Топливный насос высокого давления для многоцилиндрового дизеля Советский патент 1993 года по МПК F02D17/02 

Изобретение относится к области машиностроения и дизелестроения, а именно к топливным насосам высокого давления, позволяющим автоматически отключать отдельные цилиндры при повышении требуемой мощности дизеля с помощью отключаемых и неотключаемых насосных секций по числу цилиндров дизеля. Преимущественная область его использования - дизели любого назначения, которые значительную часть эксплуатационного времени работают на режимах холостого хода и малых нагрузок.

Цель изобретения - повышение эффективности эксплуатации дизелей путем обеспечения монотонного изменения суммарного расхода топлива при изменении числа работающих цилиндров н режимах холостого хода и малых нагрузок. В резуль- . тате увеличивается КПД и ресурс дизеля при одновременном уменьшении трудозатрат на обслуживание и ремонт. Экономический эффект заключается в повышении экономичности и надежности работы дизеля с отключаемыми цилиндрами. Расчеты показывают, например, для дизеля 14 ZV 40/48 (14 ЧРН 40/48) В ртсиля - Зульцер величина экономии топлива при отключении только одного цилиндра будет составлять 3-5%, при отключении большего количества цилиндров экономия топлива может достигать 15-20%.

Сущность изобретения состоит в следующем.

Топливный насос высокого давления на многоцилиндровых дизелях с отключаемой частью цилиндров на режимах холостого хода и малых нагрузок содержит отключаемые и неотключаемые насосные секции - плунжерные пары по числу цилиндр.ев дизелк. Каждая насосная секция включает гильзу (плунжерную втулку) с отсечными и нагнетательными окнами и плунжер, имеющий на торце отсечную кромку начала подачи и на боковой поверхности отсечную кромку, которая для каждого плунжера отключаемых и

сл С

00

ю сл

00 00

ы

неотключаемых насосных секций состоит из соединенных между собой трех участков. Первый участок соответствует режимам работы дизеля на полных нагрузках; второй участок соответствует режимам холостого хода и малых нагрузок, расположен по концам кромки; средний участок соответствует режимам изменения числа работающих цилиндров, причем этот средний участок регулировочной кромки плунжеров отключаемых и неотключаемых насосных секций имеет противоположное направление от конца первого участка отсечной кромки относительно линии, являющейся ее продолжением; расстояние конца среднего участка or торцевой кромки плунжера для отключаемых секций меньше аналогичного расстояния для неотключаемых секций. Средние участки отсечной кромки плунжеров отключаемых и неотключаемых насосных секций выполнены в соответствии со следующим соотношением:

h0/hH z/(l-z) при а (0,15-0,2) Зраб, где h0 и Ьн - расстояние измеренное по образующей боковой поверхности плунжера от линии, являющейся продолжением отсечной кромки первого участка, до точки на отсечных кромках среднего участка плунжеров отключаемых и неотключаемых секций соответственно; а, Зраб - длины проекций среднего участка и всей отсечной кромки на торцевую кромку плунжера соответственно;

i,z - общее число цилиндров дизеля и неотключаемое число цилиндров соответственно.

Отличительные признаки от прототипа: наличие среднего переходного плавного монотонного участка на всех плунжерах насосных секций топливного насоса высокого давления многоцилиндрового дизеля, причем средние участки отсечной кромки плунжеров отключаемых и неотключаемых секций выполнены в соответствии h0/hH z/(l-z) при а (0,15-0,2) Зраб, что обеспечивает плавное отключение отдельных цилиндров (причем любых по расположению на дизеле) и плавное, монотонное нагружение других неотключаемых цилиндров. Этим достигается повышение надежности, экономичности и динамичности работы дизеля практически на всех переходных режимах эксплуатации (холостом ходу и малых нагрузок).

На фиг.1 показана конструкция отсечной кромки плунжера (0-1-2-3) насосной секции обычного топливного насоса дизеля без отключения цилиндров; на фиг.2 и 3 конструкция отсечной кромки плунжера (0- 1-4-5) насосной секции нертключаемых и отключаемых цилиндров соответственно;

на фиг.4 - геометрическое соотношение между отсечными кромками средних участков, плунжеров отключаемых (1-6) и неотключаемых (1-4) цилиндров.

Зотк -длина проекции первого и второго

участков отсечной кромки плунжеров.

