SU1364246A3 - Топливный насос роторного типа дл двигател внутреннего сгорани - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к двигате- лестроению и позвол ет повысить надежность и эффективность работы насоса путем повьшени  жесткости приводного вала. Топливный насос выполнен так, что поводковое кольцо 22 устанавливаетс  внутри осевого сверлени  20 приводного вала 15 с возможностью осевого перемещени  в нем. Управл ющее устр-во имеет установочное кольцо 27 с пружиной. При сохранении общих размеров поперечное сечение приводного вала ослабл етс  меньше. 17 з.п. ф-лы, 6 нп. с о jy (У) с со с: 4: Ю 4: О5 ы фи.{:

Description

10

15

20

25

1364246

Изобретение относитс  к машино- и пружины троению, конкретно к двигателестрое- Hio, а именно к топливовпрьюкиваю- ей аппаратуре дл  двигателей внут- еннего сгорани , и может быть исользовано в топливных насосах роторого .типа,.

Целью изобретени   вл етс  повыение надежности и эффективности раоты насоса путем повьштени  жесткоси приводного вала.

На фиг, изображен насос, проольный разрез; на фиг.2 - сечение -А на фиг.1; на фиг.З - речение Б-Б а фиг.1; на фиг.4 - график зависиости подъема кулачка за врем - прыска топлива; на фиг.5-- насос, бщий вид; на фиг.6 - вид В на фиг.З, Топливный насос состоит из корпуса 1 , в котором выполнено сверление 2, а также наполнительные 3, отсечные 4 и нагнетательные 5 каналы. В отверстии корпуса i размещен с возможностью вращени  и осевого перемещени  распределитель 6, имеющий на, своей наружной рабочей поверхности образованные двум  расход ищнис  наклонно к направлению его продольной оси канавками отсечные кромки 7, продольно выт нутьй Пр моугольньш распределительный паз ,8, соединен- ньй с одной из канавок, образующих отсечные кромки 7, дополнительным соединением, и кольцевую канавку 9, сообщенную с обеими канавками, образующими отсечные кромки 7, и соответственно с распределительным пазом .

В корпусе 1 в зоне кольцевой канавки 9 распределител  выполнено несколько радиальных сверлений 10, в которых расположены поршни 1 насоса , которые внутренними торцами образуют рабочую камеру насоса, а. их Наружные тор1Ц 1 снабжены роликовыми толкател ми 12, которые через ролики 13 могут входить в контакт с кулачковой направл ющей 14, охватьшающей в этом месте корпус 1 и распределитель 6. Кулачкова  направл юща  14 соединена с пр1-шод йм валом 15, расположенным на одной оси с распределителем Ь.

Изменение осевого положени  рас-. пределител  6 осуществл етс - устройством , выполненным в управл ющего элемента 16, установленного с внешнего конца 17 распределител  6,

внутреннег 6. В прив внутренне 6 выполне котором р

Вращат тель 6 пол через мех выполнен го косого имеющего, ход щего осевого с 13, повод го с напр щегос  со 15, и дет ной жестк распредел известных рального нару шой лени  вып выступа 2 положено с возможн нем, прич обращ.енно полнены д 26, распо возможнос выступами Пружина 1 рой опира 20 привод поводково другой ко концом 19 н   повер в зоне ос на цилинд

Кроме 45 л юищм ус вого поло 22, Управ но в виде с пружино перестано

Устано 1О подвиж поверхнос не осевог поводковы водковой штифта 29 косом нап может быт

30

35

40

50

55

0

15

0

25

и пружины

8 сжати , установленной с внутреннего конца 19 распределител  6. В приводном валу 15 со стороны внутреннего конца 19 распределител  6 выполнено осевое сверление 20, в котором расположена пружина 18,

