RU2097597C1

RU2097597C1 - High-pressure fuel unit

Info

Publication number: RU2097597C1
Application number: RU93057076A
Authority: RU
Inventors: А.В. Козлов; В.И. Маркин
Original assignee: Козлов Анатолий Васильевич
Priority date: 1993-12-22
Filing date: 1993-12-22
Publication date: 1997-11-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering; diesel engines. SUBSTANCE: fuel feed unit is designed for fuel injection pump which has fixed barrel with port, plunger and control sleeve installed for movement inside port. Cutoff hole is located on fixed barrel. EFFECT: improved reliability of operation. 1 dwg

Description

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, преимущественно к топливным насосам высокого давления (ТНВД), в частности дизельных двигателей. The invention relates to internal combustion engines, mainly to high pressure fuel pumps (TNVD), in particular diesel engines.

Вопросы улучшения экологических характеристик дизелей в настоящее время выдвигаются на первый план. Особо жесткие требования к составу отработавших газов предъявляются к дизельным транспортным средствам, в том числе к грузовым автомобилям для условий городской езды, магистральным автомобилям, автобусам и др. Issues of improving the environmental performance of diesel engines are currently being highlighted. Particularly stringent requirements for the composition of the exhaust gases are imposed on diesel vehicles, including trucks for urban driving conditions, trunk cars, buses, etc.

Процентное содержание в отработавших газах дизеля окислов углерода, углеводородов, окислов азота, твердых частиц несгоревшего топлива и др. в значительной мере обусловлено процессом подачи топлива в камеру сгорания дизеля. Оптимизация управления моментом начала подачи топлива позволяет существенно снижать процентное содержание токсичных составляющих компонент отработавших газов двигателя, а также изменять их соотношение. The percentage of diesel oxides of carbon oxides, hydrocarbons, nitrogen oxides, solid particles of unburned fuel, etc. is largely due to the process of supplying fuel to the diesel combustion chamber. Optimization of control of the moment of starting the fuel supply can significantly reduce the percentage of toxic components of the exhaust components of the engine, as well as change their ratio.

Автоматическое управление моментом начала подачи топлива в настоящее время обеспечивается в дизелях с топливными насосами высокого давления, как правило, за счет применения автоматических устройств опережения впрыска топлива. Такие устройства с центробежными или гидравлическими чувствительными элементами разворачивают кулачковый вал или кулачковую шайбу топливного насоса высокого давления по заданному закону в зависимости от текущего значения частоты вращения вала дизеля. В данном случае управление началом подачи топлива осуществляется по одному контролируемому параметру частоте вращения дизеля. Automatic control of the start of fuel supply is currently provided in diesels with high-pressure fuel pumps, as a rule, due to the use of automatic fuel injection timing devices. Such devices with centrifugal or hydraulic sensing elements deploy the cam shaft or cam washer of the high pressure fuel pump according to a given law depending on the current value of the diesel shaft speed. In this case, the start of the fuel supply is controlled by one controlled parameter of the engine speed.

