Топливный насос Советский патент 1989 года по МПК F02M39/02 

Изобретение относится к машиностроению, более конкретно к двигателестрое- нию, а именно к топливовпрыскивающей аппаратуре для форсированных и адиабатных четырехтактных дизелей.

Целью изобретения является повышение экономичности путем повышения скорости движения плунжера топливного насоса высокого давления на нагнетательном ходе.

На фиг. 1 изображена схема нижней части топливного насоса в момент, когда ролик толкателя находится на участке нижнего выстоя основного кулачка; на фиг. 2 - то же, когда ролик толкателя не контактирует с основным кулачком; на фиг. 3 - диаграмма работы топливного насоса, имею- щего частное от деления величины частот вращения основного и вспомогательного кулачков, равное на фиг. 4 - диаграмма работы топливного насоса, у которого .

На фиг. 1-4 приняты следующие обо- значения: р, рто , Р№. Pn, P«e, Pe«0- P вые, - угол поворота коленчатого вала, угол поворота основного кулачка, угол поворота вспомогательного кулачка, центральный угол участка подъема основного кулачка, цент- ральный угол участка подъема вспомогательного кулачка, центральный угол участка верхнего выстоя основного кулачка, центральный угол участка выстоя вспомогательного кулачка; h0, /ц - высота выступа основного и вспомогательного кулачка; Ai, A2 - зазор между регулировочным винтом рычага и упором толкателя, зазор между вершиной выступа основного кулачка и роликом толкателя; S, Sfc - перемещение плунжера и регулировочного винта рычага; Н, С, Г - Р, В - наполнение, сжатие, горение-расширение, выпуск.

Топливный насос состоит из корпуса 1, содержащего втулку 2 с плунжером 3. Кулачковый привод плунжера включает связанный синхронно с двигателем приводной вал с основным кулачком 4, имеющим участок нижнего выстоя 5 и выступ 6, состоящий из участка 7 подъема с центральным углом ft, , участка 8 верхнего выстоя с центральным углом р-еыо и участка 9 обратного хода. Основной кулачок 4 взаимо- действует с толкателем 10 через ролик 11 толкателя. К толкателю 10, имеющему упор 12, прижата тарелка 13 посредством пружины 14. Топливный насос снабжен дополнительным кулачковым приводом, который включает рычаг и вспомогательный привод- ной вал, связанный синхронно с двигателем с передаточным отношением 1:2. Вспомогательный приводной вал имеет вспомогательный кулачок 15, взаимодействующий при помощи рычага с толкателем 10 плунжера 3. Вспомогательный кулачок 15 име- ет участок 16 нижнего выстоя и выступ 17, состоящий из участка 18 подъема с центральным углом р„в, равным центральному

углу участка подъема основного кулачка Ртю. участка 19 верхнего выстоя с центральным углом реыб и участка 20 обратного хода.

При равенстве центральных углов участков подъема основного и вспомогательного кулачков

участки подъема и верхнего выстоя основного и вспомогательного кулачков находятся в следующей зависимости между собой:

(360-р„Х -1) и

Р.(«-1)Р«.Р«

где 4 - частное от деления величины частоты вращения основного и вспомогательного кулачков.

Высота выступа 17 вспомогательного кулачка 15Ae Ae+Ai+A2, где Л0 - высота выступа основного кулачка 4, AI - зазор между регулировочным винтом 21 и упором 12 толкателя 10, когда ролик 11 толкателя 10 контактирует с основным кулачком 4, А2 - зазор между верхним выстоем 8 выступа 6 основного кулачка 4 и роликом 11 толкателя 10, когда регулировочный винт 21 рычага 22 контактирует с упором 12 толкателя 10.

Топливный насос работает следующим образом.

Во время такта сжатия ролик 23 рычага 22 находится на участке 16 нижнего выстоя вспомогательного кулачка, а регулировочный винт 21 не взаимодействует с упором 12 толкателя 10. Зазор между регулировочным винтом 21 и упором 12 толкателя 10 равен А|. Вследствие этого вспомогательный кулачок 15 вспомогательного приводного вала, связанного синхронно с двигателем с передаточным отношением 1:2, не взаимодействует с толкателем 10. В это время ролик 11 толкателя 10 взаимодействует с основным кулачком 4, частота вращения которого при в два раза, а при в четыре раза превышает частоту вращения кулачков традиционных топливных насосов четырехтактных дизелей. В конце такта сжатия участок 7 подъема выступа 6 основного кулачка 4 и участок 18 подъема выступа 17 вспомогательного кулачка 15 одновременно начинают воздействовать на ролик 11 толкателя 10 и ролик 23 рычага 22 соответственно.

Вследствие того, что центральные углы участков подъема основного 4 и вспомогательного 15 кулачков равны между собой рпо , а частота вращения основного кулачка 4 превышает частоту вращения вспомогательного кулачка 15 (при в два раза, при п-4 в четыре раза), на всем ходу плунжера 3 от НМТ к ВМТ вспомогательный кулачок 15 не воздействует на толкатель 10 и движение плунжера 3 осуществляется под воздействием основного кулачка 4. Благодаря высокой частоте

вращения основного кулачка 4 (при в 2 раза, а при в четыре раза выше, чем у традиционных четырехтактных дизелей) обеспечивается высокая скорость движения плунжера 3 на его ходу от НМТ и впрыскивание топлива под высоким давлением, что улучшает процессы смесеобразования и сгорания, в результате чего повышается экономичность дизеля.

