НАСОСНЫЙ УЗЕЛ ДЛЯ ПОДАЧИ ТОПЛИВА, ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНО ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА, В ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2015 года по МПК F04C15/00 F16J15/32 

Настоящее изобретение относится к насосному узлу для подачи топлива, предпочтительно дизельного топлива, в двигатель внутреннего сгорания.

В частности, настоящее изобретение относится к насосному узлу, содержащему корпус, плунжерный насос для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания, шестеренный насос для подачи топлива в плунжерный насос, приводной вал, установленный с возможностью вращения вокруг своей продольной оси и приведения в действие как плунжерного насоса, так и шестеренного насоса, и по меньшей мере одно кольцевое уплотнение, расположенное между корпусом насосного узла и приводным валом для герметичного разобщения двух камер, одна из которых является внутренней полостью шестеренного насоса, а другая - камерой для смазывания по меньшей мере некоторых механических элементов насосного узла при их движении относительно друг друга.

Уплотнение в целом выполнено по существу U-образным в поперечном сечении и имеет уплотнительную кромку, герметично сопряженную с приводным валом.

Высокое давление топлива во внутренней полости насоса означает, что известные насосные узлы описанного выше типа имеют несколько недостатков. Эти недостатки в основном обусловлены тем, что уплотнительная кромка подвержена, в частности, во время работы таких насосных узлов в фазе пуска, действию относительно высоких радиальных сил, и это может привести к относительно высокому износу приводного вала и/или уплотнительной кромки, относительно большим деформациям уплотнения, а в некоторых случаях и к разрыву указанной уплотнительной кромки.

Подобный насосный узел известен, например, из публикации EP 0299337 A2.

В основу настоящего изобретения положена техническая задача создания насосного узла указанного выше типа, который был бы лишен любых из упомянутых выше недостатков и был бы простым и недорогим в производстве.

Эта задача достигается в насосном узле для подачи топлива, предпочтительно дизельного топлива, в двигатель внутреннего сгорания, содержащем корпус, плунжерный насос для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания, шестеренный насос для подачи топлива в плунжерный насос, приводной вал, установленный с возможностью вращения вокруг своей продольной оси и приведения в действие как плунжерного насоса, так и шестеренного насоса, и по меньшей мере одно кольцевое уплотнение, расположенное между корпусом насосного узла и приводным валом для герметичного разобщения двух камер, по меньшей мере в одну из которых подается топливо. Для достижения указанной цели предлагаемый в изобретении насосный узел также содержит по меньшей мере один подкрепляющий элемент, установленный внутри одной из камер для того, чтобы по меньшей мере ограничивать деформацию уплотнения, обусловленную давлением топлива, причем корпус насосного узла имеет канавку, проходящую вокруг указанной оси, а подкрепляющий элемент имеет стопорное кольцо, закрепленное в указанной канавке, и борт, выступающий из стопорного кольца в осевом направлении и проходящий между приводным валом и уплотнением.

Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в том, что благодаря выполнению подкрепляющего элемента повышена прочность и жесткость уплотнения, а также уменьшен износ вала и уплотнения.

Подкрепляющий элемент может быть прикреплен к корпусу насосного узла и может проходить между приводным валом и уплотнением, по меньшей мере ограничивая радиальные деформации указанного уплотнения.

Давление топлива в первой камере может превышать давление топлива во второй камере, а подкрепляющий элемент может быть расположен внутри указанной второй камеры.

Подкрепляющий элемент может иметь по существу кольцевую форму, в частности может быть выполнен в виде разомкнутого кольца, упруго деформируемого в окружном направлении.

Уплотнение может быть ограничено внутри поверхностью, которая является, по меньшей мере частично, по существу усеченно-конической и обращена к приводному валу, при этом борт подкрепляющего элемента может иметь по существу усеченно-коническую форму и может проходить между приводным валом и указанной поверхностью.

Уплотнение может выдаваться от борта в осевом направлении для герметичного сопряжения с приводным валом.

Уплотнение также может иметь по существу U-образное поперечное сечение.

Настоящее изобретение описывается ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых поясняется пример осуществления изобретения, не ограничивающий возможностей такого осуществления, и показано:

на фиг.1 - схематический вид предпочтительного варианта выполнения предлагаемого в изобретении насосного узла в разрезе, без некоторых деталей, удаленных для наглядности,

на фиг.2 - вид сбоку части конструкции показанного на фиг.1 насосного узла в разобранном состоянии, причем некоторые детали для наглядности изображены в разрезе;

на фиг.3 - вид в перспективе показанной на фиг.2 части конструкции насосного узла в разобранном состоянии и

на фиг.4 - вид спереди фрагмента изображения, приведенного на фиг.3.