Вращательное движение распределитель 6 получает от приводного вала через механизм соединени , который выполнен в виде по меньшей мере одного косого направл ющего окна 21, имеющего, например, форму паза, про- ход щего в виде спирали в стенке осевого сверлени  20 приводного вала 13, поводкового кольца 22, св занного с направл ющим окном 21 и вращающегос  совместно с приводным валом 15, и детали .23 сцеплени , соединенной жестко с внутренним концом 19 распределител  6 при помощи любых известных средств, например диаметрального стопорного пальца 24, а на нару шой поверхности детали 23 сцеплени  выполнены два противолежащих выступа 25. Поводковое кольцо 22 расположено внутри осевого сверлени  20 с возможностью осевого перемещени  в нем, причем на стороне кольца 22, обращ.енной к детали 23 сцеплени , выполнены две противолежащие- впадины 26, расположенны е вдоль его оси с возможностью-подвижного сопр жени  с выступами 25 детали 23 сцеплени . Пружина 18 сжати , один конец которой опираетс  на осевое сверление 20 приводного вала 15,. проходит через поводковое кольцо 22 свободно, а ее другой конец сопр жен с внутренним концом 19 распределител  6, Внешн   поверхность приводного вала 13 в зоне осевого сверлени  20 выполнена цилиндрической.

Кроме того, насос снабжен управ- 45 л юищм устройством дл  изменени  осевого положени  поводкового кольца 22, Управл ющее устройство выполнено в виде установочного кольца 27 с пружиной 28 и снабжено механизмом перестановки установочного кольца.

Установочное кольцо 27 расположе- 1О подвижно на внешней цилиндрической поверхности приводного вала 15 в зоне осевого сверлени  20 и св зано с поводковым кольцом 22 при помощи поводковой детали, выполненной в виде штифта 29, размещенного радиально в косом направл ющем окне 21. Штифт может быть выполнен съемным.

30

35

40

50

55

Механизм перестановки установочного кольца 27 вынолнен в виде т гового электромагнита 30, соединенного с электронным управл ющим устройством 31, и передаточного двуплечего рычага 32, взаимодействующего одним плечом 33 с установочным кольцом 27, ha котором дл  этого выполнена внешн   кольцева  проточка 34, а другим плечом 35 - с  корем 36 т гового электромагнита 30. Управл ющий элемент 16 дл  изменени  осевого положени  распределител  6 может быть выполнен в виде установочно- 15 с во§можностью поворота вокруг оси.

го электромагнита 37,. корь 38 которого взаимодействует с внешним концом 17 распределител  6, а электромагнит управл етс  электронным управл ющим устройством 31. Ход  кор  36 т гово- го электромагнита 30 определ етс  регулируемыми упорами 39, 40.

Насос включает также полость 41 наполнени , в которую выход т наполнительные 3 и отсечные 4 каналы. От- сечные кромки 7 распределител  6 образованы двум  расход щимис  от кольцевой канавки 9 в виде буквы V канавками , одна из которых выполнена

короткой, а друга  выполнена удлинен- 30 тогда, когда приводной вал приводитной и св зывает кольцевую канавку 9 с распределительным пазом 8. Отсеп- ные 4, наполнительные 3 и нагнетательные 5 каналы выполнены в корпусе 1 каждые в своей радиальной плоскости и размещены равномерно по периметру распределител  6. Причем эти радиальные плоскости разнесены вдоль оси распределител  и кажда  из них располагаетс  соответственно в зоне отсечных кромок 7 и дополнительного соединени  и распределительного паза 8.

Количество нагнетательных 5, отсечных 4 и наполнительных 3 каналов соответствует числу обслуживаемых насосом цилиндров двигател .

Наполнительные 3 и отсечные 4 каналы имеют одинаковую ориентировку

размещени  по периметру распределите- .50 чением вдоль оси и выполнена из магл  о так, что входные отверсти  на полнительных каналов 3 перекрываютс  распределителем самое позднее одновременно с закрытием соответствующего отсечного канала 4.

Поперечное сечение отсечных каналов 4 имеет приблизительно трапециевидную форму и ориентировано так, что боковые поверхности отверстий по

всей ширине открьшаютс  и закрываютс  отсечными кромками 7.

