Топливный насос высокого давления для дизеля

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к топливовпрыскивающей аппаратуре четырехтактных двигателей внутреннего сгорания, и позволяет повысить эффективность впрыска топлива путем повышения скорости движения плунжера насоса. Для повышения скорости плунжера увеличивают частоту вращения кулачка (К) 9 насоса кратно относительно частоты вращения коленчатого вала (КВ) дизеля с организацией холостых ходов плунжера (П) 5. Для этого П снабжают приводом вращательного движения с частотой 1 : 2 относительно КВ дизеля. На его боковой поверхности выполняют прямоугольный паз (ПП) 16, постоянно сообщенный с рабочим объемом 10. Во втулке 3 выполняют дополнительное наполнительное отверстие (ДНО) 20, причем ПП расположен таким образом, что он периодически может сообщаться с ДНО на всем протяжении хода П от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке. Необходимая периодичность обеспечивается следующим соотношением параметров насоса: Α<SB POS="POST">п</SB> = β<SB POS="POST">Д</SB> + β<SB POS="POST">кп</SB>/U + K, где Α<SB POS="POST">п</SB> - центральный угол, ограничивающий ширину ПП

β<SB POS="POST">Д</SB> - центральный угол, ограничивающий диаметр ДНО

β<SB POS="POST">кп</SB> - центральный угол, ограничивающий участок профиля 12 прямого хода K

U - отношение передаточного числа (K<SB POS="POST">1</SB>) между K и коленчатым валом дизеля к передаточному числу (K<SB POS="POST">2</SB>) между коленчатым валом дизеля и приводом вращательного движения П

K - коэффициент, равный φ (K<SB POS="POST">1</SB> - 1). 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1671939 А1 (я)5 F 02 M 59/44

ГОСУДАРСТВЕ ННЫ и КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, 11 ,Ю (21) 4674115/06 (22) 03,03.89 (46) 23.08.91. Бюл. Мт 31 (71) Харьковский политехнический институт им. В,И.Ленина (72) P.Â.Êàçà÷êoB, И.В,Севрук и А.Ф.Шеховцов (53) 621.43.038.8 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1483077, кл. F 02 М 59/44, 1987. (54) ТОПЛИВНЫЙ НАСОС ВЫСОКОГО

ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ ДИЗЕЛЯ (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к топливовпрыскивающей аппаратуре четырехтактных двигателей внутреннего сгорания, и позволяет повысить эффективность впрыска топлива путем повышения скорости движения плунжера насоса. Для повышения скорости плунжера увеличивают частоту вращения кулачка (К) 9 насоса кратно относительно частоты вращения коленчатого вала (КВ) дизеля с организацией холостых ходов плунжера (П) 5. Для этого П снабжают приводом вращательного движения с частотой 1: 2 относительно КВ дизеля. На его боковой поверхности выполняют прямоугольный паз (ПП) 16, постоянно сообщенный с рабочим объемом

10. Во втулке 3 выполняют дополнительное наполнительное отверстие (ДНО) 20, причем ПП расположен таким образом, что он периодически может сообщаться с

ДНО на всем протяжении хода П от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке. Необходимая периодичность обеспечивается следующим соотношением параметров насоса; а, =pa +ркп/О + К . где ап — центральный угол, ограничивающий ширину ПП; Pp — центральный угол, ограничивающий диаметр ДНО; j3 <и — цен. тральный угол, ограничивающий участок профиля 12 прямого хода К; U — отношение передаточного числа (i) между К и коленчатым валом дизеля к передаточному числу(12) между коленчатым валом дизеля и приводом вращательного движения П; К вЂ” коэффициент, равный zt(kI — 1).5 ил.

° Ь

1671939

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к топливовпрыскивающей аппаратуре четырехтактных двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано в топливных насосах высокого давления для дизелей.

Целью изобретения является повышение эффективности впрыска топлива путем повышения скорости движения плунжера насоса.

