RU2415293C1 - Топливоподкачивающий насос для двигателя внутреннего сгорания - Google Patents

Топливоподкачивающий насос для двигателя внутреннего сгорания Download PDF

Info

Publication number
RU2415293C1
RU2415293C1 RU2009127967/06A RU2009127967A RU2415293C1 RU 2415293 C1 RU2415293 C1 RU 2415293C1 RU 2009127967/06 A RU2009127967/06 A RU 2009127967/06A RU 2009127967 A RU2009127967 A RU 2009127967A RU 2415293 C1 RU2415293 C1 RU 2415293C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
piston
fuel feed
rod
feed pump
Prior art date
Application number
RU2009127967/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2009127967A (ru
Inventor
Зявдат Мусагирович Кашафутдинов (RU)
Зявдат Мусагирович Кашафутдинов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "КАМАЗ-Металлургия"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "КАМАЗ-Металлургия" filed Critical Открытое акционерное общество "КАМАЗ-Металлургия"
Priority to RU2009127967/06A priority Critical patent/RU2415293C1/ru
Publication of RU2009127967A publication Critical patent/RU2009127967A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2415293C1 publication Critical patent/RU2415293C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

Изобретение относится к двигателестроению, в частности топливной аппаратуре двигателей внутреннего сгорания. Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение надежности топливоподкачивающего насоса (ТПН) за счет увеличения времени, в течение которого ТПН удерживает закачанное топливо, не пропуская его обратно в топливный бак, путем совершенствования системы уплотнения клапанов, а также уменьшения неравномерности подачи ТПН за счет обеспечения одинаковой подачи ТПН при перемещении нагнетающего поршня как под действием кулачка вала ТНВД, так и под воздействием сжатой пружины, и, как следствие, уменьшение веса ТПН. Топливоподкачивающий насос для двигателя внутреннего сгорания содержит корпус с рабочей полостью, сообщенной с линиями подвода и нагнетания топлива через всасывающий и нагнетательный клапаны соответственно, размещенный в рабочей полости нагнетающий поршень, свободно сопряженный с одной стороны со штоком роликового толкателя, а с другой - с возвратной пружиной, крышку рабочей полости со стороны возвратной пружины и узел ручной прокачки топлива со штоком, поршеньком и элементами фиксации штока. На рабочих торцах всасывающего и нагнетательного клапанов выполнены, по меньшей мере, два кольцевых выступа треугольной в сечении формы, расположенных концентрично, причем высота выступа большего диаметра больше высоты выступа меньшего диаметра. Диаметры нагнетающего поршня и штока роликового толкателя связаны соотношением: D2=2d2, где D - диаметр нагнетающего поршня, a d - диаметр штока роликового толкателя. 2 ил.

