Кулачковый привод топливного насоса

 

Использование: двигателестроение, в частности приводы топливной аппаратуры дизеля. Сущность изобретения: привод содержит ролик, взаимодействующий с толкателем топливного насоса, и кулачок, выполненный за одно целое с распределительным валом. Кулачок содержит вогнутый участок, выпуклый участок основного нагнетания и дополнительный выпуклый участок, смежный концу участка основного нагнетания. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системе топливоподачи двигателей внутреннего сгорания.

Известны кулачковые приводы, имеющие дополнительный криволинейный рабочий участок [1] [2, стр. 127] однако отсутствие в них введенного нами выпуклого участка не позволяет повысить экономичность двигателя за счет сокращения периода протекания топлива, а также варьировать максимальными уровнями контактных напряжений и отрицательных ускорений на рабочих участках профиля кулачка.

Прототипом предлагаемого кулачкового привода топливного насоса является кулачковый механизм [2 стр. 127] На фиг. 1 показан кулачковый привод с предложенным вариантом профиля кулачка; на фиг. 2 графики скоростей плунжера топливного насоса с предложенным вариантом профиля кулачка и прототипа.

Привод содержит ролик 1, взаимодействующий с толкателем 2 топливного насоса, и кулачок 3, выполненный за одно целое с распределительным валом 4.

Кулачок 3 содержит вогнутый участок АВ, выпуклый участок ВС основного нагнетания и дополнительный выпуклый участок СD, смежный концу участка основного нагнетания.

Приняты следующие обозначения (фиг. 1): АВ вогнутый участок профиля кулачка; ВС выпуклый участок основного нагнетания; CD дополнительный выпуклый участок; DЕ переходный участок от дополнительного участка к участку полного подъема ролика толкателя; О центр вращения кулачка; R1 радиус выпуклого участка основного нагнетания; R2 радиус дополнительного выпуклого участка профиля кулачка; угол поворота распределительного вала.

Сплошными линиями ABCDE (фиг. 2) изображен график скорости плунжера топливного насоса с предложенным вариантом профиля кулачка, а пунктирными линиями A'B'C'D', с профилем кулачка прототипа; vг.н. и г.к. начало и конец геометрической подачи; н.в. и к.в. начало и конец действительного впрыска; нзп начало закрытия иглы форсунки.

Преимущество кулачкового привода топливного насоса с предложенным вариантом профиля кулачка, по сравнению с прототипом, заключается в следующем.

1. В предложенном варианте с точки зрения эффективности процесса активного впрыска топлива , последний происходит либо при возрастающей (участок ВС, фиг. 2), либо при постоянной (участок ВС) скорости плунжера, вместо уменьшающейся (участок B'C') скорости, как у прототипа.

2. Повышение средней скорости плунжера за счет введения дополнительного выпуклого участка CD профиля кулачка, позволяет также активизировать впрыск топлива за период фазы (г.н. - нзп.), имеющей место за счет разгрузки нагнетательной системы от давления отсечки в насосе до давления закрытия иглы форсунки и, тем самым, ускорить ее разгрузку и сократить период подтекания топлива (г.н. - к.в.).

3. Введение дополнительного участка CD профиля кулачка между участком ВС основного нагнетания и переходным участком DЕ, имеющим большую кривизну, позволяет в значительных пределах варьировать величиной радиуса R1 в зависимости от заданного уровня давления впрыска и приемлемых максимальных уровней контактных напряжений и отрицательных ускорений на рабочих участках профиля кулачка. Для профиля кулачка прототипа такое варьирование невозможно, так как уменьшение радиуса B'C' ведет к недопустимому уровню контактных напряжений на этом участке, а увеличение радиуса к высокому уровню отрицательных ускорений в месте перехода участка B'C' к участку C'D'. Кроме того, как показывает совмещение графиков скоростей на фиг. 2, у профиля кулачка прототипа начало участка C'D', имеющего большую кривизну, попадает в зону высоких давлений разгрузки нагнетательной системы от давления отсечки, что может привести к недопустимому уровню контактных напряжений в начале участка C'D'.

4. Оптимизацией величины радиуса R2 дополнительного выпуклого участка CD достигается как снижение уровня контактных напряжений на этом участке от давления разгрузки нагнетательной системы, так и обеспечение приемлемого уровня отрицательных ускорений на границе участков CD и DE.

5. При пониженных уровнях давлений впрыска топлива и частоты вращения распределительного вала, т.е. при уменьшении радиуса R1 участка ВС и увеличении радиуса R2 участка CD, график скорости принимает положение AB'C''E, при котором происходит наибольшая эффективность впрыска топлива за периоды общей продолжительности впрыска и разгрузки нагнетательной системы.