На фиг, 1 изображен насос, общий вид, продольный разрез; на фиг, 2 — развертка паза плунжера; на фиг. 3 — разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 4 — диаграмма работы топливного насоса при az = 1; на фиг, 5- диаграмма работы топливного насоса при кг = 2, Топливный насос состоит иэ корпуса 1 с полостью 2 низкого давления, B корпусе 1 размещена нагнетательная секция, состоящая из втулки 3 с наполнительным отверстием 4, расположенного во втулке 3 с возможностью возвратно-поступательного и вращательного перемещения плунжера 5 с осевым 6 и радиальным 7 каналами, толкателя 8 и кулачка 9. Плунжер 5 образует с втулкой 3 переменный рабочий объем 10, сообщенный нагнетательным каналом 11 с форсункой (не показано), à его осевой 6 и радиальный 7 каналы сообщены между собой с рабочим объемом 10. Кулачок 9 связан с коленчатым валом дизеля приводом (не показано) и имеет участок 12 профиля прямого хода, ограниченный центральным углом (/3 K>). Тол кател ь 8 имеет опорный ролик

13 и возвратную пружину 14. Плунжер 5 в зоне радиального канала 7 имеет втулку дозатора 15, а также на наружной поверхности прямоугольный паз 16, сообщенный постоянно каналом 17 с осевым каналом 6.

Насос снабжен дополнительным приводом вращательного движения плунжера 5, выполненным в виде шестерен 18 и 19, связанных с коленчатым валом дизеля (не показан) и обеспечивающих передаточное соотношение 1:2, причем во втулке выполнено дополнительное отверстие 20, разнесенное с . основным 4.по оси втулки и имеющее диаметр, ограниченный центральным углом (j3 д), а ширина прямого угольного паза 16 огра.ничена центральным углом (a >), величина которого определяется из выражения ап=рд+ P«/О + К, где U. отношение передаточного числа (к1) между кулачком и коленчатым валом дизеля к передаточному числу (к2) между коленчатым валом дизеля и приводом вращательного движения плунжера 5;

К вЂ” коэффициент, равный л(к1-1).

Высота прямоугольного паза 16 равна сумме хода плунжера 5 (S,) и диаметра дополнительного наполнит явного отверстия

20, Торцовые стенки паза 16 перпендикулярны оси плунжерэ 5, э боковые — пэраллельны. Высота и ширина прямоугольного паза 16 плунжерэ 5, диаметр дополнительного наполнительното отверстия 20 и частота вращения плунжерэ 5 подобраны так, что прямоугольный паэ 16 периодически сообщается с дополнительным отверстием 20 на всей длине нэгнетэтельного хода плунжера

5, т.е. паз 16 плунжера 5 расположен так, что при положении последнего в нижней мертвой точке (HMT), верхняя торцовая крышка паза 16 находится у верхней кромки дополнительного отверстия 20, при этом боковая стенка паза 16 периодически находится у боковой кромки дополнительного отверстия

20 в момент, когда участок 12 профиля прямого хода кулачка 9 начинает набегать на ролик 13 толкателя 8.

Топливный насос работает следующим образом.

В конце такта сжатия плунжера 5, вращающийся шестернями 18 и 19 с частотой, в два раза меньшей частоты вращения коленчатого вала двигателя, под воздействием участка профиля 12 прямого хода кулачка

9, ролика 13 и тол кателя 8 начинает двигаться от НМТ к ВМТ. Дополнительное отверстие 20 втулки3 в зто время перекрыто плунжером 5. При движении плунжерэ 5 от

НМТ к ВМТ он вначале перекрывает нэполнительное отверстие 4 втулки 3, а затем обеспечивает впрыскивание топлива под давлением, величина которого зависит от скорости его возвратно-поступательного перемещения, которая зависит как от профиля прямого хода кулачка 9, так и от частоты вращения последнего по сравнению с частотой вращения коленчатого вала двигателя, При частоте вращения кулачка 9 (Пк), равной частоте вращения коленчатого вала (и), через 360 угла поворота коленчатого вала (в конце такта выпуска) повторяется движение плунжера 5-от HMT к ВМТ, но впрыска топлива в цилиндр двигателя не происходит потому, что с момента начала движения плунжера 5 от НМТ к ВМТ дополнительное отверстие 20 постоянно на протяжении всего хода плунжера 5 сообщается с рабочим объемом 10 через прямоугольный паз 16, канал 17 и осевой канал 6. Впрыска не происходит, так кэк топливо из рабочего объема 10 перетекает в полость низкого давления, т.е. за полный рабочий цикл в цилиндре двигателя плунжер 5 топливного

1671939 насоса совершает два рабочих хода, один иэ которых является холостым ходом.

