Przedmiotem wynalazku jest tlok pompy wtryskowej •paliwa do silnika samochodowego.Znany jest silnik spalinowy z wtryskiem paliwa, o za¬ plonie samoczynnym przez sprezenie, zwany silnikiem wysokopreznym, w którym kazda pompa wtryskowa paliwa zawiera cylindryczny tlok nurnikowy o ruchu posuwisto- zwrotnym, obracajacy sie dookola swojej osi wzdluznej, o skoku prostoliniowym stalym i o ilosci objetosciowej cieczy rzeczywiscie przetloczonej na jeden skok, selektywnie zmienianej przez zastawianie polozenia katowego tego tloka. Tlok taki ma w scianie bocznej, wglebienie pierscie¬ niowe tworzace czesc posrednia o mniejszej srednicy, ograniczona pomiedzy dwoma odsadzeniami, dzielaca ten tlok na dwie lub cztery czesci odpowiednio górne, przeznaczone do regulowania natezenia przeplywu, i dolne przeznaczone do wlasciwego przetlaczania, a w czesci górnej ma co najmniej jeden rowek do rozdzialu paliwa otaczajacy tlok, przeznaczony do zawracania przez bocz¬ nikowanie nadmiaru paliwa w koncowej fazie wtryskiwania, tworzacy kanal, majacy wylot w górnej plaszczyznie czo¬ lowej tloka. Rowek ma brzeg prosty, usytuowany równolegle do osi wzdluznej tloka wzdluz calej jego .czesci górnej, pod¬ czas gdy brzeg przeciwny jest utworzony ze stosunkowo któtkiej prostej czesci górnej, równoleglej do osi wzdluznej tloka oraz z czesci dolnej w ksztalcie pochylni srubowej rozszerzajacej powierzchnie czesci posredniej do dolu, az -do dolnego brzegu górnej czesci tloka.Wysokosc rozwiniecia powierzchni bocznej tloka, ogra¬ niczonej miedzy skrajnym górnym brzegiem kolowym i krawedzia "pochylni srubowej, okresla skok, a wiec czas /io 15 20 30 wtrysku, przez wspóldzialanie z promieniowym otworem wylotowym do powrotu paliwa, usytuowanym w scianie cylindra pompy. Ponadto, korzystnie tlok jest czesciowo wyposazony w dwa takie rowki i pochylnie srubowe roz¬ mieszczone symetrycznie w stosunku do osi wzdluznej tloka.W takim znanym tloku nurnikowym, srednica czesci posredniej wynosi 70%—80% normalnej srednicy zewnet¬ rznej tloka nurnikowego, zas glebokosc rowka wynosi 10—15% zewnetrznej srednicy tloka nurnikowego. Wedlug przykladu, znany tlok nurnikowy ma srednice zewnetrzna 43 mm i glebokosc rowka 5 mm. Regulacja objetosci przetloczonej przez pompe nastepuje przez oddzialywanie na wzgledne polozenie katowe tloka nurnikowego, którego pochylnia srubowa doprowadza paliwo przez boczniko¬ wanie, do otworu promieniowego znajdujacego sie w scianie cylindra pompy, a sluzacego do zawracania paliwa.Przemieszczanie obrotowe tloka, a zatem i pochylni srubowej, powoduje opóznienie lub przyspieszenie ot¬ warcia tego otworu, który w czasie okresu lub fazy skutecz¬ nego przetlaczania, jest najpierw zamkniety czescia ze¬ wnetrznej pelnej sciany bocznej tloka nurnikowego w czasie pierwszej czesci jego suwu do góry, a nastepnie zostaje odsloniety przez ten tlok w czasie ostatniej czesci jego suwu, po uplywie okresu czysu okreslonego przez aktualne katowe polozenie tloka, tak, ze natezenie przeplywu paliwa zostaje zmienione poniewaz