Кулачковый привод плунжера топливного насоса высокого давления

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) П1) (51) 4 F 02 М 59/10

$3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGXOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3462762/25-06 (22) 05.07.82 (46) 23 ° 01.86. Бюл, Ф 3 (71) Харьковский тракторный завод им. Серго Орджоникидзе и Харьковский политехнический институт им. В.И.Ленина (72) А.А.Грунауэр, М.Л.Поляков, И.И.Тартаковский, А.В.Дыбнер, А.Л.Григорьев, А.А.Пивоварова и С.В.Крят (53) 621.043.038 8(088..8) (56) Каталог фирмы Bosch, Einspritz«pumpen PE Kenn — green Robert Bosch

GmBH. Stutgart; VDT-AKP1/2, S. 23.

:(54)(57) КУЛАЧКОВЫИ ПРИВОД ПЛУНЖЕРА !

ТОПЛИВНОГО НАСОСА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ для двигателя внутреннего сгорания, содержащий толкатель плунжера, имеющий ролик и пружину с предварительной деформацией и кулачковый вал с рабочим кулачком, профиль которого сопряжен с роликом толкателя и состоит иэ части профиля, соответствующей подъему толкателя, из тангенциального участка, участка верхнего выстоя толкателя и промежуточного участка между ними, центровой профиль которого выполнен с переменным радиусом кривизны, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения долговечности, переменный радиус кривизны центрового профиля промежуточного участка выполнен с немонотонным изменением, причем на первой трети профиля, примыкающего к тангенциальному участку, величина радиуса кривизны выполнена в соответствии с выра:кением:

P(V) = R„ f0,860 + 0,281(1:/оь) .—

1 12(< /ас)2 + 2,40(/ )з

1,77(/с ) ), где $ (9) — радиус кривизны центрово- го профиля;

I к„ вЂ” радиус начальной окружности центрового профиля; ч — угол поворота радиуса-вектора на первой трети центрового профиля промежуточного участка, отсчитанный от тангенциального участка, ef — центровой угол первой трети центрового профиля промежуточного участка, на остальной части профиля величина радиуса-вектора центрового профиля выполнена изменяющейся в зависимости от угла поворота в соответствии с соотношением:

y((f) = В + А cosc где

В =R -D A=H+D

С /(К m) /р, у(Ч ) — радиус-вектор центрового профиля;

D — величина предварительной деформации пружины толкателя; .С вЂ” жесткость пружины толкателя;

Н вЂ” максимальный ход толкателя;

К,) — заданный коэффициент запаса силы пружины толкателя над силой инерции толкателя;

m — приведенная к толкателю масса

4) — угловая скорость кулачкового вала на номинальном режиме работы топливного насоса; †.угол поворота радиуса-вектора на двух третях центрового профиля промежуточного участка, отсчитанный от участка верхнего выстоя толкателя.

1206466

Изобретение относится к машиностроению, более конкретно к двигателестроению, и может быть использовано в конструкции кулачкового привода плунжера топливного насоса высокого давления для двигателя внутреннего сгорания.

Цель изобретения — повышение долговечности кулачкового привода и экономичности двигателя путем увеличе- 10 ния скоростей толкателя при выравнивании на предельно допустимых уровнях контактных напряжений на профиле кулачка и коэффициента запаса силы пружины толкателя над силой 15 инерции толкателя.

На фиг. 1 изображен топливный насос высокого давления с кулачковым приводом, поперечный разрез; на фиг. 2 — часть профиля рабочего ку- 20 лачка кулачкового вала, соответствующая подъему толкателя.

Кулачковый привод плунжера топливного насоса высокого давления содержит кулачковый вал 1 с рабочим ку- 25 лачком 2, толкатель 3 плунжера 4.

Толкатель 3 размещен в направляющей

5 и имеет ролик 6 и пружину 7. Профиль 8 рабочего кулачка 2 сопряжен с роликом 6 толкателя 3 и стоит на части, соответствующей подъему толкателя 3, из тангенциального участка 9, участка 10 верхнего выстоя толкателя 3 и промежуточного участка 11 между ними.

Промежуточный участок 11 выполнен с немонотонным изменением радиуса кривизны R. На расстоянии радиуса r ролика 6 от промежуточного 40 участка 11 образован его центровой профиль, состоящий из двух частей .