Оптимальное управление началом подачи топлива требует учитывать не только частоту вращения дизеля, но и ряд других параметров. К их числу следует отнести давление наддува, вид топлива, температуру охлаждающей жидкости, температуру отработавших газов, параметры окружающей среды и др. В связи с этим ряд фирм, в том числе Р. Бош (Германия); Катерпиллар (США); Дизель Кики (Япония), разработали электрогидравлические устройства управления началом подачи топлива, устанавливаемые на кулачковом валу топливного насоса высокого давления и управляемые от электронного блока с учетом различных параметров дизеля и внешних условий. Один из примеров технического решения электрогидравлического устройства управления началом подачи топлива для рядного топливного насоса высокого давления фирмы "Ниппонденсо" (Япония) описан в журнале "SAE Technical Paper Series" [1]
Следует отметить, что электрогидравлические устройства чувствительны к низким температурам, вследствие чего стабильность их характеристик, в особенности при пуске в зимних условиях, недостаточна. Особенность конструкций электрогидравлических устройств состоит в том, что они основаны на принципе разворота между собой двух полумуфт с самотормозящимся косозубым шлицевым соединением или косыми пазами, причем одна из полумуфт установлена на кулачковом валу топливного насоса высокого давления, а другая на валу, связанном с валом дизеля. Повышенное давление впрыска топлива 100 200 МПа, характерное для современных дизелей, вызывает повышенную реакцию кулачков насоса, что в ряде случаев влечет за собой понижение эффективности самоторможения полумуфт и, как следствие, снижение требуемого максимального давления впрыска. Для повышения эффективности самоторможения полумуфт требуется усложнение конструкции электрогидравлического устройства и увеличение давления подводимой к нему жидкости. Следует учитывать также, что существующие насосы высокого давления требуют значительных энергозатрат на их вращение и на управление углом разворота полумуфт. Это в конечном итоге снижает эффективность работы дизеля с электрогидравлическим устройством управления началом подачи топлива.The optimal control of the beginning of the fuel supply requires taking into account not only the engine speed, but also a number of other parameters. These include boost pressure, type of fuel, coolant temperature, exhaust gas temperature, environmental parameters, etc. In this regard, a number of companies, including R. Bosch (Germany); Caterpillar (USA); Diesel Kiki (Japan), developed electro-hydraulic control devices for starting the fuel supply, mounted on the camshaft of the high-pressure fuel pump and controlled from the electronic unit taking into account various diesel parameters and environmental conditions. One example of a technical solution for an electro-hydraulic fuel feed start control device for a high-pressure in-line fuel pump from Nippondenso (Japan) is described in the journal SAE Technical Paper Series [1]
It should be noted that electro-hydraulic devices are sensitive to low temperatures, as a result of which the stability of their characteristics, especially when starting up in winter conditions, is insufficient. The design feature of electro-hydraulic devices is that they are based on the principle of rotation between two half-couplings with a self-locking helical helical spline connection or bevel grooves, one of the half-couplings mounted on the camshaft of the high-pressure fuel pump and the other on the shaft connected to the diesel shaft. The increased fuel injection pressure of 100 200 MPa, which is typical for modern diesel engines, causes an increased reaction of the pump cams, which in some cases entails a decrease in the self-braking efficiency of the coupling halves and, as a result, a decrease in the required maximum injection pressure. To increase the self-braking efficiency of the coupling halves, it is necessary to complicate the design of the electro-hydraulic device and increase the pressure of the fluid supplied to it. It should also be noted that existing high-pressure pumps require significant energy consumption for their rotation and for controlling the angle of rotation of the coupling halves. This ultimately reduces the efficiency of the diesel engine with an electro-hydraulic device for controlling the start of fuel supply.

Известны также технические решения, связанные с установкой на линии нагнетания топливного насоса электроуправляемого запорного клапана для управления началом подачи топлива. Technical solutions are also known related to the installation of an electrically operated shut-off valve on the fuel pump discharge line to control the start of fuel supply.

Применение электроуправляемого клапана на линии нагнетания топливного насоса высокого давления пока не позволяет решить поставленную задачу в связи с необходимостью высокого быстродействия клапана, наличием значительного паразитного объема топлива в надплунжерном пространстве и утечками через золотник электроклапана, что снижает эффективность впрыска топлива. Кроме того, для каждого дизеля требуется наличие нескольких электроклапанов в соответствии с числом цилиндров дизеля и синхронизация их работы по отношению к положению вала дизеля. The use of an electrically controlled valve on the discharge line of the high-pressure fuel pump does not yet allow to solve the problem due to the need for high valve performance, the presence of a significant parasitic volume of fuel in the superplunger space and leaks through the electro-valve spool, which reduces the fuel injection efficiency. In addition, for each diesel engine, several solenoid valves are required in accordance with the number of diesel cylinders and their operation is synchronized with respect to the position of the diesel shaft.

Перечисленные выше проблемы заставляют фирмы, изготавливающие топливную аппаратуру дизелей, искать новые пути управления началом подачи топлива. The problems listed above make firms manufacturing diesel fuel equipment look for new ways to control the start of fuel supply.

