СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ УСИЛИЯ ПРУЖИНЫ В РЕГУЛЯТОРЕ ДАВЛЕНИЯ ТОПЛИВА ПРИ ЕГО НАСТРОЙКЕ И РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ТОПЛИВА, В КОТОРОМ РЕАЛИЗОВАН ЭТОТ СПОСОБ Российский патент 1997 года по МПК F02M65/00 

Изобретение относится к области средств управления подачей топлива в двигателях внутреннего сгорания, а в частности к устройствам регулирования давления топлива перед форсунками систем впрыска.

Известно устройство регулирования давления топлива, которое включает в себя топливную и воздушную камеры, разделенные мембраной. В топливной камере размещены входное отверстие, выходное отверстие с седлом и запорный элемент, соединенный с мембраной. В воздушной камере размещена пружина, воздействующая на мембрану и патрубок.

Регулятор настроен на поддержание определенного давления за счет обеспечения заданного усилия пружины.

Способ регулирования усилия пружины в регуляторе давления топлива включает в себя постепенное сжатие пружины (т.е. увеличение ее усилия) путем деформации дна корпуса, взаимодействующего с торцом пружины [1]
Недостатком способа и конструкции является необратимость процесса деформации, что в случае чрезмерного сжатия пружины приводит к браку всего изделия.

Известен также блок регулятора давления топлива, содержащий корпус, мембрану, разделяющую его на первую топливную и вторую воздушную камеры. В воздушной камере размещена пружина, расположенная в гнезде, и регулировочный винт, контактирующий с гнездом пружины. Винт установлен в резьбовой втулке, жестко соединенной с корпусом [2]
Степень сжатия пружины (ее усилие) регулируется винтом, воздействующим на гнездо пружины.

Недостатком такой конструкции является технологичность и повышенная трудоемкость вследствие необходимости изготовления резьбовой пары: винт-втулка, и соединения втулки с корпусом воздушной камеры.

Известен также принятый за прототип регулятор давления топлива, содержащий корпус с топливной и воздушными камерами, разделенные мембраной. В топливной камере размещены входное отверстие, выходное отверстие с седлом и запорный элемент, соединенный с мембраной. В воздушной камере размещена пружина, гнездо пружины и патрубок для соединения полости воздушной камеры с атмосферой или пространством за топливными форсунками.

Необходимая величина поддерживаемого давления топлива обеспечена усилием пружины, размещенной в воздушной камере.

Способ регулирования усилия пружины, принятый за прототип и реализуемый в данной конструкции, включает постепенное сжатие пружины путем деформации дна корпуса, взаимодействующего с торцом пружины.

При описанном способе регулирования основание корпуса может быть слишком деформировано, что увеличивает смещение пружины, а следовательно, и ее усилия сверх нужной величины вследствие невозможности учета всех влияющих факторов: разброс геометрических параметров пружины, гнезда пружины, непараллельность торцов пружины, наличие упругой деформации корпуса и др.

Если произошло чрезмерное деформирование корпуса воздушной камеры, то на резьбовой стержень устанавливают пластину, которая контактирует с выступающей частью дна корпуса, надевают на стержень гайку, и путем навинчивания гайки на резьбовой стержень производят обратную деформацию корпуса.

Недостатком конструкции является сложность и трудоемкость изготовления воздушной камеры, т.к. требуется введение дополнительно: резьбового стержня и размещения патрубка на боковой поверхности воздушной камеры, что крайне нетехнологично и не позволяет выполнить патрубок за одно целое с корпусом.

Предлагаемый способ регулирования и регулятор давления топлива решают задачу упрощения конструкции, способа регулировки, снижения трудоемкости.

Сущность заявляемого способа регулирования усилия пружины заключается в том, что сжатие пружины осуществляют при помощи внешнего приспособления, толкатель которого введен в воздушную камеру через патрубок для взаимодействия с гнездом пружины. Регулирование усилия пружины производят путем осевого перемещения толкателя. Фиксацию положения пружины (ее усилия) после настройки производят путем деформации корпуса. Деформацию можно осуществить путем замятия корпуса в нескольких точках. При осуществлении способа можно измерять (контролировать) усилие пружины, в процессе его регулировки, что дает возможность автоматизировать процесса.

Заявляемый регулятор давления топлива, изготовленный с использованием описанного способа регулирования усилия пружины содержит топливную и воздушную камеры, разделенные мембраной. В воздушной камере размещены пружина с гнездом.

Регулятор отличается тем, что гнездо пружины выполнено с цилиндрической направляющей частью, взаимодействующей со стенками корпуса, а положение гнезда зафиксировано замятием корпуса в нескольких точках.

Такое замятие может быть выполнено либо на цилиндрической поверхности корпуса по периметру гнезда пружины, либо дна корпуса до контакта с торцом гнезда пружины.

Патрубок, соединяющий полость воздушной камеры с атмосферой или с пространством за топливными форсунками, может быть выполнен за одно целое с корпусом.

