Роторный топливный насос Советский патент 1987 года по МПК F02M41/00 

Изобретение относится к машиностроению, более конкретно к двига- телестроению, а именно к топливо- вспрыскивающей аппаратуре для двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано в роторных топливных насосах высокого давления.

Цель изобретения - упрощение конструкции, снижение габаритов и веса насоса, а также равномерности топли- воподачи.

На фиг.1 изображен насос, продольный разрез общего вида; нафиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 - насос, фрагмент; на фиг. 4 - то же, другой фрагмент.

Топливный насос содержит корпус 1, внутри которого расположен ротор- распределитель 2, имеющий по меньшей мере два плунжера 3 с толкателями 4, которые через ролики 5 взаимодействуют с профилированными выступами 6 кольцевой кулачковой шайбы 7. В насосё выполнены впускная линия, включаю- 25 мещена в поперечной прорези 27 пос- щая впускную полость 8, впускные 9 ледней. В корпусе 1 напротив подвиж- 10 каналы.

и наполнительные 1U каналы, и нагне-- тательная линия, включающая распределительный канал 11 и нагнетательный канал 12 с .разгрузочными клапанами зо 13. Профилированные выступы 6 кольцевой кулачковой шайбы 7 имеют участки нагнетания 14, выстоя 15 и впуска 16, взаимодействующие с роликами 5 толкателей 4.

В кольцевой кулачковой шайбе на участках выстоя и впуска выполнены дуговые прорези 17. Насос снабжен устройством дозирования топлива на линии впуска, выполненным в виде сег- 40 ментов 18 с профилированной внутренней поверхностью 19, размещенных в дуговьк прорезях 17, и поворотной втулки 20, размещенной снаружи коль

35

ного сегмента предусмотрено окно 29, закрьтаемое крьшжой 30.

Насос работает следукщим образом.

При вращении рЪтора-распределите- ля 2 в период выполнения его плунжерами 3 всасывающего хода ролики 5 толкателей 4 находятся на участке 16 впуска профил профилированного выступа 6 кольцевой кулачковой шайбы 7 . В это время межплунжерное пространство (МП) насоса через впуск ной 9 и наполнительные 10 каналы, вьшолненные соответственно в корпусе 1 и роторе-распределителе 2,сообщается с впускной полостью 8, постоянно сообщенной с нагнетательной линией питающего насоса (не показан) Количество каналов 9 и 10 соответстцевой кулачковой шайбы 7, причем сег- числу цилиндров, двигателя.Под

менты 18 связаны с поворотной втулкой 20 с возможностью перемещения последней по дуге относительно кольцевой кулачковой шайбы 7. Устройство дозирования топлива на линии впуска снабжено механизмом привода, который выполнен в виде реечно-червячной передачи и зубчатого венца 21, размещенного на наружной поверхности поворотной втулки 20, Реечно-червячная передача coetoя из зубчатой рейки 22, связанной с регулятором (не показан), и червяка, шестерни 23,- причем шестерня сопряжена с зубчатой

50

55

давлением Р питания топливо заполняет МП насоса, раздвигая плунжеры 3 с толкателями 4 и роликами 5. Количество топлива, поступившего в МП насоса, определяется в начальный период заполнения упором роликов 5 в рабочие профилированные внутренние поверхности 19 сегментов 18, размещенных на участках 16 впуска выступов 6 кольцевой кулачковой шайбы 7. Рабочие профилированные поверхности 19 сегменфов 13 на начальном участке (по направлению вращения ротора-расп ределителя 2) копируют как по форме.

5

0

рейкой 22, а червяк - с зубчатым венцом 21. Насос также имеет устройство для регулирования угла опережения подачи топлива, состоящее из подпружиненного силового поршня 24, соединенного с кольцевой кулачковой шайбой 7 насоса посредствой фигурного винта 25.

Для выполнения регулировок равномерности топливоподачи по меньшей мере один из сегментов 18 выполнен с возможностью самостоятельного перемещения относительно кольцевой кулачковой шайбы 7 и снабжен механизмом регулирования его углового положения, который выполнен в виде наружного скоса 26 на сегменте 18, поперечной прорези 27 на поворотной втулке 20, упорного регулирующего винта 28, установленного в поворотной втулке 20 и сопряженного со скосом 26 сегмента 18. При этом связь сегмента 18 с поворотной втулкой разещена в поперечной прорези 27 пос- едней. В корпусе 1 напротив подвиж-

ного сегмента предусмотрено окно 29, закрьтаемое крьшжой 30.

