ТОПЛИВОПРОВОД ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1998 года по МПК F02M55/02 

Изобретение относится к области двигателестроения.

Известна конструкция топливопровода высокого давления, включающая трубу, накидную гайку и нажимную втулку (см. ГОСТ 8519-88 с. 1,2).

Недостатком такой конструкции является снижение ее надежности при увеличении момента затяжки соединения или давления топлива во внутреннем канале трубы.

Конструкция указанного топливопровода представлена на фиг. 1, а схема действия рабочих и монтажных нагрузок с кинематическими граничными условиями на фиг. 2.

Причиной снижения надежности топливопроводов является уменьшение запаса циклической прочности трубы в сечении I - I (фиг. 1) из-за увеличения монтажной δ и рабочей ±γ деформаций (фиг. 2) в связи с ростом нагрузок при форсировании процесса подачи по давлению, хотя изгибающий момент M_UB (фиг. 2), генерируемый колебаниями деталей двигателя, может оставаться без изменений.

Экспериментально установлено, что топливопроводы указанной либо близкой к ним конструкции не обеспечивают надежной работы при давлении топлива свыше 100 МПа, в то время как для достижения современных параметров рабочего процесса двигателя требуются давления топлива 120 - 150 Мпа.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы топливопровода высокого давления.

Для достижения указанного технического результата в известной конструкции топливопровода, включающей трубу, нажимную втулку и накидную гайку, выполнены следующие изменения.

Вместо зазора d_в - d_т (фиг. 1) между нажимной втулкой и трубой предлагается натяг, минимальная величина которого соответствует 0,006 от диаметра трубы; в верхней части внутреннего отверстия втулки конусообразное расширение с углом при вершине 30^o; радиусы опорных поверхностей втулки и трубы в месте их сопряжения выполнены одинаковой величины; в расширяющейся части втулки предлагается выполнить утолщение трубы бочкообразной формы, размеры которого численно равны 1,04 от диаметра трубы по диаметру и 0,3 диаметра трубы на длине утолщения.

Утолщение трубы обеспечивает фиксацию втулки с натягом в осевом направлении и увеличивает момент сопротивления в месте выхода трубы из консольно закрепленной втулки.

Минимальная величина натяга выбрана из условия обеспечения работы сопряжения без контактной коррозии.

Угол конуса расширяющейся верхней части втулки выбран из условия наиболее благоприятного формирования бочкообразного утолщения трубы в зоне выхода из втулки, а размеры утолщения трубы выбраны из условия минимальной деформации цилиндрической части трубы цангами при формировании головки трубы и создании натяга между трубой и втулкой.

Равенство радиусов втулки и головки трубы обеспечивается за счет использования втулки в качестве матрицы при формировании головки трубы методом холодной высадки.

Конструкция топливопровода показана на фиг. 3. Она состоит из накидной гайки 1, нажимной втулки 2 и трубы 3.

Указанные конструктивные изменения позволяют снизить монтажные и рабочие деформации трубы от действующих нагрузок в наиболее напряженной зоне, за счет чего достигается повышение циклической прочности.

Положительный эффект заявленного устройства заключается в повышении надежности работы системы подачи топлива ДВС за счет увеличения запаса циклической прочности топливопроводов высокого давления.

В настоящее время по заявленному изобретению выпущены чертежи топливопроводов и изготовлены опытные образцы, которые успешно прошли испытания на безмоторном и моторных стендах в диапазоне рабочих давлений топлива 110 - 170 МПа.

Топливопровод высокого давления двигателя внутреннего сгорания может быть использован в области машиностроения, а именно, в двигателестроении. Нажимная втулка установлена на трубу с натягом с обеспечением равенства радиусов в сопряжении опорных поверхностей буртов втулки и трубы. При этом бочкообразное утолщение трубы расположено на выходе из втулки в ее расширяющейся конусообразной части. Имеются размерные зависимости между элементами устройства. Топливопровод повышает надежность работы системы подачи топлива. 3 ил.

Топливопровод высокого давления двигателя внутреннего сгорания, содержащий накидную гайку, нажимную втулку и трубу, отличающийся тем, что нажимная втулка установлена на трубу с натягом не менее 0,006 диаметра трубы, сопряжение втулки и бурта трубы выполнено в виде четверти тороидальной поверхности, верхняя часть внутренней поверхности втулки выполнена в виде расширяющегося конуса с углом при вершине 30^o, в объеме этого конуса труба имеет бочкообразное утолщение, размеры которого не превышают 1,04 диаметра по диаметру и 0,3 диаметра по высоте.