PL174827B1 - Pompa wtryskowa paliwa z wirującym rozdzielaczem - Google Patents

Abstract

glowicy rozdzielajacej i wspólosiowy z m m w irnik rozdzielajacy, przy czym k o rp u s zaopatrzony je s t w kom ore pom pow a z pier- scieniowo rozmieszczonymi otw oram i nurnikow ym i o osiach usytuow anych prom ieniow o n a zew natrz od osi w irnika tlocza- cego, zas w ew natrz kazdego otw oru nurnikow ego je s t zam onto- wany n u rn ik tloczacy, a ponadto w irnik tloczacy je s t otoczony pierscieniem krzywkowym nadajacym ru ch posuw isto-zw rotny nurnikom tloczacym, a wspólosiowo z m m i przylegle do niego je s t um ieszczony wal napedowy, przy czym w irnik tloczacy m a zespól otworów rozdzielajacych i je s t oparty n a wew netrznej tulei wsporczej glowicy rozdzielajacej zaopatrzonej w zespól okien rozdzielajacych, w irnik rozdzielajacy je s t zam ontow any obrotowo w ew natrz tulei w sporczej, a w irnik tloczacy m a w spól- osiowy przelotowy otw ór zaworowy, który przecina otwory n u r- nikowe, i m a uksztaltow ane n a jednym k o ncu pierscieniow e gniazdo zaworowe, a n a calej dlugosci otw oru zaworowego m a um ieszczony suwliwie wzdluz jego osi trzpien zaworowy m ajacy n a jednym koncu glowice zaworowa stykajaca sie z pierscienio- wym gniazdem zaworowym, zas n a przeciwleglym k o n cu w irni- k a tloczacego je s t elektrom agnes ze zwora plytow a polaczona z trzpieniem zaworowym i stato rem zasilanym energia elektrycz- na, przyciagajacy zwore plytow a i trzpien zaworowy do polozenia z a m k n ie c ia , n a to m ia s t p o m ie d z y g lo w ica za w o ro w a i przeciwleglym koncem trzpienia zaworowego je s t um ieszczona sprezyna przesuw ajaca trzpien zaworowy osiowo w przeciwnym k ierunku do polozenia jego otw arcia po w ylaczeniu zasilania elektrom agnesu, zas sa siadujace konce w ew netrzne w alu n ap e- dowego i w irnika tloczacego s a polaczone za pom oca pierwszego zespolu sprzegajacego, znamienna tym, ze m iedzy w irnikiem tloczacym (12) i zwora plytow a (172) je s t usy tu o w an a plyta ham ujaca ( 120), F IG . 1 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest pompa wtryskowa paliwa z wirującym rozdzielaczem.

Znana jest pompa wtryskowa paliwa z wirującym rozdzielaczem, która ma wirnik tłoczący, komorę pompową oraz co najmniej jeden ułożony promieniowo otwór nurnikowy. W każdym otworze nurnikowym jest zainstalowany nurnik tłoczący. Wirnik tłoczący jest otoczony pierścieniową krzywką nadającą ruch posuwisto zwrotny nurnikom pompującym w celu podawania zasysanych porcji paliwa do komory pompowania i periodycznego dostarczania porcji paliwa pod wysokim ciśnieniem z komory pompowania do wtryskiwacza. Głowica rozdzielająca ma zespół okien rozdzielających, a wirnik tłoczący jest zainstalowany obrotowo wewnątrz głowicy rozdzielającej i stanowi wirnik rozdzielający z jednym lub wieloma oknami dla rozdzielania porcji paliwa pod wysokim ciśnieniem kolejno do poszczególnych okien rozdzielających. Wirnik tłoczący ma współosiowy otwór przelotowy, stanowiący otwór zaworowy, który przecina otwory nurnikowe. Na jednym końcu wirnika tłoczącego jest ukształtowane pierścieniowe gniazdo zaworowe, zaś na przeciwległym końcu wirnika tłoczącego jest elektromagnes ze zworą płytową połączoną z trzpieniem zaworowym i statorem zasilanym energią elektryczną, przyciągający zworę płytową i trzpień zaworowy do położenia zamknięcia. Na całej długości otworu zaworowego jest umieszczony suwliwie wzdłuż jego osi trzpień zaworowy mający na jednym końcu głowicę zaworową stykającą się z pierścieniowym gniazdem zaworowym. Pomiędzy głowicą zaworową i przeciwległym końcem trzpienia zaworowego jest umieszczona sprężyna przesuwająca trzpień zaworowy osiowo w przeciwnym kierunku do położenia jego otwarcia po wyłączeniu zasilania elektromagnesu, zaś sąsiadujące końce wewnętrzne wału napędowego i wirnika tłoczącego są połączone za pomocą pierwszego zespołu sprzęgającego.

Wysokie ciśnienie panujące w takich pompach z wirującym rozdzielaczem powodują występowanie przy ich pracy wielu problemów. Duża siła osiowa na łożysku oporowym powoduje zapiekanie się i w końcu mechaniczne uszkodzenie łożyska oporowego. Pulsacje wysokiego ciśnienia wywołują duże naprężenia wibracyjne w niektórych częściach wirnika tłoczącego powodując inicjację pęknięć, ich rozprzestrzenianie się i następnie uszkodzenie wirnika pompy.

