ДОЗАТОР-РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ЖИДКОСТИ Российский патент 1995 года по МПК F02M41/00 F02M41/16 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к дозаторам-распределителям жидкости, преимущественно топлива, в системах питания двигателей внутреннего сгорания.

Известен дозатор-распределитель топлива в системе питания двигателя, содержащий цилиндр с размещенными в нем свободным плунжером и регулирующим поршеньком с образованием нагнетательных полостей, и золотник, выполненный в виде втулки и установленный в корпусе с возможностью поочередного соединения нагнетательных полостей с подводящими и нагнетательными каналами.

Недостатками дозатора-распределителя являются малые надежность и долговечность из-за однонаправленного вращения золотника с большой скоростью в корпусе, приводящего к образованию кольцевых задиров на цилиндрических их поверхностях и к ухудшению герметичности полостей и каналов.

Известен дозатор-распределитель топлива для системы питания двигателя, принятый в качестве прототипа, содержащий корпус, связанный с ним цилиндр, свободный плунжер и регулирующий поршенек, размещенные в цилиндре с образованием двух нагнетательных полостей, снабженных впускными и выпускными отверстиями, крышку с выполненными в ней подводящими и нагнетательными каналами, установленную на корпусе, и золотник с перепускными отверстиями, связанный кинематически с приводом и расположенный между крышкой и цилиндром с возможностью поочередного сообщения нагнетательных полостей с подводящими и нагнетательными каналами крышки.

Недостатком прототипа являются также малые надежность и долговечность из-за недостаточной герметичности полостей, а также из-за относительно большой длины каналов, в частности при увеличении числа нагнетательных полостей.

Целью изобретения является повышение надежности и долговечности.

Поставленная цель достигается тем, что в дозаторе-распределителе жидкости, содержащем корпус, связанный с ним цилиндр, один свободный плунжер и регулирующий поршенек, размещенные в цилиндре с образованием двух нагнетательных полостей, снабженных впускными и выпускными отверстиями, крышку с выполненными в ней подводящими и нагнетательными каналами, установленную на корпусе, и золотник с перепускными отверстиями, связанный кинематически с приводом и расположенный между крышкой и цилиндром с возможностью поочередного сообщения нагнетательных полостей с подводящими и нагнетательными каналами крышки, золотник выполняют в виде втулки, установленной коаксиально с цилиндром, а привод - в виде кривошипа с валом, связанного с втулкой при помощи шарнира, причем цилиндр устанавливают в корпусе посредством подвижной опоры.

Подвижная опора выполнена в виде карданного шарнира, установленного соосно с цилиндром.

Дозатор может быть снабжен краном переключения нагнетательных каналов, установленным с возможностью периодического соединения выпускного отверстия нагнетательной полости с одним из нагнетательных каналов.

Кран переключения может быть выполнен в виде поворотной втулки с по меньшей мере двумя парами переключающих каналов, установленной коаксиально с цилиндром между поверхностями золотника и крышки.

Между валом и кривошипом может быть установлена соединительная муфта.

Муфта может быть выполнена автоматической с возможностью углового перемещения вала относительно кривошипа.

На чертеже представлена схема описываемого дозатора-распределителя.

Дозатор содержит корпус 1, связанный с ним цилиндр 2, свободный плунжер 3 и регулирующий поршенек 4, размещенные в цилиндре 2 с образованием двух нагнетательных полостей 5 и 6, снабженных впускными 7 и 8 соответственно и выпускными 9 и 10 соответственно отверстиями, крышку 11 с выполненными в ней подводящими 12 и нагнетательными 13 и 14 каналами, установленную на корпусе 1, золотник 15 с перепускными отверстиями 16 и 17, выполненный в виде втулки, установленной коаксиально с цилиндром 2 и связанный кинематически с приводом, выполненным в виде кривошипа 18 с валом 19, связанного с втулкой золотника 15 при помощи шарнира 20. Золотник 15 расположен между крышкой 11 и цилиндром 2 с возможностью поочередного сообщения нагнетательных полостей 5 и 6 с подводящими 12 и нагнетательными 13 и 14 каналами крышки 11, а цилиндр 2 установлен в корпусе 1 посредством подвижной опоры 21.

Подвижная опора 21 может быть выполнена в виде карданного шарнира, установленного соосно с цилиндром 2.

Дозатор может быть снабжен краном 22 переключения нагнетательных каналов 13 и 14, установленным с возможностью периодического соединения выпускного отверстия 9 или 10 нагнетательных полостей 5 и 6 с одним из нагнетательных каналов 13 или 14.

Кран 22 переключения может быть выполнен в виде поворотной втулки с двумя, например, парами переключающих каналов 23 и 24, установленной коаксиально с цилиндром 2 между поверхностями золотника 15 и крышки 11.

Между валом 19 и кривошипом 18 может быть установлена соединительная муфта 25, которая может быть выполнена автоматической с возможностью углового перемещения вала 19 относительно кривошипа 18.

Описываемый дозатор работает в системе питания двигателя следующим образом.