Кроме того, приводной вал 15 может быть выполнен с двум  диаметрально противолежащими косыми направл ющими окнами 21 в станке осевого сверлени  20, а штифт 29 поводковой детали может быть размещен в этих окнах так, что его концы 42 выступают наружу. В этом случае поводковое кольцо 22 снабжено прорезью 43, поверхность которой выполнена бочкообразной , а штифт 29 размещен в прорези

перпендикул рной к оси распределител  6. На выступающих концах 42 штифта 29 выполнены вырезы 44 дл  сопр жени  с торцом 45 установочного кольца 27 и осевой фиксации штифта 29. Между вырезами 44 и торцом 45 установочного кольца 27 размещено контактное кольцо 46, а установочное кольцо зафиксировано от поворота при помощи пальца 47, проход щего осепараллель но через перегородку установочного кольца 27 в соответствующем направл ющем сверлении, так что этйм создаетс  преп тствие повороту также и

5

0

5

с  во вращательное движение. При этом механизм переустановки установочного кольца 27 выполнен в виде кольцевого т гового электромагнита, имеющего сердечник 48,  рмо 49, запирающее кольцо 50 и кольцевую катушку 51, охватывающую приводной вал 15, а установочное кольцо 27 вьтолнено в ви- де вт жного  кор  52. Вт жной  корь 52 снабжен фиксатором от поворота. Сердечник 48 электромагнита, несущий кольцевую катущку, имеет наружный цилиндрический стакан 53, который выступает за катушку 51 в осевом направлении и образует, между своим внутренним диаметром и внешним диа-- метром вт жного  кор  52 рабочий воздушный зазор, причем его выступаю-- ща  часть вьшолнена с переменным сенитопровод щего материала.

Ярмо 49 т гового кольцевого электромагнита соединено магнитно с на- .. ружным цилиндрическим стаканом и ус- 55 тановлено с посадкой скольжени .на приводной вал 15, запирающее кольцо 50 образует с приводным валом 15 кольцевой зазор дл  прохода цилиндрической внутренней части вт жного  ко .51364246

р  52, а катушка 51 размещена

 рмом 49 и запирающим кольцом 50 и удерживаетс  последним при помощи ст жнЪпс винтов 54,

Фиксатор вт жного  кор  52 от проворачивани  может быть выполнен как в виде одного пальца 47, проход щего через осепараллельное отверстие 55

в перегородке 56 и св занного с запи-io отсечна  кромка 7 и дополнительна  рающим кольцом 50, или в виде частично расположенных одна против другой выемок 57 и 58, выполненных на выступающей части наружного цилиндрического стакана 53 и на обращенной 15 к ней внешней части вт жного  кор  52.

Такое выполнение насоса предусматривает также, что пружина сжати  18 опираетс  с одной стороны на по- 20 водковое кольцо 22, а с другой стороны снабжена механизмом ее предварительного нат жени , выполненного в виде уменьшающегос  в диаметре к стороне привода ступенчатого сверлени  25 59 и размещенного в нем с возможностью регулирующего перемещени  штока 60 и упора 61 с опорной тарелкой 62 пружины 18 сжати .

Топливный насос работает следую- ЗО щим образом.

Вращение приводного вала 15 приводит к вращению кулачковой направл ющей 4 и распределител  6, Под дей.- ствием кулачковой направл ющей 14 ,,д поршни.11 с подпружиненными толкател ми совершают возвратно поступательное перемещение в радиальных сверлени х 10, При движении поршней

1Iпод действием пружин толкателей 40

12и давлени  топлива в полости 41 наполнени  происходит заполнение топливом объема освобождаемого поршн ми 11 .

канавка пройдут св занные с ними соответственно отсечной канал 4 или наполнительный канал 3, начинаетс  подача топлива в цилиндр двигател  из рабочих камер насоса через кольц вую канавку 9, распределительный па 8 и нагнетательный канал 5.

Подача топлива в цилиндр двигате л  прекращаетс  в тот момент, когда втора  отсечна  кромка 7 откроет отсечной канал 4 и соединит рабочие камеры насоса с полостью 41 наполне ни . Все это произойдет в период на гнетательного хода поршней 11. Таки образом, равномерное наклонное расп лож-ение отсечных кромок 7 и возмож ность изменени  осевого положени  распределител  6 установочным элект ромагнитом 37 позвол ет равномерно измен ть количество подаваемого топ лива С начала и конца его подачи. При крайних положени х распредели тел  6 количество подаваемого топли ва определ етс  отрезками А и А (фиг.4). Отрезок А соответствует количеству впрыскиваемого топлива при максимальном смещении распредел тел  6 к приводному валу 15, а отре зок А - количеству топлива, когда распределитель 6 максимально смещен в противоположную сторону. В соответствии с симметричным наклоном первой и второй отсечных кромок 7 м

