Топливный насос

Топливный насос

Реферат

 

Изобретение относится к топливовпрыскивающей аппаратуре высокого давления для дизельных двигателей, Цель изобретения - повышение эффективности в работе путем стабилизации давления в линии нагнетания перед впрыском топлива. В топливный насос высокого давления (ТНВД) содержит втулку (В) (6) с по меньшей мере одним радиальным наполнительно-перепускным каналом 8, плунжер (П) 7, который образует с В6 надплунжерный объем (НО) 9 и имеет торцовую кромку (ТК) 10, кромку управления (КУ) началом подачи топлива 11 по меньшей мере одну винтовую канавку 12 с регулирующей кромкой (РК) 13 и сообщенные между собой осевой 14 и радиальный 15 каналы, имеется также отсечной тракт и дополнительный перепускной тракт для перепуска топлива из НО перед его нагнетанием. Даны варианты выполнения дополнительного перепускного тракта, а также количественные зависимости, определяющие период перепуска (0,3-0,55) полного хода П7, площадь поперечного сечения которого находится в пределах (0,0055-0,039) площади торцового сечения П7. 6 з. п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к машиностроению, конкретно к двигателестроению, а именно к топливовпрыскивающей аппаратуре для двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано в топливных насосах высокого давления для двигателей и дизелей. Целью изобретения является повышение эффективности в работе путем стабилизации давления в линии нагнетания перед впрыском топлива, повышение интенсивности впрыска и чувствительности производительности насоса к давлению питания на частотах защиты двигателя от разгона. На фиг. 1 схематически изображена секция топливного насоса, поперечный разрез; на фиг. 2 плунжерная пара в зоне наполнительно-перепускного канала с одним из вариантов дополнительного тракта перепуска топлива; на фиг. 3 то же, с вторым вариантом дополнительного тракта; на фиг. 4 то же, с третьим вариантом дополнительного тракта; на фиг. 5 схема взаимодействия регулирующей кромки плунжера с перепускным каналом; на фиг. 6 схема взаимодействия регулирующей кромки плунжера с наполнительно-перепускным каналом; на фиг. 7 схема взаимодействия регулирующей кромки плунжера с наполнительно-перепускным каналом; на фиг. 8 дан график формирования импульса давления на выходе из насоса, в распылителе форсунки и подъема иглы форсунки в зависимости от угла поворота кулачкового вала насоса. Насос содержит корпус 1, на котором установлен нагнетательный клапан, состоящий из седла 2, запорного элемента 3, сопряженного с седлом 2 и выполненного без разгружающего пояска, упругого элемента 4, выполненного в виде пружины малой жесткости, и конечного упора 5 запорного элемента, причем упор 5 удален от контактирующей с ним поверхности запорного элемента на величину, равную 0.15-0,3 диаметра плунжера. В корпусе 1 размещена плунжерная пара, включающая втулку 6 и размещенный в ней с возможностью поворотного и возвратно-поступательного перемещения плунжер 7. Втулка 6 имеет по меньшей мере один радиальный наполнительно-перепускной канал 8, а плунжер 7 образует с втулкой 6 надплунжерный объем 9 и имеет торцовую кромку 10, кромку управления началом подачи топлива 11, по меньшей мере, одну винтовую канавку 12 с регулирующей кромкой 13, и сообщенные между собой осевой 14 и радиальный 15 каналы, причем осевой канал 14 открыт в сторону надплунжерного объема 9, а радиальный 15 в сторону винтовой канавки 12. Насос также снабжен отсечным трактом, образованным осевым 14 и радиальным 15 каналами плунжера 7, и наполнительно-перепускным каналом 8 втулки 6 с возможностью взаимодействия с кромками плунжера 7 при его перемещениях между крайними положениями, и дополнительным трактом перепуска топлива из надплунжерного объема 9 перед его нагнетанием с возможностью взаимодействия с кромкой управления началом подачи топлива. Дополнительный тракт перепуска топлива может быть выполнен или в виде, по меньшей мере, одного радиального канала 16, расположенного в осевом пояске втулки, высота h которого не превышает 0,11 диаметра плунжера D, а кромка управления началом подачи 11 совмещена с торцовой кромкой 10 плунжера 7, или в виде кольцевой канавки 17 на плунжере 7 и кольцевого зазора 18 между плунжером 7 и втулкой 6 от кольцевой канавки 17 до торца плунжера 7, а кромка управления началом подачи топлива 11 совпадает с нижней кромкой кольцевой канавки 17, или в виде кольцевой канавки 17 на плунжере 7 и по меньшей мере одного дополнительного радиального канала 19, размещенного в кольцевой канавке и сообщенного с осевым каналом 14, а кромка управления началом подачи топлива 11 совпадает с нижней кромкой кольцевой