После поворота вспомогательного ку- лачка 15 на угол fine,, а основного кулачка 4 на угол ров Н-Рвыо регулировочный винт 25 перемещается вверх на -4- -r-Ai-f-Aa. где Л. - высота выступа основного кулачка 4, AI - зазор между регулировочным винтом 21 и упором 12 толка- теля, Д2 - зазор между участком 8 верхнего выстоя основного кулачка 4 и роликом 11 толкателя. При этом регулировочный винт 21 рычага 22 воздействует на упор 12 толкателя 10, приподнимает толкатель 10 с роликом 11 над поверхностью участка 8 верхнего выстоя основного кулачка 4 и удерживает его в таком положении, предотвращая впрыскивание топлива на тактах наполнения, горения - расширения и выпуска. Пропуски воздействия основного кулач- ка 4 на ролик 11 толкателя 10 на фиг. 3 и 4 показаны пунктирными линиями. После поворота вспомогательного кулачка 15 на угол Р-ВМВ регулировочный винт 21 начинает перемещаться вниз. При перемещении его на величину Д2 ролик 11 толкателя 10 начинает взаимодействовать с поверхностью верхнего выстоя основного кулачка 4, а кинематическая связь между вспомогательным кулачком 15 и толкателем 10 разрывается. После поворота основного кулачка 4 на угол РВЫО ролик 11 толкателя 10 пере- ходит на участок 9 обратного хода основного кулачка 4, по которому под воздействием пружины 14 опускается на участок 5 нижнего выстоя.

Если частное от деления величины частоты вращения основного и вспомогательного

кулачков , частота вращения основного кулачка 4 в два раза превышает частоту вращения кулачков традиционных топливных насосов четырехтактных дизелей, благодаря чему обеспечиваются высо- кие скорости движения плунжера и впрыскивание топлива под высоким давлением, что повышает экономичность. Для обеспечения центральные углы участков верхнего выстоя основного 4 и вспомогательного 15 кулачков определяют по формулам

ооо360--Вп

Рзыо -Рп - g

Вследствие этого основной кулачок 4 только один раз за два оборота взаимодействует с роликом 11 толкателя 10 и вследствие высокой частоты вращения обеспечивает впрыскивание топлива под высоким давлением только в конце такта сжатия.

Если частное от деления величины частоты вращения основного и вспомогательного кулачков , частота вращения основного кулачка в четыре раза превышает частоту вращения кулачков традиционных топливных насосов четырехтактных дизелей, благодаря чему обеспечиваются высокие скорости движения плунжера и впрыскивание топлива под высоким давлением, что повышает экономичность. Для обеспечения центральные углы участков верхнего выстоя основного 4 и вспомогательного 15 кулачков определяют по формулам

я чя я (360-Рп)3. fW 4

Благодаря этому основной кулачок 4 только один раз за четыре оборота взаимодействует с роликом 11 толкателя 10 и вследствие высокой частоты вращения обеспечивает впрыскивание топлива под высоким давлением только в конце такта сжатия.

Использование такого топливного насоса дизеля позволяет создать высокоэкономичный адиабатный дизель.

Формула изобретения Топливный насос высокого давления для дизеля, содержащий насосную секцию, имеющую втулку с плунжером и толкатель плунжера с роликом, и кулачковый привод плунжера, включающий связанный синхронно с двигателем приводной вал, с основным кулачком, взаимодействующим с роликом толкателя и имеющим участок подъема и верхнего и нижнего выстоя плунжера, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности путем увеличения скорости плунжера на нагнетательном ходе, насос снабжен дополнительным кулачковым приводом, который включает рычаг и вспомогательный приводной вал, связанный синхронно с двигателем с передаточным отношением 1:2 и имеющий вспомогательный кулачок, который взаимодействует с толкателем плунжера при помощи рычага и имеет участок подъема плунжера, равный участку подъема плунжера основного кулачка, и участок верхнего и нижнего выстоя, причем участок подъема и верхнего выстоя основного и вспомогательного кулачков находятся в следующей зависимости между собой:

8 ,„ 1Ш 6 (360-№-1)

Рвыо (п-UP. Р ыв-,

где рвыо - центральный угол участка верхнего выстоя основного кулачка; Реыв.- центральный угол участка верхнего выстоя вспомогательного кулачка;

рп центральный угол участка подъема основного и вспомогательного кулачка;

4 - частное от деления величины частоты вращения основного и вспомогательного кулачков.

15

16

Фи.г.1

Изобретение относится к топливовпрыскивающей аппаратуре для форсированных и адиабатных четырехтактных дизелей. Цель изобретения - повышение экономичности насоса путем повышения скорости движения плунжера насоса на нагнетательном ходе. Кулачковый привод плунжера 3 включает связанный синхронно толкателя 10 и имеющим участок (У) 7 подъема и У 8 и 5 верхнего и нижнего выстоя плунжера. Дополнительный кулачковый привод включает рычаг и вспомогательный приводной вал, связанный синхронно с двигателем с передаточным отношением 1:2 и имеющий К 15. Последний взаимодействует с толкателем плунжера при помощи рычага и имеет У 18 подъема плунжера, равный У 7 и У 19 и 16 верхнего и нижнего выстоя, причем У 7 и У 19 находятся в определенных зависимостях. Изменяя углы У 7 и 18, регулируют частоту впрыска топлива, что улучшает процессы сгорания и смесеобразования. 4 ил.

270

380

Ркв

270

360