В последние годы ряд фирм, в том числе Р. Бош (Германия); Катерпиллар (США); Мицубиси и Дизель-Кики (Япония) и др. проводят работы по созданию ТНВД нового типа. Эти насосы, разработанные на базе трехэлементного топливоподающего узла, как правило, содержат два топливорегулирующих органа, управляющих началом подачи топлива в цилиндры дизеля и концом (дозированием) подачи топлива. Наиболее близким техническим решением по отношению к заявляемому изобретению является топливоподающий узел, входящий в состав рядного топливного насоса высокого давления, примененный фирмой "Мицубиси" (Япония) и описанный в журнале "SAE Technical Paper Series" [2]
Топливоподающий узел высокого давления описанного ТНВД содержит неподвижную втулку с окном, плунжер с косой кромкой, на котором установлена внутри окна неподвижной втулки с возможностью перемещения подвижная втулка и отсечное отверстие. Хвостовик плунжера связан с первой рейкой ТНВД. При ее перемещении плунжер разворачивается вокруг своей оси относительно подвижной втулки и изменяет конец подачи топлива, то есть дозирует порцию топлива, впрыскиваемую в камеру сгорания дизеля.In recent years, a number of companies, including R. Bosch (Germany); Caterpillar (USA); Mitsubishi and Diesel-Kiki (Japan) and others are working on a new type of high-pressure fuel pump. These pumps, developed on the basis of a three-element fuel supply unit, as a rule, contain two fuel regulating bodies that control the beginning of fuel supply to the diesel cylinders and the end (metering) of fuel supply. The closest technical solution in relation to the claimed invention is a fuel supply unit that is part of the in-line high-pressure fuel pump, used by Mitsubishi (Japan) and described in the journal "SAE Technical Paper Series" [2]
The fuel supply unit of the high pressure of the described injection pump comprises a fixed sleeve with a window, a plunger with an oblique edge, on which a movable sleeve and a shut-off hole are mounted inside the window of the fixed sleeve with the possibility of movement. The plunger shank is connected to the first rail of the high pressure fuel pump. When moving it, the plunger rotates around its axis relative to the movable sleeve and changes the end of the fuel supply, that is, it doses a portion of the fuel injected into the combustion chamber of the diesel engine.

Подвижная втулка связана со второй рейкой топливного насоса высокого давления. При ее перемещении подвижная втулка передвигается вдоль плунжера внутри окна неподвижной втулки, в результате чего изменяется начало подачи топлива, впрыскиваемого в камеру сгорания дизеля. The movable sleeve is connected to the second rail of the high pressure fuel pump. When moving it, the movable sleeve moves along the plunger inside the window of the stationary sleeve, as a result of which the beginning of the supply of fuel injected into the combustion chamber of the diesel engine changes.

Таким образом, описанный выше топливоподающий узел ТНВД предоставляет возможность с помощью двух реек, оснащенных собственными электроприводными устройствами, вести независимое управление началом и концом подачи топлива от электронного блока с учетом выбранных контролируемых параметров. Определяющая габарит по высоте ТНВД длина описанного трехэлементного топливоподающего узла существенно превосходит длину состоящего из плунжера и неподвижной втулки традиционного двухэлементного топливоподающего узла. Это связано с тем, что в описанном узле подвижная втулка размещается внутри окна неподвижной втулки. Высота окна неподвижной втулки выбирается, исходя из хода подвижной втулки в пределах требуемого изменения начала подачи топлива и ее высоты. Причем для эффективного использования хода плунжера в рабочем диапазоне профиля кулачка вала насоса высота подвижной втулки должна быть, как минимум, не менее двух высот косой кромки плунжера. При этом условии косая кромка плунжера в пределах его полного хода не должна выходить за пределы верхней плоскости подвижной втулки для любых ее положений. Подвижная втулка в процессе нагнетания топлива запирает косую кромку плунжера до наступления момента взаимодействия косой кромки с отсечным отверстием, расположенным на подвижной втулке. Thus, the fuel injection pump assembly described above provides the possibility, with the help of two rails equipped with its own electric drive devices, to independently control the beginning and end of the fuel supply from the electronic unit, taking into account the selected controlled parameters. The length of the described three-element fuel supply unit, which determines the height dimension of the high-pressure fuel pump, significantly exceeds the length of the traditional two-element fuel supply unit consisting of a plunger and a stationary sleeve. This is due to the fact that in the described node, the movable sleeve is placed inside the window of the stationary sleeve. The window height of the fixed sleeve is selected based on the movement of the movable sleeve within the required change in the start of fuel supply and its height. Moreover, to effectively use the stroke of the plunger in the operating range of the cam profile of the pump shaft, the height of the movable sleeve must be at least two heights of the oblique edge of the plunger. Under this condition, the oblique edge of the plunger within its full stroke should not go beyond the upper plane of the movable sleeve for any of its positions. The movable sleeve during fuel injection locks the oblique edge of the plunger until the moment of interaction of the oblique edge with the shut-off hole located on the movable sleeve.

