Насосное устройство Советский патент 1984 года по МПК F02M59/30 

размещен в гидравлической камере, а другой сопряжен с распределителем. 6. Устройство по пп. 1-3, отличающееся тем, что I между упругим элементом и распределителем расположена прокладка. 1 4 7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что узел сцепления приводного вала с распределителем выполнен в виде продольной прорези на упоре, в которой расположен толкатель, и радиального штифта, соединяющего плунжер с толкателем.

1. НАСОСНОЕ УСТРОЙСТВО для впрыска жидкого топлива в цилиндры двигателя внутреннего сгорания, содержащее корпус, установленный в корпусе с возможностью синхронного вращения и связанный с двигателем через узел сцепления и приводной вал распределитель, имеющий поперечный канал, в котором расположены плунжеры, и осевой канал, сообщающий попеременно при вращении распредели.теля межплунжерную полость с линией впуска или линией нагнетания, расположенную вокруг распределителя в зоне поперечного канала кольцевую кулачковую шайбу с внутренним рабочим профилем, толкатель, состоящий из башмака, расположенного у наружного конца плунжера, и ролика, сопряженного с рабочим профилем кулачковой шайбы, ограничитель всасывающего хода плунжеров, включа ощий сопряженные между собой дополнительные наклонные поверхности на башмаках тол-: кателей и на упоре, расположенном вокруг распределителя в зоне поперечного канала, и механизм управления, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, распределитель установлен, в корпусе с возможностью перемещения относительно оси вращения и взаимодействия с механизмом управления, а упор жестко закреплен на приводном валу. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что механизм управления выполнен в виде упругого элемента, расположенного с одной стороны распределителя, и рычага, рас- положенного с противоположной его стороны, для перемещения распределителя против действия упругого элемента. 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что механизм управления вьшолнен в виде упругого элемента, расположенного с одной стороны распределителя, и гидравлической полости, расположенной с противоположной его стороны, для созДания управляющего давления, воздействующего на торцовую поверхность 00 САЭ против действия упругого элемен а непосредственно или через промежуточСО ньм элемент. 4.Устройство по пп. 1-3, о т IN5 личающееся тем, что упругий 4 элемент расположен между приводным валом и распределителем, а торцовая поверхность расположена на противоположном конце распределителя. 5.Устройство по п. 3, отличающееся тем, что гидравлическая полость выполнена в виде гидравлической камеры в приводном вajiy и поршня, один конец которого ИЗОБРЕТЕНИЯ

1

Изобретение относится к. машиностроению, более конкретно к двйгателестроению, а именно к топливовпрыс- кивающей аппаратуре двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано в насосных устройствах распредепительного типа.

Известно насосное устройство для впрыска жидкого топлива в цилиндры двигателя внутреннего сгорания, содержащее корпус, установленный в корпусе с возможностью синхронного вращения и связанный с двигателем через узел сцепления и приводной вал распределитель, имеющий поперечный канал, в котором расположены плунжеры, и осевой канал, сообщающий попеременно при вращении распределителя межплунжерную полость с линией впуска или линией нагнетания, расположенную вокруг распределителя в зоне поперечного канала кольцевую кулачковую шайбу с внутренним р бочим профилем, толкатель, состоящий из башмака, расположенного у на ружного конца плунжера, и ролика, сопряженного с рабочим профилем кулачковой шайбы, ограничитель всасы1вающего хода плунжеров, включающий сопряженные между собой дополнитель ные наклонные поверхности на башма1ках толкателей и на упоре, располож ном вокруг распределителя в зоне поперечного канала, и механизм управления 1 .

В известном устройстве ограничитель всасывающего хода плунжера вращается совместно с приводными валом, а для регулировки всасывающего хода плунжеров он снабжен механизмом, обеспечивающим его относительное осевое перемещение вдоль приводного вала. Для любого относительного перемещения ограничителя

необходимо приложить значительные усилия из-за большой величины силы трения между ограничителем и приводным валом, так как в первоначальный момент они неподвижны относительно друг друга. Необходимость значительных усилий при регулировке всасывающего хода плунжеров приводит к усложнению насосного устройства и повьш1ению его металлоемкости.