Poza tym, ponieważ porcje paliwa rozdzielane są pod wysokim ciśnieniem, to wirujące względem siebie powierzchnie głowicy i wirnika rozdzielającego wymagają bardzo precyzyjnego pasowania obrotowego (na przykład z luzem na średnicy wynoszącym 2 - 2,5 gm) dla zapewnienia odpowiedniego uszczelnienia i smarowania. Precyzyjne pasowanie obrotowe stwarza kolejne problemy. Podczas pracy pompy, zwłaszcza przy dużej prędkości i przy gwałtownych przyspieszeniach wywiązuje się znaczna ilość ciepła powstającego w cienkiej warstwie paliwa smarującego między wirującymi względem siebie powierzchniami wirnika i głowicy rozdzielacza. Przy dużych prędkościach i wysokiej temperaturze jest trudne do osiągnięcia odpowiednie smarowanie wirujących względem siebie powierzchni, zwłaszcza w przypadku paliw o małej lepkości, takich jak benzyna i metanol. Ponadto rozszerzalność termiczna zewnętrznej średnicy wirnika rozdzielacza i wewnętrznej średnicy głowicy rozdzielacza musi być w przybliżeniu taka

174 827 sama w całym zakresie pracy pompy, a zwłaszcza podczas zimnego startu i gwałtownego przyspieszania. W przeciwnym przypadku wynikające z tego nierównomierne rozszerzanie się części spowoduje niewłaściwe smarowanie i zatarcie wirnika.

Według wynalazku, pompa wtryskowa paliwa z wirującym rozdzielaczem, charakteryzuje się tym, że między wirnikiem tłoczącym i zworą płytową jest usytuowana płyta hamująca, przy czym płyta hamująca i zwora płytowa stykają się swoimi przeciwległymi powierzchniami czołowymi w położeniu otwarcia trzpienia zaworowego, a jedna z tych powierzchni czołowych zaopatrzonajest w zespół tłumiący ruch, który zawiera zestaw występów stykających się z drugą powierzchnią czołową oraz w zestaw rowków usytuowanych pomiędzy występami. Płyta hamująca zaopatrzona jest w drugi zespół sprzęgający łączący płytę hamującą z wirnikiem tłoczącym oraz trzeci zespół sprzęgający łączący płytę hamującą ze zworą płytową.

Zwora płytowa zaopatrzona jest w zespół otworów odpowietrzających odchodzących od szczeliny między przeciwległymi powierzchniami czołowymi zwory płytowej i płyty hamującej.

Pierwszy zespół sprzęgający zawiera szczelinę ukształtowaną w wirniku tłoczącym oraz usytuowany z przesunięciem promieniowym i wystający osiowo kołek napędowy, który jest umieszczony na wcisk w otworze w wale napędowym, przy czym okrągły łeb kołka napędowego jest umieszczony w szczelinie wirnika tłoczącego.

Zwora płytowa zaopatrzona jest w piastę, a płyta hamująca ma centralny otwór, w którym jest umieszczona ta piasta, zaś trzeci zespół sprzęgający zawiera współpracujące ze sobą powierzchnie płyty hamującej i piasty.

Płyta hamująca zawiera, stanowiący drugi zespół sprzęgający, zestaw wystających osiowo do wewnątrz kołnierzy, których przeciwległe powierzchnie stykają się z płaskimi powierzchniami wirnika tłoczącego.

Pomiędzy korpusem i tuleją wsporczą wirnika tłoczącego jest umieszczone łożysko oporowe, które zawiera podkładkę oporową stykającą się z korpusem, przy czym łożysko oporowe jest typu igłowego i jest umieszczone między podkładką oporową i tuleją wsporczą wirnika tłoczącego.

Tuleja wsporcza wirnika tłoczącego zaopatrzona jest we współosiowy rowek izolacyjny na osiowym jej końcu przy korpusie, przy czym rowek izolacyjny oddziela pierścieniową wewnętrzną część wsporczą tulei wsporczej, która jest połączona szczelnie z odpowiadającym mu odcinkiem wirnika rozdzielającego.

Występy i rowki są ukształtowane na powierzchni czołowej płyty hamującej.

Płyta hamująca jest zamontowana na końcu wirnika tłoczącego pomiędzy nim i zworą płytową, przy czym zwora płytowa ma piastę, zaś płyta hamująca ma centralny otwór, w którym jest umieszczona piasta, a ponadto płyta hamująca i zwora płytowa stykają się ze sobą za pośrednictwem powierzchni blokujących oraz mają zespół blokujący je ze sobą.

Pompa wtryskowa paliwa z wirującym rozdzielaczem pozwala uniknąć problemów roboczych, jakie stwarzają wysokie ciśnienie panujące wewnątrz pompy i precyzyjne pasowanie obrotowe między głowicą rozdzielacza i wirnikiem rozdzielającym.

Pompa ma nowy, udoskonalony mechanizm uruchamiania zaworu, który zapewnia szybkie uruchamianie elektromagnetyczne elementu zaworowego, dokładnie ustaloną granicę elementu zaworowego, sterowane uruchamianie sprężyny elementu zaworowego w celu zapobieżenia odskakiwaniu elementu zaworowego. Mechanizm uruchamiania zaworu zapewnia łatwiejsze sterowanie nim oraz dużą jego trwałość eksploatacyjną.

