Приводной механизм плунжерного топливного насоса высокого давления дизельного двигателя Советский патент 1993 года по МПК F02D1/16 F02M39/02 F02M59/44 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к двигателестрое- нию.

Цель изобретения - повышение эффективности на частичных нагрузках путем увеличения угловой скорости кулачкового вала в период впрыска.

На фиг. 1 приведено построение центроиды, составленной из дуг деформирован- ных зллипсов; на фиг. 2 изображены центроиды некруглых колес в виде деформированных эллипсов при среднем передаточном числе п 1; на фиг.З - схема устройства с некруглыми колесами при среднем передаточном числе этой пары колес п 1; на фиг,4 - схема устройства, разрез А-А на фиг,3; на фиг.5 показано осуществление регулирования на графиках функций передаточного числа l2i для обычного слоя эллиптических колес (график 1) и для деформированных эллипсов (график III), где l2i - передаточное отношение некруглых колес 1 и 2 (см.фиг.З и 4); на фиг,б показаны

возможности устройства для конкретно1;в случая исполнения устройства для четырехцилиндрового дизеля; на фиг.7 приведен график функции положения некруглых колес F(i ).

Механизм регулирования впрыска (см, фиг.З и 4) имеет привод кулачкового вала насоса, содержащий зубчатую пару некруглых колес 1 и 2 со средним передаточным

числом пары этих колес - 1. где п - целое

число оборотов ведущего колеса 1. совершаемого им за один оборот ведомого колеса 2. Колесо 1 кинетически связано с коленчатым валом 3 цилиндрическими зубчатыми колесами 4 и 5, а колесо 2-е валом привода 6 цилиндрическими колесами 7 и 8. Передаточные числа колес 4 и 5,7 и 8 определяются числом цилиндров и тактностью дизеля. На приведенной для четырехтактного, четырехцилиндрового дизеля схеме средняя частота вращения вала 6 привода равна 1/2 частоты вращения коленчатого вала дизеля,

О

а го J ел

а частота вращения некруглого колеса 2 в 4 раза превышает частоту вращения вала привода, что соответственно обеспечивает за один оборот вала привода четыре полных цикла (периода) изменения передаточного числа привода. Вал 9 насоса соединен с валом 6 привода муфтой 10, полумуфта 11 которой снабжена винтовыми шлицами, а полумуфта 12 - прямыми; кулачок 13 вала 13 топливного насоса осуществляет привод плунжера. Механизм регулирования угла опережения впрыска имеет регулятор опережения впрыска (на чертежах не показан), соединенный тягой 15 и коромыслом 16 со шлицевой. втулкой 17 муфты 10, для чего втулка 17 снабжена буртом с кольцевым пазом 18. в которой введен конец коромысла 16.

Механизм работает следующим образом.

Некруглые колеса 1 и 2 встроены в привод так, что периоды увеличения передаточного числа 121 совмещены по фазе и по

направлению возрастания функции передаточного числа с тактом сжатия в цилиндрах дизеля. При этом при установке механизмом регулирования более позднего угла оп( оежения впрыска на частичных режимах впр JCK топлива будет осуществляться при большем передаточном числе и, следовательно, при повышенной (в сравнении со средней) угловой скорости вала насоса. Изменение угла опережения впрыска осущест- оляется осевым смещением втулки 17. выполняемым регулятором опережения впрыска. При осевом смещении втулки 17 винтовые шлицы полумуфты 11 обеспечивают угловое смещение вала насоса относительно вала привода. Угловое смещение вала насоса против его вращения уменьшает угол опережения впрыска. Некруглые колеса могут иметь центроиды как в виде обычных эллипсов, так и в виде деформированных эллипсов, обеспечивающих несимметричную функцию передаточного числа. Центроиды некруглых колес-сопряженные кривые, которые в процессе зацепления профилей перекатываются друг подругу без скольжения. Деформация эллипса состоит в том, что при сохранении модуля радиус-вектора соответствующий полярный угол уменьшается на одной половине эллипса в

Til , mi 1 раз, а на другой в mii т; 1.

mi - 1

Встраивание некруглых колес в привод насоса и регулирование угловой скорости вала насоса уменьшением на частичных режимах угла опережения впрыска дополнительно

ояснено фиг 5, 6, I ., i , ;

динаковое максиьа П.ик.-; , , ,,ii ;,...

значение функции .;.; :.. :ч1.

щего некруг л or и K(,. IC. ).., , ,. i , ,; i ь . На дополнительиий ш п ,,.;,. ,. и. поворота коленчаю.) ..:,:-, ,.;,-, ., i,;. .; лом отсчета углов от вер . i ::);/п.и) r() (ВМТ) рабочего хода iiojjiuii .; - i мм ч.опрота коленчатого вала иаиегеи, а i (NJ..и-тсгвц;

с соотношением ЧаСЮ иро.н.с.;. pyi. iu

()) .. ,.

го колеса и коленчатого вала - К, /пшия

.

V на графике cooiaeii.. ш/С . .i - i;--pc даточному числу. 1оч«и А i Г iujt-cULin : г( минимумы функции переда iO--:HUi о :чс/и, ; и F максимумы. Угол помоем .л ;„,, ,e о некруглого колеса 1 1ежду ri,j-см. i-/ . м ,г:

НИМуМОМ функции для rWf 11-1 IpiV i- I l cf.VHK

ЦИИ равен я , a д/ш де;, 0|:,м г- ияичь;::

Г

эллипсов на графике III ,- м Ф i fc

щен относительно гра |i :ч 1 jv максимального yReniviiinMr; р;;г-|;ч1 ( |;,

частичном ;j . -- . :- . :.л, i: i

рической подачи i о(. ;:;; : - ir,i

ческой подачи ГОИ/Г Вг - - : .,; (.