Цель изобретения - упрощение конструк1 ии путем снижения усилия для регулировки производительности насосного устройства.

Поставленная цель достигается тем что в насосном устройстве для впрыска жидкого топлива в цилиндры двигателя внутреннего сгорания, содержаще корпус, установленньй в корпусе с возможностью синхронного вращения и связанный с двигателем через узел сцепления и приводной вал распределитель, имеющий поперечный канал, в котором расположены плунжеры, и осевой канал, сообщающий попеременно 11ри вращении распределителя межплунжерную полость с линией впуска или линией нагнетания, расположенную вокруг распределителя в зоне поперечного канала кольцевую кулачковую шайбу с внутренним рабочим профилем, толкатель, состоящий из бапмака, расположенного у наружного конца плунжера, и ролика, сопряженного с рабочим профилем кулачковой шайбы, ограничитель всасывающего хода плунжеров, включающий сопряженные между собой дополнительные наклонные поIверхности на башмаках толкателей и на упоре, расположенном вокруг распределителя в зоне поперечного канала, и механизм управления, распре.делитель установлен в корпусе с воз.можностью перемещения относительно оси вращения и взаимодействия с механизмом управления, а упор жестко закреплен на приводном валу. Кроме того, механизм управления выполнен в виде упругого элемента, расположенного с одной стороны распределителя, и рычага, расположенно .го с противоположной его стороны, для перемещения распределителя против действия упругого элемента, При этом механизм управления выполнен в виде упругого элемента, расположенного с одной стороны распределителя, и гидравлической полос ти, расположенной с противоположной его стороны, для создания управляющего давления, воздействующего на торцовую поверхность против действи упругого элемента непосредственно или через промежуточный элемент. Причем упругий элемент расположе между приводным валом и распределит лем, а торцовая поверхность располо жена на противоположном конце распределителя. Кроме того, гидравлическая полость выполнена в виде гидравлической камеры в приводном валу и порщн один конец которого размещен в гидравлической- камере, а другой сопряжен с распределителем. А между упругим элементом и распределителем расположена прокладка. При этом узел сцепления приводно го вала с распределителем выполнен виде продольной прорези на упоре, в которой расположен толкатель, и радиального штифта, соединяющего плун жер с толкателем. На фиг. 1 изображено предлагаемо устройство, общий вид, продольный разрез-, на фиг. 2 - то же, продольный разрез по другой осевой плоскости; на фиг. 3 - устройство, поперечный разрез в зоне наполнительных каналов; на фиг. 4 - то же, в з не нагнетательных каналов; на фиг.5 то же, в зоне ограничителя всасывающего Хода плунжеров, на фиг. 6 схематически изображена часть механизма управления; на фиг. 7 - вариант выполнения механизма управления на фиг. 8 - вариант выполнения распределителя ; на фиг.9 - распределите поперечный разрез; на фиг. 10 вариант выполнения устройства на фиг. 1, продольный-разрез в зоне ограничителя всасывающего хода плун жеров; на фиг. 11 - разрез на фиг. 10; на фиг. 12 - разрез Б-Б на фиг. 10; на фиг. 13 - деталь устройства на фиг. 10. Насосное устройство содержит корпус 1, обычно имеющий форму чашки 2, открытый конец которой закрыт крьгшкой 3. Корпус 1 имеет перфорированные лапки 4 для крепления корпуса к двигателю. В чашке .2 размещен приводной вал 5, которьш во время работы связан с двигателем таким образом, чтобы вращаться синхронно с ним. Приводной вал 5 проходит в цилиндрическую камеру 6, образованную чашкой 2 и крышкой 3 корпуса 1, и име- ет расположенный в ней расширенный хвостовик 7. Кроме того, на внешней стороне приводного вала в чашке 2 имеется масляное уплотнение 8 и втулка подшипника 9, а на валу закреплен ротор топливоподкачивающего насоса 10, полость которого ограничена с одной стороны чашкой 2, а с другой кольцевой пластиной 11. Ротор топливоподкачивающего насоса 10 снабжен лопастями, сопряженными с эксцентрично выполненной цилиндрической поверхностью 12, образующей полость топли™ воподкачивающего насоса 10, который имеет подводядай 13 и отводящий 14 и перепускной с клапаном каналы. В крышке 3 выполнено цилиндрическое отверстие 15, в котором закреплена втулка 16. Во втулке 16 размещен с возможностью вращения и относительного продольного перемещения распределитель 17, имеющий расширенную головную часть 18, расположенную в цилиндрической камере 6. В головной части 18 распределителя имеется поперечный канал 19, в котором размещены плунжеры 20, образующие межплунжерную полость 21,сообщенную с осевым каналом 22,выполненным в распределителе 17. На боковой поверхности распре-делителя 17 имеются две диаметрально расположенные продольные выемки 23, сообщенные с осевым каналом 22 радиальными каналами 24, и продольный распределительный паз 25, также сообщенный с осевым каналом 22. Во втулке 16 з плоскости продольных выемок 23 распределителя выполнены наполнительные каналы 26, сообщенные с линией впуска, состоящей из кольцевой канавки 27, связанной с отводящим каналом 14 топливоподкачивающего насоса 10 через клапан 28, управляемый электромагнитным устройством 29, ив плоскости распределительного паза 25 - нагнетательные каналы 30, каждый из которых сообщен с одной из линий 31 нагнетания, снабженной нагнетательным клапаном 32. При необходимости одна из продольных выемок 23 может сообщаться с осевым каналом несколькими радиальными каналами 24, число которых равно числу нагнетательных каналов.

