапанна банальний; 5 — спрямовуюча втулка; 6 — головка блоку циліндрів (лиття); 7 — корпус електромагнітів і гідроамортизатора; 8 — жиклерні пружини; 9 — ущільнююче кільце; 10 — пробка зливального отвори; 11 — кільцевої постійний магніт N—S; 12 — затяжна гайка; 13 — кришка корпусу 7; 14 — обмотка закриваючого електромагніта; 15 — штуцер з пружинним клапаном; 16 — якір (рухлива частина) електромагнітного приводу, котрий є поршнем гідроамортизатора; 17 — трубка немагнітна, яка фіксує якір 16 на клапанному стрижні 3; 18 — термоізоляційна і звукопоглинаюча прокладка; 19 — жиклерні перепускні отвори на якорі 16; 20 — обмотка відкриває електромагніта

електромагнітам управляючого постійного струму, і у знеструмленому стані, причому у цьому разі утримання механічного клапана реалізується однією з постійних магнітів у цьому становищі («відкрито» чи «закрито»), у якому сталося знеструмлення електромагнітів;

• жорсткі співудару і зчинили крик, які під час спрацьовуванні клапана, значно ослаблені завдяки установці на стрижень механічного клапана двостороннього гідравлічного амортизатора. Амортизатор складається з поршня з перепускними каліброваними отворами (жиклерами), який (поршень) жорстко закріплено на стрижні механічного клапани й циліндра з цими двома порожнинами (верхньої — над поршнем, нижньої — під поршнем), наповненими технічної рідиною (наприклад, моторним олією не від системи мастила двигуна чи моторним паливом не від системи подачі палива) під тиском, завдяки чому при перепусканні технічної рідини через жиклери з однієї порожнини гідравлічного амортизатора до іншої рух стрижня механічного клапана, отже, та її (клапана) відкриття і закриття відбуваються поступово, без зіткнень в крайових точках руху;

• калібровані отвори (жиклери) в поршні гідроамортизатора може мати різні прохідні перерізу чи можуть бути ромбовидними проточними канальцями, нанесеними на внутрішню бік стінки циліндра гідравлічного амортизатора, ніж забезпечується поступове перекриття прохідних перетинів проточних канальців як наслідок, уповільнення ходу поршня за його наближенні до крайовим положенням;

• автоматизація управління величиною ходу (глибиною відкривання) і швидкістю переміщення механічного клапана можна реалізувати шляхом застосування електронно-керованого перепускного вентиля, поєднує внутрішні порожнини гідравлічного амортизатора і системи нагнітання технічної рідини, навіщо перепускний вентиль може бути встановлений зовнішньому боці циліндра у місцях змикання внутрішніх порожнин (мінімального обсягу);

• реалізується примусова мастило тертьових зчленувань в електромагнітному клапані і підтримується робочий тиск у внутрішніх пустотах гідравлічного амортизатора шляхом подачі однієї із порожнин технічної рідини під тиском. Рідина подається зі спеціального каналу з редукційним клапаном, який відкривається при розрідженні під (чи понад) поршнем гідравлічного амортизатора, ніж заповнюються неминучі втрати робочої рідини з допомогою її витискування по стрижню клапана через його тертьові зчленування;

• значно економиться електроенергія, затрачувана на спрацьовування електромагнітної системи клапана, причому відкриття і закриття клапана, при добре прогрітому двигуні, можуть здійснюватися однією з двох електромагнітів;

• підвищення надійності спрацьовування магнітоелектричного клапана за умов надзвичайно низьких температур (менш -30 °З) може бути підігрів корпусу гідроамортизатора від електронагрівача. Перед пуском двигуна стартером це забезпечує потрібну консистенцію технічної рідини в пустотах гідравлічного амортизатора;