Насос работает следукщим образом.

При вращении рЪтора-распределите- я 2 в период выполнения его плунжерами 3 всасывающего хода ролики 5 толкателей 4 находятся на участке 16 впуска профил профилированного выступа 6 кольцевой кулачковой шайбы 7 . В это время межплунжерное пространство (МП) насоса через впускной 9 и наполнительные 10 каналы, вьшолненные соответственно в корпусе 1 и роторе-распределителе 2,сооб. щается с впускной полостью 8, постоянно сообщенной с нагнетательной линией питающего насоса (не показан). Количество каналов 9 и 10 соответст45 ® числу цилиндров, двигателя.Под

50

55

давлением Р питания топливо заполняет МП насоса, раздвигая плунжеры 3 с толкателями 4 и роликами 5. Количество топлива, поступившего в МП насоса, определяется в начальный период заполнения упором роликов 5 в рабочие профилированные внутренние поверхности 19 сегментов 18, размещенных на участках 16 впуска выступов 6 кольцевой кулачковой шайбы 7. Рабочие профилированные поверхности 19 сегменфов 13 на начальном участке (по направлению вращения ротора-распределителя 2) копируют как по форме.

3

так и по высоте участок 15 выстоя профилированного выступа 6 кулачковой шайбы 7, который выполняется обычно концентрическим. Конечный участок сегмента 18 отличается от профиля общепринятого участка 16 впуска более плавным уменьшением высоты профиля.

Перемещаясь по рабочей поверхности сегмента 18, ролики 5 толкателей 4 скатываются с последних при дальнейшем вращении ротора и под действием давления топлива в МП насоса и центробежной силы выталкиваются-на упор в профиль участка 16 впуска кулачковой шайбы.

Поскольку заполнение топливом МП насоса происходит сразу через несколько наполнительных каналов 10 ротора 2, например четыре для четырех- циклового насоса, и под избыточным давлением питания, увеличивающегося с ростом частоты вращения приводного вала насоса, то топливо заполняет МП насоса полностью и не содержит пузырьков воздуха.

При дальнейшем вращении ротора- распределителя 2 каналы 9 и 10 перекрываются, ролики 5 толкателей 4 выходят на участок 14 нагнетания профиля выступа 6 кулачковой шайбы 7, Перемещаясь при контакте с этим участком в направлении к оси вращения ротора, толкатели 4 перемещают в этом направлении и плунжеры 3, которые, в свою очередь, проталкивают топливо через распределительный канал 11 высокого давления и разгрузочные клапаны 13 к форсунке насоса.

При Э.ТОМ из МП насоса в рабочую камеру двигателя впрыскивается полностью весь объем топлива, поступивший в МП насоса при фазе впуска насоса. Впрыск топлива заканчивается с переходом роликов 5 на участок разгрузки выступа кулачковой шайбы. После разгрузки следует период 15 выстоя, когда ролик катится, не перемещаясь в радиальном направлении по концентрическому участку выступа.Возможно применение кулачковой шайбы и без участка разгрузки.

Регулировка цикловой подачи топлива насосом в зависимости от скоростного режима и регулировка номинальной подачи топлива осуществляется изменением положения зубчатой рейки 22 исполнительного органа регуля46842, 4

тора. Перемещаясь, рейка 22 посредством червяка-шестерни 23 поворачивает поворотную втулку 20. При этом рейка 22 входит в зацепление своими зубьями с шестерней, а поворотная втулка 20 - с червяком. Применение червяка- шестерни 23 на связи между рейкой 22 исполнительного органа регулятора Q и поворотной втулкой 20 позволяет

