Регулируемый кулачковый привод топливного насоса Советский патент 1989 года по МПК F02M39/00 F01L1/08 

7

сл

со

ел

о:;;.

00

СП

10

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения изменения закона топливоподачи преимущественно в начале или в конце впрыска.

На фиг. 1 показан регулируемый кулачковый привод с кулачком для коррекции топливоподачи в конце впрыска; на фиг. 2 - то же, в начале впрыска; на фиг. 3 - графики скоростей плунжера топливного насоса с приводом согласно фиг. 1; на фиг. 4 - то же, согласно фиг. 2.

Привод содержит ролик 1, взаимодействующий с толкателем 2 топливного насоса, и тангенциальный кулачок 3 с затылочной частью 4, установленный па ведущем валу 5 с возможностью регулировочно- установочного смещения и плоскости вращения и контактирующий с рсхшком 1.

Кулачок 3 и центровой профиль 6, образованный траекторией движения центра ролика 1, содержат соответственно основные тангенциальные участки АВ и ав дополнительные рабочие участки ВС и вс, смежные концу тангенциального участка, или дополнительные рабочие участки АД и ad, смежные началу тангенциального участка.

Регулировочно-установочное смещение кулачка 3 задано в пределах угла поворота центрового профиля б на дополнитель- ,Q ном криволинейном рабочем участке, центровой профиль которого расположен вне активной зоны плунжера насоса при базовой настройке кулачка.

Приняты следующие обозначения (фиг.

ном участке аЬ и участке be; А - максимальное смещение кулачка 3.

Сплошными линиями (фиг. 1-4) изображены кулачок 3 и его центровой профиль 6, показанные в пози.ии базовой настройки, положение центрового профиля 6 для сдвинутого кулачка показано пунктиром, а соответствующие обозначения для этого случая даны со щтрихами. Центровой профиль Ьс дополнительно рабочего участка ВС кулачка согласно фиг. 1 спрофилирован по спирали Архимеда с полюсом в точке О , соответствующей положению центра вращения ку лачка 3 на плоскости центрового профиля при крайнем сдвинутом в сторону затылоч,с ной части 4 положении кулачка 3. Профиль be в позиции базовой настройки находится вне активной зоны плоскости вращения, а кулачок 3 установлен на валу 5 с возможностью линейного смещения по торцовым направляющим в направлении ,

20 параллельном линии Т , проведенной в пределах углового диапазона между хорда.ми Tafc и Тис в данном случае так, что после сдвижки кулачка в другое крайнее положение момент окончания нагнетания заданной цикловой порции топлива, соответствующей разнице показанных на фиг. радиус- векторов рг.к и рг.н, сохраняется прежним. Центровой профиль da дополнительного рабочего участка ДА кулачка 3 (фиг. 2) спрофилирован по спирали Архимеда с полюсом в точке О, соответствующей положению центра вращения кулачка на плоскости центрового профиля при крайнем сдвинутом в направлении подъема профиля положении кулачка. При этом профиль da в позиции базовой настройки находится вне

25

и 2): АВ, ав - основной тангенциальный 35 активной зоны Z плоскости вращения, а участок рабочего профиля кулачка и соот-кулачок 3 установлен с возможностью смеветствующий участок его центрового профиля; ВС, вс - дополнительный рабочий участок кулачка, смежный концу тангенциального участка, и соответствующий

40

участок центрового профиля; DA, da - дополнительный рабочий участок кулачка 3, смежный началу тангенциального участка, и соответствующий участок центрового профиля 6; О - центр вращения кулачка 3; Z - активная зона в плоскости вращения кулачка, соответствующая диапазону поступательных перемещений центра ролика для геометрически активной части хода плунжера топливного насоса при штатных регулировках его при базовой настройке (ограничена дугами окружностей, проведенных из центра 0); п рг.и - точка центрового профиля и радиус-вектор его, соответствующие моменту геометрического начала нагнетания топлива; k,|)i.K - точка центрового профиля 6 и радиус-вектор его, соответствующие моменту геометрического конца нагнетания топлива; Rd - радиус затылка 4 кулачка 3; Т„), 1ьс - хорды центрового профиля 6 соответственно на тангенциаль45

щения по направлению t, параллельному тангенциальному участку АВ.