Description

Изобретение относится к машиностроению, более конкретно к двигателестроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания, и может быть использовано в устройствах, обеспечивающих подачу топлива к топливовпрыскивающей аппаратуре.
Известен топливоподкачивающий насос (далее ТПН) поршневого типа двойного действия, установленный на топливном насосе высокого давления (ТНВД) типа УТН-5 (А.А.Зарин, А.Э.Зарин, В.Е.Логинов, М.П.Пшеноков. Справочник слесаря по топливной аппаратуре двигателей. - М.: Машиностроение, 1990, с.144-145, рис.5.23). ТПН содержит корпус, в котором размещен нагнетающий поршень. Имеются линии подвода и нагнетания топлива с всасывающим и нагнетательным клапанами. Нагнетающий поршень с одной стороны поджат пружиной, а с другой стороны взаимодействует со штоком, который упирается в толкатель. ТПН снабжен насосом ручной прокачки топлива. ТНВД типа УТН-5 обычно применяют на тракторах. Топливные баки на тракторах в основном располагают выше ТНВД, поэтому топливо самотеком попадает на линию подвода ТПН. При такой компоновке ТПН всегда заполнен топливом и даже при сильном износе, с учетом того, что подача ТПН превышает в 10-25 раз фактическую подачу ТНВД на номинальном режиме, в состоянии подпитывать ТНВД. Однако, если установить ТНВД выше уровня топливного бака, возможен случай, когда топливо при остановке двигателя из ТПН стечет обратно в топливный бак. И для запуска двигателя каждый раз придется заполнить систему топливом вручную, при помощи узла ручной прокачки. Обусловлено это тем, что ТПН, установленный на ТНВД (типа УТН-5), имеет несовершенную систему уплотнения линий подвода и нагнетания топлива. На этом ТПН не предусмотрены седла, которые запрессовывались бы в корпус и имели бы отшлифованные рабочие торцы. Уплотнения производятся при помощи двух пластмассовых клапанов, которые своими рабочими торцевыми поверхностями, выполненными в виде плоских кольцевых поверхностей, прижимаются при помощи пружин к плоским поверхностям, выполненным в корпусе и соединенным с линиями подвода и нагнетания топлива. Уплотняющие поверхности в корпусе выполнены при помощи лезвийного режущего инструмента, поэтому не обладают должной чистотой и точностью. А клапана изготовлены методом литья на термопластавтомате, вследствие чего рабочие торцы выполнены с невысокой точностью. Необходимо учитывать и то, что ширина плоской кольцевой поверхности на торце пластмассового клапана, по которой происходит уплотнение, довольно велика по величине. В связи с этим велика вероятность попадания под кольцевую поверхность абразивных частиц, которые при остановке двигателя будут удерживать клапан приподнятым, и топливо будет стекать в бак. Другой существенный недостаток ТПН заключается в неравномерности подачи топлива, вследствие чего ухудшается наполнение ТНВД.
Наиболее близким к заявляемому является ТПН поршневого типа двойного действия (А.П.Пехальский, И.А.Пехальский. Устройство автомобилей. М.: Издательский центр «Академия», 2006, с.207-208, рис.9.2), установленный выше уровня бака на ТНВД двигателей ЯМЗ-236 и КамАЗ-740.10. ТПН содержит корпус с рабочей полостью, сообщенной с линиями подвода и нагнетания топлива через всасывающий и нагнетательный клапаны соответственно. На линиях подвода и нагнетания топлива запрессованы седла с чисто обработанными рабочими торцами. В рабочей полости размещен нагнетающий поршень, свободно сопряженный с одной стороны со штоком роликового толкателя, а с другой - с возвратной пружиной. ТПН содержит также крышку рабочей полости со стороны возвратной пружины и узел ручной прокачки топлива со штоком, поршеньком и элементами фиксации штока. ТПН обладает более совершенной системой уплотнения линий подвода и нагнетания топлива за счет запрессованных в корпус седел с чисто обработанными рабочими торцами, хотя пластмассовые клапана изготовлены с невысокой точностью. На этом насосе ширина плоской кольцевой поверхности седла, по которой контактирует клапан, меньше, чем на ТПН, установленных на ТНВД типа УТН-5, поэтому вероятность попадания абразивных частиц под клапан в момент остановки двигателя меньше. Однако ширина плоской кольцевой поверхности остается довольно большой, поэтому вероятность попадания абразивных частиц под клапан довольно высокая. Еще один недостаток ТПН - неравномерность подачи топлива. Это можно пояснить следующим образом. При ходе нагнетающего поршня под действием сжатой пружины теоретическая подача насоса равна
