СИСТЕМА СМАЗКИ С ПРОХОДОМ И НАСАДКОЙ ДЛЯ МАСЛА Российский патент 2020 года по МПК F01M11/02 F02M39/02 F02M59/10 F01M9/10 

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к области автотранспортных средств и касается топливного насоса высокого давления.

Изобретение относится к топливному насосу впрыска топлива под высоким давлением, в частности дизельного топлива, для двигателя автотранспортного средства, содержащему толкатель, включающий в себя корпус толкателя, ось вращения, неподвижную относительно корпуса толкателя, ролик, установленный с возможностью вращения относительно корпуса толкателя вокруг неподвижной оси вращения, и опорный подшипник, расположенный между осью вращения и роликом, при этом ролик выполнен с возможностью взаимодействовать с кулачком, неподвижно соединенным с коленчатым валом двигателя.

Более конкретно, изобретение относится к смазке контакта ролика насоса высокого давления с кулачком, неподвижно соединенным с коленчатым валом с возможностью вращения вместе с этим коленчатым валом, вращающимся внутри внутренней камеры теплового двигателя автотранспортного средства.

Изобретение относится также к системе смазки двигателя внутреннего сгорания автотранспортного средства, содержащей топливный насос высокого давления, расположенный вблизи соединительной стороны блока-картера теплового двигателя.

Уровень техники

Изобретение относится к двигателю внутреннего сгорания автотранспортного средства, содержащему коленчатый вал, вращающийся вокруг продольной оси двигателя. Питание двигателя топливом осуществляют при помощи насоса высокого давления, который заменяет карбюратор и который приводится в действие от вращения коленчатого вала.

Обычно топливный насос высокого давления является дисковым насосом, содержащим входной вал, приводящий во вращение диск, который установлен с наклоном к оси и который выполнен с возможностью воздействовать на подвижные осевые поршни, установленные в камерах, в которые поступает топливо и из которых затем происходит его впрыск.

Известны различные варианты расположения насосов высокого давления, закрепленных на тепловом двигателе.

Согласно известному решению, насос высокого давления закреплен снаружи на двигателе и может приводиться в действие опосредованно коленчатым валом через систему передачи движения, содержащую шкивы и по меньшей мере одну трансмиссионную линию, которая может представлять собой цепь или ремень.

Согласно другому решению, насос высокого давления приводится в действие кулачком, закрепленным на подвижном валу, вращающемся вокруг оси, параллельной относительно оси коленчатого вала, при этом указанный вал приводится во вращение коленчатым валом при помощи устройства трансмиссии, содержащего по существу компланарные приводные колеса, закрепленные на конце коленчатого вала и подвижного вала, и ремень, охватывающий указанные колеса, или при помощи кулачка, закрепленного на коленчатого валу и использующего общую с ним ось вращения.

Насос высокого давления может также приводиться в действие кулачком, закрепленным непосредственно на коленчатому валу и использующим общую с ним ось вращения.

Из предшествующего уровня техники и, в частности, из публикации FR3011588-А1 известен кулачок, установленный подвижно с возможностью вращения вокруг оси, совпадающей с осью коленчатого вала теплового двигателя автотранспортного средства, для приведения в действие насоса высокого давления, питающего топливом тепловой двигатель. Указанный кулачок расположен между двумя щеками коленчатого вала.

Недостатком такого решения является увеличение габаритного размера теплового двигателя, в частности, в продольном направлении двигателя, что идет в разрез с требованиями ограничения размеров моторного отсека в транспортных средствах.

Чтобы уменьшить габаритный размер теплового двигателя, известно также расположение насоса высокого давления на продольном конце двигателя, обращенном к соединительной стороне; в этом случае приводной кулачок неподвижно соединен с концом коленчатого вала вблизи маховика.

В области таких топливных насосов скорость вращения ролика является большой по причине диаметра кулачка, который установлен на коленчатом валу. Необходимо предусмотреть эффективную смазку подвижных элементов, входящих в состав насоса высокого давления.

Известным решением для смазки является смазка при помощи жиклеров, выполненных в корпусе толкателя и выбрасывающих на своем выходе масло на боковины опорного подшипника, что не обеспечивает равномерности смазки и нормального расхода масла в опорном подшипнике.

Существует также проблема обеспечения нормального питания насоса высокого давления маслом с точки зрения давления и охлаждения, который должен при этом оставаться простым и экономичным.