Pompa wtryskowa paliwa z wirującym rozdzielaczem według wynalazku może dostarczać porcję paliwa pod wysokim ciśnieniem z komory pompowej przy ciśnieniu 85 MPa i wyższym. Pompa może być wykorzystywana w silnikach szybkoobrotowych, oraz może być sterowana elektrycznie w celu precyzyjnego regulowania wielkości i momentu wtrysku.

Przedmiot wynalazku jest pokazany w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia fragment pompy wtryskowej paliwa w jednym z przykładów wykonania z ukazaniem grzybkowego zaworu pompy w położeniu zamknięcia, w przekroju podłużnym, fig. 2 - podzespół wirnika tłoczącego, z ukazaniem grzybkowego zaworu pompy w położeniu zamknięcia, w powiększonym przekroju podłużnym, przy czym część pompy jest pominięta, fig. 3 - podzespół wirnika tłoczącego, z ukazaniem zewnętrznej końcowej powierzchni osiowej

174 827 płyty hamującej zaworu w przekroju poprzecznym podzespołu wirnika, fig. 4 - płytę hamującą w przekroju, wzdłuż linii 4-4 z fig. 3, fig. 5 - zewnętrzny koniec osiowy podzespołu wirnika tłoczącego, w częściowym przekroju podłużnym, fig. 6 - fragment pompy wtryskowej paliwa z widocznym zespołem nurników tłoczących pompy w zmniejszonym częściowym przekroju poprzecznym, fig. 7 - widok od strony osi wirnika pompy, w powiększonym rozwinięciu, z ukazaniem względnego rozmieszczenia otworów rozdzielających, otworów wyrównujących w wirniku i ich odpowiednich okien oraz czterech otworów nurnikowych pompy, fig. 8 - inny przykład wykonania pompy wtryskowej paliwa z dwoma przeciwległymi, znajdującymi się na tej samej średnicy, otworami nurników tłoczących, w powiększonym rozwinięciu, jak na fig. 7.

Na figurach 1-7 przedstawiono pierwszy przykład wykonania pompy wtryskowej 8 paliwa. Pompa wtryskowa 8 ma elektryczny zawór sterujący 9 do regulacji wielkości i momentu każdego wtrysku. Zawór sterujący 9 jest zaworem przepływowym dwukierunkowym z przesuwnym w kierunku osiowym trzpieniem zaworowym 10, elektromagnesem 11 do przesuwania trzpienia zaworowego 10 do jego położenia zamknięcia, (przedstawionego na fig. 1 i 2) i ściśniętą sprężyną 180 służącą do przesuwania trzpienia zaworowego 10 do położenia otwarcia, po wyłączeniu dopływu energii do elektromagnesu 11. Pompa wtryskowa 8 jest pompą wtryskową paliwa z wirującym rozdzielaczem, na przykład typu znanego z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5 228 844.

Pompa wtryskowa 8, przeznaczona do wykorzystania z silnikiem czterocylindrowym, zaopatrzona jest w podłużny wirnik tłoczący 12, który ma postać pojedynczej grubej tulei ze schodkową, w zasadzie cylindryczną powierzchnią zewnętrzną i schodkowym współosiowym otworem przelotowym 24. Otwór przelotowy 24 stanowi centralny, współosiowy otwór zaworowy dla trzpienia zaworowego 10. Wirnik tłoczący 12 pompy wtryskowej 8 stanowi jej powiększony korpus 26 przy jej wewnętrznym końcu, i zmniejszony, wydłużony wirnik rozdzielający 28 na jej końcu zewnętrznym. Korpus 26 pompy wtryskowej 8 ma komorę pompową 30, którą stanowią cztery, rozmieszczone w równych odstępach kątowych, promieniowe otwory nurnikowe 16. W każdym z promieniowych otworów nurnikowych 16 zainstalowany jest nurnik tłoczący 14. Każdy otwór nurnikowy 16 przechodzi promieniowo do wewnątrz od powierzchni zewnętrznej korpusu 26 pompy wtryskowej 8 do centralnego otworu zaworowego 32. Cztery promieniowe otwory nurnikowe 16 mają jednakowe średnice, a ich osie promieniowe znajdują się w tej samej płaszczyźnie poprzecznej. Tak więc, komora pompowa 30 utworzona przez zestaw czterech otworów nurnikowych 16 obejmuje poprzeczną część korpusu 26 pompy wtryskowej 8, znajdującą się między płaszczyznami poprzecznymi, stycznymi po przeciwległych stronach do każdego z otworów nurnikowych 16. Średnice czterech otworów nurnikowych 16 i średnica centralnego otworu zaworowego 32 dobrane są tak, że wewnętrzne końce sąsiednich otworów nurnikowych 16 sąsiadują ze sobą, i korzystnie są styczne względem siebie, jak to pokazano na fig. 7.