• забезпечена автоматизація управління процесами спрацьовування магнітоелектричного клапана шляхом зміни розміру й форми управляючих сигналів, сформованих в електронному блоці управління клапанами. Маючи безсумнівними перевагами перед видами електромеханічних і електромагнітних клапанів, магнітоелектричний клапан з внутрішнім гідроамортизатором не вільний недоліків. Основний із них — це порушення запрограмованого (штатного) режиму роботи клапана під час пуску сильно охолодженого двигуна (менш -30 °З), коли технічна рідина починає згущуватись в перепускних пристроях гідроамортизатора. Для усунення цієї вади в бензинових двигунах треба використовувати найбільш рідкі сорти моторного олії, а перед запуском сильно охолодженого двигуна — підігрівати магнітоелектричні клапани від електропідігрівачів. Перевірку готовності розігрітого магнітоелектричного клапана на роботу можна покласти електронну автоматику, яка буде допускати пуск двигуна стартером до того часу, поки від датчика прогріву вступить що дозволяє сигнал.

9.9. Електромагнітний клапан з пневматичним амортизатором

У дизельних двигунах в гідроамортизатор слід закачувати дизельне паливо від паливного насоса високого тиску. Моменти відкриття і закриття електромагнітного клапана формуються в обчислювальному устрої електронної системи автоматичного управління поршневим двигуном (ЭСЛУ-Д). У цьому вхідними сигналами, якими адаптується програма управління клапанами, є сигнали вхідних датчиків ЭСАУ-Д. Описані в параграфі 2.8 магнітоелектричні клапани є авторськими розробками і захищені заявками на винаходи Російської Федерації. 9.9. Електромагнітний клапан з пневматичним амортизатором Нині йдуть інтенсивні розробки електромагнітних клапанів ГРМ з м'якою внутрішньою пневматичний амортизацією. На рис. 9.10 показано конструкція такого клапана, розробленого і запатентовано фірмою FEV МТ (ФРН) 31.07.1997 року (DE 197.33.186А1, клас: FOIL 9/04, публікація 4.02.1999 р.). Електромагнітний клапан з пневмоамортизатором поводиться з допомогою двох електромагнітів — відкриває 7, 8 і закриваючого 10, 11. Електромагніти працюють як і, як й у вищеописаному електромагнітному клапані без поворотній запірної пружини. Специфікою у разі і те, що у конструкції електромагнітного клапана відсутні кручені пружні поворотні пружини. Їх функції виконує симетричний двокамерний пневмоамортизатор. У пневмокамерах — нижньої 4 і верхньої 12 розміщено за одним пневмопоршню 5, які жорстко закріплені на клапанному стрижні 14. Між пневмокамерами (зовні клапана) встановлено пневморесивер 20, який повідомляється з камерами через пневмоклапани 18, приводячі на дію з допомогою електроприводів 19. Електроприводи, як й освоєно основні електромагніти 7, 8 і десяти, 11, управляються від електронної системи автоматичного управління двигуном (ЭСАУ-Д) по програмі, зшюженной в «пам'яті» ЭСАУ-Д. Програмне управління процесами газорозподілу дозволяє змінювати фазові параметри клапанів з адаптацією під всіх можливих зміни умов та режиму роботи двигуна. Амортизація механічних зіткнень в електромагнітному клапані регулюється шляхом керованого перепускання стиснутого повітря з ресивера 20 однієї із пневмокамер 4 чи 12. Стиснене повітря через 6 і 17 поповнюється шляхом підкачування ресивера від пневмонасоса (на кресленні не показаний) через клапанний штуцер 21. Для контролю над величиною управляючого тиску Р у нижній пневмокамері 4 встановлено датчик 24. Робота двостороннього ппевмоамортизатора ось у чому. Коли клапан 1 відкривається електромагнітом 7, 8, нижній пневмоклапан 18 переходить до управління ЭСАУ-Д (опосередковано через електропривод 19) і, працюючи в переривчастому режимі, регулює котра управляє тиск Р (за сигналом датчика 24) у нижній пневмокамері в такий спосіб, що поршень 5, а разом із і клапан 1 опускаються униз зі швидкістю, заданої за програмою управління.