Вал 19, связанный с валом двигателя, приводит в движение золотник 15 при помощи кривошипа 18 с шарниром 20, за счет чего золотник 15 совершает сложное возвратно-качательное движение. К подводящим каналам 12 крышки 11 подключен источник топлива, например гидроаккумулятор, в котором топливо находится под давлением. При совпадении перепускных отверстий, например 16, золотника 15 с подводящими каналами 12, топливо под давлением поступает через впускное отверстие 7 в нагнетательную полость 5, в которой выпускное отверстие 9 перекрыто золотником 15, за счет чего свободный плунжер 3 перемещается в сторону нагнетательной полости 6, в которой находится порция топлива и впускное отверстие 8 перекрыто, а выпускное отверстие 10 соединено с нагнетательным каналом 14 при помощи перепускного отверстия 17 золотника 15. Топливо под давлением и в определенном количестве, определяемом объемом нагнетательных полостей 5 и 6, подается через форсунку в рабочий цилиндр двигателя. Впускное отверстие 7 нагнетательной полости 5 и выпускное отверстие 10 полости 6 перекрываются золотником 15, выпускное отверстие 9 полости 5 соединяется с нагнетательным каналом 13 при помощи перепускного канала 17 золотника 15, а впускное отверстие 8 полости 6 соединяется с подводящим каналом 12, после чего свободный плунжер 3 под давлением топлива перемещается в сторону полости 5, выдавливая из последней порцию топлива через выпускное отверстие 9, перепускное отверстие 17 и нагнетательный канал 13 к форсунке, например, другого рабочего цилиндра двигателя.

Подача топлива изменяется за счет перемещения в цилиндре 2 регулирующего поршенька 4, связанного с регулятором двигателя.

Наличие подвижной опоры 21, выполненной, например, в виде карданного шарнира, позволяет упростить центровку соосных цилиндрических поверхностей деталей дозатора и снизить на них нагрузки при работе. Сложное возвратно-качательное движение золотника 15 при этом относительно цилиндра 2 и крышки 11 позволяет повысить надежность работы дозатора за счет отсутствия замкнутых рисок, задиров на поверхностях перемещающихся деталей при попадании между ними твердых частиц, а также за счет постоянной приработки этих поверхностей.

При наличии в дозаторе крана 22 переключения топливо под давлением при неизменной синхронизации валов двигателя и кривошипа может подаваться как к нагнетательному каналу 13 через переключающий канал 23, так и к нагнетательному каналу 14 через переключающий канал 24. Установка указанного крана 22 позволяет подавать топливо в рабочий цилиндр двигателя как в районе верхней мертвой точки, так и районе нижней мертвой точки в зависимости от вида топлива и процесса в двигателе.

Наличие соединительной муфты 25 между кривошипом 18 и валом 19 позволяет согласовывать момент подачи топлива с угловым положением вала двигателя, а значит и с положением поршней в рабочих цилиндрах. В случае выполнения муфты 25 автоматической согласование момента подачи топлива с положением поршней в рабочих цилиндрах может происходить в процессе работы двигателя, что позволяет регулировать угол опережения впрыска топлива в зависимости от режима работы двигателя.

Таким образом описанный дозатор-распределитель позволяет повысить надежность и долговечность подвижных деталей, а также увеличить давление впрыска топлива за счет уменьшения удельных нагрузок в сопряжениях деталей и снижения утечек через зазоры из-за улучшения условий работы сопрягаемых деталей. Кроме того, наличие крана переключения позволяет расширить функциональные возможности дозатора за счет возможности переключения момента подачи топлива при установке его в системе питания многотопливного двигателя.

Использование: двигателестроение, а именно дозаторы жидкости, преимущественно топлива в системах питания двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: дозатор-распределитель содержит корпус 1, связанный с ним цилиндр 2, свободный плунжер 3 и регулирующий поршенек 4, размещенные в цилиндре 2 с образованием двух нагнетательных полостей 5 и 6, крышку 11 с выполненными в ней подводящими и нагнетательными каналами 13 и 14 и золотник 15 с перепускными каналами 17 и 16, выполненный в виде втулки, установленной коаксиально с цилиндром 2 и связанной с кривошипом 18 при помощи шарнира 20. При вращении кривошипа 18 золотник 15 совершает сложное возвратно-качательное движение, в результате чего происходит поочередное соединение нагнетательных полостей 5 или 6 с подводящими и нагнетательными каналами, а подача жидкости под давлением происходит за счет перемещения свободного плунжера 3. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. ДОЗАТОР-РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ЖИДКОСТИ, преимущественно топлива для системы питания двигателя, содержащий корпус, связанный с ним цилиндр, по меньшей мере один свободный плунжер и регулирующий поршенек, размещенные в цилиндре с образованием по меньшей мере двух нагнетательных полостей, снабженных впускными и выпускными отверстиями, крышку с выполненными в ней подводящими и нагнетательными каналами, установленную на корпусе, и золотник с перепускными отверстиями, связанный кинематически с приводом и расположенный между крышкой и цилиндром с возможностью поочередного сообщения нагнетательных полостей с подводящими и нагнетательными каналами крышки, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности, золотник выполнен в виде втулки, установленной коаксиально с цилиндром, а привод - в виде кривошипа с валом, связанного с втулкой при помощи шарнира, причем цилиндр установлен в корпусе посредством подвижной опоры. 2. Дозатор-распределитель по п.1, отличающийся тем, что подвижная опора выполнена в виде карданного шарнира, установленного соосно с цилиндром. 3. Дозатор-распределитель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен краном переключения нагнетательных каналов, установленным с возможностью периодического соединения выпускного отверстия нагнетательной полости с одним из нагнетательных каналов. 4. Дозатор-распределитель по пп. 1-3, отличающийся тем, что кран переключения выполнен в виде поворотной втулки с по меньшей мере двумя парами переключающих каналов, установленной коаксиально с цилиндром между поверхностями золотника и крышки. 5. Дозатор-распределитель по пп. 1-4, отличающийся тем, что между валом и кривошипом установлена соединительная муфта. 6. Дозатор-распределитель по пп.1-6, отличающийся тем, что муфта выполнена автоматической с возможностью углового перемещения вала относительно кривошипа.