расположить рейку 22 вдоль оси насо- са и тем самым увеличить возможность ее перемещения. Кроме того, такая связь позволяет устранить передачу lg возможных толчков со стороны сегмен- тов 18 .во время их контакта с роли- .ками 5 на исполнительный орган регулятора (червячная передача может выполняться самотормозящейся), 2Q Надетая свободно на кулачковую шайбу 7, сцентрированную в корпусе 1 насоса, поворотная втулка 20, поворачиваясь относительно кулачковой шайбы 7, меняет положение сегментов 18 25.относительно выступов кулачковой шай- . бы 7. Перемещаясь в прорезях 17 кулачковой шайбы 7, например, в направлении стрелки, профилированные сегменты 8 заполняют собой постепенно 2Q участок 16 впуска кулачковой шайбы 7, переходящий на участок 14 нагнетания, и уменьшают тем самым ход плунжеров 3 насоса (через уменьшение перемещения толкателей 4 с роликами 5) при фазе впуска. Поскольку данный насос предполагает полное заполнение ТОПЛИВОМ МП насоса, то уменьшение хода его плунжеров 3 на фазе впуска вызывает уменьшение впускаемого топ- д0 лива и, следовательно, уменьшение цикловой подачи насосом. Крайнее левое положение С профилированного- сегмента 18 соответствует максимальному перемещению-в радиальном направлении g роликов 5 толкателей и плунжеров 3 насоса. При максимальном перемещении в другое крайнее положение В сегмент 18 полностью заполняет собой участок впуска кулачковой шайбы, и ролик 5 gQ толкателя насоса после осуществления плунжерами насоса разгрузочного хода катится по концентрической поверхности, состоящей из участка выстоя выступа -кулачковой шайбы и на- gg чального участка сегмента 18, При этом на фазе впуска какое-либо перемещение ролика 6 в радиальном направлении отсутствует. Отсутствует, следовательно, и возможность перемещеия плунжеров насоса на фазе впуска, то свидетельствует об отсутствии по-- ачи топлива насосом (нулевая подаа) .5

В этом положении сегментов 18 лунжеры 3 насоса при наличии кулачовой шайбы, не предусматривающей разгрузочный ход плунжеров, не переещаются в радиальном направлении, IQ Если кулачковая-шайба насоса предус- матривает раэгруз очный ход плунжеров, что позволяет получить более резкое окончание впрыска и более качественно р азгрузить нагнетатель ные каналы g высокого давления насоса от остаточного давления, то в этом случае плунжеры 3 насоса совершают небольшие возвратно-поступательные перемещения в радиальном направлении, вызывающие 2о лишь компенсационныеперемещения разгрузочных клапанов 13 насоса (компенсация перемещения этих клапанов, обусловленная необходимостью выполнения плунжерами насоса разгрузочно- 25 го хода).

Конструкция насоса предусматривает также регулировку равномерности топливоподачи насосом. Для этого по меньшей мере один из сегментов 18 на- зо управления

35

coca снабжен наружным скосом 26, выполненным на его наружной поверхности, а поворотная втулка 20 в районе расположения этого сегмента снабжена упорным регулировочным винтом 28 и поперечной прорезью 27,-в которой размещена связь сегмента 18 с поворотной втулкой 20, отличная от других наличием цилиндрической головки.

Ослабив связь, регулировочным винтом 28 можно перемещать сегмент 18, .уменьшая или увеличивая ход ролика толкателя 4, а следовательно, и плунжера 3 насоса, регулируя тем самым цикловую подачу топлива при последую- . мом привода, щем впрыске..2. Насос по п

Конструкция насоса предусматривает также возможность применения устройства для регулировки, угла начала подачи топлива. Такое устройство моПредлагаемая к ва для управления воляет уменьшить вес, а устранение лей между толкате ковой шайбой позв номерность топлив срок службы насос

Формула и

1, Роторный то кого давления для него сгорания, со мещенный в корпус вращения ротор-ра щий по меньшей ме толкателями, впус ные линии, устано ру-распределителю вую шайбу, внутре торой имеет профи с участками нагне впуска,- взаимодей лями плунжеров ро ля, и устройство на линии впуска,, мом привода, связ

отл тем, что, с целью

40

рукцйи, снижения устройство дозиро нии впуска выполн прорезей в кольц бе на участках вы ментов с профилир поверхностью, ра прорезях с возмож го перемещения и толкателями плунж втулки, размещенн вой шайбы, жестк тами и взаимодей

50

щ и и с я тем, ч выполнен в виде редачи и зубчато го на наружной п . ной втулки и соп ком реечно-червяч

жет состоять например, из подпружиненного поршня 24, управляемого давлением топлива, связанного посредством фигурного винта 25 -с кулачковой шайбой 7 насоса. В этом случае в поворотной втулке 20 в нижней ее части предусмотрен вырез для возможного перемещения кулачковой шайбы 7 относительно поворотной втулки 20.

