ТОПЛИВНЫЙ НАСОС Советский патент 1972 года по МПК F02M59/02 F02M59/20 

Известны топливные насосы, содержащие корпус с Соооно размещенной в нем кулачковой шайбой и ротором, несущим два о позитно расположенных плунжера, взаимодействующих с кулачковой шайбой, соединенной с гидравлическим автоматом опережения впрыска, Выполненным в виде подпружиненного поршня, управляемого давлением топлива, и валпетательные штуцера.

Предложенный насос отличается от известных тем, что в роторе перпендикулярно его оси установлен нодпружипенпый груз - золотник, перемещаемый под действием избыточного давлеиия топлива и центробежной силы. Это нозволяет автоматически нодавать оптимальное количество топлива при всех режимах работы двигателя. Для увеличения запаздываиия иачала впрыска при пуске между пружиной и поршнем автомата опережения выполнен регулируемый зазор. Кроме того, в каждом нагнетательном иггуцере установлен разгрузочный золотник.

На фиг. 1 изображен нредлагаемый насос в разрезе; на фиг. 2 - разрез по А-Л на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез по В-Б на фиг. 2.

Основным элементом нагнетательной секции насоса является ротор-раепределптель /, вращающийся во втулке 2 корпуса 3 с числом оборотов распределительного вала двигателя.

В роторе-распределителе / имеются не менее двух радиальных отверстий, в которых аходятся нлунжеры 4, опирающиеся )ia роликовые толкатели 5, и диаметральное отверстие,

в котором расположеи груз-золотник 6 со втулкой 7 и колпачками 8 н 9.

В роторе-распределителе выполиены канал 10, подводящ 1Й топливо к чувств1ггельному элементу, дренажный канал 11, нодводящнй

топлнво к рабочим органам насоса 12, впускной капал 13 п нагнетательный 14.

При вращении ротора-распределителя иод действием центро,бежной силы, в случае необходимости создания давления топлива, поспулающего в межплунжерное пространство, нлунжеры 4 расходятся. К .этому моменту впускное отверстне в роторе оказывается сообщенным с соответствующим отверстием втулки 2 н в межплунжерное пространство начинает ноступать топлнво нз полости низкого давления.

Количество топлива, поступающего в межплуижерное пространство, зависит от площади

проходного сечения дозирующего отверстия,

определяемой положением дозатора /5.

Особенностью принятого метода дозирования является то, что ири снижении числа оборотов наполпеине мел плунжерного пространства топливом возрастает и при малых оборотах, например, при пуске, когда давление топлива в полости над дозатором невелико, обеспечивается .максимальная .цикловая подача, равная объему межллунжерного пространства, что соответствует требованиям, предъявляемым к -насосам условиями пуска двигателя. При дальнейшем врап1,ении ротора-распределителя впускные OK)ia закрываются, и ролики 16 толкателей 5 иабегают на выступы внутрь :iпей поверхности кулачковой шайбы 17, передают свое поступательное движепне плунжерам, которые начинают сближаться. К этому моменту нагнетательное отверстие в роторе)аснределителе / сообп ;ается с одним из нагнетательных отверстий во втулке 2 н топливо нодается к соответствующей форсунке двигателя.

Профиль выступов кулачковой шайбы 17 выполнен таким образом, что позволяет разгружать тоилнвопровод от остаточного давления.

Груз-золотнпк 6, расположенный в диаметральном отверстии головки ротора, имеет иептр .массы, смещен-ный относнтел но оси вран;ения ротора в сторону своей головки.

В средней частр груза-золотника 6 имеется кольцевая выточка, сообн1,аюш,аяся радиаль)ым и осевым каналами с внутренней полостью колпачка 8. Кромки выточки на новерхиости груза-золотннка 6 частично перекрывают впускные и вынускные отверстия во втулке 7.

Топливо иоступает к впускпы.м отверстиям по каналу 10 в роторе-раснределителе и кольцевой канавке втулки 7.

По каналу 11 тонлнво из кольцевой выточки попадает в дренажную полость насоса. Часть топлива из кольцевой кэнавкн на повер пюсти груза-золотника по каналу 12 в роторе-раснределителе, кольцевую выточку во втулке 2 п каналы в корпусе насоса поступает в рабочнй цилиндр норшня 18 автомата опережения впрыска и к дозатору 15 регулятора.

Давление топлива в кольцевой выточке на грузе-золотннке 6 и в сообщенной с ней полости колпачка 8 зависит от соотношения между площадямн нроходных сеченпй впускного п выпускного отверстия. Это соотношение устанавлнвается автоматически.

Прн вращенип ротора распределителя на груз-золотппк действует центробежная снла, стремящаяся переместить его 1аружу н сила, вызываемая разностью давлений топлива под колпачками 8 и 9, препятствующая этому неремещению.

В результате взаимодействия этих сил груззолотник устанавливается в такое положение, при котором давление топлива в колпачке 8 становится равным отношению центробеж)шй силы груза-золотника нонеречного сечения его стерЖНя.

квадрату числа оборотов ротора-распределителя.

Расноложенный в рабочем цилиндре гидравлического регулятора дозатор 15 выпол еи в виде поршня с кольцевой выточкой на наружной новерхности. При осевом перемещении дозатора 15 кромка этой выточки изменяет велич1Н1у открытия дозирующего отверстия в гильзе рабочего цилиндра 19 регулятора, благодаря чему регул1 руется количество топлива, ностунающего в межплунжерное пространство. Режимы регулирования обеспечиваются изменением нредварптельной деформации пружины 20 регулятора.