На фиг.1 номером позиции 1 обозначен в целом насосный узел для подачи топлива, предпочтительно дизельного топлива, в двигатель внутреннего сгорания (на чертежах не показан).

Насосный узел 1 содержит известный плунжерный насос (на чертежах не показан), который может подавать топливо в указанный двигатель внутреннего сгорания (на чертежах не показан), шестеренный насос 2 известного типа, который может подавать топливо в плунжерный насос (на чертежах не показан), корпус 3, общий для плунжерного насоса (на чертежах не показан) и шестеренного насоса 2, и приводной вал 4, установленный внутри указанного корпуса 3 насосного узла с возможностью вращения вокруг своей продольной оси 5, неподвижно соединенный с ведущим зубчатым колесом 6 насоса 2 и имеющий эксцентрик, или кулачок (на чертежах не показан) для привода плунжерного насоса (на чертежах не показан).

Кроме того, насосный узел 1 содержит кольцевое уплотнение 7, которое пригнано к промежуточному участку 4а вала 4, располагаясь соосно с ним относительно оси 5, и проходит между корпусом 3 насосного узла и валом 4 для герметичного разобщения двух кольцевых камер 8, 9, которые образованы между корпусом 3 насосного узла и валом 4 и из которых камера 8 является смазочной камерой, находящееся в которой топливо используется для смазывания по меньшей мере некоторых из механических элементов насосного узла 1 при их движении относительно друг друга, а камера 9 является внутренней полостью насоса 2.

В отношении вышеизложенного необходимо пояснить, что давление топлива в камере 9 обычно выше, чем давление топлива в камере 8, в частности, во время фазы пуска насосного узла 1.

Как показано на фиг.2 и 3, уплотнение 7 содержит уплотнительное кольцо 10, изготовленное из эластомерного материала, проходящее вокруг вала 4, имеющее U-образное поперечное сечение, обращенное вогнутостью к камере 9 и ограниченное на обращенных в осевом направлении торцах двумя по существу плоскими поверхностями 11, 12, которые перпендикулярны оси 5 и из которых поверхность 11 обращена к камере 8, а поверхность 12 - к камере 9.

Кольцо 10 имеет внутреннюю часть 13, по существу параллельную оси 5, и обращенную к валу 4, внешнюю часть 14, по существу параллельную оси 5 и обращенную к корпусу 3 насосного узла, и промежуточную часть 15, по существу перпендикулярную указанной оси 5 и проходящую между частями 13 и 14.

Часть 13 кольца ограничена по радиусу внутренней поверхностью 16, обращенной к валу 4, и внешней поверхностью 17, противоположной поверхности 16 и обращенной к части 14 кольца.

Начиная от поверхности 11, поверхность 16 имеет по существу цилиндрический участок 18, по существу усеченно-конический участок 19, сходящийся к оси 5, и по существу усеченно-конический участок 20, расходящийся от указанной оси 5.

Кроме того, уплотнение 7 содержит кольцевой подкрепляющий (усиливающий) элемент 21, который изготовлен, в данном случае, из металлического материала, имеет по существу L-образное поперечное сечение, обращенное вогнутостью к части 13 кольца и к камере 9, и удерживается между частями 13 и 14 кольца, будучи в контакте с частью 15 кольца, кольцевым выступом 22, выдающимся наружу из поверхности 17, и загнутой полосой 23 части 14, прилегающей к указанному подкрепляющему элементу 21.

Наконец, уплотнение 7 содержит кольцевую пружину 24, которая проходит вокруг части 13 кольца, устанавливается в кольцевом гнезде 25, имеющем по существу полуцилиндрическую форму и выполненном в поверхности 17, и может фиксировать уплотнение 7, плотно прижимая его в радиальном направлении к валу 4.

На фиг.1 также показано, что насосный узел 1 содержит подкрепляющий элемент 26, расположенный внутри камеры 8 для того, чтобы по меньшей мере ограничивать деформацию уплотнения 7, в частности части 13 кольца, обусловленную обычно существующей разностью давлений между камерами 8 и 9.

Как показано на фиг.3 и 4, подкрепляющий элемент 26 выполнен в виде разомкнутого кольца, является упруго деформируемым в окружном направлении и пригнан к участку 4а вала 4, располагаясь соосно с ним относительно оси 5, и имеет по существу плоское стопорное кольцо 27, закрепляемое в кольцевой канавке 28, выполненной на внутренней стенке корпуса 3 насосного узла соосно с ней относительно указанной оси 5.

Кольцо 27 установлено таким образом, чтобы по существу находиться в контакте с промежуточной частью 15 кольца уплотнения 7, выполнено, в данном случае, из металлического материала и снабжено парой сквозных отверстий 29, выполненных в соответствующих концах кольца 27, проходящих параллельно оси 5 и обеспечивающих возможность упругого деформирования подкрепляющего элемента 26 для того, чтобы вставить кольцо 27 в канавку 28.