przetlaczanie rozpoczyna sie zawsze w tej samej chwili, gdy górny skrajny brzeg tloka przesunie sie przed otworem promieniowym. W chwili, gdy tlok nurnikowy rozpoczyna odslanianie ' 116 167116167 3 N otworu w koncu wtryskiwania pod cisnieniem przetla¬ czania np. 10Ó MPa, przestrzen lub komora robocza ponad tlokiem zostaje gwaltownie polaczona, poprzez otwór promieniowy, z pierscieniowa komora zasysajaca pompy, otaczajaca cylinder pompy i bedaca pod cisnieniem zasilania zaledwie kilkuset kPa, tak, ze powstaje gwaltowny spadek cisnienia, powodujacy fale cisnieniowe, a wiec bardzo duze drgania hydrauliczne w przewodzie paliwowym pomiedzy pompa a wtryskiwaczem zasilanym przez pompe. Z tego wynika niebezpieczenstwo powstania kawitacji oraz nie¬ bezpieczenstwo niestabilnosci pracy iglicy wtryskiwacza, polaczone z podniesieniem iglicy i niebezpieczenstwo wejscia gazów spalinowych do wtryskiwacza i jego znisz¬ czenie.Próbowano zaradzic tej niedogodnosci powiekszajac spadek cisnienia wytwarzajacy sie w czasie przeplywu cieczy, przez bocznikowanie drogi powrotnej, w celu uzyskania w ten sposób rozprezania bardziej stopniowanego w koncowej fazie wytryskiwania. Zwiekszenie spadku - cisnienia bylo uzyskane przez zmniejszenie powierzchni przekroju poprzecznego drogi powrotnej przeplywu bo¬ cznikowego. W tym celu zwezano rowek tloka przez zmniej¬ szenie jego szerokosci obwodowej.W innym przypadku wykonano pochylnie srubowa z co najmniej dwoma stopniami dlawiacymi, przez zasto¬ sowanie stopnia posredniego umieszczonego, np. na gle¬ bokosci 0,2 mm od bocznej powierzchni zewnetrznej tloka, albo stosujac maly promieniowy otwór wylotowy ponizej normalnego promieniowania otworu powrotnego w scianie cylindra pompy. Kazde z tych znanych uprzednio rozwiazan wymaga bardzo dokladnego wykonania z bardzo waskimi tolerancjami obróbczymi, a tym saym bardzo kosztownego.Ponadto, omawiane rozwiazania nie zmniejszaja wcale lub w niewielkim stopniu zaklóceniowy moment obrotowy dzialajacy na tlok w zwiazku z sila sprezania dzialajaca na sciany boczne rowka tloka, który to moment sprzyja zuzywaniu sie zebatki sterujacej obrotem tloka, stosowanej w celu nastawiania jego polozenia katowego.Celem wynalazku jest zapobiezenie wymienionym po¬ wyzej niedogodnosciom. Cel ten osiagnieto przez wykonanie tloka pompy wtryskowej paliwa do silnika spalinowego, majacego na powierzchni bocznej, czesc posrednia o mniej- . szej srednicy tworzaca pierscieniowe wglebienie oddzielone od powierzchnia czolowej tloka przez pochylnie srubowa, oraz co najmniej jeden rowek osiowy laczacy pierscieniowe wglebienie z powierzchnia czolowa tloka w miejscu, w któ¬ rym odleglosc miedzy nimi jest najmniejsza. Istota wynalazku polega na tym, ze glebokosc rowka osiowego wynosi 2,5—6 % srednicy zewnetrznej tloka.Rozwiazanie to ma te zalete, ze uzyskuje sie kilka oporów hydraulicznych wyplywu, dodawanych szeregowo, a mia¬ nowicie: czesci pionowej kazdego rowka tloka, przekroju wylotowego kazdego otworu znajdujacego sie ponizej kazdej pochylni srubowej