Серийно выпускаемые топливные насосы высокого давления с традиционными топливоподающими узлами имеют устоявшиеся за длительный период времени ограниченные габариты по высоте, поэтому для приближения к заданным габаритам топливных насосов с трехэлементными топливоподающими узлами необходимо стремиться к уменьшению длины самого узла. Commercially available high pressure fuel pumps with traditional fuel supply units have limited height dimensions that have been established over a long period of time, therefore, to approach the specified dimensions of fuel pumps with three-element fuel supply units, it is necessary to strive to reduce the length of the unit itself.

Как было отмечено выше, габарит топливоподающего узла зависит от высоты окна неподвижной втулки и высоты подвижной втулки, размер которой определяется наклоном кромки плунжера. Поэтому разработчик, чтобы уложиться в выделенные ТНВД габариты, вынужден уменьшать высоту косой кромки и тем самым увеличивать угол ее наклона по отношению к оси плунжера. As noted above, the size of the fuel supply unit depends on the window height of the fixed sleeve and the height of the movable sleeve, the size of which is determined by the slope of the edge of the plunger. Therefore, the developer, in order to fit into the dimensions allocated to the injection pump, is forced to reduce the height of the oblique edge and thereby increase its angle of inclination relative to the axis of the plunger.

Однако данное конструктивное мероприятие, направленное на увеличение угла наклона косой кромки, снижает стабильность характеристик впрыска ТНВД. Это связано с тем, что при сложившихся уровнях технологий производства насосы, имеющие увеличенный угол наклона косой кромки по отношению к оси плунжера, более чувствительны по характеристикам впрыска к погрешностям изготовления деталей топливоподающего узла. However, this constructive measure, aimed at increasing the angle of inclination of the oblique edge, reduces the stability of the injection characteristics of the injection pump. This is due to the fact that, at the prevailing levels of production technology, pumps having an increased angle of inclination of the oblique edge with respect to the axis of the plunger are more sensitive in terms of injection characteristics to manufacturing errors of parts of the fuel supply unit.

Интенсификация процесса впрыска топлива требует перехода на увеличенный радиус начальной окружности кулачка ТНВД. В то же самое время, поскольку существуют жесткие ограничения габарита топливного насоса по высоте, потребуется еще большее сокращение длины топливоподающего узла за счет дальнейшего уменьшения высоты косой кромки плунжера и увеличения угла ее наклона по отношению к оси плунжера. Intensification of the fuel injection process requires a transition to an increased radius of the initial cam circumference of the injection pump. At the same time, since there are severe restrictions on the height of the fuel pump, an even greater reduction in the length of the fuel supply unit will be required due to a further decrease in the height of the oblique edge of the plunger and an increase in its angle of inclination with respect to the axis of the plunger.

Таким образом, повышение стабильности характеристик впрыска ТНВД с рассмотренным трехэлементным топливоподающим узлом должно предусматривать в условиях крупносерийного производства насосов применение специального технологического оборудования особо высокого уровня точности, что не всегда осуществимо. Thus, increasing the stability of injection pump characteristics with the considered three-element fuel supply unit should provide for the use of special technological equipment with a particularly high level of accuracy in large-scale production of pumps, which is not always feasible.

Следует также отметить, что в описанном трехэлементном топливоподающем узле для обеспечения его работоспособности должна быть строгая фиксация углового положения втулки, исключающая ее разворот вокруг оси. В рассматриваемом случае для исключения разворота подвижной втулки используется специальный штифт, одним концом закрепленный неподвижно, а другим концом введенный в продольный паз подвижной втулки. Наличие устройства, фиксирующего угловое положение подвижной втулки, усложняет конструкцию топливоподающего узла и топливного насоса в целом. It should also be noted that in the described three-element fuel supply unit, to ensure its operability, there must be strict fixation of the angular position of the sleeve, excluding its rotation around the axis. In the case under consideration, a special pin is used to exclude the turning of the movable sleeve, fixed at one end with the other end inserted into the longitudinal groove of the movable sleeve. The presence of a device that fixes the angular position of the movable sleeve complicates the design of the fuel supply unit and the fuel pump as a whole.