Известным решением такого питания является подвод масла снаружи опоры топливного насоса, специально предназначенный для функции питания маслом топливного насоса. Речь идет о сложном и дорогом решении, которое к тому же приводит к большим потерям напора масла.

Задачей изобретения является решение этих проблем, и одним из его объектов является система смазки кулачка привода топливного насоса высокого давления, расположенного на конце коленчатого вала.

Раскрытие сущности изобретения

Изобретение относится к системе смазки топливного насоса высокого давления, расположенного на конце теплового двигателя, обращенном к соединительной стороне, и содержащей канал смазки, выполненный в стенке двигателя, при этом указанный канал является простым и недорогим в изготовлении.

Более конкретно, объектом изобретения является система смазки теплового двигателя автотранспортного средства, расположенная на конце теплового двигателя, обращенном к соединительной стороне двигателя, содержащая:

- канал впуска масла в головку блока, выполненный в блок-картере,

- канал смазки насоса высокого давления, приводимого в действие кулачком, неподвижно закрепленным на коленчатом валу двигателя,

- главный продольный ортогональный распределительный маслопровод, соединенный с каждым из каналов,

при этом, согласно изобретению, впускной канал расположен по существу параллельно относительно соединительной стороны в продолжении смазочного канала, на конце которого расположена насадка для уменьшения расхода масла.

Предпочтительно впускной канал расположен в продолжении смазочного канала, что позволяет уменьшить число операций изготовления и, в частности, сверления каналов в стенке блока-картера двигателя. Каналы расположены по существу параллельно относительно соединительной стороны двигателя и, в частности, блока-картера, что облегчает операцию сверления. Насадка позволяет уменьшить расход масла в направлении насоса высокого давления.

Согласно другим отличительным признакам изобретения:

- впускной канал и смазочный канал являются цилиндрическими и имеют одинаковый внутренний диаметр.

Предпочтительно оба канала являются простыми в изготовлении, в частности, с использованием одних и тех же инструментов.

- впускной канал и смазочный канал являются коаксиальными.

Предпочтительно впускной канал и смазочный канал выполнены в ходе одной и той же операции, в частности, операции сверления при помощи одних и тех же инструментов.

- насадка выполнена в виде кольцевой втулки, содержащей радиальные отверстия разного диаметра, коаксиальной с главным маслопроводом и вставленной внутрь указанного маслопровода таким образом, чтобы перекрывать выходы каждого из двух каналов, и имеет радиальное отверстие перед каждым из выходов впускного и смазочного каналов.

Предпочтительно насадка выполнена путем посадки кольцевой втулки в конец главного маслопровода, при этом указанная втулка содержит радиальные отверстия разного диаметра и является коаксиальной с главным маслопроводом. Указанная втулка перекрывает выходы каждого из двух каналов в главный маслопровод таким образом, что радиальное отверстие находится перед каждым из выходов. Разные диаметры радиальных отверстий втулки позволяют получать другой расход масла во впускном канале в направлении головки блока, в частности, превышающий расход в смазочном канале в направлении насоса высокого давления.

- сечение радиального отверстия напротив выхода смазочного канала меньше сечения радиального отверстия напротив выхода впускного канала в главный маслопровод.

Предпочтительно для получения надлежащего расхода достаточно уменьшить сечение отверстия напротив выхода смазочного канала.

- втулка является частью запорной пробки конца главного маслопровода, выходящего из соединительной стороны двигателя.

Предпочтительно втулка является частью запорной пробки конца главного маслопровода со стороны соединения, что позволяет, с одной стороны, уменьшить число артикулов устанавливаемых деталей и, с другой стороны, упрощает осевое позиционирование втулки.

- запорная пробка содержит установочное средство.

Предпочтительно запорная пробка содержит установочное средство, выполненное с возможностью обеспечения точного углового позиционирования втулки, являющейся частью пробки.

- установочное средство содержит радиальный выступ, выполненный от периферической стенки пробки и заходящий в выемку, выполненную в стенке двигателя.

Предпочтительно пробка содержит радиальный выступ, проходящий от периферической стенки пробки, при этом указанный выступ заходит в выемку, выполненную в стенке двигателя и, в частности, блока-картера, что обеспечивает точное угловое позиционирование втулки относительно стенки блока-картера.

- пробка установлена на соединительном конце главного маслопровода посредством соединения в натяг.

Предпочтительно пробка установлена на соединительном конце главного маслопровода посредством соединения в натяг, при этом выступ пробки предварительно располагают напротив выемки, выполненной в стенке блока-картера, что является простой в исполнении операцией.

