Плунжерный топливный насос

 

Изобретение позволяет оптимизировать фазодинамические характеристики подачи топлива в основной и начальный периоды впрыска. С этой целью кулачок 2 установлен на ведущем валу 1 с возможностью регулировочно-установочного поступательного смещения в плоскости вращения в направлении, выбранном в пределах узкого углового створа, образованного касательными к центровому профилю 9 в точках С и А, соответствующих началу дополнительного рабочего участка 6 и концу основного участка 5 при базовой настройке кулачка 2, соответствующей впрыску топлива только под управлением основным рабочим участком 5. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„15 144

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬ1ТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4190997/25-06 (22) 05. 02. 87 (46) 30 ° 09.89. Бюл. N 36 (71) Производственное объединение

"Брянский машиностроительный завод" им. В.И. Ленина (72) И.В. Сычев, Ю.П. Коротков и Г.Г. Селинова (53) 621.43(088.8) (56) Гуревич А.Н., Сурженко 3.И., Клепач П.Т. Топливная аппаратура тепловозных и судовых двигателей типа Д 100 и Д 50. M.: Иаииностроение, 1968, с. 141, 142. (54) ПЛУНЖЕРНЫЙ ТОПЛИВНЬЙ НАСОС (57) Изобретение позволяет оптимизи(51) 4 F 02 M 39/00, F 01 L 1/08

2 ровать фазодинамические характеристики подачи топлива в основной и начальный периоды впрыска. С этой целью кулачок 2 установлен на ведущем валу 1 с возможностью регулировочноустановочного поступательного смещения в плоскости вращения в направлении, выбранном в пределах узкого углового створа, образованного касательными к центровому профилю 9 в точках

С и А, соответствующих началу дополнительного рабочего участка 6 и концу основного участка 5 при базовой настройке кулачка 2, соответствующей впрыску топлива только под управлением основньм рабочим участком 5.

3 з.п.ф-лы, 5 ил.

40

151

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания со ступенчатым впрыском топлива.

Цель изобретения — оптимизация фазодинамических характеристик подачи топлива в .основной период впрыска в зависимости от количества топлива, поданного в начальном периоде впрыска.

На фиг. 1 показана система топливоподачи с тангенциальным кулачком привода; на фиг. 2 — положение центрового профиля выпуклого кулачка при его смещении относительно ведущего вала; на фиг. 3 — графики зависимости скорости движения плунжера и. объемных скоростей нагнетания от угла поворота ведущего вала при различных позициях настройки выпуклого кулачка; на Фиг. 4 — положение центрового профиля кулачка с вогнутым основным рабочим участком при смещении кулачка; на фиг ° S — совместное расположение угловых створов, ограничивающих рекомендуемые диапазоны направлений смещения для профилей с выпуклым и вогнутым основньм рабочим участком.

Насос содержит кулачковый привод с ведущим валом 1, кинематически связанным с коленчатым валом двигателя и кулачком 2, взаимодействующим с толкателем 3 посредством ролика 4.

Профиль кулачка 2 содержит основной рабочий участок 5 для управления подачей топлива в основной период впрыска и дополнительный рабочий участок 6 для управления подачей топлива в начальный период впрыска, вы-. полненный выпуклым и более пологим, чем основной рабочий участок 5.

Профиль основного рабочего участка 5 (фиг. 1 и 2) сопряжен с дополнительным рабочим участком 6 промежуточным участком 7 вогнутой формы.

Кулачок 2 установлен на ведущем валу 1 с возможностью регулировочноустановочного поступательного смещения в плоскости вращения по направляющим 8 опорного элемента (не показан). жестко связанного с ведущим валом 1. Направляющие 8 ориентированы в направлении, выбранном в преде-. лах узкого углового створа, образованного касательной Т к центровому профилю кулачка 2 в точке с, соот1447 4 ветствующей началу дополнительного рабочего участка 6, и радиальным направлением К, совпадающим с направлением радиуса-вектора центрового профиля 9, соответствующего концу основного рабочего участка 5 при базовой настройке кулачка 2, соответствующей впрыску топлива только под

10 управлением основным рабочим участком 5.

Центровой профиль на дополнительном рабочем участке 6 спрофилирован по спирали Архимеда с полюсом, рас15 положенным в центре вращения кулачка 2 при смещенном его положении в крайней позиции, соответствующей наибольшей топливопоцаче за начальный период впрыска.