В основу заявляемого изобретения положена задача создать такой топливоподающий узел, который при прочих равных основных конструктивных показателях в сравнении с прототипом имел бы меньшую длину и более простую конструкцию. The basis of the claimed invention is the task of creating such a fuel supply unit, which, ceteris paribus basic structural indicators in comparison with the prototype would have a shorter length and simpler design.

Задача решается тем, что топливоподающий узел высокого давления содержит неподвижную втулку с окном, плунжер с косой кромкой, на котором установлена внутри окна неподвижной втулки с возможностью перемещения подвижная втулка и отсечное отверстие, которое согласно изобретению выполнено на неподвижной втулке. The problem is solved in that the high-pressure fuel supply unit comprises a fixed sleeve with a window, a plunger with an oblique edge, on which a movable sleeve and a shut-off hole, which according to the invention is made on the fixed sleeve, are mounted inside the window of the fixed sleeve.

Расположение косой кромки плунжера в зоне взаимодействия с отсечным отверстием неподвижной втулки топливоподающего узла дает возможность существенно уменьшить высоту подвижной втулки. В отличие от прототипа, где для обеспечения работоспособности топливоподающего узла высота подвижной втулки должна быть (как минимум) не менее двух высот косой кромки плунжера, в предлагаемом изобретении высота подвижной втулки должна быть всего лишь не менее одной высоты косой кромки плунжера, что является исключительно важным фактором. Кроме того, в предлагаемом изобретении (в отличие от прототипа) конструкция топливоподающего узла более проста, поскольку не требуется фиксирующего устройства, исключающего угловой поворот подвижной втулки. The location of the oblique edge of the plunger in the area of interaction with the shutoff hole of the fixed sleeve of the fuel supply unit makes it possible to significantly reduce the height of the movable sleeve. In contrast to the prototype, where in order to ensure the fuel supply unit operability, the height of the movable sleeve must be (at least) at least two heights of the oblique edge of the plunger, in the present invention, the height of the movable sleeve should be at least one height of the oblique edge of the plunger, which is extremely important factor. In addition, in the present invention (in contrast to the prototype), the design of the fuel supply unit is simpler, since no fixing device is required that excludes the angular rotation of the movable sleeve.

На чертеже показана конструкция топливоподающего узла. The drawing shows the design of the fuel supply unit.

Топливоподающий узел содержит плунжер 1 с прорезанной на нем косой кромкой 2 для отсечки топлива. Плунжер 1 расположен в неподвижной втулке 3, устанавливаемой в корпусе топливного насоса 4 с полостью 5 низкого давления топлива. На плунжере 1 установлена подвижная втулка 6, которая размещена внутри окна 7 неподвижной втулки 3. Подвижная втулка 6 имеет возможность перемещения вдоль плунжера 1, ограничиваемого высотой окна 7. Неподвижная втулка 3 имеет отсечное отверстие 8, размещенное в зоне надплунжерного пространства 9 топливоподающего узла. Неподвижная втулка 3 имеет отверстие 10, сообщенное с трубопроводом высокого давления ТНВД. В плунжере 1 высверлены поперечные отверстия 11 и 12 и продольное отверстие 13. Отверстие 11 высверлено на длину, позволяющую отверстию 13 сообщаться с косой кромкой 2. Плунжер 1 замыкается на кулачок 14 и имеет возможность разворота в направлении, указанном на чертеже, с помощью втулки 15, связанной с первой рейкой ТНВД. Высота надплунжерного пространства 9 в рассматриваемом случае равна полному ходу плунжера 1, равному разнице максимального радиуса R и радиуса r начальной окружности кулачка 14. Подъем подвижной втулки 6, имеющей кольцевую проточку, обеспечивается кривошипом 16, связанным со второй рейкой ТНВД. The fuel supply unit comprises a plunger 1 with a slanting edge 2 cut through it for cutting off fuel. The plunger 1 is located in a stationary sleeve 3, mounted in the housing of the fuel pump 4 with a cavity 5 of low fuel pressure. A movable sleeve 6 is installed on the plunger 1, which is located inside the window 7 of the fixed sleeve 3. The movable sleeve 6 has the ability to move along the plunger 1, limited by the height of the window 7. The fixed sleeve 3 has a shut-off hole 8 located in the area of the plunger space 9 of the fuel supply unit. The fixed sleeve 3 has an opening 10 in communication with the high pressure fuel pump pipe. In the plunger 1, the transverse holes 11 and 12 and the longitudinal hole 13 are drilled. The hole 11 is drilled to a length that allows the hole 13 to communicate with the oblique edge 2. The plunger 1 closes on the cam 14 and has the ability to pivot in the direction indicated in the drawing using the sleeve 15 associated with the first rail of the injection pump. The height of the supra-plunger space 9 in the case under consideration is equal to the full stroke of the plunger 1, equal to the difference between the maximum radius R and radius r of the initial circumference of the cam 14. The lifting of the movable sleeve 6 having an annular groove is provided by a crank 16 connected to the second injection pump rail.

На чертеже показано исходное состояние элементов топливоподающего узла, при котором подвижная втулка 6 находится в крайнем нижнем положении, соответствующем раннему углу начала подачи топлива. Плунжер 1 находится в нижнем положении, соответствующем моменту начала его движения вверх по закону, обусловленному профилем кулачка 14. The drawing shows the initial state of the elements of the fuel supply unit, in which the movable sleeve 6 is in the lowest position corresponding to the early corner of the beginning of the fuel supply. The plunger 1 is in the lower position, corresponding to the moment the beginning of its movement up according to the law, due to the profile of the cam 14.

Топливоподающий узел работает следующим образом. Fuel supply unit operates as follows.

При повороте кулачка 14 против часовой стрелки плунжер 1, скользя по его профилю, движется вверх и топливо, находящееся в надплунжерном пространстве 9, начинает вытесняться через отверстия 8, 12 и 13 в полость 5. При дальнейшем подъеме плунжера 1 отверстие 8 перекрывается торцом плунжера 1, а отверстие 11 торцом подвижной втулки 6. Участок хода плунжера во время перекрытия отверстий 8 и 12 является пассивным ходом плунжера, а момент полного перекрытия этих отверстий является моментом начала нагнетания топлива через отверстие 10 и трубопровод высокого давления в камеру сгорания двигателя. Нагнетание топлива идет до тех пор, пока косая кромка 2 плунжера 1 не достигнет отверстия 8. При дальнейшем движении плунжера 1 вверх топливо из надплунжерного пространства 9 через отверстия 13 и 11, косую кромку 2 и отверстие 8 начинает вытесняться в полость 5 низкого давления, в результате чего нагнетание топлива в отверстие 10 прекратится. Ход плунжера 1 от момента перекрытия обоих отверстий 8 и 12 до момента, при котором надплунжерное пространство 9 начинает сообщаться с полостью 5 низкого давления, соответствует активному ходу плунжера 1. When the cam 14 is rotated counterclockwise, the plunger 1, sliding along its profile, moves upward and the fuel located in the superplunger space 9 begins to be displaced through the openings 8, 12 and 13 into the cavity 5. With a further rise of the plunger 1, the hole 8 is blocked by the end face of the plunger 1 and the hole 11 is the end face of the movable sleeve 6. The portion of the plunger stroke during the overlapping of the holes 8 and 12 is the passive stroke of the plunger, and the moment of complete overlap of these holes is the moment the fuel injection begins through the hole 10 and the high the pressure in the combustion chamber. Fuel is injected until the oblique edge 2 of the plunger 1 reaches the hole 8. With the further movement of the plunger 1 upwards, the fuel from the above-plunger space 9 through holes 13 and 11, the oblique edge 2 and the hole 8 begins to be forced into the low-pressure cavity 5, in as a result, the injection of fuel into the hole 10 will stop. The stroke of the plunger 1 from the moment of overlapping of both openings 8 and 12 to the moment at which the above-plunger space 9 begins to communicate with the low-pressure cavity 5 corresponds to the active course of the plunger 1.

На чертеже показано крайнее положение угла разворота плунжера 1, при котором обеспечивается максимальный активный ход плунжера и соответственно максимальная цикловая подача топлива. The drawing shows the extreme position of the angle of rotation of the plunger 1, which ensures the maximum active stroke of the plunger and, accordingly, the maximum cyclic fuel supply.