oraz przekroju otworu w cylin¬ drze pompy, odslonietego przez kazda pochylnie srubowa.Umozliwia to bardziej ekonomiczne wytwarzanie tloka przez korzystne zmniejszenie dokladnosci obróbki kazdej ' z czesci wytwarzajacych opory przeplywu, których tole¬ rancje obróbki mechanicznej zostaja tym samym znacznie poszerzone, np. staja sie pieciokrotnie wieksze. Ponadto, poniewaz sily sprezajace, wytwarzajace zaklócajacy moment obrotowy, sa wprost proporcjonalne do powierzchni brzegów rowka, to rozwiazanie wedlug wynalazku powoduje zmniejszenie tego momentu ze wzgledu na zmniejszenie glebokosci rowka. Przykladowo mozna podac, ze w tloku 's 4 nurnikowym o zewnetrznej srednicy*np. 43 mm, glebokosc- fówka moze wynosic korzystnie okolo 1,5 mm z tolerancja obróbki ±0,1 mm zamiast; poprzedniej ±0,02 mm dla glebokosci 0,5 mm stopnia posredniego tloka. 5 Cze£c pionowa rowka ma glebokosc bedaca suma gle¬ bokosci dwóch rowków tworzac odsadzenie na przejsciu od plaszczyzny do powierzchni czesci posredniej, w celu skierowania paliwa w bok, w obszar pierscieniowego wgle¬ bienia ponizej górnego konca pochylni srubowej. 10 Jednakze, w niektórych przypadkach intensywnego uzytkowania pompy, mozna bylo stwierdzic, ze boczna powierzchnia wglebienia zbyt szybko sie zuzywala pod wplywem zjawiska kawitacji. Kawitacja, jak wiadomo, jest spowodowana powstawaniem silnych miejscowych spad- 15 ków cisnienia w chwilach, gdy komora sprezania pompy zostaje nagle polaczona z przewodami doprowadzajacymi plyn, to znaczy przy kazdym koncu cyklu przetlaczania.Badanie szczególowe umozliwilo stwierdzenie, ze kawi¬ tacja zostala spowodowana tym, ze gdy plyn gwaltownie- 20 powraca w kierunku przewodów zasilajacych pompe,, przy kazdym koncu przetlaczania, to kierunek przeplywu plynu ma sklonnosc do zajmowania polozenia pionowego na przedluzeniu czesci pionowej rowka. Przeplywajac w tym kierunku z duza predkoscia, ciecz ma sklonnosc do powodo- 25 wahia duzego spadku cisnienia w tych czesciach wglebienia,, które bezposrednio sasiaduja z najkorzystniejsza droga, i z tego wlasnie powodu powstaje zjawisko kawitacji w tych czesciach wydrazenia, które sa umieszczone ponizej pochyl¬ ni srubowej, a nawet na obrzezu stanowiacym sama po- 30 chylnie. Odsadzenie ma na koncu od strony czesci posredniej' wklesly zarys krzywoliniowy.Zarys odsadzenia ma ksztalt luku kola, korzystnie pól¬ kola. Zarys odsadzenia ma ksztalt wkleslego wieloboku,.Glebokosc rowka mierzona do plaszczyzny pionowej,. 35 czesci pionowej jest dwa razy wieksza od glebokosci rowka mierzonej do plaszczyzny pionowej polaczonej z czescia posrednia.Te szczególy konstrukcyjne wglebienia powoduja kilka zjawisk wspóldzialajacych w wyniuku koncowym zwiekszajac 40 przekrój czesci pionowego rowka, a to zmniejsza nieco cal¬ kowity spadek cisnienia. Natomiast predkosc^ i cisnienie plynu powracajacego w kierunku obiegu zasilajacego pompe, sa znacznie zmniejszone.Natomiast przy wylocie pionowej czesci rowka, plyn 4 jest rozdzielany we wszystkich kierunkach dzieki odsadzeniu,. a to powoduje wyeliminowanie stref podcisnieniowych,, poniewaz plyn skutecznie wypelnia cala objetosc wglebienia bedaca do jego dyspozycji.