Применение кулачкового привода, изображенного на фиг. 1, позволяет за счет повышения эффективности впрыска топлива за период общей продолжительности впрыска и сокращения периода подтекания значительно повысить экономические показатели двигателя и обеспечить надежную работу механизма привода плунжера.

Сущность изобретения заключается в оптимизации радиуса R1 выпуклого участка ВС основного нагнетания, исходя из приемлемости максимального уровня контактных напряжений [3, стр.271] на этом участке, в соответствии с заданной величиной давления впрыска при условии, что прямолинейный участок ВС кривой скорости ABCDE имеет либо возрастающую, либо постоянную (участок В'С кривой скорости АВ'С''Е) скорость плунжера, а величина радиуса R2 дополнительного участка CD оптимизируется из условий повышения скорости плунжера на этом участке и приемлемости максимального уровня отрицательных ускорений [3, стр. 263] в месте перехода участка CD к участку DE.


Формула изобретения

Кулачковый привод топливного насоса высокого давления двигателя внутреннего сгорания, содержащий ролик, взаимодействующий с толкателем топливного насоса и вогнутый кулачок с выпуклым участком основного нагнетания, выполненный за одно целое с распределительным валом, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности варьирования в условиях повышения средней объемной скорости нагнетания и впрыска за периоды нагнетания и общей продолжительности впрыска и увеличения скорости плунжера за период разгрузки нагнетательной системы, а также приемлемых уровней контактных напряжений, в условиях роста давлений под плунжером, и получения меньших ударных нагрузок на рабочих участках профиля кулачка, введен дополнительный выпуклый рабочий участок профиля, смежный концу участка основного нагнетания.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано для регулирования газотурбинного двигателя /ГТД/

Изобретение относится к топливной аппаратуре, используемой в дизелях для подачи топлива, а более конкретно к многоплунжерным топливным насосам высокого давления, и может быть использовано преимущественно для двигателей внутреннего сгорания с разделенным термодинамическим циклом с воспламенением топлива от сжатия воздуха и работающих в условиях высокой частоты вращения

Изобретение относится к двигателестроению и предназначено для системы топливоподачи двигателя внутреннего сгорания, преимущественно дизеля

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, преимущественно к дизельным двигателям постоянной мощности

Изобретение относится к регулированию топливоотдачи в дизельных двигателях

Изобретение относится к области двигателестроения и может найти применение в конструкциях двигателей, содержащих топливную систему с топливным насосом высокого давления и систему воздушного пуска

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к производству стендов для испытания топливной аппаратуры двигателей внутреннего сгорания

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к устройствам для перекачки топлива, используемым в ДВС автомобилей

Изобретение может быть использовано в двигателестроении. Двигатель внутреннего сгорания содержит блок (1) цилиндров, головку блока цилиндров, распределительный вал (16), газораспределительный механизм, включающий в себя газораспределительные клапаны и плунжерные втулки газораспределительного механизма и гидропривод газораспределительного механизма. Гидропривод газораспределительного механизма включает в себя корпус (8) и по меньшей мере два плунжера (27) гидропривода, приводимых в движение распределительным валом (16). Соосно с гидроприводом газораспределительного механизма установлен топливный насос высокого давления, включающий в себя корпус (7), по меньшей мере два плунжера и эксцентриковый вал (21), соединенный с распределительным валом (16) с возможностью совместного с ним вращения. Технический результат заключается в уменьшении габаритов двигателя и в упрощении его конструкции, а также в автоматическом вытеснении воздуха из гидропривода газораспределительного механизма. 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

В изобретении раскрывается шестеренчатая приводная конструкция топливного насоса высокого давления (ТНВД) для двигателя (ДВС). В состав приводной конструкции входят: косозубая шестерня 5 с внутренним шлицем; втулка 4 с наружным шлицем; скользящая муфта 7 и неподвижная муфта 9. Втулка 4 неподвижно крепится на валу 21 ТНВД 2, наружный шлиц втулки 4 и внутренний шлиц косозубой шестерни 5 прилегают друг к другу с зазором, с возможностью скольжения шестерни 5 относительно втулки 4 в продольном направлении. Скользящая 7 и неподвижная 9 муфты соосно вставлены друг в друга с возможностью взаимного перемещения в продольном направлении. Один конец скользящей муфты 7 упирается в косозубую шестерню 5, а между скользящей 7 и неподвижной 9 муфтами размещена предварительно сжатая пружина 8. Технический результат - снижение осевого усилия, создаваемого при приведении в движение косозубой шестерни ТНВД, и снижение уровня шума. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх