Топливовпрыскивающий насос

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик ,(61) Дополнительный к патенту(51) М. Кл. Г 02 О 1/02Р 02 М 59/20 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(53) УДК 621 . 4 З, .038.5(088,8) Дата опубликования описания 07.10.82 Иностранец Дориан фэррар Маубрей(72) Автор изобретения ф гт лтр 9 ЩЩ Иностранная фирмаЛукас Индастриз Лимитед (Великобритания)(54) ТОПЛИВОВПРЫСКИВАЮЩИЙ НАСОС Изобретение относится. к машиностроению, более конкретно к двигателестроению и может быть использовано в топливной системе двигателя внутреннего сгорания с топливовпрыскивающим насосом роторного типа.Известен топливовпрыскивающий насос роторного типа для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус, размещенный в нем с возмож. - ностью синхронного вращения с двигателем распределитель, имеющий поперечный канал, плунжер, размещенный в поперечном канале, кольцевой кулачок, расположенный вокруг распределителя в зоне поперечного канала с возможностью относительного поворота, устройство дозировки топлива и механизм поворота кольцевого кулачка, управляемый элементом, чувствительным к скорости двигателя, и устройством, на которое воздействует оператор 11.Одяако выполнение в известном насосе механизма поворота кольцевого кулачка в виде подпружиненного поршня, на которое воздействует выходное давление топлива подкачивающего насоса, зависящее от скорости враще ния двигателя, и пружина с регулируемой затяжкой, приводит к увеличению производительности подкачивающего насоса, а также к запаздыванию передачи регулирующего импульса к поршню, что, в свою очередь,приводит к нарушению согласованностиРподачи топлива в цилиндр двигателяпо времени и тем самым ухудшаетпроцесс сгорания топлива в цилиндре двигателя.Цель изобретения - повышениеточности подачи топлива по времени.Укаэанная цель достигается темчто механизм поворота кольцевогокулачка выполнен в виде рычага сдвумя опорными поверхностями, шарнирно закрепленного на кольцевомкулачке и расположенного в плоскости, перпендикулярной оси вращенияраспределителя, исполнительного элемента, проходящего перпендикулярноуказанной плоскости и имеющегопрофильную поверхность, сопряженнуюс первой опорнойповерхностью рычага, и регулируемого кулачка, сопряженного с второй опорной поверхностью рычага, причем исполнительныйэлемент связан с элементом, чувствительным к скорости двигателя, а регулируемый кулачок - с устройством, на которое воздействует оператор.Причем, первая опорная поверхность рычага выполнена в виде отверстия, в котором расположен исполнительный элемент,На фиг,1 схематически изображеновзаимодействие основных элементов насоса; на Фиг.2 - вариант выполнения механизма поворота кольцевого кулачка; на Фиг.З - насоспродольноесечение; на Фиг.4 - вариант выполнения насоса по Фиг.З; на фиг.5- то же, другой вариант.Насос содержит корпус 1, в котором установлена втулка 2, Во втулке 2 расположен врацаюцийся от приводного вала (не показано) синхронно с двигателем, на котором установлен насос, цилиндрический распределитель 3, имеющий поперечный цилиндрический канал 4, в котором размещены два плунжера 5 образующиемежплунжерный объем 6. Межплунжерныйобъем 6 сообщается с продольным каналом 7, выполненным в распределителе 3. Продольный канал 7 сообцается с наружной цилиндрической поверхностью распределителя 3 посредством разнесенных вдоль его оси радиальных впускных каналов 8 и выпускногоканала 9, который при вращении распределителя 3 поочередно сообщается с форсунками двигателя (не показано) . Вокруг распределителя 3 в зонепоперечного канала 4 расположен кольцевой кулачок 10, на внутреннем рабочем профиле которого расположено несколько пар кулачковых выступов 1, предназначенных для перемещения плунжеров 5 вовнутрь, которые взаимодействуют с последними через ролики 12 толкателей 13 (показан один из них). Кольцевой кулачок 10 выполнен с возможностью углового движения относительно распределителя 3 для регулировки момента подачи топлива в двигатель. Кольцевой кулачок 10 снабжен пружиной растяжения 14, которая удерживает первыйотповорота под действием реакциинабегавших на кулачковые выступы11 роликов 12 толкателей 13. Для регулировки момента впрыска топлива двигатель кольцевой кулачок снабен также механизмом его поворота,выполненным в виде рычага 15, шарнирно закрепленного на кольцевом кулачке 10, имеющего две опорные по"верхности 16 и 17, расположенного вплоскости,.перпендикулярной оси вращения распределителя 3, исполнительного элемента 18, проходящего перпендикулярно рычагу 15 и имеющегопрофильную поверхность 19, сопряженную с первой опорной поверхностью65 общается со сливом, а другим закан 16 рычага 15, и регулируемого кулачка 20, сопряженного с второй опорнойповерхностью 17 рычага 15, Исполнительный элемент 18 связан с элементом 21, чувствительным к скорости 5 двигателя, в качестве которого можетбыть взято устройство, содержащеепоршень, к которому подводят выходное давление топливоподкачивающегонасоса, или электромагнитное устрой ство, мощность которого определяетсяэлектрической схемой, чувствительной к частоте вращения двигателя,Регулируемый кулачок 20 связан, всвою очередь, с устройством, на ко торое воздействует оператор, управляющий двигателем, и в случае, еслидвигатель является автомобильньм,вал регулируемого кулачка может бытьсоединен непосредственно с педальюуправления. Первая опорная поверхность 16 рычага 15 может быть выполнена в виде отверстия 22, в которомразмещен исполнительный элемент,18.Во втулке 2 выполнен подводящий канал 23, аоединенйый с одной стороныс выходом подкачиваюцего насоса (непоказан), а с другой " с кольцевойканавкой 24, выполненный на распределителе 3. Насос имеет еще устройство дозировки топлива, выполненноев виде расположенных на цилиндрической наружной поверхности распределителя 3 через одинаковое угловоерасстояние двух групп продольных канавок 25 и 26, расположенных во З 5 втулке 2 обводного канала 27, подающего канала 28 и цилиндрической камеры 29, в которой расположен поршень 30, на один конец которого воз.- действует топливо, выходящее из об водного канала 27,на другой - изподающего канала 28. Перемещениепоршенька 30 ограничивается подпружиненным упором 31,торец котороговзаимодействует с выступом 32 сво бодного .рычага 33, который имееттакже регулируемую опору 34, средний выступ 35, сопряженный с кулачком 36, расположенньм на одном валус регулируемым кулачком 20, и крайний выступ 37, выполненный с возможностью сопряжения со второйпрофильной поверхностью 38 исполнительного элемента 18.В первой группе продольные канавки 25 одним концом соединены скольцевой канавкой 24, а другимконцом располагается на уровне обводного канала 27, причем каждая изних располагается равномерно междувыходами на наружную поверхность 60 распределителя 3 впускных каналов 8.Вторая группа 26 продольных канавок совмецена по угловому расположению с впускньми каналами 8, при этом каждая из них одним концом сочивается на уровне обводного канала 27. Подающий канал 28 одним концом постоянно сообщается с цилиндрической камерой 29, а другим попеременно - с продольными канавками первой группы 25 и впускными каналами 8, Обводной же канал одним концом постоянно сообщается с противоположной стороной цилиндрической камеры 29, а другим попеременно сообщается с продольными канавками первой груп пы 25 или второй группы 26.Кроме того, насос имеет гидравлический регулятор холостого хода, который выполнен в виде расположенного во втулке 2 золотника 39, ра,з мещенного с воэможностью скольжения в цилиндрической полости 40, закрытый с торцов, На правый торец золотника 39 воздействует пружина сжатия 41, отжимающая его в крайнее левое 20 положение, На боковой поверхности золотника выполнена круговая канавка 42, котораяпостоянно сообщаетсяс кольцевой канавкой 24 распределителя 3 посредством отверстия 43. Кроме того, канавка 42 посредством сверления 44 в золотнике 39 сообщается с левым концом цилиндрической полости 40 для подвода выходного давления подкачивающего насоса к левому торцу золотника 39. Правый конец цилиндрической полости 40, в котором размещена пружина 41, постоянно сообщается со сливом. Во втулке 2 выполнено еще отверстие 45. с возможностью сообщения с одним из впускных каналов 8, тогда как другой впускной канал 8 будет совпадать с подающим каналом 28. Отверстие 45 выполнено также с возможностью сообщения с круговой канавкой 42, 40 когда золотник 39 находится в крайнем левом положении. Во втулке 2 может быть выполнено также отверстие 46, сообщающееся с выпускньм каналом 9, а на золотнике 39 - ка навка 47, постоянно сообщенная с правым концом цилиндрической полости 40. Как вариант выполнения гидравлического регулятора, золотник может быть снабжен хвостовиком 48, 5 О выходящим из цилиндрической полости 40 наружу и сопряженньм с поворотным кулачком 49, который размещен также на валу регулируемого кулачка 20. Поворотный кулачок 49 снабжен лыской 50, которая поворачивается в сторону хвостовика 48 при отпускании оператором педали управления, после чего регулятор холостого хода п ир водится в действие.