ТОПЛИВНЫЙ НАСОС Российский патент 1997 года по МПК F02M59/30 

Устройство относится к области двигателей внутреннего сгорания, а именно к системе питания двигателей.

Известен топливный насос с перепускным клапаном, в котором цикловая подача регулируется перепуском части из надплунжерной во впускную полость через его перепускной клапан.

Недостатком конструкции является то, что посадка перепускного клапана происходит при сравнительно больших скоростях и обусловливает скорый износ клапана. Нагнетание же, напротив, осуществляется с малыми скоростями подачи, что негативно отражается на процессе смесеобразования.

Наиболее близким по техническому уровню и достигаемому результату является топливный насос (а.с. ЧССР N 240002, М. кл. F 02 M 59/30, 1992 г.), состоящий из цилиндра с подпружиненным поршнем, опирающимся на балансир, другой конец которого шарнирно соединен с регулировочным штоком, а в средней его части с кулачком привода.

Указанный насос решает техническую задачу, связанную с обеспечением регулирования цикловой подачи топлива в ограниченных пределах. Ограниченность диапазона регулирования цикловой подачи обусловлена расположением плунжерной пары и кулачка привода с одной стороны от шарнира балансира и регулировочного штока. Это исключает возможность кинематического сближения шарнира балансира с точкой контакта кулачка привода и тем самым исключает возможность полностью отключить подачу топлива. Для эффективной работы кулачка привода и поршня с точки зрения достижения допустимого угла давления угол качания балансира, будучи ограниченным, требует конструктивного увеличения расстояния между осями кулачка и цилиндра насоса, что влечет за собой значительное увеличение габаритов насоса и ограничение быстроходности за счет роста сил инерции.

Данный способ имеет невысокий технический уровень, что обусловлено кинематической схемой и невозможностью обеспечения режима нулевой цикловой подачи, а также невозможностью реализации компактной и быстроходной конструкции.

В этой связи важнейшей задачей является создание новой кинематической схемы с новым взаимным расположением регулирующей опоры коромысла и плунжерной пары с кулачком привода, позволяющей одновременно изменять оба плеча коромысла, тем самым обеспечить пропорционально ходу плунжера регулирование цикловой подачи и возможность ее полного отключения за счет совмещения продольной оси плунжера плоскости регулируемой опоры, что позволяет значительно расширить диапазон регулирования цикловой подачи и уменьшить габариты топливного насоса.

Целью изобретения является создание новой кинематической схемы, соотношение элементов которой позволяет обеспечить режим нулевой подачи при эффективном кинематическом взаимодействии подвижных и управляющего звеньев. Это позволяет использовать топливный насос без применения дополнительных устройств отключения подачи топлива для остановки двигателя и применять схему для топливных насосов быстроходных двигателей.

Указанная цель достигается тем, что в топливном насосе, содержащем плунжерную пару, клапаны впуска и выпуска топлива, кулачок привода с коромыслом и шток управления, подпружиненный плунжер шарнирно соединен с коромыслом, другой конец которого связан с кулачком привода, а параллельно продольной оси коромысла установлен шток управления с регулирующей опорой, имеющей возможность продольного перемещения с изменением соотношения плеч коромысла пропорционального ходу плунжера.

Предложенный топливный насос создан на основе новой кинематической схемы с шарнирным соединением коромысла и подпружиненного плунжера с кулачком привода, что позволяет значительно расширить диапазон регулирования цикловой подачи с возможность ее полного отключения.

Предложена новая схема соединения коромысла с регулирующей опорой, имеющей возможность продольного перемещения с изменением соотношения плеч коромысла пропорционально ходу плунжера.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным материалам и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах предлагаемого решения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам предлагаемого изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого решения по совокупности признаков позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемой заявителем цели отличительных признаков в предлагаемом объекте, изложенном в формуле изобретения.

Следовательно, предлагаемое изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия изобретения требованию "изобретательского уровня" заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками предлагаемого изобретения, результаты которого показали, что заявленное для специалиста не следует явным образом из известного уровня техники.

Следовательно, изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень".

Конструктивная схема топливного насоса представлена на чертеже.

Насос состоит из цилиндра 1, плунжера 2, шарнира 3, образующих плунжерную пару, снабженную клапанами впуска 4 и выпуска 5. Плунжер насоса шарниром 3 связан с одним концом коромысла 6, другой конец которого контактирует с кулачком 7 привода, тем самым обеспечивается широкий диапазон регулирования цикловой подачи. Параллельно продольной оси коромысла 6 в направляющих 8 установлен шток управления 9 с регулируемой опорой 10, имеющей возможность продольного перемещения с изменением соотношения плеч коромысла, что позволяет одновременно изменять оба плеча коромысла пропорционально ходу плунжера, тем самым обеспечивается регулирование цикловой подачи.

Топливный насос для впрыска топлива двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом.

При пуске двигателя для обогащения топливовоздушной смеси шток управления 9 устанавливается в положение, при котором регулируемая опора 10 контактирует с коромыслом 6 с максимальным приближением к кулачку 7 привода. При этом соотношение плеч коромысла таково, что плунжер 2 насоса совершает максимально возможные перемещения и соответственно максимальную цикловую подачу.

После запуска двигателя для осуществления работы на эксплуатационных режимах шток управления 9 переставляется в положение, при котором регулируемая опора 10 контактирует с коромыслом 6, приближаясь в направлении к шарниру 3 плунжера 2, при этом чем ближе точка контакта регулируемой опоры и коромысла плунжера, тем меньше величина его хода и соответственно меньше цикловая подача насоса.

Для остановки двигателя шток управления 9 переставляется в положение, при котором токи контакта регулируемой опоры 10 и коромысла 6 будут расположены на продольной оси плунжера 2, у его шарнира 3, при этом перемещение конца коромысла, контактирующего с кулачком, не вызывает перемещений плунжера 2, и топливо не подается в двигатель.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании изобретения следующей совокупности условий:
топливный насос представляет собой новую конструктивную схему с шарнирным соединением коромысла и подпружиненного плунжера с кулачком привода, что позволяет расширить диапазон регулирования цикловой подачи и обеспечить возможность полного отключения подачи топлива;
для предлагаемого изобретения в том же виде, как оно характеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных конструктивных решений и способов применения;
топливный насос, воплощенный в предлагаемом изобретении, при его осуществлении способен обеспечить достижение поставленной заявителем цели.

Следовательно, изобретение соответствует требованию "промышленная применимость".

Использование: система питания двигателя внутреннего сгорания. Сущность изобретения: топливный насос внутреннего сгорания, содержащий плунжерную пару, клапаны впуска 4 и выпуска 5 топлива, кулачок 7 привода с коромыслом 6 и шток управления 9, имеет подпружиненный плунжер 1, шарнирно соединенный с коромыслом 6, другой конец которого связан с кулачком 7 привода, а параллельно продольной оси коромысла 6 установлен шток управления 9 с регулирующей опорой 10, имеющий возможность продольного перемещения с изменением соотношения плеч коромысла пропорционально ходу плунжера 1. 1 ил.

Топливный насос для впрыска топлива двигателя внутреннего сгорания, содержащий плунжерную пару, клапаны впуска и выпуска топлива, кулачок привода с коромыслом и шток управления, отличающийся тем, что подпружиненный плунжер шарнирно соединен с коромыслом, другой конец которого связан с кулачком привода, а параллельно продольной оси коромысла установлен шток управления с регулирующей опорой, имеющей возможность продольного перемещения с изменением соотношения плеч коромысла пропорционально ходу плунжера.