канавки 17, или в виде кольцевой канавки 7 на плунжере 7 и по меньшей мере одной лыски 20 от кольцевой канавки 17 до торца плунжера 7, а кромка управления началом подачи топлива 11 совпадает с нижней кромкой кольцевой канавкой 17. При этом расстояние h_н, между точкой окончания взаимодействия торцовой кромки 10 плунжера 7 с наполнительно-перепускным каналом 8 втулки 6 и точкой окончания взаимодействия кромки управления началом подачи топлива 11 с дополнительным трактом перепуска топлива выбрано в пределах 0,3-0,55 полного хода плунжера 7, причем величина поперечного сечения дополнительного тракта перепуска топлива находится в пределах 0,0055 0,039 площади плунжера, а часть сечения 21 наполнительно-перепускного канала 8, открытая регулирующей кромкой 13 плунжера 7 на величину хода плунжера 7, равную 0,065-0,25 диаметра плунжера, имеет площадь S 0,04 0,186 площади плунжера. Кроме того, возможно выполнение одного из участков отсечного тракта в плунжере 7 (осевого 14 или радиального 15 каналов) с площадью поперечного, сечения, составляющей 0,02-0,186 площади плунжера. Возвратно-поступательное перемещение плунжеру 7 сообщается кулачком 22 кулачкового вала 23, а поворотное перемещение рейкой 24, сопряженной с поворотной втулкой 25. Зависимости давления Р_н, на выходе из насоса от угла поворота кулачка кривая 26, давления в распылителе форсунки Р_ф кривая 27 и подъема иглы форсунки кривая 28, имеют характерные точки P¹_н,P²_н,P³_н,P⁴_н,P⁵_н,, соответствующие положению плунжера 7 относительно втулки 6. P¹_н-P²_н, ¹-² и P¹_ф-P²_ф соответствуют плавному росту давления в период дополнительного перепуска топлива. P²_н-P³_н, ²-³ и P²_ф-P³_ф соответствует рабочему ходу плунжера и максимальному росту давления, развиваемому на всех режимах. P³_н-P⁵_н, ³-⁵ и P³_ф-P⁵_ф соответствуют скорости снижения давления при открытии регулирующей кромки 13 наполнительно-перепускного канала 8 втулки 6 до площади открытой части, равной 0,04 0,186 площади плунжера, при этом высота h_о, щели равна 0,065-0,25 хода плунжера. Насос работает следующим образом. При перемещении плунжера в крайнее нижнее положение топливо заполняет надплунжерный объем 9 через или только дополнительный тракт перепуска топлива или еще через открытый наполнительно-перепускной канал 8. При нагнетательном ходе плунжера 7 топливо вытесняется из надплунжерного объема 9 через дополнительный тракт перепуска топлива в полость питания и в нагнетательный трубопровод. До полного перекрытия кромкой управления началом подачи дополнительного тракта перепуска топлива повышение давления происходит пропорционально квадрату скорости плунжера. После перекрытия дополнительного тракта перепуска осуществляется резкое повышение давления (после точек P³_н,P³_ф). В конце рабочего хода плунжера регулирующая кромка 13 плунжера открывает наполнительно-перепускной канал 8, происходит перепуск топлива из надплунжерного объема и нагнетательного трубопровода в линию питания через отсечной тракт резкое снижение в них давления топлива и осуществление впрыска наименьшего количества топлива за период понижения давления у форсунки до ее закрытия. Снабжение топливного насоса нагнетательным клапаном с запорным элементом без разгрузочного пояска с мягкой пружиной 4 обеспечивает страгивание запорного элемента при давлениях в линии питания, что позволяет устранить возникновение колебательных процессов в линии нагнетания, расширить ход плунжера, расходуемый на плавное сжатие газовой фазы топлива. Запорный элемент нагнетательного клапана без разгрузочного пояска может быть выполнен с плоской или конической посадочной поверхностью с направляющей или без нее. Разгрузка линии нагнетания клапаном осуществляется длительностью перемещения его запорного элемента 3 от упора 5 до седла 2. Для обеспечения требуемой длительности посадки запорного элемента, в течение которой через открываемый наполнительно-перепускной канал втулки 6 будет осуществлена до необходимого уровня разгрузка линии нагнетания без образований подвпрысков, скорость посадки запорного элемента регулируют мягкой пружиной 4, которая обеспечивает подъем последнего под действием величины давления топлива в линии питания. Время перемещения запорного элемента от упора 5 до седла обеспечивает сообщение надплунжерного объема 9 с линией нагнетания на всем протяжении развития отсечной волны и понижение давления в последней до уровня давления линии питания. В дальнейшем движение плунжера повторяется, повторяется и процесс подачи. Выбор количественных соотношений элементов насоса позволяет улучшить динамику топливовпрыска, повысить эффективность рабочего процесса двигателя. 2

