Насосное устройство

 

1. НАСОСНОЕ УСТРОЙСТВО для впрыска жидкого топлива в цилиндры двигателя внутреннего сгорания, содержащее корпус, установленный в корпусе с возможностью синхронного вращения и связанный с двигателем через узел сцепления и приводной вал распределитель, имеющий поперечный канал, в котором расположены плунжеры , и осевой канал, сообщающий попеременно при вращении распредели .теля межплунжерную полость с линией впуска или линией нагнетания, расположенную вокруг распределителя в зоне поперечного канала кольцевую кулачковую шайбу с внутренним рабочим профилем, толкатель, состоящий из башмака, расположенного у наружного конца плунжера, и ролика, сопряженного с рабочим профилем кулачковой шайбы, ограничитель всасывающего хода плунжеров, включа ощий сопряженные между собой дополнительные наклонные поверхности на башмаках тол-: кателей и на упоре, расположенном вокруг распределителя в зоне поперечного канала, и механизм управления , отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, распределитель установлен, в корпусе с возможностью перемещения относительно оси вращения и взаимодействия с механизмом управления, а упор жестко закреплен на приводном валу. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что механизм управления выполнен в виде упругого элемента, расположенного с одной стороны распределителя, и рычага, расположенного с противоположной его стороны, для перемещения распределителя против действия упругого элемента . 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что механизм управления вьшолнен в виде упругого элемента, расположенного с одной стороны распределителя, и гидравлической полости, расположенной с противоположной его стороны, для созДания управляющего давления, воздействующего на торцовую поверхность 00 САЭ против действия упругого элемен а непосредственно или через промежуточСО ньм элемент. 4.Устройство по пп. 1-3, о т IN5 личающееся тем, что упругий 4 элемент расположен между приводным валом и распределителем, а торцовая поверхность расположена на противоположном конце распределителя. 5.Устройство по п. 3, отличающееся тем, что гидравлическая полость выполнена в виде гидравлической камеры в приводном вajiy и поршня, один конец которого ИЗОБРЕТЕНИЯ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК св> св

3<50 F 02 M 59/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ !": . 3

К IlATEHTY (21 ) 2850136/25-06 (22) 23.11.79 (3i) 46082/78 (32) 25.11.78 (33) Великобритания (46) 30.03.84. Бюл. № 12 (72) Коллин Питер Бротерстоун (Великобритания) (71) Лукас Индастриз Лимитед (Вели-. кобритания) ,(53) 621.43.038.5(088.8) (56) 1. Патент Великобритании № 1171226, кл. F 1 А, опублик. 1969.

5. Устройства по п. 3, а т л ич а ю щ е е с я тем, что гидравлическая полость выполнена в виде гидравлической камеры в приводном валу и поршня, один конец которого (54)(57) 1. НАСОСНОЕ УСТРОЙСТВО для впрыска жидкого топлива в цилиндры двигателя внутреннего сгорания, содержащее корпус, установленный в корпусе с возможностью синхронного вращения и связанный с двигателем через узел сцепления и приводной вал распределитель, имеющий поперечный канал, в котором расположены плунжеры, и осевой канал, сообщающий попеременно при вращении распредели. теля межплунжерную полость с линией впуска или линией нагнетания, расположенную вокруг распределителя в э< не поперечного канала кольцевую кулачковую шайбу с внутренним рабочим профилем, толкатель, состоящий из башмака, расположенного у наружного конца плунжера, и ролика, сопряженного с рабочим профилем кулачковой шайбы, ограничитель всасывающего хода плунжеров, включающий сопряжен-, ные между собой дополнительные наклонные поверхнос-..и на башмаках толкателей и на упоре, расположенном вокруг распределителя в зоне поперечного канала, и механизм управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции, распределитель установлен в корпусе с возможностью перемещения относительно оси вращения и взаимодействия с механизмом управления, à упор жестко закреплен на приводном валу.

