ТОПЛИВНЫЙ НАСОС ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1996 года по МПК F02M59/44 

Изобретение относится к области машиностроения, более конкретно к области двигателей внутреннего сгорания, а именно к топливовпрыскивающей аппаратуре для дизельных двигателей, и может быть использовано в топливных насосах высокого давления преимущественно для транспортных дизелей.

Известна плунжерная пара топливного насоса высокого давления, имеющая втулку с окнами, диаметрально расположенными и смещенными относительно друг друга в вертикальной плоскости, и плунжер с симметричным исполнением рабочих кромок, перепускных каналов и технологических проточек (см. авторское свидетельство СССР N 675200, F 02 M 59/44, опубл. 26.07.79 г.). Основными недостатками данной плунжерной пары являются:
1. в процессе топливоподачи из-за перераспределения давления в зазоре между втулкой и плунжером, обусловленного влиянием окон, возникают радиальные силы, действующие на боковую поверхность плунжера, что приводит к радиальному смещению плунжера во втулке;
2. смещение плунжера приводит к увеличению зазора в зоне одного из окон, что вызывает резкое возрастание утечек топлива.

3. изготовление плунжерных пар с минимальными зазорами для увеличения плотности приводит к частым отказам топливных насосов на начальном этапе эксплуатации.

Известно, что плотность плунжерной пары зависит от соотношения геометрических параметров золотниковой части, определяющих длины наикратчайших линий перетекания и периметры стоков топлива. Суммарные утечки топлива в плунжерной паре определяются выражением:
Q=Q_n+Q_o+Q_d (1)
где Q_n утечки топлива в наполнительное окно;
Q_o утечки топлива в отсечное окно;
Q_d утечки топлива в дренаж или картер привода насоса.

Решающее влияние на плотность оказывает величина зазора между плунжером и втулкой в зоне расположения окон втулки, т.к. величина утечек q пропорциональна третьей степени величины зазора δ.

Фактический зазор определяется положением плунжера во втулке, обусловленным действием сил от давления топлива на боковую поверхность плунжера, монтажными и рабочими нагрузками, качеством исполнения и состоянием прецизионных поверхностей и т.д.

Учитывая воздействие этих факторов, можно выбрать такую форму золотниковой части плунжера с соответствующим расположением окон во втулке, при которой плунжерная пара будет иметь наибольшую плотность.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является повышение эксплуатационной надежности и экономичности транспортных двигателей.

Указанный технический результат достигается тем, что во втулке 1 фиг. 1 наполнительное 3 и отсечное 4 окна имеют одностороннее расположение, причем наполнительное окно находится ниже отсечного. При этом уменьшаются периметры стока для наполнительного окна и в дренаж, что приводит к уменьшению составляющих Q_n и Q_d уравнения 1 и утечек в целом. А симметричное относительно плоскости лапок исполнение рабочих кромок, перепускных каналов и технологических проточек золотниковой части плунжера 2 приводит к смещению плунжера под действием давления топлива к окнам и, следовательно, к уменьшению зазора в зоне окон. На фиг. 2 приведены графики изменения плотности известной и предлагаемой плунжерных пар, полученные по результатам расчетов по известным методикам.

Таким образом, существенными отличиями заявляемого объекта являются:
1. одностороннее расположение во втулке наполнительного и отсечного окон со смещением относительно друг друга в вертикальной плоскости, по отношению к надплунжерному пространству, причем наполнительное окно расположено ниже отсечного.

2. симметричное исполнение золотниковой части плунжера.

Совокупность всех изложенных признаков обеспечивает достижение поставленной цели, т.е. повышение надежности и долговечности плунжерной пары путем: изменения конструкции плунжерной пары; уменьшения дросселирования топлива в процессе топливоподачи по зазорам плунжерной пары; улучшения теплоотвода в золотниковой части; увеличения технологического зазора при изготовлении плунжерных пар при сохранении заданной плотности.

Следовательно, можно сделать вывод, что заявляемый объект соответствует критериям "существенные отличия" и "новизна".

Использование: двигателестроение, в частности топливовпрыскивающая аппаратура для дизельных двигателей. Сущность изобретения: плунжерная пара содержит втулку с наполнительным и отсечным окнами и размещенный во втулке с возможностью возвратно-поступательного и поворотного перемещений плунжер с перепускными каналами и управляющими кромками для взаимодействия с наполнительными и отсечными окнами втулки. Наполнительное и отсечное окна расположены с одной стороны, причем наполнительное окно имеет нижнее расположение по отношению к надплунжерному. Золотниковая часть головки плунжера выполнена симметрично. 2 ил.

Топливный насос высокого давления для двигателя внутреннего сгорания, содержащий плунжерную пару в виде втулки с наполнительным и отсечным окнами и плунжера, выполненного с перепускными каналами и управляющими кромками, взаимодействующими с наполнительным и отсечным окнами, причем втулка выполнена с односторонним расположением окон, а золотниковая часть плунжера выполнена симметричной, отличающийся тем, что наполнительное и отсечное окна выполнены со смещением относительно друг друга в вертикальной плоскости, причем наполнительное окно расположено ниже отсечного.