12 и 13, общая точка 14 которых делит центральный угол между крайними положениями радиуса-вектора 15 в отношении 1:2 (ми 2 ). На части 12

45 этого профиля, примыкающей к тангенциальному участку 9, величина радиуса кривизны выполнена в соответствии с выраженим:

p(q) = Кн 0*860 + 0,281(с /ж) — 50

1,12((P/at) + 2,40(1 /g) — i, 77 (×/.) j, где p (g) — радиус кривизны центрового профиля;

К вЂ” радиус начальной окружносн ти и центрового профиля; угол поворота радиуса-вектора 15 на первой трети центрового профиля промежуточного участка 11, отсчитанный от тангенцнального участка 9; с — центровой угол первой трети 1 центрового профиля промежуточного участка 11.

На остальной части 13 центрового профиля величина радиуса-вектора 15 выполнена изменяющейся в зависимости от угла поворота из выражения

y((g) = В + А cosccg, в котором

В = R — D А — Н + D; р з где y(tg) — радиус-вектор 15 центрового профиля;

D — величина предварительной деформации пружины ? толкателя 3;

С вЂ” жесткость пружины 7 толАР кателя 3;

Н вЂ” максимальный ход толкателя 3;

К вЂ” заданный коэффициент заз паса силы пружины 7 толкателя 3 над силой инерции толкателя 3;

m — приведенная к толкателю 3 масса;

4) — угловая скорость кулачкового вала 1 на номинальном режиме работы топливного насоса; (— угол поворота радиуса-вектора 15, отсчитанный от участка 10 верхнего выстоя толкателя 3, Кулачковый привод при подъеме тол( кателя работает следующим образом.

При движении ролика 6 толкателя 3 по тангенциальному участку 9 профиля

8 рабочего кулачка 2 происходит разгон плунжера 4 и начинается подача топлива, сопровождающаяся значи-ельным увеличением нагрузок в приводе, Контактные напряжения на профиле 8 рабочего кулачка 2 при этом также возрастают, оставаясь ниже предельно допустимых.

При дальнейшем повороте кулачкового вала 1 скорость толкателя 3 уменьшается, а его подъем определяется величиной изменения радиуса-вектора 15 центрового профиля промежуточного участка 11 с которым.контактирует ролик 6. Центр ролика 6 при этом в своем относительном движении вокруг кулачка 2 перемещается по этому профилю — сначала по участку

12, а затем по участку 13.

При перемещении центра ролика 6 по участку 12 центрового профиля нагрузки в приводе возрастают до максимальных значений, а затем после достижения плунжером 4 тех положений, при которых происходит окончание подачи топлива, начинают уменьшаться. При этом в каждой точке участка 12 центрового профиля велич.".на реакции, возникающей при контакте кулачка 2 и ролика 6, изменяется пропорционально изменению приведенного радиуса кривизны в точке контакта с коэффициентом пропорциональности U, которые определяются из выражений

Rr гор R+ . э

5 71G „

U = -L — — "-Ь, Еер где GI, — предельно допустимые контактные напряжения на профиле;

Š— приведенный модуль упруЪр гости материалов кулачка

2 и ролика 6;

Ь вЂ” длина линии контакта. ..!

Во время совершения указанного перемещения контактные напряжения на профиле кулачка 2 постоянны и равны предельно допустимым б„,, а радиусы. кривизны изменяются немонотон1206466 но, повторяя немонотонное изменение реакции в точке контакта (сначала возрастают, а затем убывают). В точ- 1 ке перехода центра ролика 6 с участка 12 на участок 13 одновременно выполняются на пределе два ограничения: контактные напряжения равны G и коэффициент запаса силы пружины 7 толкателя 3 над силой инерции толкателя 3 равен минимально допустимому

Кз °

При перемещении центра ролика 6 по участку 13 центрового профиля величина отрицательных ускорений толкателя 3 такова, что в каждом его положении сила пружины 7 превьппает силу инерции толкателя 3 с коэффициентом запаса К, равным 1,3.

Контактные напряжения на этой части профиля убывают, а коэффици- . ент запаса обеспечивает совместное безотрывное движение кулачка 2 и ролика 6 вплоть до остановки толкателя 3.

Применение такой формы профиля на промежуточном участке позволяет снизить до допустимых значений контактные напряжения на профиле кулачка и добиться безотрывной работы кулач30 ка и ролика и увеличить до максимально возможных значений скорости . толкателя путем выравнивания на предельно допустимых уровнях контактных напряжений на профиле кулачка и коэффициентов запаса силы пружины толЗ5 кателя над силой инерции толкателя.

1206466

5

ВНИИПИ Заказ 8673/34 Тирам 524 Подписное

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