Максимальная подача топлива регулируется винтом 21 ограничения подачи, а максимальное число оборотов - ВИНТОМ 22 ограничения максимального числа оборотов. Тяга 23 дозатора 15 иредназначена для полного выключення подачп топлпва

Угол опережения впрыска в зависимости от скоростного режима работы двигателя изменяется автоматически путем поворота кулачковой шайбы 17 в корпусе насоса нри помоищ

поршня 18 автомата онереже 1ня впрыска, соединенного зубчатым зацеплением с шай-бой 17. На поршень 18 автомата действует давление топлива, поступающего через клапан 24 из полостн чувствительного элемента.

На малых оборотах двигателя (пусков1 тх оборотах) давлеиие топлива не может преодолеть сопротивление нружины 25 клапана 24, н норшень 18 под давлением усилия кулачковой шайбы 17 будет иаходиться в крайнем

левом положении. Винтом 26 регулируется максимальное запаздывание впрыска.

При увеличении числа оборотов двигателя топливо из чувствительиого элемента через клапан 25 ностуиает в цнлнндр автомата, и

иорщеиь перемещается до встречи с шайбой 27, опирающейся на пружину 28, иоворачивая прп этом кулачковую шайбу 17 в сторону увеличения угла опережения впрыска. В этом положеннн поршень 18 автомата, а следовательно, и кулачковая шай1ба 17 удерлсиваются с одной сторОНы предварительно сжатой пружиной 28, с другой - давлением топлива в рабочем цнлиидре автомата.

В равномерном ноложении поршень 18 и

кулачковая шай-ба 17 удерживаются до тех пор, пока число оборотов двигателя не достигнет значения, соответствующего макснх альному крутящему момеиту двигателя. Прн дальнейшем увеличении числа оборотов

давленне топлива увеличивается, и поршень снова начинает перемещаться, сжимая пружину 28 и поворачивая кула ковую шайбу 17 в сторону дальнейшего опережения впрыска. Максимальное значение этого угла регулируется винтом 29.

Клапан 24, препятствуя обратному протеканию топлива из рабочего цилиндра, предупрел-сдает возможность колебания кулачковой шайбы. Для обеспечения работы насоса на

тельная смазка ротора-распределителя, втулки 2 и плунжеров 4. Масло из масляной системы двигателя, отбираемое после фильтра тонкой очистки, под давлением подводится в насос через каналы 30 и 31. Полость насоса, в которой расположены кулачковая шайба 17 и. ротор, также частичрю заполнена маслом. Избыток масла сливается в картер двигателя через специальное отверстие 52.

В прецизионных сопряжениях масляная полость насоса изолируется от топлива унлэтнительными Каналами, заполненными маслом. Для изоляции чувствительного элемента используются колпачки 8 и 9.

Подкачивающий насос героторного типа состоит из двух зубчатых шестерен 33 и 34, причем число зубьев одной шестерни отличается от другой на единицу. Внутренняя шестерня приводится от ротора-распределителя, а наружная свободно проворачивается в обой.ме 55. Контуры зубьев описаны таким образом, что каждый из зубьев внутренней шестерни 55 одновременно контактирует с зубьями наружиой шестерни 34. Прн вращении шестерен объемы полостей, заключенных между зубьями, изменяются и топливо последовательно засасывается и вытесняется.

Насос героториого тина прост в изготовлении, компактен и отличается.высокойПроизводительностью.

Для уменьшения неравномерности подачи тонлива по цилиндрам примеиепы разгрузочные золотники 36, расположенные в штуцерах высокого давления 57. Золотники 56, имеющие осевые и радиальные каналы, нагружены пружинами 55 и перемещаются в гнездах 39.

При нагнетательном ходе плунжеров 4 топливо поступает под разгрузочный золотппк 5; и поднимает его, сжимая пружину 38. Ма определенной велиЧНне хода толливо через

осевое и радиальное отверстия золотника 36 ностуиает во внутреннюю полость штуцера высокого давления и далее и к форсункам.

Количество топлива, поступившее в цилиидры двигателя, в данном случае не зависит от сопротивления форсунки и трубопровода высокого давления, так как разгрузоч;1ый золотник 36 до тех пор не сядет в свое гнездо, пока все топливо, поданное илунжерамп 4 при пагнетательном ходе, не будет подано в цилиндр. Кроме того, иружииа 38 золотника 36 обесиечивает нулевую скорость разгрузки трубопроводов от высокого давления.

15

Предмет изобретения

1. Топливный насос, содержании корпус с соосно размещенной в нем профильной кулачковой шайбой и ротором, несущим два оппозитно расположенных плунжера, взаимодействующих с кулачковой шайбой, соединенной с гидравлическим автоматом опережения впрыска, вьинолненным в виде подпружнненного поршня, управляемого давлением топлива, и

нагнетательпые штуцера, отличающийся тем, что, с целью обеспечения автомагпческой подачи оптимального количества топлива при всех режимах работы двигателя, в роторе перпендикулярно его оси установлен центробежный подпружиненный груз - золотник, перемещаемый под действием избыточного давлепня топлива и центробежпой силы.

2. Насос 1ПО п. 1, отличающийся тем, что, С Целью увеличения запаздывания начала впрыска при пуске, между пружиной и поршнем автомата опережения предусмотрен регулнруемый зазор.

3. Насос но пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в нагнетательном штуцере устаповлен разгрузочНый золотник.

Фиг 2