2.устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что механизм управления выполнен в виде упругого элемента, расположенного с одной стороны распределителя, и рычага, расположенного с противоположной его стороны, для перемещения распределителя против действия упругого эле-.

Я мента.

3. Устройство па п, 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что механизм управления выполнен в виде упругого элемента, расположенного с одной стороны распределителя, и гидравлической полости, расположенной с противоположной его стороны, для создания управляющего давления, воздействующего на торцовую поверхность против действия упругого элемента непосредственно или через промежуточный элемент.

4. Устройство по пп. 1-3, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что упругий элемент расположен между приводным валом и распределителем, а торцовая поверхность расположена на противоположном конце распределителя.

1083924 размещен в гидравлической камере, а другой сопряжен с распределителем.

6. Устройство по пп. 1-3, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что

1 между упругим элементом и распределителем расположена прокладка.

Изобретение относится к машиностроению, более конкретно к двМгателестроению, а именно к топливовпрыскивающей аппаратуре двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано в насосных устройствах распределительного типа.

Известно насосное устройство для впрыска жидкого топлива в цилиндры двигателя внутреннего сгорания, со- 30 держащее корпус, установленный в корпусе с возможностью синхронного вращения и связанный с двигателем через узел сцепления и приводной вал распределитель, имеющий поперечный канал, в котором расположены плунжеры, и осевой канал, сообщающий попеременно при вращении распределителя межплунжерную полость с линией впуска или линией нагнетания, 20 расположенную вокруг распределителя в зоне поперечного канала кольцевую кулачковую шайбу с внутренним ра-.. бочим профилем, толкатель, состоящий из башмака, расположенного у наружного конца плунжера, и ролика, сопряженного с рабочим профилем кулачковой шайбы, ограничитель всасы" вающего хода плунжеров, включающий сопряженные между собой дополнитель- З0 ные наклонные поверхности на башмаках толкателей и на упоре, расположенном вокруг распределителя в зоне поперечного канала, и механизм управления (1) .

В известном устройстве ограничитель всасывающего хода плунжера вращается совместно с приводными валом, а для регулировки всасываю щего хода плунжеров он снабжен ме" 0 ханизмом, обеспечивающим его отно сительное осевое перемещение вдоль приводного вала. Для любого относительного перемещения ограничителя

7. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что узел сцепления приводного вала с распределителем выполнен в виДе продольной прорези на упоре, в которой расположен толкатель, и радиального штифта, соединяющего плунжер с толкателем.

2 необходимо приложить значительные усилия из-за большой величины силы трения между ограничителем и приводным валом, так как в первоначальный момент они неподвижны относительно друг друга. Необходимость значительных усилий при регулировке всасывающего хода плунжеров приводит к усложнению насосного устройства и повышению его металлоемкости.

Цель изобретения — упрощение конструкЦии путем снижения усилия для регулировки производительности насосного устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в насосном устройстве для впрыска жидкого топлива в цилиндры двигателя внутреннего сгорания, содержащем корпус, установленный в корпусе с возможностью синхронного вращения и связанный с двигателем через узел сцепления и приводной вал распределитель, имеющий поперечный канал, в котором расположены плунжеры, и осевой канал, сообщающий попеременно при вращении распределителя межплунжерную полость с линией впуска или линией нагнетания, расположенную вокруг распределителя в зоне поперечного канала кольцевую кулачковую шайбу с внутренним рабочим профилем, толкатель, состоящий из башмака, расположенного у наружного конца нлунжера, и ролика, сопряженного с рабочим профилем кулачковой шайбы, ограничитель всасывающего хода плунжеров, включающий сопряженные между собой дополнительные наклонные по,верхности на башмаках толкателей и на упоре, расположенном вокруг распределителя в зоне поперечного канала, и механизм управления, распределитель установлен в корпусе с воз,можностью перемещения относительно

3924 4

3 108 оси вращения и взаимодействия с меI Л ханизмом управления, а упор жестко закреплен на приводном валу.