Q1=1/4πD2h-1/4πd2h=1/47πh(D2-d2),
а при ходе нагнетающего поршня под действием кулачка вала ТНВД подача равна:
Q2=1/4πD2h,
где Q1 - подача ТПН под действием сжатой пружины;
Q2 - подача ТПН под действием кулачка вала ТНВД; D - диаметр нагнетающего поршня; d - диаметр штока роликового толкателя; h - ход нагнетающего поршня.
Далее
Q1/Q2=(D2-d2)/d2.
Для ТПН двигателей ЯМЗ-236 и КАМАЗ-740.10, где D=20 мм, а d=6 мм, имеем: Q1/Q2=(400-36)/36=91/9, т.е. подача ТПН, когда нагнетающий поршень перемещается под действием сжатой пружины более чем в 10 раз, больше, чем под действием кулачка вала ТНВД. Неравномерность топливоподачи ТПН сильно сказывается на процессе наполнения надплунжерных объемов ТНВД, а это приводит к неодинаковой работе цилиндров дизеля и снижению его ресурса и других технико-экономических показателей. Равномерность подачи ТПН особенно важна для распределительных ТНВД, например НД-21/4, где за один оборот вала ТНВД плунжер совершает четыре возвратно-поступательных движения. Большая неравномерность подачи ТПН вынуждает конструкторов сильно завышать подачу ТПН, обычно подача ТПН превышает в 10-25 раз фактическую подачу ТНВД на номинальном режиме, это ведет к увеличению веса ТПН.
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение надежности ТПН за счет увеличения времени, в течение которого ТПН удерживает закаченное топливо, не пропуская его обратно в топливный бак, путем совершенствования системы уплотнения клапанов, а также уменьшения неравномерности подачи ТПН за счет обеспечения одинаковой подачи ТПН при перемещении нагнетающего поршня как под действием кулачка вала ТНВД, так и под воздействием сжатой пружины, и, как следствие, уменьшение веса ТПН.
Поставленная задача достигается тем, что ТПН для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с рабочей полостью, сообщенной с линиями подвода и нагнетания топлива через всасывающий и нагнетательный клапаны соответственно, размещенный в рабочей полости нагнетающий поршень, свободно сопряженный с одной стороны со штоком роликового толкателя, а с другой - с возвратной пружиной, крышку рабочей полости со стороны возвратной пружины и узел ручной прокачки топлива со штоком, поршеньком и элементами фиксации штока. На рабочих торцах всасывающего и нагнетательного клапанов выполнены, по меньшей мере, два кольцевых выступа треугольной в сечении формы, расположенных концентрично, причем высота выступа большего диаметра больше высоты выступа меньшего диаметра. Диаметры нагнетающего поршня и штока роликового толкателя связаны соотношением: D2=2d2,
где D - диаметр нагнетающего поршня, a d - диаметр штока роликового толкателя.
Использование кольцевого выступа треугольной в сечении формы для уплотнения линий нагнетания и подвода позволяет многократно уменьшить ширину плоской кольцевой поверхности, по которой происходит контакт клапана и рабочего торца седла, фактически контакт уже происходит по острой кромке. А это приводит к тому, что вероятность попадания абразивных частиц при остановке двигателя под кольцевой выступ клапана многократно меньше, чем у прототипа, а значит, и выше надежность ТПН.
Применение двух и более кольцевых выступов, высота которых меньше по мере уменьшения диаметра кольцевого выступа, позволяет увеличить ресурс работы ТПН без ухудшения уплотняющей способности клапанов. Объясняется это тем, что по мере износа и ухудшения уплотняющей возможности кольцевого выступа большего диаметра, в контакт вступает кольцевой выступ меньшего диаметра, и кроме того, дополнительно возникает эффект лабиринтного уплотнения. Выполнение диаметра нагнетающего поршня и штока роликового толкателя по соотношению D2=2d2 позволяет обеспечить одинаковую подачу ТПН при перемещении нагнетающего поршня как под действием кулачка валика ТНВД, так и в обратном направлении под воздействием сжатой пружины.
Действительно Q1/Q2=(D2-d2)/d2=1.
Уменьшение неравномерности подачи ТПН позволяет уменьшить подачу топлива, и за счет этого снизить вес ТПН. Это можно сделать путем как уменьшения хода нагнетающего поршня, укоротив ТПН в осевом направлении, так и уменьшив диаметр нагнетающего поршня, соответственно уменьшив диаметр корпуса ТПН.
На фиг.1 изображен ТПН, продольный осевой разрез; на фиг.2 изображен разрез А-А на фиг.1.