Формула изобретения

1. Топливный насос для дизеля, содержащий корпус, установленные в корпусе нагнетательный клапан, состоящий из седла, запорного элемента с упругим элементом и упором, и плунжерную пару, включающую втулку по меньшей мере с одним радиальным наполнительно-перепускным каналом, плунжер, размещенный во втулке с возможностью поворотного и возвратно-поступательного перемещения между крайними верхним и нижним положениями, образующий с втулкой надплунжерный объем и выполненный с торцевой кромкой и кромкой управления началом подачи топлива, по меньшей мере одной винтовой канавкой с регулирующей кромкой и сообщенными между собой осевым и радиальным каналами, причем осевой канал открыт в сторону надплунжерного объема, а радиальный в сторону винтовой канавки, отсечный тракт, образованный осевым и радиальным каналами плунжера и наполнительно-перепускным каналом втулки с возможностью взаимодействия с кромками плунжера, и дополнительный тракт перепуска топлива из надплунжерного объема перед его нагнетанием с возможностью взаимодействия с кромкой управления началом подачи, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности в работе путем стабилизации давления в линии нагнетания перед впрыском топлива, расстояние между точкой окончания взаимодействия торцевой кромки плунжера с наполнительно-перепускным каналом втулки и точкой окончания взаимодействия кромки управления началом подачи топлива с дополнительным трактом перепуска топлива выбрано в пределах 0,3 0,55 полного хода плунжера, причем величина поперечного сечения дополнительного тракта перепуска топлива находится в пределах 0,0055 0,039 площади плунжера, а часть сечения наполнительно-перепускного канала, открытая регулирующей кромкой плунжера на величину хода плунжера, равную 0,065 0,25 диаметра плунжера, имеет площадь 0,04 0,186 площади плунжера. 2. Насос по п.1, отличающийся тем, что дополнительный тракт перепуска топлива выполнен в виде по меньшей мере одного радиального канала, расположенного в осевом поясе втулки, высота которого не превышает 0,11 диаметра плунжера, а кромка управления началом подачи топлива совмещена с торцевой кромкой плунжера. 3. Насос по п.1, отличающийся тем, что дополнительный тракт перепуска топлива выполнен в виде кольцевой канавки на плунжере и кольцевого зазора между плунжером и втулкой от кольцевой канавки до торца плунжера, а кромка управления началом подачи топлива совпадает с нижней кромкой кольцевой канавки. 4. Насос по п.1, отличающийся тем, что дополнительный тракт перепуска топлива выполнен в виде кольцевой канавки на плунжере и по меньшей мере одной сегментной лыски, соединяющей первую с надплунжерным объемом, а кромка управления началом подачи топлива совпадает с нижней кромкой кольцевой канавки. 5. Насос по п.1, отличающийся тем, что дополнительный тракт перепуска топлива выполнен в виде кольцевой канавки на плунжере и по меньшей мере одного дополнительного радиального канала, открытого в сторону кольцевой канавки, а кромка управления началом подачи топлива совпадает с нижней кромкой кольцевой канавки. 6. Насос по пп. 1 5, отличающийся тем, что один из участков отсечного тракта и плунжера выполнен с площадью поперечного сечения 0,02 0,186 площади плунжера. 7. Насос по пп. 1 6, отличающийся тем, что запорный элемент нагнетательного клапана выполнен без разгружающего пояска и снабжен мягкой пружиной, а упор удален от него на расстояние, равное 0,15 0,3 диаметра плунжера.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000

Извещение опубликовано: 20.03.2000