Wirnik rozdzielający 28 zainstalowany jest obrotowo w wewnętrznej tulei wsporczej 40 głowicy 42. Wirnik rozdzielający 28 ma bardzo dokładne pasowanie obrotowe (to znaczy luz na średnicy wynoszący 2 - 2,5 gm), wewnątrz otworu głowicy rozdzielacza), w celu zapewnienia odpowiedniego uszczelnienia i smarowania. Wirnik tłoczący 12 zaopatrzony jest w stosunkowo krótki, nachylony otwór rozdzielający 52, prowadzący do obwodowego okna rozdzielającego 54. Okno rozdzielające 54 obraca się tak, że pokrywa się z czterema rozmieszczonymi w równych odstępach kątowych oknami wylotowymi 56 tulei wsporczej 40 głowicy 42, dla rozdzielania porcji paliwa pod wysokim ciśnieniem, kolejno do czterech wylotów 48 rozdzielacza usytuowanymi w głowicy 42. W razie potrzeby, w wirniku tłoczącym 12 korzystnie jest ukształtowany również stosunkowo krótki, nachylony otwór wyrównawczy 60. Otwór wyrównawczy 60 ma korzystnie w przybliżeniu kształt litery Y, jak to pokazano na fig. 7, i zaopatrzony jest w parę obwodowych okien wyrównawczych 62, dobranych pod względem rozmiaru i przesuniętych na obwodzie względem okna rozdzielającego 54 tak, że zrównoważone są boczne siły hydrauliczne na wirniku rozdzielającym 28. Otwory wyrównawcze 62 rozmieszczone są obwodowo również tak, że unika się ich pokrycia, z oknami wylotowymi 56 podczas dośrodkowych suwów tłoczenia nurników 14. Otwór rozdzielający 52 oraz wewnętrzny, czyli centralny odcinek ukształtowanego

174 827 w postaci litery Y otworu wyrównawczego 60, wywiercone są, począwszy od wewnętrznego końca otworu zaworowego 32.

W sąsiedztwie wirnika tłoczącego 12 pompy wtryskowej 8 jest zamontowany koncentrycznie wał napędowy 66. Wirnik tłoczący 12 pompy wtryskowej 8 zaklinowany jest na wale napędowym 66 przez przesunięty w kierunku promieniowym, ułożony osiowo, kołek napędowy 68. Kołek napędowy 68 ma trzon (z trzema, rozmieszczonymi w równych odstępach kątowych, ułożonymi osiowo płaskimi ścięciami) ciasno wpasowany w otwór osiowy w wale napędowym 66 i zewnętrzny lej cylindryczny osadzony bez luzu wewnątrz ukształtowanej wzdłuż średnicy szczeliny 20 w wirniku tłoczącym 12 pompy wtryskowej 8. Wirnik tłoczący 12 pompy wtryskowej 8 jest zatem sztywno sprzężony z wałem napędowym 66 w celu jego obracania przez ten wał napędowy 66. Wał napędowy 66 zaopatrzony jest w powiększony pierścieniowy koniec wewnętrzny zaopatrzony w kosz wsporczy 76 wodzika rolkowego 80. Kosz wsporczy 76 ma cztery, rozmieszczone w równych odstępach kątowych, szczeliny 78, współosiowe z czterema nurnikami tłoczącymi 14. W każdej ze szczelin 78 znajduje się, osadzony suwliwie, wodzik rolkowy 80 służący do sprzężenia z odpowiednim nurnikiem tłoczącym 14. Na każdym z wodzików rolkowych 80 jest oparta rolka 82 napędzająca nurnik tłoczący 14 wskutek sprzężenia z wewnętrzną krzywką 88 pierścienia krzywkowego 86, otaczającego kosz wsporczy 76 (fig. 6). Krzywka 88 ma cztery, rozmieszczone w równych odstępach kątowych, występy krzywkowe, sprzęgane z rolkami 82 napędzającymi nurniki tłoczące 14 w celu okresowego ściągania nurników tłoczących 14 do wewnątrz, do położenia spoczynkowego, podczas obrotu wirnika tłoczącego 12 pompy wtryskowej 8.

Trzpień zaworowy 10 na końcu zaopatrzony jest w wydłużoną pierścieniową głowicę zaworową 140. Głowica zaworowa 140 ma powierzchnię pierścieniową 142 w kształcie stożka ściętego, sprzęganą z gniazdem pierścieniowym 144, również w kształcie stożka ściętego, ukształtowanym w wirniku tłoczącym 12 pompy 8.

Paliwo podawane jest do współosiowej komory akumulacyjnej 114 w wale napędowym 66, za pośrednictwem współosiowego otworu 112 w trzpieniu zaworowym 10. Komora akumulacyjna 114 i centralna współosiowa komora paliwowa 115, w wewnętrznym końcu wirnika tłoczącego 12 pompy wtryskowej 8, razem tworzą komorę zasilania paliwem, służącą do podawania paliwa do komory pompowanej 30, i zbierania paliwa ściekającego z komory pompowej 30. Podczas suwu ssania, kiedy trzpień zaworowy 10 jest w położeniu otwarcia, paliwo podawane jest do komory pompowej 30 za pośrednictwem pierścieniowego wgłębienia obwodowego 152 w trzpieniu zaworowym 10. Podczas każdego suwu ssania, po ponownym otwarciu trzpienia zaworowego 10, paliwo wpływa do komory pompowej 30 za pośrednictwem pierścieniowego wgłębienia obwodowego 152.

Trzpień zaworowy 10 otwierany jest przed każdym suwem nurników tłoczących 14 w kierunku na zewnątrz. Podczas pierwszej części suwu ssania paliwo podawane jest pod ciśnieniem do komory pompowej 30 i działa na nurniki tłoczące 14 siłą skierowaną na zewnątrz. Trzpień zaworowy 10 jest na krótko zamykany przez podanie zasilania do elektromagnesu 11. Ilość paliwa dostarczonego do komory pompowej 30 przed zamknięciem trzpienia zaworowego 10 określana jest profilem krzywki 88. Ciśnienie paliwa (69 kPa) we wnęce obudowy pompy wtryskowej 8, przeciwdziała ruchowi na zewnątrz nurników tłoczących 14, pomagając w zapobieżeniu wychodzenia nurnika tłoczącego 14 poza położenie graniczne po zamknięciu trzpienia zaworowego 10.