а- угол наклона первого участка отсечной кромки плунжеров.

hxxi, Ьоткг, hxxz, ЬанЬ Ьотк - расстояние от

верхнего торца плунжера до: крайней точки регулировочной кромки плунжера на режиме холостого хода обычного дизеля, дизеля с отключаемым количеством цилиндров z, крайней точки второго участка отсечной

кромки неотключаемых цилиндров, начальной точки первого участка отсечной кромки всех плунжеров, конечной точки второго участка отсечной кромки обычного плунжера соответственно.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Для обычного дизеля с ТНВД золотникового типа топливная рейка одновременно разворачивает плунжеры всех ТНВД вокруг

своей оси для регулирования мощности дизеля. На фиг.1 показана развернутая верхняя часть плунжера ТНВД золотникового типа с обычной регулировочной косой кромкой с основанием 5раб, соответствующим

изменению цикловой подачи топлива на всех режимах работы дизеля от холостого хода до номинальной нагрузки; на фиг.2 показана конструкция отсечной кромки цлунжера насосной секции ТНВД неотключаемых цилиндров; на фиг.З - конструкция отсечной кромки плунжера ТНВД отключаемых цилиндров; на фиг.4 - геометрическое соотношение между отсечными кромками на втором участке.

Геометрические размеры регулировочных кромок плунжеров ТНВД неотключаемых (z) и отключаемых (t-z) цилиндров взаимосвязаны и строго определены следующими соотношениями:

SOTK - Spa6 h°TKi hhxxi, а - (0,15-0,2) Зраб.

Пан - hxxl

. KQTK .11, L, it, о Z

OOTKZt Пан|, hxxznxxl. т-.

ZZЛн I - I

Причем количество неотключаемых цилиндров насосных секций ТНВД определяется по формуле

.

Гчэтк

где )м механический КПД дизеля;

Котк - коэффициент дизеля (Котк т 0,7- 0,85), определяется из опыта эксплуатации подобного типа дизеля.

Формула изобретения Топливный.насос высокого давления для многоцилиндрового дизеля с отключаемой частью цилиндров на режимах холостого хода и малых нагрузок, содержащий отключаемые и неотключаемые насосные секции по числу цилиндров дизеля, каждая из которых включает гильзу с отсечными и неотсечными окнами и плунжер, имеющий на торце кромку начала подачи и на боковой поверхности - отсечную кромку, которая для каждого плунжера отключаемых и неотключаемых насосных секций состоит из соединенных между собой трех участков, первого - полных нагрузок, второго - хо- лостогохода и малых нагрузок, расположенных по концам кромки, и среднего - режимов изменения чиЪла работающих цилиндров, .причем средний участок кромки плунжеров отключаемых и неотключаемых насосных секций имеет противоположное направление от конца первого участка отсечной кромки относительно линии, являющейся ее продолжением, а расстояние конца среднего участка от торцовой кромки

плунжера для отключаемых секций меньше аналогичного расстояния для неотключаемых секций, отличающийся тем. что, с целью повышения эффективности путем обеспечения монотонного изменения суммарного расхода топлива при изменении числа работающих цилиндров, средние участки отсечной кромки плунжеров отключаемых и неотключаемых насосных секций выполнены в соответствии со следующим соотношением:

ho/riH z/(l-z) при а (0.15-0.2) 5раб. где h0, hH - расстояние, измеренное по образующей боковой поверхности плунжера от линии, являющейся продолжением отсечной кромки первого участка, до точки на отсечных кромках среднего участка плунжеров отключаемых и неотключаемых секций соответственно;

a,S -длины проекций среднего участка и всей отсечной кромки на торцевую кромку плунжера соответственно;

l.z - общее число цилиндров дизеля и неотключаемое число цилиндров соответственно.

Изобретение может быть использовано в области двигателестроения при производстве дизелей, в частности топливных насосов высокого давления (ТНВД) золот-. никового типа. Сущность изобретения заключается в том, что средние участки отсечной кромки плунжеров отключаемых и неотключаемых насосных секций выполнены с определенным соотношением, обеспечивающим плавное отключение отдельных цилиндров и плавное постепенное нагруже- ние оставшихся в работе цилиндров. 1 с.п. ф-лы, 4 ил.

Фиг.,

Фы.4