режиме соответст((уе По ,:-..; ; . а

nL. ПрИумеНЬи Оп; 1 J i п.: ).i .

ска на частичных рп,.,: -1, л .:,, ;(

углу nOBOpOia КС i :. . , ;.

впрыска сои. aeiс ).;.; . , : :

точках М и N. rft ii -n i , номинальном ре-. .- дущего иеяру логи ; . , :

при ЗТСМ Г Э (- 1 -, . ;.

ния впрыС а ;i(Mi - - -

функции 121 (;бе , :- i- . , .

редаточногочислй ij i, . : i i метр ич ноет и 4 /

повышения переда iU -n

til выше, чем и (.зф v (

рирует B03MO)i(MCiL 1 : . i ;. м:

роизведени т ие.-/ г п : , функций переда I 0-1. , .

5 графикам и ill (с. iAi i/j J ;:- случая уменьшен у i ска на 15° поугпу ribbopi i. ,, ; дизеля и соответственно .i. щего некруглого i , t

0 15°,Лу:)1 30) П|г. .. : ; , изменение l2i в гте. пм.. .-. . . ской подачи с 0,92 ;i;. ;,;( , графика 1 с 1,05 д, м) , . : показывает возмо,,. ; i. , м

5

регулирования ВПрЬ;..: j , -ii;,-.. ... i|r Д/Kj

женным Mexaini3 - o. -i : ; / i-l м,м:;-: ;;e

формации ЭЛЛИГ,Г:1 .ч5 ,...- . , : . i; ; .

изменения пере. - . г ..,. .,Mijrj,j..i

насоса при регул .г,.:/-, ,. ...

ходимое угловое смещение вала насоса относительно вала привода при описанном регулировании впрыска определяется с помощью графика tpi Р()(см.фиг.7). График рассчитан при исходных данных, принятых для графика 1 на фиг.5 и 6. Отсчет углов поворота колеса 1 соответствует графику фиг.6. Точка К на графике фиг.7 так же, как и на графике фиг.6, соответствует началу подачи на номинальном режиме, и для построения ее на графике ° F( ) на оси абсцисс откладывают то же значение угла р. что и на графике фиг.6. Затем откладывается угол Ау)1 2 , где Дкв-уменьшение угла опережения впрыска в градусах поворота коленчатого вала, принятое для рассматриваемого режима. Точка М, нанесенная на графике, соответствует смещению , принятому на фиг.6. Расстояние по оси ординат между полученными точками К и М показывает угол поворота колеса 2 AtPz при повороте на этом участке колеса 1 на угол A( 2 А(/7кв. В связи с тем, что колесо 2 вращается в четыре раза быстрее вала привода, требуемая величина углового смещения вала насоса против направления вращения для уменьщения угла опережения впрыска на рассмагриваемый угол поворота коленчатого вала составляет

-. Повышенные скорости плунжера в период подачи, обеспечиваемые механизмом, позволяют установить более позднее начало впрыска топлива в цилиндр, -ем при обычном, нерегулируемом приводе HatOic что благоприятно сказывается на жесгксч: процесса и выбросах NOx. Формулаиэобртения

1.Приводной механизм плунжерного топливного насоса высокого давлений дизельного двигателя, содержащий кулачковый вал, муфту опережения впрыска

топлива с ведомой и ведущей полумуфтами, связанными между собой с возможностью изменения их относительного углового пс ложения, привод кулачкового вэпа. кмею щий -ведущее зубчатое ко/ieco, жестко

связанное с коленчатым валом двигателе ведомое зубчатое колесо, связанное с веду щей полумуфтой, и промежуточную зубчатую передачу с по меньшей мере одной парой соосных, жестко соединенных между

собой зубчатых колес, связанную с ведомым и ведущим колесами привода кулачкового вала, причем ведомая полумуфта жестко связана с кулачковым валом, отличающийся тем. что с целью повышения

эффективности на частичных нагрузках путем увеличения угловой скорости кулачкового вала в период впрыска, зубчатые колеса по меньшей мере одной кинематической пары зубчатой передачи привода кулачкового

вала выполнены некруглыми.

2.Механизм по п. 1.отличающийся тем, что некруглые колеса выполнены в форме деформированных эллипсов.

Изобретение относится к двигателест- роению и позволяет повысить эффективность на частичных нагрузках путем увеличения угловой скорости кулачкового вала в период впрыска. Механизм содержит муфту опережения впрыска топлива с полумуфтами 11 и 12, связанными между собой с возможностью изменения относительного углового положения, привод вала 9. имеющий ведущее зубчатое колесо 4. жестко связанное с коленчатым валом 3 двигателя, ведомое цилиндрическое колесо 8. связанное с полумуфтой 11. и промежуточную зубчатую передачу, связанную с колесами 4 и 8. причем зубчатые колеса 1 и 2 промежуточной зубчатой передачи выполнены некруглыми, 1 з.п,ф-лы, 7 ил.

Полярная ось

ПОАЯрНСЯ

ось

noAftpHafl ось

Фиг.

Фиг.

550560570580590 600 ЫО 620 630 650 660610680 690 700 7Ю 720 Ю ZO

Фиг. 5

(

1 г

280 90 300 JWJ203yjyfO 350350 Ю 20 30 W SO

Фиг. 6

1616245

230100 т

JZO y503f05 ..

5a60-. Фиг.7

JO 20 30 o so