При развороте плунжера 1 в направлении, показанном стрелкой, величина активного хода плунжера 1 уменьшается вплоть до нулевого, то есть до полного отключения подачи топлива. Таким образом, изменение угла разворота плунжера 1 обеспечивает изменение величины подачи топлива. When the plunger 1 is turned in the direction shown by the arrow, the active stroke of the plunger 1 decreases to zero, that is, until the fuel supply is completely turned off. Thus, changing the angle of rotation of the plunger 1 provides a change in the amount of fuel supply.

При подъеме подвижной втулки 6 вверх с помощью кривошипа 16 величина участка хода плунжера 1, при котором происходит перекрытие отверстия 12, увеличивается. В результате этого момент начала нагнетания топлива или момент начала подачи топлива в дизель соответствует более позднему углу разворота кулачка 14. When lifting the movable sleeve 6 upward with the help of the crank 16, the size of the stroke portion of the plunger 1, at which the opening of the hole 12 occurs, increases. As a result of this, the moment of the beginning of the injection of fuel or the moment of the beginning of the supply of fuel to the diesel engine corresponds to the later angle of the cam 14.

При обратном ходе плунжера 1, после того, как торец плунжера откроет отверстие 8 или отверстие 12 выйдет за нижний торец подвижной втулки 6, начинается заполнение топливом надплунжерного пространства 9, которое поступает из полости 5 низкого давления топливного насоса. Заполнение надплунжерного пространства 9 топливом идет вплоть до выхода плунжера 1 на начальную окружность кулачка 14 радиусом r. With the reverse stroke of the plunger 1, after the end of the plunger opens the hole 8 or the hole 12 extends beyond the lower end of the movable sleeve 6, filling of the plunger space 9 with fuel from the low pressure cavity 5 of the fuel pump begins. Filling up the plunger space 9 with fuel goes up to the exit of the plunger 1 on the initial circumference of the cam 14 of radius r.

Предлагаемое изобретение имеет преимущество перед прототипом при прочих равных с ним показателях, таких как диаметр и полный ход плунжера, объем надплунжерного пространства, геометрические размеры, высота и наклон косой кромки плунжера, диаметры отверстий в плунжере, диаметр начальной окружности, профиль и высота кулачка, активный и пассивный ходы плунжера. Уменьшенная благодаря предлагаемому техническому решению высота подвижной втулки дает возможность уменьшить соответствующим образом высоту окна неподвижной втулки, длину плунжера и, как следствие, длину топливодозирующего узла, определяющую в конечном итоге габарит топливного насоса высокого давления по его высоте. Уменьшенный габарит по высоте ТНВД на базе заявляемого топливоподающего узла позволяет в более полной мере обеспечить его взаимозаменяемость по габаритно-присоединительным размерам с традиционными серийно выпускаемыми ТНВД двухэлементными топливоподающими узлами, что практически не потребует переработки конструкции дизеля. The present invention has an advantage over the prototype, ceteris paribus, such as the diameter and full stroke of the plunger, the volume of the plunger space, geometric dimensions, height and inclination of the oblique edge of the plunger, the diameters of the holes in the plunger, the diameter of the initial circumference, profile and height of the cam, active and passive plunger moves. The height of the movable sleeve, reduced due to the proposed technical solution, makes it possible to correspondingly reduce the height of the window of the fixed sleeve, the length of the plunger and, as a result, the length of the fuel injection unit, which ultimately determines the height of the high-pressure fuel pump. The reduced overall height of the high-pressure fuel pump on the basis of the inventive fuel supply unit allows it to more fully ensure its interchangeability in overall and mounting dimensions with traditional commercially available high-pressure fuel pumps with two-element fuel-supply units, which practically does not require processing of the diesel design.

В случае использования габарита топливного насоса по высоте в допустимых для прототипа пределах появляется возможность существенно увеличить радиус начальной окружности кулачка, в результате чего достигаются повышенная интенсивность нарастания давления впрыска топлива и улучшенные экологические характеристики состава отработавших газов дизеля. In the case of using the height of the fuel pump in the range acceptable for the prototype, it becomes possible to significantly increase the radius of the initial cam circumference, which results in an increased rate of increase in fuel injection pressure and improved environmental characteristics of the diesel exhaust gas composition.