Насос работает следующим образом.При вращении распределителя 3топливо от подкачивающего насосаподается через подводящий канал23 в кольцевую канавку 24 и в первую 65 группу продольных канавок 25, Когдаподающий канал 28 совмещается содной иэ канавок 25, топливо начинает поступать в цилиндрическую камеру 29 до тех пор, пока поршенек30 не переместится до упора 31.Распределитель 3 поворачиваетсядальше, подающий канал 28 совмещается с одним из впускных каналов 8,одновременно обводной канал совмещается с одной иэ канавок 25 и топливо от подкачивающего насоса поступает к противоположному торцу.поршенька 30, перемещая его вовнутрьи выталкивая топливо из цилиндрической камеры 29, через подающийканал 28, один из впускных каналов8, продольный канал 7 в межплунжерный объем 6. Под действием поступившего топлива плунжеры 5 перемещаютсянаружу. Распределитель 3 поворачивается дальше. Ролики 12 толкателей13 набегают на кулачковые выступы11, под действием которых перемещаютплунжеры вовнутрь. В это время выпускной канал 9 совмещается с однимиз нагнетательных каналов (не показаны) и происходит подача топливав цилиндр двигателя. Одновременнос этим подающий канал 28 совмещается со следующей продольной канавкой25, .а обводной канал 27 с одной изпродольных канавок 26, происходитзаполнение цилиндрической камеры29 следующей порцией топлива, атопливо с противоположной стороныпоршенька 30 вытесняется через обводный канал 27 и канавку 26 на слив.Дальнейший поворот распределителяприводит к повторению цикла, подаваяпоочередно топливо во все цилиндрыдвигателя в соответствии с порядкомих работы. Во время работы при увеличении частоты вращения двигателяисполнительный элемент 18 под действием чувствительного к скорости дви-гателя элемента 21 продольно пере.мещается и, воздействуя продольнойповерхностью 19 на первую опорнуюповерхность 16 рычага 15, обеспечивает ему угловое перемещение относительно второй его опорной поверхности 17.,Такое перемещение рычагаприводит к повороту кольцевого кулачка относительно распределителя3, обеспечивая необходимое изменениеугла опережения впрыска топлива взависимости от изменения скоростидвигателя. Таким образом, если распределитель 3 вращается по часовойстрелке, то при увеличении скоростидвигателя исполнительный элемент 18перемещается вниз (на схеме), чтовызывает перемещение кольцевогокулачка 10 против действия пружины14 по часовой стрелке. Это приводитк опережению моментов подачи топлива в двигатель. Наоборот, когдаскорость двигателя снижается, исполнительный элемент 18 перемещается вверх, пружина 14 перемещаеткольцевой кулачок 10 против часовойстрелки, в результате чего имеетместо запаздывание моментов подачитоплива в двигатель,Угловое перемещение вала регулируемого кулачка 20 также влияет через вторую опорную поверхность 17рычага 15 на положение кольцевогокулачка 10 так, что, когда операторизменяет режим работы двигателя,изменяются моменты подачи топлива.Когда оператор перемещает валрегулируемого кулачка 20 в направлении увеличения количества топлива,подаваемого в двигатель, кулачок 36позволяет свободному рычагу 33 перемещаться против часовой стрелки вокруг регулируемой опоры 34, в результате чего подпружиненный ограничительный упор 31 получает воэМожностьперемещаться наружу под действиемпружины, что обеспечивает воэможность увеличения диапазона перемещения поршенька 30. НаобоРот, когдаоператор отпускает педаль управления, то свободный рычаг 33 перемещается по часовой стрелке и переме. щает ограничительный упор 31 вовнутрь, в результате чего уменьшается ход поршенька 30 и, следовательно,уменьшается количество топлива, подаваемого в двигатель. Воздействиена подпружиненный ограничительныйупор 31 осуществляется также и приизменении скоростного режима двигателя, когда вторая профильная поверхность 38 взаимодействует с крайним выступом 37 свободного рычага33, изменяя тем самым дозировку топ-е 40лива при увеличении скорости вращения двигателя в сторону уменьшения и наоборот. Под действиемоператора свободный рычаг 33 может повернуться по часовой стрел.