Кроме того, механизм управления выполнен в виде упругого элемента, расположенного с одной стороны распределителя, и рычага, расположенного с противоположной его стороны, для перемещения распределителя против действия упругого элемента.

При этом механизм управления выполнен в виде упругого элемента, расположенного с одной стороны распределителя, и гидравлической полости, расположенной с противоположной его стороны, для создания управляющего давления, воздействующего на торцовую поверхность против действия упругого элемента непосредственно или через промежуточный элемент.

Причем упругий элемент расположен между приводным валом и распределителем, а торцовая поверхность расположена на противоположном конце распределителя.

Кроме того, гидравлическая полость выполнена в виде гидравлической камеры в приводном валу и поршня, один конец которого размещен в гид- . равлической.камере а другой сопряУ 30 жен с распределителем.

А между упругим элементом и распределителем расположена прокладка.

При этом узел сцепления приводно" ° го вала с распределителем выполнен в виде продольной прорези на упоре, в которой расположен толкатель, и радиального штифта, соединяющего плунжер с толкателем.

На фиг. 1 изображено предлагаемое 4о устройство, общий вид, продольный разрез; на фиг. 2 — то же, продольный разрез по другой осевой плоскости; на фиг. 3 — устройство, поперечный разрез в зоне наполнитель- 4> ных каналов, на фиг. 4 — то же, в зоне нагнетательных каналов, на фиг.5— то же, в зоне ограничителя всасывающего хода плунжеров, на фиг. 6— схематически изображена часть механизма управления, на фиг, 7 — вариант выполнения механизма управления, на фиг. 8 — вариант выполнения распределителя;на фиг.9 — распределитель

Э поперечный разрез на фиг. 10 вариант выполнения устройства на фиг. 1, продольный- разрез в зоне ограничителя всасывающего хода плунжеров; на фиг. 11 — разрез А"А на фиг. 10; на фиг. 12 — разрез Б-Б на фиг. 10; на фиг. 13 — деталь устройства на фиг. 10.

Насосное устройство содержит корпус 1, обычно имеющий форму чагки 2, открытый конец которой закрыт крышкой 3. Корпус 1 имеет перфорированные лапки 4 для крепления корпуса к двигателю. В чашке .2 размещен приводной вал 5, который во время работы связан с двигателем таким образом, l чтобы вращаться синхронно с ним.

Приводной вал 5 проходит в цилиндрическую камеру 6, образованную чашкой 2 и крышкой 3 корпуса 1, и имеет расположенный в ней расширенный хвостовик 7. Кроме того, на внешней стороне приводного вала в чашке 2 имеется масляное уплотнение 8 и втулка подшипника 9, а на валу закреплен ротор топливоподкачивающего насоса

10, полость которого ограничена с одной стороны чашкой 2, а с другой— кольцевой пластиной 11. Ротор топливоподкачивающего насоса 10 снабжен лопастями, сопряженными с эксцентрично выполненной цилиндрической поверхностью 12, образующей полость топливоподкачивающего насоса 10, кото.рый имеет подводящий 13 и отводящий 14 и перепускной с клапаном каналы. В крышке 3 выполнено цилиндрическое отверстие 15, в котором закреплена втулка 16. Во втулке 16 размещен с возможностью вращения и относительного продольного перемещения распределитель 17, имеющий расширенную головную часть 18, расположенную в цилиндрической камере

6. В головной части 18 распределителя имеется поперечный канал 19, в котором размещены плунжеры 20, образующие межплунжерную полость

21, сообщенную с осевым каналом

22, выполненным в распределителе

17. На боковой поверхности распре- . делителя 17 имеются две диаметрально расположенные продольные выемки 23, сообщенные с осевым каналом

