ТОПЛИВНЫЙ НАСОС Российский патент 1997 года по МПК F02M59/36 F02M59/44 

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания со впрыском легкого топлива в цилиндры, преимущественно снабженным системами электрического зажигания.

Известны топливные насосы для впрыска легкого топлива, снабженные либо системами принудительной смазки плунжерных пар для снижения утечки легкого топлива через зазор при золотниковом дозировании (топливный насос "Роберт Бош"), либо системами для разделения посредством деформируемой перегородки топливной полости и масляной полости, расположенной в плунжерной насосной секции, золотниковом дозировании [1] либо системами герметизаии плунжерного сопряжения посредством эластичных манжет [2] при клапанном дозировании [3]
Во всех перечисленных типах топливных насосов для перемещения плунжера в сторону увеличения объема полости нагнетания для ее заполнения топливом из полости низкого давления используют возвратные пружины, надеваемые на хвостовых плунжерах и сопрягаемые одним торцом с корпусом насоса, а другим с шайбой, закрепленной на плунжер. Под действием этой пружины плунжер стремится выдвинуться из втулки плунжера. Торе плунжера при этом взаимодействует либо непосредственно с толкателем кулачкового механизма, либо с регулировочным болтом, установленным в толкателе, что обеспечивает постоянный контакт толкателя с кулачком.

Недостаток аналогов состоит в том, что размещение возвратной пружины на хвостовике плунжера требует увеличения последнего. Это приводит к увеличению габаритов и массы топливного насоса.

В качестве прототипа принят топливный насос для впрыска легкого топлива с клапанным дозированием при размещении последнего внутри плунжера [3]
Топливный насос содержит плунжеры, втулки и подпружиненные всасывающие клапаны, момент закрытия которых изменяется подвижным органом с косыми срезами для регулирования количества подаваемого топлива, причем впускные клапаны расположены внутри плунжеров, а передвижной орган выполнен в виде рейки, проходящей через пазы во втулках и плунжерах. Данный тип насосов обеспечивает малую чувствительность к неидентичности гидравлических сопротивлений нагнетательных трактов в разных секциях, используют его на быстроходных двигателях, работающих на легких топливах. Использование данного насоса для впрыскивания легких топлив в цилиндры при электрическом зажигании не требует высоких давлений, что позволяет иметь полости нагнетания большого объема, в которых размещены пружины клапанов-дозаторов.

Недостаток прототипа сложная компоновка насосов на двигателе из-за размещения возвратной пружины на удлиненном плунжере, что увеличивает размер насоса по высоте.

Задачей изобретения является снижение размеров и массы топливного насоса, что приведет к снижению его стоимости и лучшей компануемости на двигателе.

Суть изобретения: Задачей изобретения является разработка малогабаритного топливного насоса для малоразмерного двигателя (минитрактора, мотоблокаа и др.) в связи с созданием маломощных двигателей для обслуживания фермерских хозяйств. Топливный насос для впрыска легкого топлива содержит корпус с втулкой и плунжером, нагнетательную полость с размещенной пружиной клапана-дозатора, толкатель, возвратную пружину. Согласно изобретению возвратная пружина размещена внутри нагнетательной полости и опирается на плунжер, а во внутренней полости толкателя размещена дополнительная пружина, опирающаяся на толкатель, причем в плунжере выполнено осевое отверстие для уменьшения силы возвратной пружины в связи с уменьшением сил инерции.

На чертеже показана схема заявляемого топливного насоса.

Заявляемый топливный насос содержит корпус 1 с втулкой 2, внутри которой размещен плунжер 3. В осевом отверстии плунжера 3 установлено клапан-дозатор 4. Пружина 5 клапана-дозатора 4 расположена в нагнетательной полости 5. Последняя через подпружиненный нагнетательный клапан 7 и трубопровод соединена с форсункой (не показаны). В нагнетательной полости 6 размещена возвратная пружина 8 плунжера 3, опирающаяся на последний. С противоположной стороны плунжер 3 своим торцом опирается в дно 9 выемки в толкателе 10. образующий его внутреннюю полость 11. Толкатель 10 снабжен роликом 12, которым он сопряжен с кулачком 13. Во внутренней полости 11 толкателя 10 установлено дополнительная пружина 14, опирающаяся на толкатель 10. В плунжере 3 выполнено осевое отверстие 15 для уменьшения силы возвратной пружины. Топливный насос оборудован системой дозирования (не показана). Позицией 16 обозначено эластичное манжетное уплотнение плунжера.

Топливный насос работает следующим образом.

При повороте кулачка 13 (на чертеже против часовой стрелки) выступ кулачка набегает на ролик 12, в результате чего толкатель 10 движется вверх, сжимая дополнительную пружину 14, нажимает через дно 9 выемки в толкателе 10 на плунжер 9 и одновременно через него сжимает возвратную пружину 8 и пружину 9 клапана-дозатора 4. В связи с уменьшением объема нагнетательной полости 6 давление топлива возрастает, открывается подпружиненный нагнетательный клапан 7 и топливо через топливопровод нагнетается к форсунке происходит впрыск топлива.

В конце подъема плунжер 3 его скорость замедляется, в результате чего возникает сила инерции, направленная вверх. Эта сила воспринимается пружинами, сила которых должна превосходить силу инерции, чтобы не возник разрыв в кинематической цепи привода плунжера 3. Размещение дополнительной пружины 14 во внутренней полости 11 толкателя 10 позволяет уменьшить размера и силу возвратной пружины 8. Следует отметить, что размещение возвратной пружины 8 в нагнетательной полости 6, в которой размещена пружина 5 клапана-дозатора 4, осуществлено без увеличения габарита насоса при несущественном увеличении объема нагнетательной полости 6. В плунжере 3 выполнено осевое отверстие 15, которое позволяет дополнительно уменьшить силу возвратной пружины 3 и снизить его массу, а следовательно, и размеры.

При дальнейшем повороте выступа кулачка 13 под действием возвратной пружины 8 и дополнительной пружины 14 плунжер 3 и толкатель 10 перемещаются вниз, в результате чего происходит увеличение объема нагнетательной полости 6. Подпружиненный нагнетательный клапан 7 закрывается, и происходит наполнение нагнетательной полости 6 новой порцией топлива из системы низкого давления. Затем все процессы повторяются.

Изобретение может быть использовано в малогабаритных топливных насосах, преимущественно для двигателей минитехники.

Использование: в двигателестроении, в частности в двигателях внутреннего сгорания с впрыском легкого топлива в цилиндры, снабженных системами электрического зажигания. Сущность изобретения: возвратная пружина топливного насоса размещена внутри нагнетательной полости и опирается на плунжер, а во внутренней полости толкателя размещена дополнительная пружина, опирающаяся на толкатель. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Топливный насос для впрыска легкого топлива, содержащий корпус с втулкой и плунжером, нагнетательную полость с размещенной пружиной клапана-дозатора, толкатель, возвратную пружину, отличающийся тем, что последняя размещена внутри нагнетательной полости и опирается на плунжер, а во внутренней полости толкателя размещена дополнительная пружина, опирающаяся на толкатель. 2. Насос по п.1, отличающийся тем, что в плунжере выполнено осевое отверстие для уменьшения силы возвратной пружины в связи с уменьшением сил инерции.