Топливо проходит из полости напол- 45 менты начала и конца впрыска топлива

нени  41 через один из. наполнительных каналов 3, дополнительную канавку и соединенную с ней канавку, образующую первую из отсечных кромок 7, в кольцевую канавку 9 и далее в радиальные сверлени  10, образующие рабочие камеры насоса. Одновременно происходит также заполнение .через короткую канавку, образующую вторую отсечную кромку 7 и взаимодействз о- щее с ней одно из отсечных отверстий

,4. Это обеспечивает воз о: н&сть быстрого заполнени  рабочих камер насо- са.

Когда к роликам 13 толкателей 12 подход т кулачковые выступы кулачковой направл ющей 14, то под их действием поршни 11 перемещаютс  вовнутрь , обеспечива  нагнетательный ход (передний фронт кривой на фиг.4 в зависимости от угла поворота). Одновременно после того, как перва 

отсечна  кромка 7 и дополнительна 

канавка пройдут св занные с ними соответственно отсечной канал 4 или наполнительный канал 3, начинаетс  подача топлива в цилиндр двигател  из рабочих камер насоса через кольцевую канавку 9, распределительный паз 8 и нагнетательный канал 5.

Подача топлива в цилиндр двигател  прекращаетс  в тот момент, когда втора  отсечна  кромка 7 откроет отсечной канал 4 и соединит рабочие камеры насоса с полостью 41 наполнени . Все это произойдет в период нагнетательного хода поршней 11. Таким образом, равномерное наклонное распо- лож-ение отсечных кромок 7 и возможность изменени  осевого положени  распределител  6 установочным электромагнитом 37 позвол ет равномерно измен ть количество подаваемого топлива С начала и конца его подачи. При крайних положени х распределител  6 количество подаваемого топлива определ етс  отрезками А и А (фиг.4). Отрезок А соответствует количеству впрыскиваемого топлива при максимальном смещении распределител  6 к приводному валу 15, а отрезок А - количеству топлива, когда распределитель 6 максимально смещен в противоположную сторону. В соответствии с симметричным наклоном первой и второй отсечных кромок 7 модл  этих крайних случаев также лежат симметрично друг другу, т.е. это означает, что при одинаковом относительном смещении распределител  6 к

приводному валу 15 начало впрыска при большем количестве впрыскиваемого топлива начинаетс  при более раннем угле поворота коленчатого вала , обеспечивающего впрыск, чем при

меньшем количестве впрыскиваемого топлива. То же самое соответствует и концу впрыска. Изменением наклона отсечных кромок 7 можно изменить это соотношение.

71

Кроме этого, во врем  работы можн

угловое

измен ть относительное угловое положение распределител  6 к приводному валу 15 при помощи механизма соединени  приводного вала 15 с ра спредели- телем 6 и управл ющего устройства. Поскольку установочное кольцо 27 сохран ет определенное осевое положение не происходит никакого относительного проворота распределител  6 по отношению к приводному валу 15, когда первый смещаетс  установочным электромагнитом 37, причем независиМО от осевого положени  распределител  6 можно смещать в осевом направлении установочное кольцо 27 или вт жной  корь 36 при помоЕщ т гового электромагнита 30. При этом штифт 29 поводковой детали, перемеща сь по наклонному направл ющему окну 21, поворачивает поводковое кольцо 22 относительно приводного вала 15, а последнее через деталь 23 сцеплени  разворачивает распределитель 6. Эта регулировка смещает положение впрыска по отношению к нагнетательному ходу поршней 11 (лини  А на фиг.4) Таким образом, независимо от количества впрыскиваемого топлива, от давлени  впрыска, от числа оборотов, от температуры и в зкости топлива с помощью электронного управл ющего устройства 31 можно устанавл1 вать более определенное начало впрыска или также можно использовать различные величины крутизны нарастани  боковой поверхности кулачковых выступов дл  впрыска, чтобы получить раз

личные величины скорости впрыска топ- 40 CBOefi рабочей поверхности наклон- лива. При этом затраты на управление очень малы, а задающее воздействие может быть вьтолнено известным образом .

При помощи регулируемь1х упоров 45 39, 40 может быть ограничена зона воздействи .регул тора, а при помо-: щи упора 39 может устанавливатьс  начало действи  регул тора.