22 радиальными каналами 24, и продольный распределительный паз 25, также сообщенный с осевым каналом

22. Во втулке 16 в плоскости продольных выемок 23 распределителя выполнены наполнительные каналы 26, сообщенные с линией впуска, состоящей из кольцевой канавки 27, связанной с отводящим каналом 14 топ1083924 ливоподкачивающего насоса 10 через клапан 28, управляемый электромагнитным устройством 29, и в плоскости распределительного паза

25 — нагнетательные каналы 30, каж- 5 дый из которых сообщен с одной из линий 31 нагнетания, снабженной нагнетательным клапаном 32. При необходимости одна из продольных выемок 23 может сообщаться с осевым каналом несколькими радиальными каналами 24, число которых равно числу нагнетательных каналов.

Вокруг головной части 18 .распределителя 17 в зоне поперечного канала 19 расположена кольцевая кулачковая шайба 33 с внутренним рабочим профилем 34, который образован одной, двумя, тремя и т.д. парами диаметрально расположенных ,рабочих выступов кулачка в зависимости от числа обслуживаемых насосом цилиндров двигателя. Кроме того, кулачковая шайба 33 может пово- 25 рачиваться на некоторый угол относительно распределителя 17 с помощью гидравлического устройства 35, регулирующего давление жидкости и соединенного с кольцевой шайбой 33 по- gp средством радиально расположенной шпильки 36. Гидравлическое устройство 35 обычно содержит нагруженный пружиной поршень, помещенный в цилиндре, к одному концу которого подается жидкость под давлением, чтобы привести в действие поршень против действия пружины.

У наружных концов плунжеров размещены толкатели, состоящие из баш 40 мака 37, сопряженного с наружным концом плунжера, и ролика 38, со" пряженного с рабочим профилем 34 ку-. лачковой шайбы 33 и удерживаемого в башмаке 37. На боковых гранях

45 башмака 37, расположенных вдоль оси распределителя, выполнейы дополнительные наклонные поверхности 39. Толкатели удерживаются аксиально относительно распределителя

17 посредством боковых пластин 40 и 41, которые прикреплены к боковым сторонам головной части 18 распределителя 17. Обычно боковые пластины 40 и 41 имеют кольцевую форму с парой проходящих наружу диаметральных выступов 42.

Расширенный хвостовик 7 приводного вала 5 имеет диаметрально расположенные продольные упоры 43, в каждом из которых выполнена продоль- ная прорезь 44, а на внутренней стороне расположены дополнительные наклонные поверхности 45. Внутри продольных прорезей 44 упоров 43 размещены башмаки 37 толкателей и диаметральные выступы 42 боковых пластин 40 и 41, через которые вращательное движение приводного вала 5 передается распределителю, причем дополнительные наклонные поверхности 39 башмаков 37 и дополнительные наклонные поверхности .45 упоров 43 сопряжены между собой. Таким образом, перемещение плунжеров 20 наружу, т.е. их всасывающий ход определяется ограничителем всасывающего хода плунжеров, выполненным в виде дополнительных наклонных поверхностей

39 и 45 соответственно, расположенных на башмаках 37 толкателей и упорах 43, приводного вала 5, а величина хода изменяется осевым перемещением распределителя 17.

Осевоеперемещение распределителя 17 осуществляется механизмом управления,который может выполняться или в механическом, или в гидравлическом варианте. Механизм управления в механйческом варианте обычно выполнен в виде упругого элемента, например цилиндрической пружины 46 сжатия, размещенной в глухом сверлении 47 приводного вала 5 со стороны головной части 18 распределителя 17, и рычага 48, расположенного с противоположной стороны распределителя

17. Один конец рычага 48 соединен с системой управления (не изображена), а другой через промежуточный элемент 49 — с торцом распределителя

17. Механизм управления в гидравлическом варианте обычно выполнен в виде упругого элемента, например цилиндрической пружины 46 сжатия, размещенной в глухом сверлении 47