ке так, что ограничительный упор,переместившись в крайнее правое положение, не позволяет перемещаться поршень.ку ЗО.В результате этого топливочерез подающий канал 28 не подаетсяи скорость вращения двигателя падает.Когда скорость вращения достигаетнормальной скорости холостого хода,то подача топлива в двигатель осуществляется посредством гидравлического регулятора холостого хода, ко-.торый и поддерживает необходимуюскорость вращения холостого хода. Регулятор работает следующим образом.60Снижение скорости вращения двигателя приводит к снижению выходного давления подкачивающего насоса, что позволяет золотнику 39 под действием пружины 41 переместиться влево. б 5 Такое положение золотника 39 позволяет сообщать впускные каналы 8.через сверление 45, круговую канавку 42 н отверстие 43 с кольцевой канавкой 24. Кроме того, в период переходного режима, для исключения неуправляемой подачи топлива в цилиндры, выпускной канал 9 на каждом обороте распределителя 3 сообщается со сливом через отверстие 46 и канавку 47. При пуске двигателя, когда золотник 39 находится в крайнем левом положении, отверстие 45 полностью сообщается с круговой канавкой 42 и межплунжерный объем 6 максимально заполняется топливом, т.е; подача топлива максимальна, что облегчает запуск двигателя.В дальнейшем, с увеличением скоростного и нагрузочного режимов двигателя выше режимов холостого хода растет выходное давление топлива подкачивающего насоса и регулятор холостого хода выключается из работы, а управление подачей топлива обеспечивается описанным путем.Выполнение топливоподкачивающего насоса с механизмом поворота кольцевого кулачка в виде рычага с двумя опорными поверхностями, шарнирно закрепленного на кольцевом кулачке и расположенного в плоскости, перпендикулярной оси вращения распределителя, исполнительного элемента, проходящего перпендикулярно рычагу и имеющего профильную поверхность, сопряженную с первой опорной поверхностью рычага, и регулируемого кулачка, сопряженного со второй опорной поверхностью рычага, позволяет повысить точность подачи топлива по времени и тем самым улучшить экономические показатели двигателя.Формула изобретения1. Топливовпрыскивающий насос роторного типа для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус, размещенный в нем с возможностью синхронного вращения с двигателем распределитель, имеющий поперечный канал, плунжер, размещенный в поперечном канале, кольцевой кулачок, расположенный вокруг распределителя в зоне поперечного канала с возможностью относительного поворота,устройство дозировки топлива и механизм поворота кольцевого кулачка, управляемый элементом, чувствительньм к скорости двигателя, и устройством, на которое воздействует оператор, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что,с целью повышения точности подачи топлива по времени, механизм поворота кольцевого кулачка выполнен в виде10 рычага с двумя опорными поверхностя-:ми, шарнирно закрепленного на кольцевом кулачке и расположенного вплоскости, перпендикулярной осивращения распределителя, исполнительного элемента, проходящего перпендикулярно указанной плоскости иимеющего профильную поверхность,сопряженную с первой опорной поверхностью рычага, и регулируемого кулачка, сопряженного со второй опорной поверхностью рычага, причем ис- +полнительный элемент связан с элементом, чувствительньм к скоростидвигателя, а регулируемый кулачокс устройством, на которое воздействует оператор.2. Насос по п1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что первая опорнаяповерхность рычага выполнена в видеотверстия, в котором расположен исполнительный элемент.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1 Патент Франции Е 2366446,кл. Р 02 Р 1/02, опублик, 1978.965368 2 Фаг ВНИИП Филиал П каэ 7712/50 Тираж 552 Подписное "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4