Подвижная втулка уменьшенной высоты имеет соответственно уменьшенную массу. Этот фактор является немаловажным, поскольку понижение масс подвижных втулок и деталей механизма привода, управляющего с помощью рейки началом подачи топлива, повышает возможность увеличения его быстродействия, что позволяет при минимальном энергопотреблении обеспечить высокие динамические характеристики привода рейки. The movable sleeve of reduced height has a correspondingly reduced weight. This factor is important, since a decrease in the mass of the movable bushings and parts of the drive mechanism that controls the start of the fuel supply with the help of the rail increases the possibility of increasing its speed, which makes it possible to ensure high dynamic characteristics of the rail drive with minimum energy consumption.

Сокращение длины неподвижной втулки и плунжера в сравнении с прототипом упрощает технологию их серийного изготовления, поскольку снижаются колебания производственных отклонений геометрических размеров прецизионных поверхностей упомянутых деталей от заданных. Reducing the length of the fixed sleeve and the plunger in comparison with the prototype simplifies the technology of their serial production, since the fluctuations in the production deviations of the geometric dimensions of the precision surfaces of the parts mentioned above are reduced.

В заявляемом изобретении подвижная втулка может разворачиваться вокруг своей оси, не нарушая работоспособности топливоподающего узла. В связи с этим (в отличие от прототипа) не требуется применения специального фиксатора, предотвращающего разворот подвижной втулки вокруг своей оси. Кроме того, отсутствие фиксации исключает нежелательное трение между пазом подвижной втулки и штифтом. In the claimed invention, the movable sleeve can be rotated around its axis without violating the operability of the fuel supply unit. In this regard (in contrast to the prototype) does not require the use of a special retainer that prevents the rotation of the movable sleeve around its axis. In addition, the lack of fixation eliminates unwanted friction between the groove of the movable sleeve and the pin.

Предлагаемый топливодозирующий узел позволяет создавать для перспективных двигателей насосы-форсунки новой концепции с двумя электроприводными топливорегулирующими органами, имеющими независимое управление началом подачи и дозированием топлива. Данное направление, являясь альтернативным по отношению к управляемому впрыску топлива с электромагнитными форсунками, позволяет более простым образом и с требуемой точностью, быстродействием и малым энергопотреблением управлять фазами впрыска топлива в двигатель. The proposed fuel-injection unit allows the creation of new-concept nozzle pumps for advanced engines with two electric drive fuel control units that have independent control of the start of fuel supply and metering. This direction, being an alternative to the controlled fuel injection with electromagnetic injectors, allows more simple way and with the required accuracy, speed and low power consumption to control the phases of fuel injection into the engine.

Таким образом, предлагаемое изобретение обладает рядом преимуществ перед известными техническими решениями и позволяет (в случае его применения в сочетании с электроприводным управлением началом подачи топлива и его дозированием) улучшить экологические характеристики состава отработавших газов теплового двигателя. Thus, the present invention has several advantages over the known technical solutions and allows (in case of its application in combination with electric drive control of the beginning of fuel supply and its dosing) to improve the environmental characteristics of the exhaust gas composition of the heat engine.

Сфера применения заявляемого изобретения распространяется на массово выпускаемые и вновь разрабатываемые дизели, различающиеся по типу, мощности и назначению, которые устанавливаются в легковых автомобилях, грузовиках и автобусах, в магистральных грузовых автомобилях, тягачах, карьерных самосвалах, сельскохозяйственных машинах и тракторах, в промышленных тракторах и комбайнах, в строительно-дорожных машинах, дизель-генераторных и стационарных установках, в тепловозах, судовых дизелях и других машинах с дизелями, оснащенными топливными насосами высокого давления или насосами-форсунками. The scope of the claimed invention extends to mass-produced and newly developed diesels, differing in type, power and purpose, which are installed in cars, trucks and buses, in main trucks, tractors, mining trucks, agricultural machines and tractors, industrial tractors and harvesters, in road-building machines, diesel-generator and stationary installations, in diesel locomotives, marine diesel engines and other machines with diesel engines equipped with fuel E high pressure pumps or unit injectors.

Claims

A fuel supplying unit of a high pressure comprising a fixed sleeve with a window, a plunger with an oblique edge, on which a movable sleeve and a shut-off hole are mounted inside the window of the fixed sleeve with the possibility of movement, characterized in that the shut-off hole is made on the fixed sleeve.