Топливный насос высокого давления для дизеля

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 1671939 15 Р 02 М 59/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТО МУ С ЕЛЬСТВ(56) АвторскоеМ 1483077, кл Бюл, Мг 31ий политех наков, И,В,Се ческий инстит укиА хов 8 (088.8)свидетельство ССС Е 02 М 59/44, 198(54) ТОПЛИВНЫИ 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: ао =/3 О +кп/О + К, где ап - центральный угол, ограничивающий ширину ПП; РО - центральный угол, ограничивающий диаметр ДНО; р п - центральный угол, ограничивающий участок профиля 12 прямого хода К; 0 - отношение передаточного числа (М) между К и коленчатым валом дизеля к передаточному числу(к 2) между коленчатым валом дизеля и приводом вращательного движения П; К - коэффициент, равный л(Ь - 1).5 ил,10 Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, аименно к топливовпрыскивающей аппаратуре четырехтактных двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано втопливных насосах высокого давления длядизелей,Целью изобретения является повышение эффективности впрыска топлива путемповышения скорости движения плунжеранасоса.На фиг, 1 изображен насос, общий вид,продольный разрез; на фиг, 2 - разверткапаза плунжера; на фиг. 3 - разрез А-А нафиг, 1; на фиг. 4 - диаграмма работы топливного насоса при к 2 = 1; на фиг, 5- диаграммаработы топливного насоса при кг = 2Топливный насос состоит иэ корпуса 1с полостью 2 низкого давления, В корпусе 1размещена нагнетательная секция, состоящая из втулки 3 с наполнительным отверстием 4, расположенного во втулке 3 свозможностью возвратно-поступательногои вращательного перемещения плунжера 5с осевым 6 и радиальным 7 каналами, толкателя 8 и кулачка 9. Плунжер 5 образует свтулкой 3 переменный рабочий объем 10,сообщенный нагнетательным каналом 11 сфорсункой (не показано), а его осевой 6 ирадиальный 1 каналы сообщены между собой с рабочим объемом 10. Кулачок 9 связанс коленчатым валом дизеля приводом (непоказано) и имеет участок 12 профиля прямого хода, ограниченный центральным углом (Р кп), Толкатель 8 имеет опорный ролик13 и возвратную пружину 14. Плунжер 5 взоне радиального канала 1 имеет втулку дозатора 15, а также на наружной поверхности прямоугольный паз 16, сообщенныйпостоянно каналом 17 с осевым каналом 6.Насос снабжен дополнительным приводомвращательного 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 угломер д),а ширина прямого угольного паза 16 огра.ничена центральным углом ( а и), величинакоторого определяется из выраженияп =Рд+ Рк пlО + К,где О. - отношение передаточною числа (к 1)между кулачком и коленчатым валом дизеляк передаточному числу (к 2) между коленчатым валом дизеля и приводом вращательного движения плунжера 5;К - коэффициент, равный 7 г(к 1-1). 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Высота прямоугольного паза 16 равна сумме хода плунжера 5 (5,) и диаметра дополнительного наполнит льного отверстия 20, Торцовые стенки паза 16 перпендикулярны оси плунжерэ 5, э боковые - пэрэллельны, Высота и ширина прямоугольного паза 16 плунжерэ 5, диаметр дополнительного наполнительното отверстия 20 и частота вращения плунжера 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 (НМТ), 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 шест;рнями 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 втулки 3 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 НМТ 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 как топливо из рабочего объема 10 перетекает в полость низкого давления, т.е. за полный рабочий цикл в цилиндре двигателя плунжер 5 топливногонасоса совершает два рабочих хода, один иэ которых является холостым ходом,При частоте вращения кулачка и о доа раза превышающей частоту вращения вала п, через 180 угла поворота коленчатого вала (в конце такта горения-расширения) повторяется движение плунжера от НМТ 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 б, Впрыска не происходит, так как топливо из рабочего обьема 10 перетекает в полость б 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 выраженияОп =3 д+/%пгО + Кгде Рд - центральный угол, ограничивающий диаметр дополнительного отверстия 16 втулки 3;р кп - центральный угол, ограничивающий участок 12 профиля прямого хода кулачка 9;О - отношение передаточного числа (к 1) между кулачком и коленчатым валом дизеля к передаточному числу (к 2) между коленчатым валом дизеля и приводом вращательного движения плунжера;К - коэффициент, равный л(к 1-1).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 эффек 1 ивности работы двигателя в целом.Формула изобретения Топливный насос высокого давления 5 для дизеля, содержащий нагнетательнуюсекцию, имеющую втулку с наполнительным отверстием, расположенный оо втулке с возможностью 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 уча сток профиля прямого хода, о т и и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения эффективности путем повышения скорости движения плунжера, он снабжен приводом вращательного движения плунжера, свя занного с коленчатым валом дизеля передаточным соотношением 1:2, во втулке выполнено дополнительное наполнительное отверстие, разнесенное с основным по оси втулки, на наружной поверхности плун жера выполнен прямоугольный продольныйпаз, сообщенный постоянно с осевым каналом плунжера и с возможностью периодического сообщения с дополнительным отверстием втулки на всей длине нагнета тельного хода плунжера, причем ширинапрямоугольного паза плунжера ограничена центральным углом а и, величина которого определяется иэ выраженияап =рд+ Ркп/О+К35 где Зд - центральный угол, ограничивающий диаметр дополнительного отверстия втулки;/3 пк - центральный угол, ограничивающий участок профиля прямого хода кулачка, 40 О - отношение передаточного числа (к 1)между кулачком и коленчатым валом дизеля к передаточному числу (к 2) между коленчатым валом дизеля;К = Л(к 1-1) - коэффициент.451671939 И Г Р и О 5 бО 2 ЖРиг. ФГ Р 90 ИО У ючгла ЕО жа 1 ВО 5 Ю ВО ИО ж МО щ Яд,фиО Составитель В,ПекарьТехред М.Моргентал Корректор С.Черн Редактор С.Пек аказ 2815 Тираж 343 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Произво нно-издательский комбинат "Па г. Ужгород, ул.Гагарина, 101