На рис. 9.4 показано устройство электромагнитного клапана с соленоидным электромагнитом, с традиционной витой возвратной пружиной и с электромагнитным демпфером, который гасит шумы и амортизирует ударные колебания якоря (патент РФ № 2045662, 1992 г.).
Рис. 9.4. Электромагнитный клапан с демпфирующим устройством
Как видно из чертежа, электромагнитный клапан включает в свой состав обычный газораспределительный клапан 1 механического принципа действия с жесткой возвратной пружиной 2, над которыми с помощью крепежной стойки 3 установлен электромагнитный привод 4. Электромагнитный привод клапана состоит из трехсекционного соленоида 5, 6, 7, вовнутрь которого вставлена труба 8, выполняющая роль магнитопровода с тремя кольцеобразными полюсами 9, 10, 11. Через трубу 8 соосно с ней пропущен немагнитный стержень 12, на который установлены два тяговых якоря 13 и 14, а между ними — один якорь 15, «плавающий» по стержню 12. Все три якоря по высоте соответствуют «своим» кольцеобразным полюсам, имеют цилиндрическую форму и выполнены из магнитомягкого материала. Тяговые якоря 13, 14, 15 совместно с соленоидом 5, 6, 7, магнитопроводом 8 и кольцеобразными полюсами 9, 10, 11 Образуют открывающий электромагнит. При подаче импульсов постоянного напряжения (управляющих сигналов от ЭБУ) на секции 5, 6, 7 соленоида открывающий электромагнит срабатывает и открывает газораспределительный клапан 1. При этом элементы открывающего электромагнита занимают положение, показанное на рис. 9.4, б, и жесткая возвратная пружина 2 сжимается.
Теперь, чтобы клапан закрылся, достаточно обесточить секции 5 и 7 соленоида, и жесткая возвратная пружина вытолкнет всю подвижную часть электроклапана «вверх», а клапанная головка 1 плотно прижмется к посадочной фаске 16. Элементы отрывающего электромагнита занимают положение, показанное на рис. 9.4, а. Чтобы посадка головки 1 в фаску 16 проходила плавно, без соударений, электромагнитная секция «полюс 10 — плавающий якорь 15» на время закрывания клапана остается под удерживающим током. Это обеспечивает амортизацию удара головки клапана о посадочную фаску, так как малый соленоидный электромагнит совместно с пружинами 17 и 18 обеспечивают демпфирование движения клапана 1 в конце его хода. При открывании клапана соударений в его подвижных частях не происходит, так как в соленоидном электромагните нет жестких упоров в краевых положениях.
Но и такой электромагнитный клапан не свободен от существенных недостатков.
Во-первых, соленоидный электромагнит всегда имеет большую протяженность магнитопровода и уменьшенную тяговую силу по сравнению со смыкающимися электромагнитами.
Во-вторых, движение ферромагнитного якоря в магнитном поле соленоида всегда сопровождается дрожанием (вибрационными колебаниями) якоря в точках его остановки и изменения направления движения.
[Исходный текст можно найти на сайте: www.Ladaman.ru]
В-третьих, и это основной недостаток, с применением соленоида в электромагнитном приводе практически невозможно создать электроуправляемый клапан ГРМ с регулируемым ходом (степенью и скоростью открывания).