Вокруг головной части 18 распределителя 17 в зоне попере.чного канала 19 расположена кольцевая кулачковая шайба 33 с внутренним рабочим профилем 34, который образован одной, двумя, тремя и т.д. парами диаметрально расположенных ,рабочих выступов кулачка в зависимости от числа обслуживаемых насосом цилиндров двигателя. Кроме того, кулачковая шайба 33 может поворачиваться на некоторый угол относительно распределителя 17 с помощь гидравлического устройства 35, регулирующего давление жидкости и соединённого с кольцевой шайбой 33 посредством радиально расположенной шпильки 36. Гидравлическое устройство 35 обычно содержит нагруженный пружиной поршень, помещенный в цилиндре, к одному концу которого подается жидкость под давлением, чтобы привести в действие поршень против действия пружины.

У наружных концов плунжеров размещены толкатели, состоящие из башмака 37, сопряженного с наружным концом плунжера, и ролика 38, со- пряженного с рабочим профилем 34 кулач срвой шайбы 33 и удерживаемого в башмаке 37. На боковых гранях .башмака 37, располйженных вдоль оси распределителя, выполнены дополнительные наклонные поверхности 39. Толкатели удерживаются аксиально относительно распределителя 17 посредством боковых пластин 40 и 41, которые прикреплены к боковым сторонам головной части 18 распределителя 17. Обычно боковые пластины 40 и 41 имеют кольцевую форму с парой проходящих наружу диаметральных выступов 42.

Расширенный хвостовик 7 приводного вала 5 имеет диаметрально расположенные продольные упоры 43, в каждом из которых выполнена продольная прорезь 44, а на внутренней стороне расположены дополнительные наклонные поверхности 45. Внутри продольных прорезей 44 упоров 43 размещены башмаки 37 толкателей и диаметральные выступы 42 боковых пластин 40 и 41, через которые вращательное движение приводного вала 5 передается распределителю, причем дополнительные наклонные поверхности 39 башмаков 37 и дополнительные наклонные поверхности .45 упоров 43 сопряжены между собой. Таким образом перемещение плунжеров 20 наружу, т.е. их всасывающий ход определяется ограничителем всасывающего хода плунжеров, выполненным в виде дополнительных наклонных поверхностей 39 и 45 соответственно, расположенных на башмаках 37 толкателей и упорах 43, приводного вала 5, а величина хода изменяется осевым переме-щением распределителя 17.