;приводного вала 5 со стороны голов ной части 18 распределителя 17, и гидравлической полости 50, расположенной с его противоположной стороны и ограниченной торцом распределителя 17, частью боковой поверхности цилиндрического отверстия 15 и крышкой 51, закрывающей отверстие

15. Гидравлическая полость 50 сообщена с отводящим каналом 14 топливоподкачивающего насоса 10 через дроссель 52, расположенный во втулке 16, 1083924

10

20

30 с распределителем 17 выполнен обычно в виде продольных прорезей 44 упоров 43, башмаков 37 толкателей, проходящих внутри прорезей 44, и боковых пластин 41, диаметральные выступы 42 которых находятся также внутри прорезей, или же в виде продольных прорезей 44, башмаков 37 толкателей, проходящих внутри про40 резей 44, глухих отверстий 62 в плунжерах, отверстий в башмаках 37 и ступенчатых радиальных штифтов 63, более широкие концы которых проходят в отверстия 62 плунжеров 20, а

45 узкие концы проходят в отверстия башмаков 37 толкателей и заканчиваются в круговых канавках, выполненных в роликах 38.

В другом варианте насосного устройа также с цилиндрической камерой 6, которая сообщена со сливом (не показан) через электромагнитный клапан

53. На крышке 51 закреплен регулируемый датчик 54 положения распределителя 17. Обычно датчик 54 имеет часть, которая расположена на распределителе. В каждом случае усилие упругого элемента направлено против действия или рычага 48, или давления топлива в гидравлической полости 50, а усилие, необходимое для перемещения распределителя 17, незначительно больше того, которое сообщается пружиной 46, поскольку трение между распределителем 17 и втулкой 16 минимальное, так как при этом имеет место относительное вращение этих двух частей.

Кроме того, механизм управления может быть выполнен в виде гидравлической камеры 55, расположенной в приводном валу 5, и поршня 56, один конец которого размещен в гидравлической камере 55, а другой сопряжен с торцом головной части 18 распределителя 17, причем гидравлическая камера 55 сообщена с отводящим каналом 14 топливоподкачивающего насоса 10 через кольцевую выемку 57 и дроссель и регулируется клапаном (не показан) аналогично

1дросселю 52 и электромагнитному клапану 53. В этом случае упругий элемент в виде винтовой пружины 58 установлен на противоположном конце распределителя 17 и сопряжен с его торцом через опорную прокладку 59, изготовленную из синтетической смолы или металла. Опорная прокладка .59 может отделяться от торца рас- пределителя пленкой топлива, подводимого к ней через дроссель от отводящего канала 14 топливоподкачивающего насоса 10 (не показано), а пружина может быть снабжена регулятором 60 затяжки. Кольцевая выемка может быть образована частями втулки подшипника 9. ства распределитель 17 может быть снабжен дополнительным радиальным каналом 61, который проходит к наружной поверхности распределителя и соединен с осевым каналом 22. Радиальный канал 61 обычно закрыт втулкой 16, за исключением того случая, когда распределитель 17 установлен для подачи минимума топлива или вообще на нулевой подаче. В таком положении распределитель перемещается в крайнее левое положение, в котором ролики 38 толкателей плунжеров 20 не могут контактировать с рабочим профилем 34 кулачковой шайбы 33, и даже если они и контактируют с ним, как это может произойти в том случае., когда рабочий профиль 34 имеет специальную форму для регулирования отвода топлива в конце подачи, любое перемещение плунжеров 20 не приведет к подаче топ.лива в цилиндры двигателя, так как дополнительный радиальный канал 61 сообщает осевой канал 22 с камерой

6 и со сливом. Этот канал также может использоваться для прочистки устройства воздухом после изготовления или при обслуживании, или в случае, когда воздух попадает в различные каналы устройства. Возможно также выполнение дополнительного канала 61 в непосредственной близости от поперечного канала 19 для удаления из осевого канала 22 воздуха, попавшего в него с топливом из линии впуска.