Trzpień zaworowy 10 pozostaje zamknięty aż do końca następnej wysokociśnieniowej fazy pompowania. Podczas tej fazy pompowania, nurniki tłoczące 14 dosuwane są do siebie do wewnątrz dostarczając porcję paliwa pod wysokim ciśnieniem z komory wysokiego ciśnienia utworzonej przez komorę pompową 30 i obwodowe pierścieniowe wgłębienie 152 trzpienia zaworowego 10. Elektromagnes 11 zwykle jest pozbawiony zasilania przed zakończeniem suwu pompowania, w celu otwarcia trzpienia zaworowego 10 i umożliwienia odpływu paliwa z komory pompowej 30, a zatem jest zakończona czynność wtrysku.

Stator 170 elektromagnesu 11 zainstalowany jest na głowicy 42 rozdzielacza i jest ustawiony współosiowo względem trzpienia zaworowego 10. Na zewnętrznym końcu 150 trzpienia zaworowego 10 jest zamocowana płaska, okrągła zwora płytowa 172 za pomocą złącza

174 827 gwintowanego. Poprzeczna, zwora płytowa 172 zainstalowana jest przylegle do czołowej powierzchni rdzenia 174 statora 170 ukształtowanego w postaci litery E i jest przyciągana przez rdzeń 174 statora 170, po jego zasileniu, i dociąga trzpień zaworowy 10 do jego położenia zamknięcia, przeciw wstępnemu napięciu ściśniętej sprężyny 180. Między stator 170 i tuleję wsporczą 40 wstawionajest pierścieniowa podkładka regulacyjna 17 6 otaczająca zworę płytową 172, w celu utworzenia określonej z góry szczeliny między płaską zewnętrzną powierzchnią zwory płytowej 172 i przeciwległą płaską powierzchnią bieguna statora 170, kiedy trzpień zaworowy 10 znajduje się w położeniu pełnego otwarcia. Do ustawienia podkładki regulacyjnej 176 na zewnętrznej osiowej powierzchni końcowej tulei wsporczej 40 służy co najmniej jeden kołek ustawczy 177.

Śrubowa ściśnięta sprężyna 180 jest umieszczona na zewnętrznym końcu trzpienia zaworowego 10, między wewnętrzną podkładką końcową, stykającą się z występem 182 ukształtowanym na zewnętrznej powierzchni trzpienia zaworowego 10, i zewnętrzną podkładką końcową 183, stykającą się z pierścieniem ustalającym 184, zainstalowanym w wewnętrznym rowku pierścieniowym, zewnętrznego końca otworu przelotowego 24. Sprężyna 180 wywiera wstępny nacisk na trzpień zaworowy 10 (na przykład z siłą wynoszącą 45 N), w celu umożliwienia szybkiego otwarcia trzpienia zaworowego 19 po wyłączeniu zasilania statora 170.

Między zworą płytową 172 i osiową zewnętrzną powierzchnią wirnika rozdzielającego 28 zainstalowana jest płyta hamująca 120. Zewnętrzna powierzchnia płyty hamującej 120 styka się z wewnętrznym płaskim zakończeniem zwory płytowej 172 określając graniczne położenie otwarcia trzpienia zaworowego 10. Płyta hamująca 120 pełni rolę podkładki regulacyjnej do dokładnego wyznaczenia położenia otwarcia trzpienia zaworowego 10. W innym wykonaniu płyta hamująca 120 może być wykorzystywana łącznie z oddzielną podkładką regulacyjną (nie przedstawiona) zainstalowaną między płytą hamującą 120 i zewnętrzną powierzchnią wirnika rozdzielającego 28.

Trzpień zaworowy 10 i zwora płytowa 172 zaklinowane są na wirniku rozdzielającym 28 za pomocą płyty hamującej 120. Płyta hamująca 120 ma w przybliżeniu prostokątny otwór 122, mieszczący piastę 173 zwory płytowej 172. Na fig. 3, płyta hamująca 120 i piasta 173 są sklinowane ze sobą z pasowaniem luźnym za pośrednictwem pary przeciwległych występów o równoległych ścianach ukształtowanych na piaście 173 i pary równoległych płaskich krawędzi ukształtowanych na przeciwległych powierzchniach otworu 122 płyty hamującej 120. Jak pokazano nafig. 5 płyta hamująca 120 ma korzystnie parę zewnętrznych wystających w kierunku osiowym kołnierzy 124 z równoległymi powierzchniami, które stykają się z przeciwległymi, mającymi tę samą średnicę, płaskimi powierzchniami 120 zewnętrznego końca wirnika tłoczącego 12. Trzpień zaworowy 10, zwora płytowa 172 i płyta hamująca 120 są zatem sztywno sprzężone z wirnikiem tłoczącym 12 w celu umożliwienia ich obracania przez wirnik tłoczący 12.

