Топливный аккумулятор Российский патент 2017 года по МПК F02M55/02 F02M37/00 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к аккумуляторным системам подачи топлива в камеру сгорания дизельных двигателей.

Топливные аккумуляторы предназначены для сглаживания колебаний давления в системе, возникающих от работы насоса высокого давления и форсунок. Конструктивно топливные аккумуляторы представляют собой сосуды высокого давления. Как правило, в топливном аккумуляторе имеется корпус с внутренней полостью и несколькими каналами, количество которых определяется количеством подключаемых трубопроводов, элементы для крепления к двигателю, места для подключения подводящих и отводящих трубопроводов и дополнительной аппаратуры - датчиков или клапанов.

Объем внутренней полости топливных аккумуляторов выбирается индивидуально для каждой модели двигателя. К индивидуальным конструктивным особенностям относятся также пространственное расположение крепежных элементов, за счет которых выполняется фиксация топливных аккумуляторов на двигателе, и пространственное расположение мест подключения трубопроводов.

Известен «Аккумулятор высокого давления для систем топливоподачи и способы его установки», см. патент DE №10 2012222448 A1, F02М 55/02, 26.06.2014 г. Аккумулятор выполнен из заготовки-поковки, в которой отформованы штуцеры для подключения трубопроводов и крепежные элементы для фиксации на двигателе.

К недостаткам известной конструкции относится невозможность унификации заготовки аккумулятора для модификаций двигателя, различающихся расположением крепежных элементов, а также количеством и расположениями мест подключения трубопроводов.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков - прототипом - является «Общий аккумулятор», см. патент ВОИС WO 2014/077072 A1, F02М 55/02, 16.11.2012. Аккумулятор выполнен в виде толстостенной детали, куда установлены штуцеры для подключения трубопроводов, датчик давления и предохранительный клапан. Конструкция прототипа представляет больше возможностей для унификации заготовки, так как имеет большую свободу по размещению крепежных элементов и штуцеров для подключения трубопроводов.

К недостаткам прототипа относится наличие значительных объемов неиспользуемого материала, увеличивающих массу детали без увеличения ее прочности. Кроме того, применение промежуточных штуцеров повышает вероятность утечек топлива за счет введения двух зон уплотнений: в месте контакта штуцеров с аккумулятором и в месте контакта трубопроводов со штуцерами.

Технической задачей настоящего изобретения является устранение недостатков прототипа: облегчение конструкции за счет максимального исключения неиспользуемого материала и повышение надежности за счет исключения дополнительной зоны уплотнения типа «штуцер-аккумулятор» при обеспечении унификации заготовки аккумулятора для нескольких модификаций двигателя.

Поставленная техническая задача достигается за счет изготовления аккумулятора в форме толстостенной детали постоянного поперечного сечения, в которой выполнены отверстия для подвода и отвода топлива, а также места для установки заглушек, предохранительного клапана, датчика давления. Подключение трубопроводов подвода и отвода топлива и крепление аккумулятора к двигателю осуществляется за счет использования специальных хомутов.

Новизной в предложенном устройстве является сочетание в конструкции аккумулятора корпуса, выполненного в форме толстостенной детали постоянного поперечного сечения, с хомутами, устанавливаемыми на корпус с последующей их фиксацией цилиндрическими штифтами в заданном угловом положении. При этом часть хомутов, количество которых определяется количеством подключаемых на двигателе подводящих и отводящих трубопроводов, имеет резьбовую часть. Другие хомуты, количество которых больше, чем один, имеют фланцевые части с отверстиями для крепления на двигателе.

Указанные признаки являются новыми, существенными, неочевидными и промышленно выполнимыми и направлены на достижение поставленной изобретением технической задачи.

Конструктивное решение топливного аккумулятора позволяет обеспечить широкую унификацию на уровне заготовок: использовать единую заготовку аккумулятора и заготовки хомутов для двигателей различных модификаций при обеспечении требуемой герметичности топливной системы, что подтверждено проведенными испытаниями.