С использованием установочного 50 кольца 27 в виде вт жного  кор  52, который в данном случае фиксируетс  от проворачивани , достигаетс  точна  с малой величиной гистерезиса регулируемость осевого положени  ус- 55 тановочного кольца или относительного поворотного положени  распределител  6 и приводного вала 15. Перемещаемые по приводному валу 15 устаноно к направлению оси отсечные кромки и распределительный паз, устройство дл  изменени  осевого положени  распределител , выполненное в виде управл ющего элемента, установленного с внешнего конца, и пружины сжати , установленной с внутреннего конца распределител , приводной вал с осевым сверлением, в котором расположены пружина сжати  и внутренний конец распределител , механизм соединени  приводного вала с распределителем , вьтолненный в виде по меньшей мере одного косого направл ющего окна в стенке осевого сверлени  приводного вала, поводкового кольца, св занного с направл ющим окном и вращающегос  с приводным валом, и детали сцеплени , соединенной с внутрен8

вочное кольцо 27 или вт жной  корь 52 наход тс  в процессе эксплуатации насоса в посто нном контакте по типу трени  скольжени  с приводным валом и одновременно смазываютс  топливом , т.е. не может возникнуть трение сцеплени , определ ющее гистерезис перемещени  при начале устй- Q новочного движени .

Предварительное нат жение пружины 18 сжати , которое можно измен ть . при помощи штока 60 и опорной тарелки 62, позвол ет достичь определен- 5 ное Соответствие тока возбуждени  магнитного потока и осевого положени  вт жного  кор  52 или поводкового кольца 22.

Предложенна  конструкци  топлив- 0 ного насоса, когда поводковое кольцо 22 устанавливаетс  внутри осевого сверлени  20 приводного вала 15, приводит к тому, что эффективное поперечное сечение приводного вала ослаб- 5 л етс  существенно меньше и при сохранении общих размеров приводного вала его жесткость значительно повышаетс  , что в свою очередь приводит к повьщ1ению надежности и эффективнос- 0 ти работы насоса в целом.

Claims (11)

1. Формула изобретени 

   1.Топливный насос роторного типа дл  двигател  внутреннего сгорани , содержащий корпус со сверлением, наполнительными, отсечными и нагнетательными каналами, расположенньй в сверлении распределитель, имеющий

   5

   CBOefi рабочей поверхности наклон-

   но к направлению оси отсечные кромки и распределительный паз, устройство дл  изменени  осевого положени  распределител , выполненное в виде управл ющего элемента, установленного с внешнего конца, и пружины сжати , установленной с внутреннего конца распределител , приводной вал с осевым сверлением, в котором расположены пружина сжати  и внутренний конец распределител , механизм соединени  приводного вала с распределителем , вьтолненный в виде по меньшей мере одного косого направл ющего окна в стенке осевого сверлени  приводного вала, поводкового кольца, св занного с направл ющим окном и вращающегос  с приводным валом, и детали сцеплени , соединенной с внутренним концом распределител , причем на приводном кольце имеютс  расположенные продольные оси впадины, а на детали сцеплени  - выступы, взаимодействующие с продольными впадинами с возможностью их относительного перемещени  вдоль оси, и управл ющее устройство дл  изменени  осевого положени  поводкового кольца, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности путем повышени  жесткости приводного вала, поводковое кольцо установлено в осевом сверлении приводного вала с возможностью осевого перемещени  в нем, внешн   поверхность приводного вала в зоне осевого сверлени  выполнена цилиндрической, управл ющее устройство снабжено установочным кольцом, расположенным на внешней цилиндрической поверхности приводного вала, а св зь поводкового кольца с направл ющим косым окном осуществлена при Ггомощи ПОВОДКОВОЙ детали, размещенной радиально в последнем и соединен ной с ПОВОДКОВЫМ и установочным кольцами .