Узел смещения приводного вала 5

В еще одном варианте насосного устройства распределитель 17 может быть снабжен дополнительными нагнетательными каналами 64, расположенными под углом в соответствии с основными нагнетательными каналами 30.

Дополнительные нагнетательные кана-лы 64 имеют ограниченное проходное сечение и находятся в таком осевом положении, чтобы в момент установки

1083924 распределителя !7 на подачу излишнего топлива распределительный паз 25 совпадал с ниии. Внутренние концы каналов 64 сообщены с осевым каналом 22 и при нагнетании топлива нет которое его количество проходит по одному из них. Если воздух присут,ствует в каналах, то он удаляется с частью топлива через каналы 64 при нормальном режиме работы устройства. 10

Упоры для толкателей плунжеров 20 жестко закреплены на приводном валу 5 и могут быть выполнены или совместно с валом 5 в виде хвостовика 7, или в виде отдельной U --образной штам- 15 пованной детали 65, сопряженной с валом 5 с помощью шлицевых выступов и впадин, а также пружинящего элемента 66 и расположенной в хвостовике вала 5, выполненного в виде ци- 20 линдрической чашки 67 с диаметральными щелями 68, в которых проходят упоры.

Устройство работает следующим образом. 25

Приводной вал 5 соединен одним концом с двигателем и вращается синхронно с ним, а другим концом через узел сцепления — с распределителем

17 и передает ему вращение, При вращении приводного вала топливоподкачивающий насос 10 подает топливо к наполнительным каналам 26 через отводящий канал 14, клапан 28 и кольцевую канавку 27. Плунжеры 20 вращаются совместно с распределителем 17 и под действием рабочего профиля 34 кулачковой шайбы 33 совершают возвратно-поступательное перемещение в поперечном канале 19, синхронно изменяя объем межплунжерной полости 21.

При совпадении радиальных каналов 24 с наполнительными каналами 26 топливо поступает в межплунжерную полость

21 через осевой канал 22 и плунжеры, 5

20 движутся наружу. Дальнейшее вра- щение распределителя 17 приводит к разобщению радиальных каналов 24 с наполнительными каналами 26, ролики

38 толкателей набегают на кулачковые выступы кулачковой шайбы 33 и перемещают плунжеры 20 внутрь, подавая топливо из межплунжерной полости 21 через осевой канал 22, совмещенный в этот момент с одним из нагнетательных каналов 30 через распределительный паз 25, в соответствующую линию

31 нагнетания. Регулирование количества подаваемого топлива насосом за каждый цикл обеспечивается осевым положением распределителя 17, изменяемого механизмом управления.

Осевое смещение распределителя 17 приводит к относительному смещению дополнительных наклонных поверхностей толкателя и упора, что ведет к изменению всасывающего хода плунжеров и тем самым количества подава еМого топлива. Перемещение распределителя в сторону уменьшения цикловых подач осуществляется под действием или рычага 48, или давления в гидравлической полости 50, а в сторону увеличения цикловых подач под действием упругого элемента.

Регулирование момента подачи топлива в линию 31 нагнетания регулируется поворотом кольцевой кулачковой шайбы 33 вокруг оси вращения распределителя под действием гидравлического устройства 35., регулирующего давление через шпильку 36.

Выполнение насосного устройства с распределителем, подвижным от оси вращения, позволяет снизить усилие, необходимое для изменения цикловой подачи топлива, что обеспечивает упрощение механизма управления и насосного устройства в целом, а это в свою очередь, повышает надежность и эффективность двигателя.

1083924

1083924

1083924

Фиг.В

1083924

Составитель В. Долгов

Редактор М. Рачкулинец Техред Л.Микеш Корректор С. Шекмар

Заказ 1810/57

Тираж 524 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4