На фиг. 1 представлен предлагаемый общий вид предлагаемого топливного аккумулятора в варианте комплектации с торцевыми заглушками. На фиг. 2 и фиг. 3 представлен предлагаемый топливный аккумулятор в вариантах комплектации с предохранительным клапаном и датчиком давления соответственно. На фиг. 4 и фиг. 5 представлены поперечные разрезы топливного аккумулятора по местам подключения трубопроводов и крепежным элементам. На фиг. 6 представлен пример установки топливного аккумулятора на двигатель.

Топливный аккумулятор включает корпус 1, хомуты 2 для крепления к двигателю, хомуты 3 для подключения подводящих и отводящих трубопроводов, штифты 4 крепления хомутов 2 и 3.

В зависимости от конструктивного исполнения топливный аккумулятор может быть укомплектован заглушками 5, предохранительным клапаном 6 и датчиком давления 7.

Уплотнение внутренней полости при подключении подводящих и отводящих трубопроводов происходит за счет прижатия концевой части трубопровода 13 к конусу 8 в корпусе 1.

В отверстиях 9, соединяющих конусы 8 с центральной полостью 10 корпуса 1, выполнены жиклеры 11, способствующие подавлению колебаний давления топлива.

Расположение хомутов 2 определяется координатами крепления топливного аккумулятора на двигателе.

Расположение хомутов 3 выбирается из условия оптимальной компоновки на двигателе трубопровода от топливного насоса высокого давления до топливного аккумулятора.

Угловая фиксация хомутов 2 и 3 обеспечивается штифтами 5, которые устанавливаются в корпус 1 с натягом, а в хомуты 2 и 3 - по переходной посадке.

Предлагаемое устройство - топливный аккумулятор - работает следующим образом.

Топливный аккумулятор устанавливается на двигатель посредством хомутов 2. На резьбовые части 12 хомутов 3 навинчиваются гайки подводящих и отводящих трубопроводов. В корпусе 1 в зависимости от конструктивного исполнения топливной системы могут быть установлены заглушки 5, датчик давления 6 или предохранительный клапан 7.

В случае изменения компоновки двигателя изменяют положение хомутов 2 и 3, смещая вдоль и (или) разворачивая вокруг оси корпуса 1.

При изменении количества форсунок двигателя, обслуживаемых топливным аккумулятором, соответственно изменяется количество конусов 8, отверстий 9 и жиклеров 11, а также количество хомутов 2 и 3.

Предлагаемая конструкция прошла испытания, внедрена в производство на предприятии и поставляется для комплектации перспективных двигателей ООО «ЧТЗ-УРАЛТРАК».

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложенный топливный аккумулятор включает трубчатый корпус 1 с одним центральным и несколькими радиальными каналами, местами для подключения подводящих и отводящих трубопроводов и дополнительной аппаратуры (заглушек, предохранительных клапанов, датчиков давления). Для крепления к двигателю на корпус топливного аккумулятора коаксиально устанавливаются хомуты 2, имеющие фланцевые части с отверстиями для крепежных резьбовых элементов. Для крепления подводящих и отводящих трубопроводов к топливному аккумулятору предусмотрены хомуты 3 с резьбовой частью 12, установленные соосно с уплотнительными конусами в корпусе топливного аккумулятора. Угловое положение хомутов фиксируется цилиндрическими штифтами 4, вставляемыми в корпус топливного аккумулятора с натягом. 6 ил.

Топливный аккумулятор, включающий корпус, на который устанавливаются хомуты для крепления к двигателю, места для подключения подводящих и отводящих трубопроводов и дополнительной аппаратуры, отличающийся тем, что для крепления подводящих и отводящих трубопроводов используются хомуты с резьбовой частью, ориентированные в пространстве и зафиксированные на корпусе посредством штифтов.