При частоте вращения кулачка и,, в два раза превышающей частоту вращения вала п, через 180 угла поворота коленчатого вала (в конце такта горения-расширения) повторяется движение плунжера от HMT к

ВМТ, но впрыска топлива в цилиндр двигателя не происходит потому, что с момента начала движения плунжера 5 от НМТ к ВМТ дополнительное отверстие 20 постоянно на протяжении всего хода плунжера 5 сообщается с рабочим объемом 10 через прямоугольный паэ 16, канал 17 и осевой канал 6.

Впрыска не происходит, так как топливо из рабочего обьема 10 перетекает в полость 6 низкого давления, т.е. за полный рабочий цикл цилиндра двигателя (два оборота коленчатого вала) плунжер 5 топливного насоса совершает четыре рабочих хода, три иэ которых являются холостыми ходами, когда топливо из рабочего объема перетекает в полость низкого давления, Такое соотношение выполняется благодаря ширине прямоугольного паза 16, величина которой определяется иэ выражения г:г, =P„+Pynг U + K где Pp — центральный угол, ограничивающий диаметр дополнительного отверстия 16 втулки 3;

Р кп — центральный угол, ограничивающий участок 12 профиля прямого хода кулачка 9;

U — отношение передаточного числа (к1) между кулачком и коленчатым валом дизеля к передаточному числу (к2) между коленчатым валом дизеля и приводом вращательного движения плунжера;

К вЂ” коэффициент, равный л(к1-1).

Такое выполнение насоса, обеспечивающее повышение частоты вращения кулачка плунжера, приводит к резкому увеличению скорости плунжера и тем самым к повышению давления впрыска топлива, а вместе с этим и к повышению эффек1ивности работы двигателя в целом.

Формула изобретения

Топливный насос высокого давления

5 для дизеля, содержащий нагнетательную секцию, имеющую втулку с наполнительным отверстием, расположенный во втулке с «озможностью возвратно-поступательного перемещения и образования переменного

10 рабочего обьема высокого давления плунжер с осевым и радиапьным каналами, которые сообщены между собой и с рабочим объемом, толкатель и кулачок, связанный с коленчатым валом дизеля и имеющий уча15 сток профиля прямого хода, о т и и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения эффективности путем повышения скорости движения плунжера, он снабжен приводом вращательного движения плунжера, свя20 занного с коленчатым валом дизеля передаточным соотношением 1:2, во втулке выполнено дополнительное наполнительное отверстие, разнесенное с основным по ос« втулки, на наружной поверхности плун25 жера выполнен прямоугольный продольный паз, сообщенный постоянно с осевым каналом плунжера и с возможностью периодического сообщения с дополнительным отверстием втулки на всей длине нагнета30 тельного хода плунжера, причем ширина прямоугольного паза плунжера ограничена центральным углом а и, величина которого определяется иэ выражения

% = Рд+ кп/U + K

35 где /Зд — центральный угол, ограничивающий диаметр дополнительного отверстия втулки;

/3„, — центральный угол, ограничивающий участок профиля прямого хода кулачка, 40 U — отношение передаточного числа (к1) между кулачком и коленчатым валом дизеля к передаточному числу (к2) между коленчатым валом дизеля;

К = Л (к1-1) — коэффициент.

1671939

Фиг.2

Г P

У„ии 1ВО

5бО

О 0 0 0

А у < яа не жо ио Ео /ва Мо ж Мо уу Мо д, М

270 я

270

Составитель В,Пекарь

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С.Черни

Редактор С.Пекарь

Заказ 2815 Тираж 343 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

2Ж Риг. Ф

r-P

MO 90

4Ü8. 5

ЮЮ Я