ТПН содержит рукоятку 1, связанную со штоком 2 и поршеньком 3. Пробка 4 имеет направляющее отверстие для штока 2 и резьбовую часть, куда заворачивается рукоятка 1. Поршенек 3 уплотнен резиновым кольцом 5 и перемещается по цилиндру 6. Всасывающий клапан 7, пружина 8 и нагнетательный клапан 9 с пружиной 10 предназначены для пропуска топлива в определенном направлении и уплотнении линии подвода и нагнетания топлива. Резиновая прокладка 11 предназначена для уплотнения ТПН и фиксации «стопорения» рукоятки 1. ТПН снабжен нагнетающим поршнем 12, который приводится в действие с одной стороны от кулачка валика ТНВД (не показано) через роликовый толкатель 13 и шток 14, а с другой стороны - пружиной 15. В корпус 16 прикручена крышка 17, снабженная направляющим отверстием, по которому перемещается нагнетательный клапан 9, а также запрессованы седла 18 с чисто обработанными рабочими торцами. На рабочем торце всасывающего 7 и нагнетательного клапана 9 выполнены кольцевые выступы треугольной в сечении формы большего диаметра 19 и меньшего диаметра 20. ТПН содержит две полости, это - А и Б. Полость А - это объем над нагнетающим поршнем 12, ограниченный клапанами 7 и 9. Полость Б - это объем под нагнетательным поршнем 12.
ТПН работает следующим образом. Для удаления воздуха из системы питания выворачивается рукоятка 1, связанная со штоком 2 и поршеньком 3 из пробки 4. Поршенек 3, уплотненный резиновым кольцом 5, перемещается вручную вверх, по цилиндру 6 при помощи рукоятки 1. При этом в полости А создается разрежение, и всасывающий клапан 7, преодолевая сопротивление пружиной 8, открывается, нагнетательный клапан 9 в это время закрыт, топливо из линии подвода поступает в полость А. При перемещении поршенька 3 вниз всасывающий клапан 7 закрывается, в полости А давление повышается, при этом нагнетательный клапан 9 открывается, преодолевая сопротивление пружины 10, и топливо выдавливается на линию нагнетания. После удаления воздуха рукоятка 1 ввинчивается в резьбовое отверстие пробки 4, при этом поршенек 3 прижимается к резиновой прокладке 11, происходит фиксация рукоятки 1 и уплотнение насоса. Во время работы двигателя нагнетающий поршень 12 приводится в действие с одной стороны от кулачка валика ТНВД (не показано) через роликовый толкатель 13 и шток 14, а с другой стороны - посредством сжатой пружины 15. При перемещении нагнетающего поршня 12 под действием пружины 15 в полости А корпуса 16 создается разрежение, и всасывающий клапан 7, преодолевая сопротивление пружины 8, открывается, нагнетательный клапан 9 в это время закрыт, топливо из линии подвода поступает в полость А. Одновременно из полости Б топливо вытесняется в линию нагнетания. Объем вытесняемого топлива определяется по формуле
Q1=1/4πh(D2-d2)
При этом D - диаметр нагнетающего поршня и диаметр штока роликового толкателя d связаны соотношением D2=2d2.
При перемещении нагнетающего поршня 12 под воздействием кулачка валика ТНВД (не показано) происходит сжатие пружины 15, которая с одной стороны упирается в нагнетающий поршень 12, а с другой стороны - в крышку 21. При этом всасывающий клапан 7 закрывается, а нагнетательный клапан 9 открывается, приподнимаясь вверх по направляющему отверстию крышки 17, топливо из полости А частично перетекает в полость Б, а частично вытесняется в линию нагнетания.
Объем вытесняемого топлива при этом равен Q2=1/4πd2h, т.е. Q1=Q2.
Всасывающий 7 и нагнетательный 9 клапана в момент закрытия своими рабочими торцами прижимаются к седлам 18. При этом определенный промежуток времени уплотнение происходит по острой кромке кольцевого выступа большего диаметра 19, далее в процессе эксплуатации, по мере износа кольцевого выступа 19, в контакт вступает острая кромка кольцевого выступа меньшего диаметра 20 и уплотнение уже происходит по двум кольцевым выступам и дополнительно возникает эффект лабиринтного уплотнения. Затем, по мере износа, в контакт вступают кольцевые выступы еще меньших диаметров. Это позволяет ТПН в течение длительного времени не терять уплотняющей способности. Оптимальным является выполнение клапанов с тремя кольцевыми выступами.
Когда давление в линии нагнетания больше, чем давление, развиваемое пружиной 15, нагнетающий поршень 12 сожмет ее и зависнет, а шток 14 будет перемещаться, не воздействуя на поршень 12, подача ТПН начнет снижаться.