Według niniejszego wynalazku, jedna z powierzchni czołowych płyty hamującej 120 i zwory płytowej 172 zawiera zespół tłumiący ruchu płyty hamującej 120 przy dochodzeniu do styku z nią zwory płytowej 172. Zespół tłumiący zawiera szereg równoległych rowków 129 i znajdujących się między nimi występów 128 na zewnętrznej powierzchni płyty hamującej 120. Rowki 129 i występy 128 dobrane są tak, że powodują tłumienie, czyli amortyzację trzpienia zaworowego 10 na odcinku ostatnich 0,025 do 0,04 mm ruchu otwierania zaworu, przed zetknięciem się zwory płytowej 172 z płytą hamującą 120. W przedstawionym przykładzie wykonania wszystkie, z wyjątkiem znajdujących się najbardziej na zewnątrz, występy 128 oraz zawarte miedzy nimi rowki 129 mają szerokość około 1,6 mm. Zwora płytowa 172 zaopatrzona jest również w pewną liczbę otworów odpowietrzających 175. Otwory odpowietrzające 175 i rowki 129 w płycie hamującej 120 umożliwiają przepływ paliwa na zewnątrz i do wewnątrz, ze szczeliny między zworą płytową 172 i płytą hamującą 120, w celu umożliwienia stykania się i rozdzielania płyty hamującej 120 i zwory płytowej 172.

Między zwróconym osiowo na zewnątrz występem końcowym 27 korpusu 26 pompy wtryskowej 8 i przeciwległą wewnętrzną powierzchnią końcową tulei wsporczej 40 głowicy 42 rozdzielacza znajdują się podkładka oporowa 22 i łożysko oporowe 34. W proponowanym rozwiązaniu, w celu zapobieżenia zapiekaniu powierzchni, obciążenie osiowe wytwarzane przez

174 827 ciśnienie w układzie przejmuje łożysko oporowe 34 typu igłowego. Podkładka oporowa 22 może być w razie potrzeby zaklinowana na wirniku tłoczącym 12 pompy wtryskowej 8.

Okresowe sprężanie paliwa w komorze pompowej 30, pierścieniowym obwodowym wgłębieniu 152, otworze rozdzielającym 52 i otworze wyrównawczym 60, powoduje wyzwalanie dużych ilości ciepła. Intensywność wytwarzania ciepła zależy od prędkości pompy wtryskowej 8, ciśnienia tłoczenia i wielkości suwu tłoczenia. Nagła zmiana intensywności wydzielania ciepła może powodować gradienty temperatury w wirniku tłoczącym 12 pompy wtryskowej 8 i głowicy 42 rozdzielacza. Gradienty temperatur są największe wewnątrz korpusu 26 pompy wtryskowej 8 i w sąsiadującym z nim wewnętrznym końcu osiowym wirnika rozdzielającego 28 i tulei wsporczej 40. Tak więc, odcinek najbardziej krytyczny dla precyzyjnego pasowania obrotowego wirnika rozdzielającego 28 znajduje się wewnątrz tulei wsporczej 40, na odcinku najbliższym korpusu 26 pompy. Kiedy wirnik rozdzielający 28 jest bardziej nagrzany niż tuleja wsporcza 40, luz średnicowy między tymi częściami może uniemożliwić skuteczne smarowanie i spowodować zatarcie wirnika tłoczącego 12. Temperatura wirnika rozdzielającego 28 i tulei wsporczej 40 może się różnić z powodu różnicy ich mas i różnicy wartości przewodności termicznej tych części.

Według niniejszego wynalazku stosuje się izolacyjny rowek pierścieniowy 46 w powierzchni wewnętrznego końca tulei wsporczej 40, w celu częściowego odizolowania termicznego wewnętrznej części wsporczej 45 tulei wsporczej 40 od jej pozostałych części i poprawienia w ten sposób sprzężenia termicznego między wewnętrzną częścią wsporczą 45 i odpowiednim odcinkiem wirnika tłoczącego 12. Pozwala to na dostosowywanie temperatury wewnętrznej części wsporczej 45 do zmian termicznych w przybliżeniu z szybkością taką samą jak szybkość, z jaką reaguje odpowiedni odcinek wirnika rozdzielającego 28, minimalizując w ten sposób lub eliminując różnice temperatur i rozszerzalności termicznej wirnika tłoczącego 12, pompy wtryskowej 8 i części wsporczej 45 tulei wsporczej 40. W przedstawionym przykładzie wykonania długość osiowa pierścieniowego rowka izolacyjnego 46 wynosi około 3 mm i ograniczona jest potrzebą utrzymania sztywności konstrukcyjnej tulei wsporczej 40 wokół każdego z wylotów 48 tulei wsporczej 40. Na całej długości wewnętrznej części wsporczej 45 tulei wsporczej 40 odpowiedniego odcinka wirnika rozdzielającego 28 jest zapewniona nieprzerwana powierzchnia uszczelniająca. Wewnętrzna część wsporcza 45 jest ukształtowana na ponad połowie długości osiowej odcinka uszczelniania, między oknem wylotowym 56 i wewnętrznym końcem osiowym uszczelnienia. Wysokość promieniowa rowka pierścieniowego 46 wynosi w przybliżeniu 1,6 mm. Grubość promieniowa jednostronnie zamocowanej wewnętrznej części wsporczej 45 wynosi w przybliżeniu 2,2 mm i jest dobrana dla zapewnienia pożądanego sprzężenia termicznego tulei wsporczej 40 z wirnikiem rozdzielającym 28 podczas zimnego startu i przyspieszenia tłoczenia i równoczesnego utrzymania dopuszczalnej jakości uszczelnienia między wewnętrzną częścią wsporczą 45 tulei wsporczej 40 i wirnikiem rozdzielającym 28.