Привод работает следующим образом.

При положении кулачка 3 в позиции базовой настройки активный ход плунжера приводимого им топливного насоса полностью осуществляется при взаимодействии с роликом 1 толкателя 2 только тангенциального (прямолинейного) участка кулачка .3.

После перемещения и установки кулачка 3 привода, изображенного на фиг. 1, участок be центрового профиля перемещается в активную зону Z плоскости вращесп ния кулачка 3 и при работе привода активный ход плунжера заверщается при обкатывании роликом 1 дополнительного участка ВС кулачка 3. В результате закон изменения скоростей Сч движения плунжера в зависимости от угла поворота 7 ведуще55 го вала видоиз.меняется, как изображено на фиг. 3, где сплошной линией показан график скоростей при базовой позиции кулачка 3, а пунктиром - график скоростей

0

Q

ном участке аЬ и участке be; А - максимальное смещение кулачка 3.

Сплошными линиями (фиг. 1-4) изображены кулачок 3 и его центровой профиль 6, показанные в пози.ии базовой настройки, положение центрового профиля 6 для сдвинутого кулачка показано пунктиром, а соответствующие обозначения для этого случая даны со щтрихами. Центровой профиль Ьс дополнительно рабочего участка ВС кулачка согласно фиг. 1 спрофилирован по спирали Архимеда с полюсом в точке О , соответствующей положению центра вращения кулачка 3 на плоскости центрового профиля при крайнем сдвинутом в сторону затылочс ной части 4 положении кулачка 3. Профиль be в позиции базовой настройки находится вне активной зоны плоскости вращения, а кулачок 3 установлен на валу 5 с возможностью линейного смещения по торцовым направляющим в направлении ,

0 параллельном линии Т , проведенной в пределах углового диапазона между хорда.ми Tafc и Тис в данном случае так, что после сдвижки кулачка в другое крайнее положение момент окончания нагнетания заданной цикловой порции топлива, соответствующей разнице показанных на фиг. радиус- векторов рг.к и рг.н, сохраняется прежним. Центровой профиль da дополнительного рабочего участка ДА кулачка 3 (фиг. 2) спрофилирован по спирали Архимеда с полюсом в точке О, соответствующей положению центра вращения кулачка на плоскости центрового профиля при крайнем сдвинутом в направлении подъема профиля положении кулачка. При этом профиль da в позиции базовой настройки находится вне

5

5 активной зоны Z плоскости вращения, а кулачок 3 установлен с возможностью сме

щения по направлению t, параллельному тангенциальному участку АВ.

Привод работает следующим образом.

При положении кулачка 3 в позиции базовой настройки активный ход плунжера приводимого им топливного насоса полностью осуществляется при взаимодействии с роликом 1 толкателя 2 только тангенцильного (прямолинейного) участка кулачка .3.

После перемещения и установки кулачка 3 привода, изображенного на фиг. 1, участок be центрового профиля перемещается в активную зону Z плоскости вращения кулачка 3 и при работе привода активный ход плунжера заверщается при обкатывании роликом 1 дополнительного участка ВС кулачка 3. В результате закон изменения скоростей Сч движения плунжера в зависимости от угла поворота 7 ведущего вала видоиз.меняется, как изображено на фиг. 3, где сплошной линией показан график скоростей при базовой позиции кулачка 3, а пунктиром - график скоростей

для сдвинутого кулачка. Соответственно изменяются и объемные скорости нагнетания топлива в период нагнетания (которому соответствуют утолщенные линии графиков). При этом интенсивность нагнетания в заключительной фазе уменьшается и, соответственно, снижается максимальное давление нагнетания. При максимальном смещении кулачка на величину Д по выбранному, как указано на фиг. 1, направлению t, одновременно осуществляется и фазовая настройка топливоподачи таким образом, что угол геометрического конца нагнетания vr.s заданной цикловой порции топлива сохраняется равным тактовому углу v ри базовой настройке, а геометрическое начало нагнетания, характеризуемое углом f-.f, сдвигается на опережение.

После перемещения и установки кулачка 3 (фиг. 2) участок da центрового профиля его перемещается в активную зону Z и при работе привода активный ход плунжера топливного насоса начинается уже при накатывании ролика i на дополнительный участок ДА кулачка. В результате закон изменения скоростей G движения плунжера видоизм еняется, как изображено на фиг. 4, где сплощной линией показан график скоростей при базовой позиции кулачка 3, а пунктиром - график скоростей для сдвинутого кулачка. При этом повы- щается интенсивность нагнетания топлива и впрыска его в начальной фазе топливо- подачи.

Использование предлагаемого привода позволяет расширить функциональные возможности системы топливоподачи по локальному (в начале или конце) регулированию закона топливоподачи в современных две, что улучшает их эксплуатационные свойства: повышается степень унификации используемой топливной аппаратуры, облегчается перевод двигателя на многотопливную работу, облегчается доводочная настройка системы топливоподачи непосредственно на двигателе, расширяется диапазон компромиссных настроек рабочего процесса по режимам. Кроме того, использование привода позволяет сократить трубо- емкость работ во время иссследований топливовпрыскивающей аппаратуры дизеля на испытательном стенде, связанных с выбором опти.мального профиля кулачка привода топливного насоса при осуществлении локального корректирования закона топливоподачи, при этом отпадает необходимость в изготовлении новых профилей кулачков

и тем самым coKpaiHao -ci ных работ и ;i CTOHMOCTII.

Формула

и.юппетгна.ч

0

5

0

5

0

5

0

5

0

1. Регулируе.мык кулачковый привод топливного насоса высокого давления двигателя внутреннего сгорания, содержащий ролик, взаимодействую|дий с толкателем топливного насоса, и тан.енциальный кулачок с затылочной частью, установленный на ведуще.м валу с воз.можностью регулировоч- но-установочного смещения в плоскости вращения и контактирующий с роликом, причем центровой профиль тангенциального участка перекрывает активную зону плунжера топливного насоса, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения изменения закона топливоподачн преимущественно в начале или конце впрыска, кулачок выполнен с допо.лнительным криволинейным рабочим участком, смежным тангенциальному участку, и установлен на валу с возможностью поступательного перемещения в пределах угла поворота на дополнительном рабочем участке и возможностью введения при этом центрового профиля этого участка в активную зону плунжера.

2.Привод по п. I, отличающийся тем, что дополнительный криволинейный рабочий участок кулачка выполнен смежно концу тангенциального участка, а его центровой профиль спрофилирован по спирали Архимеда с полюсом, расположенным в центре вращения кулачка в положении при его предельном смещении в сторону затылочной части, а возможность смещения кулачка задана в пределах угла, образованного на- правление.м тангенциального участка и хордой, проведенной через точки центрового профиля, соответствующие началу и концу дополните-чьного рабочего участка.

3.Привод по п. 1, отличающийся те.м, что дополнительный рабочий участок кулачка раз.мещен смежно началу тангенциального участка и выполнен выпуклым, а с.ме- щение кулачка задано вдоль направления тангенциального участка.

4.Привод по п. 3, отличающийся тем, что, центровой профиль дополнительного рабочего участка кулачка спрофилирован по спирали Архимеда с полюсом, расположенным в центре вращения кулачка в положении при его предельном смещении -в сторону, противоположную затылочной части.

/

/

X

fr.H f r.H Фиг.

)

Изобретение позволяет расширить функциональные возможности регулирования топливоподачи путем изменения закона топливоподачи в начале или в конце впрыска. С этой целью кулачок 3 выполнен с дополнительным криволинейным рабочим участком ВС, смежным с тангенциальным участком АВ, и установлен на ведущем валу 5 с возможностью поступательного перемещения в пределах угла поворота центрового профиля 6 (ЦП) на дополнительном криволинейном рабочем участке вс, ЦП 6 которого расположен вне активной зоны плунжера. 3 з.п.ф-лы, 4 ил.