20 На фиг. 1-5 даны следующие обозначения: аЬ вЂ” асто ент овог р о про

Филя 9, соответствующий основному рабочему участку 5 кулачка 2; участок центрового профиля 9, соответствующий дополнительному выпуклому рабочему участку 6 кулачка 2; кольцевая рабочая эона в поле вращения кулачка

2, соответствующая диапазону перемещений центра ролика 4 при активном ходе плунжера насоса, ось вращения ведущего вала 1 и позиция центра вращения кулачка 2 на плоскости центрового профиля 9, соответствующая базовой настройке; позиция центра вращения кулачка 2 на плоскости центрового профиля 9,. соответствующая настройке на максимальную топливоподачу в начальный период впрыска; величина смещения кулач2 9 радиусы-векторы центрового профиля 9, соответствующие началу и.концу нагнетания топлива; скорость движения плунжера насоса; объемная скорость нагнетания топлива;

5 151 угол поворота ведущего вала 1; фаз овые углы поворота ведущего вала .1, соответствующие началу и концу нагнетания;

1447

Чн Чк

Я» Ъ»

Т с касательные, проведенные к центровому профилю 9 в точках а, Ь, соответствующих началу и концу основного рабочего участка 5, и в точке с, соответствующей началу дополнительного рабочего участка 6; радиальная линия, проходящая через точку Ь цент= рового профиля, соответствующую концу основного рабочего участка 5 при базовой настройке кулачка 2, соответствующей впрыску топлива только под управлением основным рабочим участком;

45 линии Ь- Ь вЂ” для смещения позиции

55 ход плунжера, радиусв ектор центров ого профиля

9 и фазовый угол поворота ведущего вала 1, соответствующие при базовой настройке нагнетанию порции топлива, равной количеству его, нагнетаемому с пониженными скоростями при реализации ступенчатого впрыска.

На всех фигурах центровой профиль

9 кулачка 2 для базовой позиции, соответствующей нагнетанию топлива при управлении только основным рабочим участком 5, показан сплошной линией, а для позиции, соответствующей наибольшей топливоподаче за начальный период впрыска, управляемый дополнительным рабочим участком б, — пунктиром; обозначения, соответствующие этой позиции, помечены штрихом.

Кулачок 2 установлен с возможностью смещения вдоль направления основного тангенциального участка.

На фиг. 2 касательные Т и Тс ограничивают наиболее предпочтительный (например, в случае перехода на ступенчатый впрыск при форсировке двигателя) диапазон возможных направле ний смещения для кулачка 2 с выпуклым основным участком 5. Фактическое направление смещения совпадает

5 с направлением касательной Т » проведенной к центровому профилю в точке с. При этом расположение центрового профиля 9 на основном 5 и дополнительном 6 рабочих участках относительно рабочей зоны Z до и после смещения из базовой позиции дает представление об изменении объемных скоростей нагнетания и начала нагнетания при регулировке смещения кулачка 2.

Фазодинамические характеристики топливоподачи для.этого случая представлены на фиг. 3, где сплошная линия соответствует базовой позиции

20 кулачка и нагнетанию только в основной период впрыска, а пунктираня— настройке на ступенчатый впрыск.

Причем объемные скорости нагнетания в отличие от скоростей плунжера вы25 делены дополнительной обводкой. Штриховкой на графиках отмечены площади, эквивалентные нагнетанию одной и той же порции топлива, равной пода-, че с пониженными скоростями при реализации ступенчатого впрыска. В случае, показанном на фиг. 2, кулачок спрофилирован и направление смещения выбрано так, что фазовый угол (g+ подачи этой порции топлива сохраняется неизменньм до и после смещения из базовой позиции в крайнюю позицию, соответствующую наибольшей топливоподаче за начальный период внрыска.

На фиг. 4 касательная Т> и ради4О альная линия R ограничивают наибоЪ лее предпочтительный диапазон возможных направлений смещения кулачка с вогнутым основным рабочим участком, а фактическое смещение показано вдоль центра вращения кулачка на плоскости центрового профиля.

1.

На фиг. 5 приведены как полные оговариваемые диапазоны направлений. смещений, ограниченные створом Т >R1, для выпуклого кулачка и створом

Ьr

Т,; R1, r для вогнутого кулачка, так и наиболее предпочтительные (оптимальные) диапазоны (выделены штриховкой), ограниченные соответственно створами (Т,д- Т, ) и (ТЬ,— Rgd.