W znanych rozwiązaniach okno wlotowe 58 otworu rozdzielającego 52 i okno wlotowe 64 otworu wyrównawczego 60 odsunięte są osiowo od zespołu otworów nurnikowych 16 lub są rozstawione kątowo i połączone z otworami nurnikowymi 16. W tego rodzaju konstrukcjach występuje sumowanie się naprężeń obwodowych w wirniku rozdzielającym 28 otaczającym każde z okien wlotowych 58,64 i sąsiednie otwory nurnikowe 16 tak, że wirnik rozdzielający 28 jest poddawany nadmiernym naprężeniom rozciągającym wokół okien wlotowych 58, 64. Periodyczne pulsacje wysokiego ciśnienia na koniec powodują inicjację pęknięć, ich rozprzestrzenianie się i uszkadzanie wirnika rozdzielającego 28.

Według niniejszego wynalazku otwory rozdzielający 52 i wyrównawczy 60 są przesunięte kątowo, na przykład o 45° względem otworów nurnikowych 16, a ich okna wlotowe 58, 64 są połączone z komorą wysokiego ciśnienia między sąsiednimi otworami nurnikowymi 16, i w większości, jeśli nie w całości, są usytuowane na odcinku komory tłoczenia korpusu 26 pompy wtryskowej 8, to znaczy między przeciwległymi poprzecznymi płaszczyznami bocznymi, stycznymi do otworów nurnikowych (fig. 7). Okna wlotowe 58, 64 zatem rozmieszczone są tak, że naprężenia obwodowe wokół sąsiednich otworów nurnikowych 16 częściowo lub całkowicie się nawzajem kompensują, zmniejszając w ten sposób ogólne naprężenie wokół okien wlotowych 58, 64. Okna wlotowe 58, 64 wychodzą również do wnętrza każdej pary sąsiednich

174 827 otworów nurnikowych 16, jak również do obwodowego wgłębienia pierścieniowego 152 trzpienia zaworowego 10. W przedstawionej optymalnej konstrukcji okna wlotowe 58, 64 rozmieszczone są w równych odstępach między osiami sąsiednich otworów nurnikowych 16. Korzystne jest również ograniczenie do minimum wielkości osiowego zasięgu okien wlotowych 58, 64 w obu kierunkach osiowych względem poprzecznego odcinka komory tłoczenia. Nadmierny zasięg w kierunku gniazda zaworowego 144 może ujemnie wpłynąć na jego sztywność konstrukcyjną. Nadmierny zasięg w przeciwnym kierunku zmniejsza długość osiową uszczelnienia między wirnikiem tłoczącym 12 i trzpieniem zaworowym 10. Osiowadługość tego rodzaju uszczelnienia ograniczona jest stosowaniem obwodowego rowka upustowego 145 i otworu upustowego w powierzchni zewnętrznej trzpienia zaworowego 10, służącego do odprowadzania przecieków paliwa do wewnętrznego otworu współosiowego 112 w trzpieniu zaworowym 10. Rowek upustowy 145 wykonany jest po stronie wewnętrznej wewnętrznego osiowego końca wirnika rozdzielającego 28 w celu zminimalizowania ciśnienia wewnętrznego w tym wirniku rozdzielającym 28, a zatem jego powiększenia przy takim ciśnieniu wewnętrznym.

W jednym z przykładów wykonania pokazanym na fig. 8, komora pompowania 30 ukształtowana jest pierścieniowo z dwóch przeciwległych, znajdujących się na wspólnej średnicy, otworów nurnikowych 16 zamiast opisanych czterech otworów nurnikowych 16. W tym przypadku otwór rozdzielający 52 i otwór wyrównawczy 60 rozstawione są korzystnie z przesunięciem 90° względem osi otworów nurnikowych 16. Okna wlotowe 58, 64 przy tym uchodzą tylko do obwodowego wgłębienia 152 w trzpieniu zaworowym 10. Również te okna wlotowe 58, 64 znajdują się w większej części, jeśli nie całkowicie, wewnątrz odcinka komory pompowania 30, jak to opisano w odniesieniu do przykładu wykonania przedstawionego na fig. 7.

Dla specjalisty jest oczywiste, że możliwe są różne modyfikacje, adaptacje i zmiany w odniesieniu do przedstawionego opisu, bez odchodzenia od istoty niniejszego wynalazku.