Краткое описание чертежей

Другие отличительные признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего подробного описания, представленного со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг. 1 схематично показан блок-картер двигателя с соединительной стороной;

на фиг. 2 схематично показан блок-картер двигателя с соединительной стороной, вид снизу;

на фиг. 3 схематично показан конец двигателя со стороны соединения двигателя с показом расположения насоса высокого давления, вид в продольном разрезе;

на фиг. 4 схематично показан конец двигателя со стороны соединения двигателя с показом расположения насоса высокого давления, вид в продольном разрезе;

на фиг. 5 схематично показана пробка в соответствии с изобретением под первым углом.

на фиг. 6 показана пробка под другим углом.

Осуществление изобретения

В дальнейшем тексте описания идентичные или имеющие одинаковые функции детали обозначены одинаковыми цифровыми позициями.

В дальнейшем тексте описания учитываются продольная ось Х двигателя и ортогональная вертикальная ось Z, проходящая в верхнем направлении транспортного средства.

Следует отметить, что продольное направление Х рассматривается относительно теплового двигателя и, следовательно, является ортогональным к продольному направлению транспортного средства в случае двигателя, установленного поперечно.

В дальнейшем тексте описания различают вспомогательную сторону двигателя, от которой отходит первый вспомогательный конец коленчатого вала, вокруг которого установлено по меньшей мере одно колесо (не показано) для приведения во вращение осей вспомогательных элементов (не показаны) двигателя, таких как водяной насос, и соединительную сторону, от которой отходит соединительный конец коленчатого вала, противоположный первому концу и соединенный с маховиком и с коробкой передач (не показана).

Как известно и как показано на фиг. 1 и 2, тепловой двигатель или двигатель внутреннего сгорания автотранспортного средства содержит блок-картер 10, содержащий по меньшей мере один цилиндр 11, в котором находится поршень (не показан), выполненный с возможностью перемещения скольжением, совершая возвратно-поступательное движение вдоль вертикальной оси Z указанного цилиндра, и головку блока (не показана), закрывающую верхнюю часть блока-картера, обращенную к крышке двигателя транспортного средства. Движения поршня обеспечиваются изменением объема камеры сгорания, ограниченной стенкой указанного по меньшей мере одного цилиндра, указанного поршня и головкой блока. Поршень связан с коленчатым валом (не показан), расположенным вдоль продольной оси Х двигателя горизонтально и ортогонально к вертикальной оси Z. Возвратно-поступательные движения поршня создают движение вращения коленчатого вала.

С двигателем связан насос 12 высокого давления для впрыска топлива в камеру сгорания, например, через форсунки. Он расположен вблизи соединительной стороны 100 блока-картера 10, чтобы уменьшить габаритный размер двигателя. Указанный насос содержит по существу цилиндрический корпус 14, закрепленный в наклонном положении, например, относительно вертикальной оси Z, и содержащий приводной конец 15, заходящий в приводную камеру 18, ограниченную стенкой блока-картера. Насос высокого давления содержит толкатель, имеющий на этом приводном конце приводной ролик 13 и на противоположном конце 17 в направлении, в котором происходит возвратно-поступательное перемещение толкателя, элементы, предназначенные для создания давления топлива. Приводной ролик 13 катится, опираясь на приводную поверхность, при этом указанная поверхность имеет волнообразный рельеф и является подвижной, будучи связанной с вращением коленчатого вала. Эта приводная поверхность является, например, периферической поверхностью кулачка (не показан) по существу вытянутой формы, который закреплен на коленчатом валу для вращения вместе с ним вокруг своей вращения, которая является ортогональной к плоскости кулачка и совпадает с осью коленчатого вала.

Скорость вращения приводного ролика 13 является высокой, и необходимо предусмотреть эффективную смазку опорного подшипника, расположенного между роликом и его осью установки относительно корпуса толкателя.

Таким образом, для своей работы насос 12 высокого давления должен содержать элементы смазки, обеспечивающие эффективную смазку скользящего контакта между направляющим картером и корпусом толкателя и механического контакта между кулачком и роликом 13.

Изобретение касается конструкции топливного насоса высокого давления, приводимого в действие при помощи приводного кулачка, расположенного на соединительном конце коленчатого вала, обращенном к соединительной стороне 100 двигателя, и, в частности, системы 50 смазки двигателя, обеспечивающей также смазку указанного насоса. В системе 50 смазки циркулирует смазочная жидкость, которая может быть маслом, поступающим из главного распределительного маслопровода 20.