Кроме того, подкрепляющий элемент 26 имеет центральный борт 30, выступающий в осевом направлении из кольца 27, имеющий по существу форму усеченного конуса, угол раствора которого по существу равен углу раствора внутренней части 13 кольца уплотнения 7, и проходящий между валом 4 и указанной частью 13 кольца. Часть 13 кольца уплотнения расположена таким образом, чтобы в основном находиться в контакте с бортом 30, и выступает от указанного борта 30 в осевом направлении для герметичного сопряжения с валом 4.

Таким образом, подкрепляющий элемент 26 позволяет повысить прочность и жесткость уплотнения 7, в частности его внутренней части 13 и зоны соединения его частей 13 и 15, а также уменьшить износ вала 4 и указанной части 13 уплотнения.

Изобретение относится к насосному узлу для подачи топлива, предпочтительно дизельного топлива, в двигатель внутреннего сгорания. Насосный узел содержит корпус (3), плунжерный насос для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания, шестеренный насос (2) для подачи топлива в плунжерный насос, приводной вал (4), установленный с возможностью вращения вокруг своей продольной оси (5) и приведения в действие как плунжерного насоса, так и насоса (2), и по меньшей мере одно кольцевое уплотнение (7), расположенное между корпусом (3) и валом (4) для герметичного разобщения двух камер (8, 9), по меньшей мере в одну из которых подается топливо. Насосный узел также содержит по меньшей мере один подкрепляющий элемент (26), установленный внутри одной из камер (8, 9) для того, чтобы по меньшей мере ограничивать деформацию уплотнения (7), обусловленную давлением топлива. Корпус (3) имеет канавку (28), проходящую вокруг оси (5). Элемент (26) имеет стопорное кольцо (27), закрепленное в канавке (28), и борт (30), выступающий из кольца (27) в осевом направлении и проходящий между валом (4) и уплотнением (7). Изобретение направлено на создание насосного узла, простого и недорогого в производстве, в котором уменьшен износ приводного вала и уплотнения. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Насосный узел для подачи топлива, предпочтительно дизельного топлива, в двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус (3), плунжерный насос для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания, шестеренный насос (2) для подачи топлива в плунжерный насос, приводной вал (4), установленный с возможностью вращения вокруг своей продольной оси (5) и приведения в действие как плунжерного насоса, так и шестеренного насоса (2), и по меньшей мере одно кольцевое уплотнение (7), расположенное между корпусом (3) насосного узла и приводным валом (4) для герметичного разобщения двух камер (8, 9), по меньшей мере в одну из которых подается топливо, отличающийся тем, что он также содержит по меньшей мере один подкрепляющий элемент (26), установленный внутри одной из камер (8, 9) для того, чтобы по меньшей мере ограничивать деформацию уплотнения (7), обусловленную давлением топлива, причем корпус (3) насосного узла имеет канавку (28), проходящую вокруг указанной оси (5), а подкрепляющий элемент (26) имеет стопорное кольцо (27), закрепленное в указанной канавке (28), и борт (30), выступающий из стопорного кольца (27) в осевом направлении и проходящий между приводным валом (4) и уплотнением (7).

2. Насосный узел по п.1, в котором подкрепляющий элемент (26) прикреплен к корпусу (3) насосного узла.

3. Насосный узел по п.1, в котором подкрепляющий элемент (26) проходит между приводным валом (4) и уплотнением (7) для того, чтобы по меньшей мере ограничивать радиальные деформации указанного уплотнения (7).

4. Насосный узел по п.1, в котором давление топлива в первой камере (9) превышает давление топлива во второй камере (8), а подкрепляющий элемент (26) расположен внутри указанной второй камеры (8).

5. Насосный узел по п.1, в котором подкрепляющий элемент (26) имеет по существу кольцевую форму.

6. Насосный узел по п.1, в котором подкрепляющий элемент (26) выполнен в виде разомкнутого кольца, упруго деформируемого в окружном направлении.

7. Насосный узел по п.1, в котором уплотнение (7) ограничено внутри поверхностью (16), которая является, по меньшей мере частично, по существу усеченно-конической и обращена к приводному валу (4), а борт (30) имеет по существу усеченно-коническую форму и проходит между приводным валом (4) и указанной поверхностью (16).

8. Насосный узел по п.1 или 7, в котором уплотнение (7) выдается от борта (30) в осевом направлении для герметичного сопряжения с приводным валом (4).

9. Насосный узел по п.1, в котором уплотнение (7) имеет по существу U-образное поперечное сечение.