Толкатель топливного насоса высокого давления Советский патент 1993 года по МПК F02M59/44 

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания поршневого типа, а именно к насосам оысокого давления для подачи топлива в цилиндр.

Цель изобретения - повышение долговечности толкателя,

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что. известная конструкция толкателя топливного насоса состоящего из корпуса, сферического пальца и ролика, в котором устранение кромочного контакта, возникающего от перекоса контактирующих поверхностей осуществляется за счет проворачивания сферического пальца в корпусе толкателя. Это конструктивное решение не исключает краевых концентраций напряжений в сопряжении ролика толкателя с кулачком. На толкатель предлагаемой конструкции действуют те же силы, что и на. существующий, но профилированный ролик толкателя при взаимодействии с кулачком при нагружении больше деформируется в средней части чем по краям сопряжения. Это вызывает перераспределение напряжений по длине контакта и при подборе оптимального значения радиуса профиля образующей R полностью и исключаются краевые концентрации напряжений.

Кроме того профилированный ролик позволяет устранить кромочный контакт, возникающий при перекосах сопрягаемых поверхностей вследствие прогиба кулачкового вала или при повышенных зазорах между направляющей и толкателем и тем самым значительно снизить требования к точности изготовления деталей толкателя топливного насоса.

Оптимальную величину радиуса профиля образующей для различных топливных систем, отличающихся друг от друга как интенсивностью процесса топливоподачи так и параметрами механической нагруженно- сти привода плунжера предлагается определять выражением

Г О, %3 л В b

зависимости от ширины ролика I, силы действующей на сопряжение G и модуля упру- гости материала Е. Выражение позволяет учесть геометрические параметры сопряжения, физические свойства материала, из которого изготовлен ролик толкателя, а также степень форсировки процесса топливоподачи, которая определяется отношением действующей силы к площади плунжера, Так как в большинстве топливных систем ролик толкателя и кулачок выполняются из однородного материала, то в выражении используется одно значение модуля упругости. Оптимальность величины

эмпирического коэффициента объясняется тем, что только при значении равном 5,5 обеспечивается полное исключение краевых контактных напряжений 7К. При значении эмпирического коэффициента меньше оптимального краевые концентрации напряжений сохраняются, а при значении эмпирического коэффициента больше оптимального происходит значительная

0 концентрация напряжений в средней части сопряжения. Обоснованность выбора соотношений, входящих в выражение может быть подтверждена результатами экспериментальных исследований, приведенных на

5 рисунке.

На рисунке показана конструкция предлагаемого толкателя с профилированным роликом. Ролик толкателя 1, рабочая поверхность которого образована радиусом R,

0 вращается на оси ролика 2, расположенной в корпусе толкателя 3.

Толкатель работает следующим образом. При движении, толкателя вверх происходит увеличение давления в

5 нагнетательной полости насоса и возрастание удельного давления в сопряжении ролик толкателя - кулачок. За счет профилированной поверхности рабочей части ролика толкателя первоначальная де0 формация возникает в его средней части, а при достижении максимальных значений удельных давлений контакт осуществляется по всей ширине ролика, при этом в крайних точках сопряжения контактные напряжения

5 не превосходят напряжения в средней части, Таким образом происходит перераспределение контактных напряжений и исключается их краевая концентрация.

Качественное изменение характера распределения контактных напряжений ok при использовании предлагаемого профилированного ролика толкателя, наглядно представленное на рисунке, показывает снижение общего уровня максимальных на0

5

0

5

пряжений.

Формула изобретения

Толкатель топливного насоса высокого давления для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус и расположенные в корпусе ось ролика и ролик, причем наружная контактная поверхность ролика выполнена сферической,отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности, радиус сферической поверхности ролика определяется из выражения

к в.51|-.

51816889 6

где I - ширина ролика, см;G- сила, действующая на ролик, Е-модуль упругости материала, кг/см2; кг,

Использование: насосы высокого давления для подачи топлива в цилиндры двигателя внутреннего сгорания, Сущность изобретения заключается в том, что толкатель топливного насоса содержит корпус (3) и расположенные в корпусе ось (2) ролика (1) и толкатель, причем наружная контактная поверхность ролика выполнена сферической с радиусом, величина которого определяется эмпирическим выражением: R - 5,5х х -р- , где I - ширина ролика; Е - модуль упругости материала;. G - сила действующая на ролик. 1 ил.