FIG. 2

174 827

FIG. 4

FIG. 6

174 827

Η

174 827 σι ο

FIG.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 4,00 zł

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Pompa wtryskowa paliwa z wirującym rozdzielaczem, mająca wirnik tłoczący, posiadający korpus, umieszczony w głowicy rozdzielającej i współosiowy z nim wirnik rozdzielający, przy czym korpus zaopatrzony jest w komorę pompową z pierścieniowo rozmieszczonymi otworami nurnikowymi o osiach usytuowanych promieniowo na zewnątrz od osi wirnika tłoczącego, zaś wewnątrz każdego otworu nurnikowego jest zamontowany nurnik tłoczący, a ponadto wirnik tłoczący jest otoczony pierścieniem krzywkowym nadającym ruch posuwistozwrotny nurnikom tłoczącym, a współosiowo z nim i przylegle do niego jest umieszczony wał napędowy, przy czym wirnik tłoczący ma zespół otworów rozdzielających i jest oparty na wewnętrznej tulei wsporczej głowicy rozdzielającej zaopatrzonej w zespół okien rozdzielających, wirnik rozdzielający jest zamontowany obrotowo wewnątrz tulei wsporczej, a wirnik tłoczący ma współosiowy przelotowy otwór zaworowy, który przecina otwory nurnikowe, i ma ukształtowane na jednym końcu pierścieniowe gniazdo zaworowe, a na całej długości otworu zaworowego ma umieszczony suwliwie wzdłuż jego osi trzpień zaworowy mający na jednym końcu głowicę zaworową stykającą się z pierścieniowym gniazdem zaworowym, zaś na przeciwległym końcu wirnika tłoczącego jest elektromagnes ze zworą płytową połączoną z trzpieniem zaworowym i statorem zasilanym energią elektryczną, przyciągający zworę płytową i trzpień zaworowy do położenia zamknięcia, natomiast pomiędzy głowicą zaworową i przeciwległym końcem trzpienia zaworowego jest umieszczona sprężyna przesuwająca trzpień zaworowy osiowo w przeciwnym kierunku do położenia jego otwarcia po wyłączeniu zasilania elektromagnesu, zaś sąsiadujące końce wewnętrzne wału napędowego i wirnika tłoczącego są połączone za pomocą pierwszego zespołu sprzęgającego, znamienna tym, że między wirnikiem tłoczącym (12) i zworą płytową (172) jest usytuowana płyta hamująca (120), przy czym płyta hamująca (120) i zwora płytowa (172) stykają się swoimi przeciwległymi powierzchniami czołowymi w położeniu otwarcia trzpienia zaworowego (10), a jedna z tych powierzchni czołowych zaopatrzona jest w zespół tłumiący ruch, który zawiera zestaw występów (128) stykających się z drugą powierzchnią czołową oraz zestaw rowków (129) usytuowanych pomiędzy występami (128), przy czym płyta hamująca (120) zaopatrzona jest w drugi zespół sprzęgający łączący płytę hamującą (120) z wirnikiem tłoczącym (12) oraz trzeci zespół sprzęgający łączący płytę hamującą (120) ze zworą płytową (172).
2. 2. Pompa według zastrz. 1, znamienna tym, że zwora płytowa (172) zaopatrzona jest w zespół otworów odpowietrzających (175) odchodzących od szczeliny między przeciwległymi powierzchniami czołowymi zwory płytowej (172) i płyty hamującej (120).
3. 3. Pompa według zastrz. 1, znamienna tym, że pierwszy zespół sprzęgający zawiera szczelinę (20) ukształtowaną w wirniku tłoczącym (12) oraz usytuowany z przesunięciem promieniowym i wystający osiowo kołek napędowy (68), który jest umieszczony na wcisk w otworze w wale napędowym (66), przy czym okrągły łeb kołka napędowego (68) jest umieszczony w szczelinie (20) wirnika tłoczącego (12).
4. 4. Pompa według zastrz. 1, znamienna tym, że zwora płytowa (172) zaopatrzona jest w piastę (173), a płyta hamująca (120) ma centralny otwór (122), w którym jest umieszczona ta piasta (173), zaś trzeci zespół sprzęgający zawiera współpracujące ze sobą powierzchnie płyty hamującej (120) i piasty (173).
5. 5. Pompa według zastrz. 1, znamienna tym, że płyta hamująca (120) zawiera, stanowiący drugi zespół sprzęgający, zestaw wystających osiowo do wewnątrz kołnierzy (124), których przeciwległe powierzchnie stykają się z płaskimi powierzchniami (125) wirnika tłoczącego (12).
6. 6. Pompa według zastrz. 1, znamienna tym, że pomiędzy korpusem (26) i tuleją wsporczą (40) wirnika tłoczącego (12) jest umieszczone łożysko oporowe (34), które zawiera podkładkę oporową (22) stykającą się z korpusem (26), przy czym łożysko oporowe (34) jest typu igłowego i jest umieszczone między podkładką oporową (22) i tuleją wsporczą (40) wirnika tłoczącego (12).

   174 827

   Ί. Pompa według zastrz. 1, znamienna tym, że tuleja wsporcza (40) wirnika tłoczącego (12) zaopatrzona jest we współosiowy rowek izolacyjny (46) na osiowym jej końcu przy korpusie (26), przy czym rowek izolacyjny (46) oddziela pierścieniową wewnętrzną część wsporczą (45) tulei wsporczej (40), która jest połączona szczelnie z odpowiadającym mu odcinkiem wirnika rozdzielającego (28).
7. 8. Pompa według zastrz. 1, znamienna tym, że występy (128) i rowki (129) są ukształtowane na powierzchniuczołowej płyt.yaamjąccej (10))).
8. 9. Pompa według zastrz. 1, znamienna tym, że płyta hamująca (120) jest zamontowana na końcu wirnika tłoczącego (12) pomiędzy nim i zworą płytową (172), przy czym zwora płytowa (172) ma piastę (173), zaś płyta hamująca (120) ma centralny otwór (122), w którym jest umieszczona piasta (173), a ponadto płyta hamująca (120) i zwora płytowa (172) stykają się ze sobą za pośrednictwem powierzchni blokujących oraz mają zespół blokujący je ze sobą.