С одной стороны, главный маслопровод 20 должен обеспечивать смазку вращающихся элементов, расположенных в головке блока, таких как опорные подшипники кулачкового вала или приводные контактные элементы. В блоке цилиндров выполнен впускной канал 21, имеющий один выход 22 с первой стороны в главный маслопровод 20 и второй выход с противоположной стороны на верхней поверхности 23 блока-картера напротив головки блока, как показано на фиг. 3 и 4.

Предпочтительно впускной канал имеет ось, по существу параллельную относительно вертикальной оси Z. Таким образом, указанный впускной канал 21 расположен по существу параллельно относительно соединительной стороны 100 в вертикальном направлении. Следует отметить, что в некоторых двигателях, чтобы обойти некоторые другие каналы, впускной канал может быть наклонен относительно вертикальной оси Z или не располагаться параллельно относительно соединительной стороны 100, хотя это и не влияет на объем изобретения. Предпочтительно впускной канал 21 выполнен посредством сверления в блоке-картере 10.

С другой стороны, главный маслопровод 20 должен обеспечивать доставку масла к насосу 12 высокого давления. Таким образом, в блоке-картере вдоль вертикальной оси Z выполнен смазочный канал 25, имеющий первый выход 26 в главный маслопровод и второй выход с противоположной стороны в приводную камеру 18 по существу напротив приводного ролика 13 насоса 12 высокого давления. Ось смазочного канала 25 по существу наклонена относительно оси насоса 12 высокого давления.

Согласно варианту выполнения изобретения, представленному на фиг. 3 и 4, смазочный канал 25 находится в продолжении впускного канала 21. В частности, смазочный 25 и впускной 21 каналы являются соосными и получены в ходе одной операции сверления; таким образом, они имеют одинаковый внутренний диаметр.

Вместе с тем, потребность в масле для смазки насоса высокого давления намного ниже, чем для смазки элементов головки блока. Чтобы не влиять на расход масла во впускном канале 21, необходимо уменьшить расход масла, проходящего в смазочном канале 25. Таким образом, смазочный канал содержит насадку 30 для уменьшения расхода масла.

Как показано на фиг. 3 и 4, насадка 30 выполнена с узким отверстием 28 небольшого сечения, проходящим радиально через кольцевую втулку 27. Указанная кольцевая втулка вставлена в главный маслопровод 20 и является соосной с указанным маслопроводом.

Предпочтительно наружный диаметр кольцевой втулки 27 слегка превышает внутренний диаметр главного маслопровода, чтобы можно было произвести соединение в натяг.

Таким образом, кольцевая втулка 27 содержит широкое отверстие 29 и узкое отверстие 28, проходящие по существу радиально через кольцевую втулку. Широкое отверстие 29 расположено вокруг выхода 22 впускного канала 21, и диаметр широкого отверстия предпочтительно превышает диаметр впускного канала 21, чтобы не создавать потерь напора в потоке масла в направлении головки блока.

Узкое отверстие 28 расположено напротив выхода 26 смазочного канала 25 в главный маслопровод 20 и, следовательно, имеет другой диаметр, в частности, намного меньший диаметра смазочного канала 25 и широкого отверстия 29. Таким образом, масло может выходить вниз и в направлении головки блока, не влияя на расход масла для смазки головки блока.

Согласно варианту осуществления, представленному на фиг. 3-6, кольцевая втулка 27 является частью запорной пробки 31 главного маслопровода.

Так, запорная пробка 31 содержит по существу цилиндрическую пластину 32, продолженную в осевом направлении кольцевой втулкой 27. От периферической стенки 33 цилиндрической пластины 32 выполнен радиальный выступ 34, который заходит при монтаже в соответствующую выемку 35, выполненную в стенке блока-картера. Сочетание выступа и выемки образует установочное средство и обеспечивает надежность монтажа и, в частности, установки кольцевой втулки 27, широкое отверстие 29 которой должно располагаться перед выходом 22 впускного канала, а узкое отверстие 28 - напротив выхода 26 смазочного канала.

Запорную пробку 31 располагают с кольцевой втулкой напротив выхода главного маслопровода 20, используя взаимодействие выступа 34 с выемкой 35. Затем пробку сажают в главный маслопровод, пока она не достигнет упора для обеспечения оптимального осевого позиционирования кольцевой втулки.