   2.Насос по п.1, отличающийс  тем, что поводкова  детал выполнена в виде штифта.
2. 3.Насос по п.1,0 тли чаю - щ и и с   тем, что управл ющее уст- ройствр снабжено механизмом перестановки установочного кольца.
3. 4.Насос поп.З, отличаю- щ и и с   тем, что механизм перестановки установочного, кольца выполнен в виде т гового электромагнита и передаточного рычага, соединенных между собой.
4. 5.Насос по пп.1-4, отличающийс  тем, что установочное кольцо снабжено внешней кольцевой поверхностью, сопр женной с пе редаточньм рычагом.
5. 6.Насос по пп.1 и 2, о т л и - ч а ю щ и и с   тем, что приводной вал снабжен двум  диаметрально противолежащими косыми направл ющими окнами в стенке осевого сверлени , а штифт размещен в последнем так, что .его концы выступают наружу.
6. 7.Насос поПоб, отличающийс  тем, что поводковое колъцо снабжено прорезью, поверхность которой выполнена бочкообразной, а штифт размещен в прорези с возмож-
7. ностью поворота вокруг оси, перпендикул рной к оси распределител .

   8.Насос по пп.б и 7, отличающийс  тем, что на выступающих концах штифта выполнены вырезы дл  сопр жени  с торцом установочного кольца и осевой фиксации штифта.
8. 9.Насос по п.8, отличающийс  тем, что между вырезами штифта и торцом установочного кольца
9. размещено контактное

   кольцо,

   а

   установочное кольцо зафиксировано от поворота.

   10. Насос по пп.б и 9, отличающийс  тем, что механизм перестановки установочного кольца выполнен в виде кольцевого т гового электромагнита, имеющего сердечник,
10.  рмо, запирающее кольцо и кольцевую катушку, охватывающую приводной вал, а установочное кольцо вьтолне- но в виде вт жного  кор .

    11.Насос по п.10, отличающ и и с   тем, что вт жной  корь снабжен фиксатором от поворота.
11. .Насос по пп. 10 и П, отличающийс  тем, что сердечник электромагнита, несущий кольцевуто

    катушку, имеет наружньм цилиндрический стакан, которьй выступает за катушку в осевом направлении и образует между своим внутренним диамет- . ром и внешним диаметром вт жного

     кор  рабочий воздушный зазор.

    13.Насос по п.12, отличающийс  тем, что выступающа  часть наружного цилиндрического стакана выполнена с леременным сечением

    вдоль оси и выполнена из магнитопро- вод щего материала.

    14. Насос по пп.10-13, отличающийс  тем, что  рмо т гового электромагнита магнитно соединено с наружным цилиндрическим стаканом , и установлено с посадкой скольжени  на приводной вал, запирающее кольцо образует с приводным валом кольцевой зазор дл  прохода цилиндрической внутренней части вт жного  кор  , а катушка размещена между  рмом и запирающим кольцом и удерживаетс  последштм,

    15.Насос по пп.11-14, о т л и чающийс  тем, что фиксатор вт жного  кор  вьтолнен в виде по меньшей мере одного аксиально расположенного и закрепленного в корпусе направл ющего штифта, а вт жной

     корь снабжен направл ющим сверлением , в котором проходит направл ющий гатифт.

    16.Насос по п.15, отличающийс  тем, что вт жной  корь выполнен с перегородкой, в которой вьтолнено направл ющее сверление.

    П.На сос по пп. 12-14, о т л и - ч а ющий с   тем, что выступающа  часть наружного цилиндрического стакана сердечника т гового электромагнита и обращенна  к ней внешн   часть вт жного  кор  выполнены по меньшей мере с частично расположенны

    ми одна против другой выемками, которые в окружном направлении имеют одинаковую ширину.

    18.Насос по пп.7-16, о т л и - чающийс  тем, что пружина сжати  опираетс  с одной стороны на поводковое кольцо, а с другой снабжена механизмом ее предварительного нат жени , выполненным в виде уменьшающегос  в диаметре к стороне приво- да ступенчатого сверлени  и размещенных в нем с возможностью регулирующего перемещени  штока и упора с опорной тарелкой пружины сжати .

    /4

    (pus.Z

    ff ff

    фиеА

    60

    SSJ5

    .5

    57

    58

    Л

    Редактор М.Келемеш

    Составитель Долгов

    Техред М.Дидык Корректор О.Кравцова

    Заказ 6389/59Тираж 504Подписное

    ВНИИПИ Государственного комитета СССР

    по делам изобретений и открытий П3035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

    Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

    Фиг.б