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladach 50 wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia górna czesc tloka nurnikowego pompy wtryskowej paliwa, w:, widoku perspektywicznym, fig. 2 — drugi przyklad wy¬ konania-tloka, w widoku perspektywicznym, fig 3—roz¬ dzial strumienia powrotnego plynu w rowku tloka, w konco- 55 wej fazie przetlaczania, w widoku wzdluz strzalki III ozna¬ czonej na fig. 2.-Wealug przykladu wykonania uwidocznionego na fig. 1,. tlok 1 pompy, o pionowej osi wzdluznej 2 i o srednicy D^ ma czesc posrednia 3 o mniejszej srednicy d, o zmiennej: 60 wysokosci i o glebokosci e tworzaca pierscieniowe wglebie¬ nie zawarte pomiedzy dwoma odsadzeniami obwodowymi 4, 5 oddzielonymi od siebie w kierunku pionowym i dziela¬ cymi tlok 1 na dwie czesci, odpowiednio górna czesc glowi¬ cowa 6 regulujaca natezenie przeplywu, i dolna czesc prze- 65 tlaczajaca?.116167 5 Rowek 80 takiej samej glebokosci e, którego dno jest utworzone przez plaska powierzchnie czesci posredniej 3 ma scianke boczna 9 usytuowana równolegle do osi wzdluz¬ nej 2 wzdluz calej czesci glowicowej 6, prostopadla do plas¬ kiej powierzchni czesci posredniej 3. Odsadzenie górne 5 5 jest utworzone przez scianke 10, która ma czesc górna 10' stosunkowo krótka równolegla do scianki bocznej 9, two¬ rzaca druga scianke boczna rowka, prostopadla do dna rowka 8, oraz krzywoliniowa czesc dolna 10" w ksztalcie pochylni srubowej rozszerzajacej powierzchnie czesci 10 posredniej 3 ku dolowi az do dolnego brzegu górnej czesci 6. Rowek , 8 jest polaczony swoim koncem górnym z po¬ przeczna sciana koncowa 11 tloka.Wedlug wynalazku wymiary tloka spelniaja nastepujace nierównosci: 15 0,88 D 0,025 D Przykladowo wymiary tloka moga byc nastepujace: D = 43 mm; d = 40 mm oraz e = 1,5mm. 20 W przykladzie wykonania przedstawionym na fig. 2 i 3, czesci zasadnicze tloka 1 sa te same co na fig. 1. Jed¬ nakze w tym przypadku tlok ma dwie pochylnie 10 i 21.Widoczne sa równiez odpowiednio dwie czesci pionowe 22 i 23 rowków 8. Ze wzgledu na latwosc obróbki, czesc 25 posrednia 19 o mniejszej srednicy znajdujaca sie ponizej^ pochylni 20 ma pionowa plaszczyzne 24 usytuowana na przedluzeniu czesci pionowej 22 rowka 8. Jednakze glebo¬ kosc rowka 8 moze byc rozpatrywana w pierwszym przybli¬ zeniu jako stala i równa wartosci e okreslonej powyzej, 30 z wyjatkiem czesci pionowej 22. Wedlug wynalazku gle¬ bokosc tej czesci pionowej 22 jest powiekszona o wielkosc 6, tworzac w poblizu górnego konca 25 pochylni srubowej 20, odsadzenie 26 rozdzielajace wyplyw plynu.Zarys specjalny 27 korzystnie w ksztalcie pólkola, jak to 35 uwidoczniono na rysunku, tego odsadzenia 26, umozliwia rozdzielenie strumienia powrotnego plynu w róznych kie¬ runkach jak to wskazuja strzalki f na fig. 3. Przez zarys 27 oznacza sie ksztalt krawedzi odsadzenia, na bocznej po¬ wierzchni tloka, jak to uwidoczniono na fig. 2 i 