Осевое перемещение распределителя 17 осуществляется механизмом управле ния,который может выполняться или в механическом, или в гидравлическом варианте. Механизм управления в механйческом варианте обычно выполнен в виде упругого элемента, например цилиндрической пружины 46 сжатия, размещенной в глухом сверлении 47 приводного вала 5 со стороны головной части 18 распределителя 17, и рычага 48, расположенного с противоположной стороны распределителя 17. Один конец рычага 48 соединен с системой управления (не изображена) а другой через промежуточный элемент 49 - с торцом распределителя 17. Механизм управления в гидравлическом варианте обычно выполнен в виде упругого элемента, например цилиндрической пружины 46 сжатия, :размещенной в глухом сверлении 47 ;Приводного вала 5 со стороны голов;ной части 18 распределителя 17, и гидравлической полости 50, расположенной с его противоположной стороны и ограниченной торцом распределителя 17, частью боковой поверхности цилиндрического отверстия 15 и крышкой 51, закрывающей отверстие 15. Гидравлическая полость 50 сообщена с отводящим каналом 14 топливоподкачивающего насоса 10 через дроссель 52, расположенный во втулке 16, а также с цилиндрической камерой 6, которая сообщена со сливом (не пока зан) через электромагнитный клапан 53. На крьшке 51 закреплен регулируемый датчик 54 положения распреде лителя 17. Обычно датчик 54 имеет часть, которая расположена на распределителе. В каждом случае усилие упругого элемента направлено против действия или рычага 48, или давления топлива в гидравлической полости 50, а усилие, необходимое для перемещения распределителя 17, незначительно больше того, которое сообщается пружиной 46, поскольку тре ние между распределителем 17 и втул кой 16 минимальное, так как при это имеет место относительное вращение этих двух частей. Кроме того, механизм управления может быть выполнен в виде гидравлической камеры 55, расположенной в приводном валу 5, и поршня 56, один конец которого размещен в гидравлической камере 55, а другой сопряжен с торцом головной части 18 распределителя 17, причем гидравлическая камера 55 сообщена с отводящим каналом 14 топливоподкачивающего Hacocd 10 через кольцевую выемку 57 и дроссель и регулируется клапаном (не показан) аналогично (дросселю 52 и электромагнитному кла пану 53. В этом случае упругий элемент в виде винтовой пружины 58 установлен на противоположном конце распределителя 17 и сопряжен с его торцом через опорную прокладку 59, изготовленную из синтетической смолы или металла. Опорная проклалка 59 может отделяться от торца рас-. пределителя пленкой топлива, подводимого к ней через дроссель от отводящего канала 14 топливоподкачивающего насоса 10 (не показано), а пружина может быть снабжена регулятором 60 затяжки. Кольцевая выемка может быть образована частями втулки подшипника 9. В другом варианте наЬосного устрой ства распределитель 17 может быть снабжен дополнительным радиальным каналом 61, который проходит к наружной поверхности распределителя и соединен с осевым каналом 22. Радиальный канал 61 обычно закрыт втулкой 16, за исключением того слу чая, когда распределитель 17 установлен для подачи минимума топлива или вообще на нулевой подаче. В таком положении распределитель перемещается в крайнее левое положение, в котором ролики 38 толкателей плунжеров 20 не могут контактировать с рабочим профилем 34 кулачковой шайбы 33, и даже если они и контактируют с ним, как это может произойти в том случае, когда рабочий профиль 34 имеет специальную форму для регулирования отвода топлива в конце подачи, любое перемещение плунжеров 20 не приведет к подаче топлива в цилиндры двигателя, так как дополнительный радиальный канал 61 сообщает осевой канал 22 с камерой 6 и со сливом. Этот канал также мо- жет использоваться для прочистки устройства воздухом после изготовления или при обслуживании, или в случае, когда воздух попадает в различные каналы устройства. Возможно также выполнение дополнительного канала 61 в непосредственной близости от поперечного канала 19 для удаления из осевого канала 22 воздуха, попавшего в него с топливом из линии впуска. Узел смещения приводного вала 5 с