Claims (1)

  1. Топливоподкачивающий насос для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с рабочей полостью, сообщенный с линиями подвода и нагнетания топлива через всасывающий и нагнетательный клапаны соответственно, размещенный в рабочей полости нагнетающий поршень, свободно сопряженный с одной стороны со штоком роликового толкателя, а с другой - с возвратной пружиной, крышку рабочей полости со стороны возвратной пружины и узел ручной прокачки топлива со штоком, поршеньком и элементами фиксации штока, отличающийся тем, что на рабочих торцах всасывающего и нагнетательного клапанов выполнены по меньшей мере два кольцевых выступа треугольной в сечении формы, расположенных концентрично, причем высота выступа большего диаметра больше высоты выступа меньшего диаметра, кроме того, диаметры нагнетающего поршня и штока роликового толкателя связаны соотношением D2=2d2, где D - диаметр нагнетающего поршня, a d - диаметр штока роликового толкателя.
RU2009127967/06A 2009-07-20 2009-07-20 Топливоподкачивающий насос для двигателя внутреннего сгорания RU2415293C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009127967/06A RU2415293C1 (ru) 2009-07-20 2009-07-20 Топливоподкачивающий насос для двигателя внутреннего сгорания

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009127967/06A RU2415293C1 (ru) 2009-07-20 2009-07-20 Топливоподкачивающий насос для двигателя внутреннего сгорания

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009127967A RU2009127967A (ru) 2011-01-27
RU2415293C1 true RU2415293C1 (ru) 2011-03-27

Family

ID=44052896

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009127967/06A RU2415293C1 (ru) 2009-07-20 2009-07-20 Топливоподкачивающий насос для двигателя внутреннего сгорания

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2415293C1 (ru)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009127967A (ru) 2011-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101000026B (zh) 静态地密封高压燃油泵的装置和方法
CN202659465U (zh) 流量可调的液压隔膜计量泵
CN108474337B (zh) 具有泵弹簧密封套筒的高压泵
CN110748446A (zh) 一种共轨高压进出油阀组件及共轨高压供油泵
CN203817743U (zh) 一种液压螺栓拉伸器
JP5796501B2 (ja) サプライポンプ
RU2415293C1 (ru) Топливоподкачивающий насос для двигателя внутреннего сгорания
CN206694341U (zh) 一种破拆工具油路高压泄压阀结构
CN215259135U (zh) 电动油脂泵
RU2591360C1 (ru) Способ управления подачей топлива в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания однотактным приводом топливной форсунки
CN101387276B (zh) 轴向柱塞式高压共轨泵
CN201090928Y (zh) 直吸式蓄能型空气动力注油泵
CN102182598B (zh) 一种二甲醚发动机燃油供给系统及其喷油泵
CN204300256U (zh) 恒压力推顶装置和医疗设备
CN204041421U (zh) 柱塞泵盘根密封压力补偿装置
RU2514558C1 (ru) Плунжерный насос
CN219774246U (zh) 一种高效润滑直喷式喷油泵
CN203384028U (zh) 高压清洗机高压泵用泛塞封结构
CN202007730U (zh) 一种二甲醚发动机燃油供给系统及其喷油泵
CN206111448U (zh) 一种双作用计量输送泵
RU106707U1 (ru) Клапан донный
CN203962261U (zh) 一种柴油机喷油泵
CN103291606B (zh) 一种集成化锥式泵阀
CN211475462U (zh) 一种压缩式垃圾车用推板导轨自动润滑装置
CN201866502U (zh) 自动加油器

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20140324

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150721