3. Zarys 40 27 moze byc krzywoliniowy jak pokazano na rysunku, lecz równiez moze miec ksztalt wieloboku, pod warunkiem, ze bedzie wklesly. Powierzchnia odsadzenia 26 jest w przed¬ stawionym przykladzie wykonania, prostopadla do dwóch plaszczyzn 24 i 29, które rozgranicza, lecz powierzchnia 45 ta moze miec równiez zarys szczególny, jezeli okazaloby sie- to korzystne w celu dalszego zmniejszania niebezpieczens¬ twa kawitacji.Najlepsze wyniki zostaly osiagniete dla e = e\ Innymi 6 slowy, czesc pionowa 22 ma glebokosc dwa razy wieksza od glebokosci posredniej 19 tloka, znajdujacej sie ponizej pochylni srubowej 20 i odsadzenia 26.W czasie dzialania pompy, gdy tlok 1 byl zaopatrzony w odsadzenia 26; strumien powrotny plynu przy koncu kazdego cyklu przetlaczania, mial sklonnosc do kiero¬ wania sie w kierunku pionowym, równolegle do plaszczyzny tworzacej czesc pionowa odsadzenia. W tych warunkach, powstal duzy spadek cisnienia ponizej górnego konca 25 pochylni srubowej, w strefie zakraskowanej e uwidocznionej na fig. 2. Ten spadek cisnienia,, powtarzajacy sie przy kaz¬ dym cyklu pracy, moze spowodowac zuzycie powierzchni tloka stosunkowo szybkie w wyniku kawitacji.Dzieki usprawnieniu wedlug niniejszego przykladu wykonania, strumien cieczy jest rozproszony przy, wylocie z czesci pionowej 22, na poziomie odsadzenia 26 (fig. 3), ak, ze w strefie c nie powstaje zaden spadek cisnienia.Zastrze ze ni a patento we 1. Tlok pompy wtryskowej paliwa do silnika samochodo¬ wego, majacy na powierzchni bocznej, czesc posrednia o mniejszej srednicy, tworzaca pierscieniowe wglebienie oddzielone od powierzchni czolowej tloka przez pochylnie srubowa, oraz co najmniej jeden rowek osiowy laczacy pierscieniowe wglebienie z powierzchnia czolowa tloka w miejscu, w którym odleglosc miedzy nimi jest najmniej¬ sza, znamienny tym, ze glebokosc (e) rowka osiowego (8) wynosi 2,5-^6% srednicy zewnetrznej (D) tloka (1). 2. Tlok wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze czesc pio¬ nowa (22, 23) rowka (8) ma glebokosc bedaca suma gle¬ bokosci (e+e') tworzac odsadzenie (26) na przejsciu od plaszczyzny (29) do powierzchni czesci posredniej (19), dla kierowania paliwa w bok, w obszar pierscieniowego wglebienia ponizej górnego konca (25) pochylni srubowej (20,21). 3. Tlok wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze odsadzenie (26) ma na koncu od strony czesci posredniej (19) wklesly zarys krzywoliniowy (27). 4. Tlok wedlug zastcz. 3, znamienny tym, ze zarys (27) odsadzenia (26) ma ksztalt luku kola, korzystnie pólkola. 5. Tlokwedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze zarys (27) odsadzenia (26) ma ksztalt wkleslego wieloboku. 6. Tlok wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze glebokosc (e+el) rowka [(8) mierzona do plaszczyzny pionowej (29) czesci pionowej (22, 23), jest dwa razy wieksza od glebokosci (e) rowka (8) mierzonej do plaszczyzny piono¬ wej (24) polaczonej z czescia posrednia (19).116 167 FIG.2 FIG .3 LDD Z-d 2, z. 425/1400/82, n. 90 + 20 egz.Cena 100 zl PL