управления

Предлагаемая конструкция устройства для управления топливоподачей позволяет уменьшить длину насоса и его вес, а устранение промежуточных деталей между толкателями насоса и кулачковой шайбой позволяет улучшить равномерность топливоподачи и -продлить срок службы насоса..

Формула изобретения

1, Роторный топливный насос высокого давления для двигателя .внутреннего сгорания, содержащий корпус,размещенный в корпусе с возможностью вращения ротор-распределитель, имеющий по меньшей мере два плунжера с толкателями, впускную и нагнетательные линии, установленную соосно ротору-распределителю кольцевую кулачковую шайбу, внутренняя поверхность которой имеет профилированные выступы с участками нагнетания, выстоя и впуска,- взаимодействующие с толкателями плунжеров ротора-распределителя, и устройство дозирования топлива на линии впуска,, снабженное механизмом привода, связанного с органом

отличающийся тем, что, с целью упрощения конст35

. мом привода, 2. Насос по п

40

рукцйи, снижения габаритов и массы, устройство дозирования топлива на линии впуска выполнено в виде дуговых прорезей в кольцевой кулачковой шайбе на участках выстоя и впуска, сегментов с профилированной внутренней поверхностью, размещенных в дуговых прорезях с возможностью их совместного перемещения и взаимодействия с толкателями плунжеров, и поворотной втулки, размещенной снаружи кулачковой шайбы, жестко связанной с сегментами и взаимодействующей с механизом привода, 2. Насос по п

1, отл-ичаюи и с я тем, что механизм привода выполнен в виде реечно-червячной передачи и зубчатого венца, размещенного на наружной поверхности поворот- ной втулки и сопряженного .с червяком реечно-червячной передачи

3. Насос по пп, 1 и 2, о т л и - чающийся тем, что, с целью улучшения равномерности топливопода- чн, по меньшей мере один из сегментов устройства дозирования топлива на линии впуска выполнен с возможностью перемещения по дуге относительно кольцевой кулачковой шайбы и снабжен механизмом регулирования его углового положения,

А, Насос по п.З, отл и ч а ю - щ и и с я тем, что механизм регулирования углового положения сегмента вьтолнен в виде наружного скоса на

13468428

сегменте, упорного регулирующего винта, установленного в поворотной втулке и сопряженного со скосом сегмента, и поперечной прорези на поворотной втулке, в которой расположена жесткая связь сегмента с последней.

м

н

V///////7///////A I

П

гч

.1

Изобретение относится к двигате- лестроению и позволяет упростить конструкцию, снизить габариты и массу насоса, а также улучшить равномерность топливоподачи, В кольцевой кулачковой шайбе (КШ) 7 на участках выстоя и впуска выполнены дуговые прорези. Устройство дозирования топлива на линии впуска выполнено в виде сегментов (С) 18 с профилированной внутренней поверхностью, размещенных в дуговых прорезях, и поворотной . 22 25, 2(7втулки (ПВ) 20, размещенной снаружи КШ 7, С 18 связаны с ПВ 20 с возможностью перемещения последней по дуге относительно КШ 7. Устройство дозирования снабжено механизмом привода. Последний выполнен в виде реечно- червячной, перед ачи и зубчатого венца 21, размещенного на наружной поверхности ПВ 20 и сопряженного с червяком реечно-червячной передачи. Для регулировки равномерности топливоподачи по меньшей мере один из С I8 имеет наружный скос 26, а ПВ 20 в зоне расположения этого С 18 снабжена упорным регулировочным винтом 28 и поперечной прорезью 27. В последней размещена связь С 18 с ПВ 20, Ослабив связь винтом 28, можно перемещать С 18, уменьшая или увеличивая ход толкателя 4, а следовательно, и плунжера 3 насоса, регулируя тем самым цикловую подачу топлива при пос- . дедующем впрыске. 3 зп. ф-лы, 4 ил. 23 V § (Л СА: 4 05 00 Фи1г 25

20

Фиг.З

28

ФигЛ

20

Редактор А.Ворович

Составитель В.Долгов Техред А.. Кравчук

Заказ 5108/35 Тираж 503Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, ЗК-35, Раушская наб,, д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Корректор И.Муска