Расположенная таким образом кольцевая втулка имеет широкое отверстие, окружающее выход 22 впускного канала, и узкое отверстие напротив выхода 26 смазочного канала. Это позволяет контролировать расход масла в каждом из двух каналов.

Задача изобретения достигнута: система смазки содержит одну ветвь, направленную к головке блока, и другую ветвь, направленную к насосу высокого давления, при этом обе ветви образованы каналами, полученными в ходе одной и той же операции сверления через главный маслопровод, и расход масла в каждой из ветвей регулируют при помощи простой кольцевой втулки, являющейся частью запорной пробки главного маслопровода 20.

Разумеется, изобретение не ограничивается описанными выше вариантами осуществления, представленными в качестве примеров, и охватывает все возможные версии. Так, в частности, пробка может иметь расположенную в осевом направлении пластинку для ограничения сечения выхода 26 смазочного канала 25.

Изобретение относится к системе смазки двигателя, в частности к смазке контакта ролика топливного насоса высокого давления с приводным кулачком. Тепловой двигатель автотранспортного средства содержит топливный насос (12) высокого давления (ТНВД) и систему смазки (50). ТНВД расположен на продольном конце двигателя, обращенном к соединительной стороне (100) двигателя. ТНВД приводится в действие кулачком, жестко установленном на коленчатом валу двигателя. Система смазки содержит канал (21) впуска масла в головку блока, образованный в блок-картере (10), канал (25) смазки ТНВД, главный продольный распределительный маслопровод (20), ортогональный к обоим каналам, и в который выходят оба канала. Впускной канал (21) расположен параллельно соединительной стороне (100) в продолжении смазочного канала (25). На конце смазочного канала (25) расположена насадка (30) для уменьшения расхода масла. Технический результат заключается в простой и надежной смазке кулачка привода ТНВД, расположенного на конце коленчатого вала. 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Тепловой двигатель автотранспортного средства, содержащий топливный насос (12) высокого давления, расположенный на продольном конце двигателя, обращенном к соединительной стороне (100) двигателя и приводимый в действие кулачком, жестко установленном на коленчатом валу двигателя, и систему (50) смазки, содержащую:

- канал (21) впуска масла в головку блока, образованный в блок-картере (10),

- канал (25) смазки топливного насоса (12) высокого давления,

- главный продольный распределительный маслопровод (20), ортогональный к обоим каналам, и в который выходят оба канала,

отличающийся тем, что впускной канал (21) расположен по существу параллельно соединительной стороне (100) в продолжении смазочного канала (25), на конце которого расположена насадка (30) для уменьшения расхода масла.

2. Тепловой двигатель по п. 1, отличающийся тем, что впускной канал (21) и смазочный канал (25) являются цилиндрическими и имеют одинаковый внутренний диаметр.

3. Тепловой двигатель по п. 2, отличающийся тем, что впускной канал (21) и смазочный канал (25) являются соосными.

4. Тепловой двигатель по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что насадка (30) образована кольцевой втулкой (27), содержащей радиальные отверстия (28, 29) разного диаметра, соосной с главным маслопроводом и вставленной внутрь указанного маслопровода с возможностью перекрывать выходы (22, 26) каждого из двух каналов, и имеющей радиальное отверстие перед выходом каждого из впускного (21) и смазочного (25) каналов.

5. Тепловой двигатель по п. 4, отличающийся тем, что сечение радиального отверстия (28) напротив выхода (26) смазочного канала (25) меньше сечения радиального отверстия (29), окружающего выход (22) впускного канала (21) в главный маслопровод (20).

6. Тепловой двигатель по любому из п. 4 или 5, отличающийся тем, что кольцевая втулка (27) является частью запорной пробки (31) конца главного маслопровода (20), выходящего из соединительной стороны (100).

7. Тепловой двигатель по п. 6, отличающийся тем, что запорная пробка (31) содержит установочное средство.

8. Тепловой двигатель по п. 7, отличающийся тем, что установочное средство содержит радиальный выступ (34), выступающий из периферической стенки (33) пробки и заходящий в выемку (35), выполненную в стенке блока-картера (10).

9. Тепловой двигатель по любому из пп. 6-8, отличающийся тем, что запорная пробка (31) установлена на соединительном конце главного маслопровода посредством соединения в натяг.

10. Тепловой двигатель по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что впускной канал (21) и смазочный канал (25) выполнены в ходе одной и той же операции сверления.