Кроме того, для сравнения указан диапазон направлений смещений купач1511447 ка, простирающийся влево от радиальной линии Rb (показан стрелками, радиальными центру вращения кулачка) и который по достигаеому эффекту отчасти эквивалентен (для ограничен5 ных участков рабочего профиля) традиционной регулировке ступенчатого впрыска путем изменения толщины регулировочной прокладки под пятой

10 плунжерного толкателя.

Плунжерный топливный насос работает следующим образом.

Вращательное движение кулачка 2 посредством ролика 4 и толкателя 3 преобразуется в поступательное движение плунжера насоса. При этом при базовой настройке кулачка 2 его дополнительный рабочий участок 6 находится вне рабочей зоны (участок сй центрового профиля находится вне зоны Z), соответствующей активному ходу плунжера насоса, и нагнетание толпива происходит полностью при управлении основным рабочим участком 5 25 (аЬ на центровом профиле 9).

Когда необходима перенастройка топливоподачи с переходом на ступенчатый впрыск, производят переустановку кулачка 2 на валу 1, сдвигая 30 его так, что участок сд центрового профиля 9, соответствующий дополнительному рабочему участку 6, входит в рабочую зону Z.

При. дальнейшей работе двигателя по мере вращения кулачка 2 впрыск топлива начинается уже при набегании ролика 4 на дополнительный рабочий участок 6, и тем самым начальный период впрыска осуществляется при 40 относительно сниженных скоростях подачи. топлива.

Изобретение расширяет функциональные возможности топливного насоса при осуществлении периодических пе- 45 ренастроек закона топливоподачи.

При этом благодаря совместной оптимизации параметров впрыска при реализации различных законов топливоподачи для различных настроек двигателя улучшаются эксплуатационные свойства последнего. формула изобретения

1. Плунжерный топливный насос высокого давления двигателя внутреннего сгорания со ступенчатым впрыском топлива, содержащий кулачковый привод с ведущим валом, кинематически связанным с коленчатым валом двигателя, и кулачком, взаимодействующим с толкателем посредством ролика, причем профиль кулачка содержит основной рабочий участок для управления подачей топлива в основной период впрыска и дополнительный рабочий участок для управления подачей топлива в начальный период впрыска, выполненный выпуклым и более пологим, чем основной рабочий участок, отличающийся тем, что, с целью оптимизации фазодинамических характеристик подачи топлива в основной период впрыска в зависимости от количества топлива, поданного за начальный период впрыска, предусматривающей одновременно преимущественное ограничение сдвига на опережение топливоподачи в целом по мере повьппения количества топлива, поданного за начальный период, кулачок установлен на ведущем валу с возможностью регулировочно-установочного поступательного смещения в плоскости вращения в направлении, выбранном в пределах узкого углового створа, образованного касательной к центро- вому профилю кулачка в точке, соответствующей началу дополнительного рабочего участка, и радиус-вектором центрового профиля, соответствующим концу основного рабочего участка при базовой настройке кулачка, соответствующей впрыску топлива только, под управлением основным рабочим участком.

2. Насос по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью оптимизации топливоподачи из условия повьппения средней объемной скорости нагнетания в основной период впрыска по мере увеличения количества топлива, поданного за начальный период впрыска, основной рабочий участок выполнен выпуклым и сопряжен с дополнительным рабочим участком промежуточным участком вогнутой формы, а направление смещения кулачка выбрано в пределах узкого углового створа, образованного касательными к центровому профилю кулачка в точках, соответствующих началу основного и дополнительного рабочих участков, 3. Насос по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью оптимизации топливоподачи в случае выпол10

144?

fpqwg пои акт при фор С

Фиг.2 фиГ.д

9 151 нения основного рабочего участка вогнутым, кулачок установлен с возможностью смещения в направлении, заданном в пределах узкого углового створа, образованного касательной к центровому профилю кулачка в точке, соответствующей концу основного рабочего участка, и радиус-вектором этой точки при базовой настройке кулачка.

4. Насос по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что центровой про филь дополнительного рабочего участка спрофилирован по спирали Архимеда с полюсом, расположенным в центре вращения кулачка при смещенном его положении в крайней позиции, соответствующей наибольшей топливоподаче 0 эа начальный период впрыска.

1511447

/ б

Ру

4Йю. х

Составитель В, Анфимов

Техред А.Кравчук

Корректор Т. Колб 5

Редактор И, Рибченко

r.

Заказ 5877/36 Тираж 482 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН

ГКНТ СССР

1 13035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгор д, у . р

11 11 о л. Гага ина 101