распределителем 17 выполнен обычно в виде продольных прорезей 44 упоров 43, башмаков 37 толкателей, проходя1иих внутри прорезей 44, и боковых пластин 41, диаметральные выступы 42 которых находятся также внутри прорезей, или же в виде продольных прорезей 44, башмаков 37 толкателей, проходящих внутри прорезей 44, глухих отверстий 62 в плунжерах, отверстий в башмаках 37 и ступенчатых радиальных штифтов 63, более широкие концы которых проходят в отверстия 62 плунжеров 20, а узкие концы проходят в отверстия башмаков 37 толкателей и заканчиваются в круговых канавках, выполненных в роликах 38. В еще одном варианте насосного устройства распределитель 17 может быть снабжен дополнительными нагнетательными каналами 64, расположенными под углом в соответствии с основными нагнетательными каналами 30. Дополнительные нагнетательные каналы 64 имеют ограниченное проходное сечение и находятся в таком осевом положении, чтобы в момент установки 91 распределителя 17 на подачу излишнего топлива распределительный паз 25 совпадал с ними. Внутренние концы каналов 64 сообщены с осевым каналом 22 и при нагнетании топлива некоторое его количество проходит по одному из них. Если воздух присут.стзует в каналах, то он удаляется с частью топлива через каналы 64 при нормальном режиме работы устройства. Упоры для толкателей плунжеров 20 жестко закреплены на приводном валу 5 и могут быть выполнены или совместно с валом 5 в виде хвостовика 7 или в виде отдельной и-образной штам пованной детали 65, сопряженной с валом 5 с помощью шлицевых выступов и впадин, а также пружинящего элемента 66 и расположенной в хвостовике вала 5, вьшолненного в виде цилиндрической чашки 67 с диаметральными щелями 68, в которых проходят упоры. Устройство работает следующим образом. Приводной вал 5 соединен одним концом с двигателем и вращается синхронно с ним, а другим концом через узел сцепления - с распределителем 17 и передает ему вращение,. При вращении приводного вала топдивоподкачивающий насос 10 подает топливо к наполнительным каналам 26 через отводящий канал 14, клапан 28 и кольцевую канавку 27. Плунжеры 20 вращаются совместно с распределителем 1 и под действием рабочего профиля 34 кулачковой шайбы 33 совершают возвратно-поступательное перемещение в поперечном канале 19, синхронно изменяя объем межплунжерной полости 21 При совпадении радиальных каналов 24 с наполнительными каналами 26 топливо поступает в межплунжерную полость 21 через осевой канал 22 и плунжеры 20 движутся наружу. Дальнейшее вра4гцение распределителя 17 приводит к разобщению радиальных каналов 24 с напс&тнительными каналами 26, ролики 38 толкателей набегают на кулачковые выступы кулачковой шайбы 33 и перемещают плунжеры 20 внутрь, подавая топливо из межплунжерной полости 21 через осевой канал 22, совмещенный в этот момент с одним из нагнетательных каналов 30 через распределительный паз 25, в соответствующую линию 31 нагнетания. Регулирование количества подаваемого топлива насосом за каждый цикл обеспечивается осевым положением распределителя 17, изменяемого механизмом управления. Осевое смещение распределителя 17 приводит к относительному смещению дополнительных наклонных поверхностей толкателя и упора, что ведет к изменению всасывающего хода плунжеров и тем самым количества подаваемого топлива. Перемещение распределителя в сторону зт еньшения цикловых подач осуществляется под действием или рычага 48, или давления в гидравлической полости 50, а в сторону увеличения цикловых подач под действием упругого элемента. Регулирование момента подачи топлива в линию 31 нагнетания регулируется поворотом кольцевой кулачковой шайбы 33 вокруг оси вращения распределителя под действием гидравличе ского устройства 35., регулирующего давление через шпильку 36. Выполнение насосного устройства с распределителем, подвижным от оси вращения, позволяет снизить усилие, необходимое для изменения цикловой подачи топлива, что обеспечивает упрощение механизма управления и насосного устройства в целом, а это в свою очередь, повьш1ает надежность и эффективность двигателя. Фи&Е Фаг.З

ФигЛ

57

фуг.6

4J

jy да

I

, 60

т

/,(

I

5Э

45

Н

38

Фиг. 8

Фиг11

б-б

Фиг. IE