На чертеже представлен заявляемый регулятор давления топлива.

Регулятор содержит корпус топливной камеры 1, корпус воздушной камеры 2, мембрану 3, впускное 4 и выпускное отверстие 5 для топлива, седло 6, запорный элемент 7, закрепленный на мембране. В воздушной камере размещен упругий элемент в виде цилиндрической пружины 8, поджимающей запорный элемент 7 к седлу 6. Пружина 8 расположена между опорным элементом 9 и торцом гнезда 10 пружины с цилиндрической направляющей частью 11.

Патрубок 12 служит для соединения полости воздушной камеры с другой полостью, например, с пространством за топливовпрыскивающими форсунками. Пружина 8 отрегулирована на создание определенного усилия на мембрану, поджимающую запорный элемент к седлу, т.е. от усилия пружины зависит величина давления топлива, поддерживаемого регулятором.

Способ регулирования усилия пружины осуществляют следующим образом.

После сборки регулятора в отверстие патрубка 11 устанавливают толкатель 13 (на чертеже показан условно) до контактирования с торцом гнезда пружины 10. Затем к толкателю прикладывают усилие P, обеспечивающее сжатие пружины. Эту операцию можно совместить с одновременным измерением величины усилия пружины индикатором 14. После достижения заданной величины усилия (настройки регулятора) положение пружины фиксируют путем замятия корпуса в нескольких точках. Это замятие производят либо по цилиндрической части корпуса по его периметру (по периметру торца гнезда пружины), либо по дну корпуса равномерно по окружности для исключения перемещения гнезда пружины, могущего привести к сбою настройки.

Регулятор давления топлива работает следующим образом.

При отсутствии заданного давления в топливной камере запорный элемент 7 поджат к седлу 6 и проход топлива закрыт. При превышении этого давления топливо, находящееся в топливной камере, воздействуя на мембрану 3 и преодолевая усилие пружины 8, приподнимает запорный элемент 7 от седла 6. С увеличением давления мембрана отжимается на большую величину, увеличивая слив (расход) топлива через выпускное отверстие 5. Таким образом, поддерживается постоянное давление в топливной камере.

Основным достоинством способа является обратимость процесса регулирования, т.е. возможность изменения усилия пружины в меньшую или большую сторону вследствие разнесения по времени операций регулирования усилия пружины и фиксации ее положения. Причем способ не требует введения специальных дополнительных элементов в конструкцию регулятора и позволяет легко автоматизировать процесс настройки.

Преимуществом регулятора является простота и технологичность конструкции и низкая трудоемкость изготовления.

Источники информации
1.Заявка ФРГ N 36 07 812, кл. 4 F 02 M 60/00, публ. 10.09.87.

2. Патент США N 4164237, кл. 3 F 16 K 31/12, 137-510, 251/332, публ. 14.08.79.

3. Патент США N 4436112, кл. 3 F 16 K 31/12, 137-510, публ. 13.03.84 - прототип.

Использование: двигателестроение, в частности, способ регулирования усилия пружины в регуляторе давления топлива при его настройке и регулятор давления топлива, в котором реализован этот способ. Сущность изобретения: способ настройки исключает операцию сжатия пружины при помощи внешнего приспособления до достижения заданного усилия, а после этого фиксацию ее положения. Эту фиксацию осуществляют путем деформации корпуса воздушной камеры замятием в нескольких точках. Регулятор давления содержит корпус топливной камеры 1, корпус воздушной камеры 2, мембрану 3, впускное 4 и выпускное 5 отверстие для топлива, седло 6, запорный элемент 7, цилиндрическую пружину 8, гнездо 10 пружины, патрубок 12. Пружина 8 сжата для обеспечения заданного усилия и ее положение зафиксировано путем замятия корпуса воздушной камеры либо по периметру направляющей части гнезда пружины, либо дна корпуса. 2 с.и 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ настройки регулятора давления, включающий сжатие пружины, ее фиксацию путем деформирования корпуса со стороны воздушной камеры и регулирование заданного усилия пружины, отличающийся тем, что пружину сжимают при помощи толкателя, а корпус деформируют после обеспечения заданного усилия пружины. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в процессе сжатия пружины измеряют ее усилие. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что корпус деформируют путем замятия его в нескольких точках. 4. Регулятор давления топлива содержит корпус, мембрану, размещенную в корпусе с образованием со стенками последнего топливной и воздушной камер, пружину с гнездом, фиксатор усилия пружины, выполненный в виде вмятины в корпусе со стороны воздушной камеры, отличающийся тем, что в корпусе выполнены дополнительные вмятины, а гнездо пружины выполнено с цилиндрической направляющей частью, размещенной с возможностью взаимодействия со стенками корпуса. 5. Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что вмятины выполнены на цилиндрической стенке корпуса со стороны воздушной камеры по периметру. 6. Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что вмятины выполнены в дне корпуса со стороны воздушной камеры.