кулачковый привод топливного насоса

Классы МПК:F02M39/00 Приспособления топливовпрыскивающей аппаратуры для двигателей внутреннего сгорания; приводы насосов
Автор(ы):
Патентообладатель(и):Акционерное производственное объединение "Пенздизельмаш"
Приоритеты:
подача заявки:
1993-01-12
публикация патента:

Использование: двигателестроение, в частности приводы топливной аппаратуры дизеля. Сущность изобретения: привод содержит ролик, взаимодействующий с толкателем топливного насоса, и кулачок, выполненный за одно целое с распределительным валом. Кулачок содержит вогнутый участок, выпуклый участок основного нагнетания и дополнительный выпуклый участок, смежный концу участка основного нагнетания. 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2

Формула изобретения

Кулачковый привод топливного насоса высокого давления двигателя внутреннего сгорания, содержащий ролик, взаимодействующий с толкателем топливного насоса и вогнутый кулачок с выпуклым участком основного нагнетания, выполненный за одно целое с распределительным валом, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности варьирования в условиях повышения средней объемной скорости нагнетания и впрыска за периоды нагнетания и общей продолжительности впрыска и увеличения скорости плунжера за период разгрузки нагнетательной системы, а также приемлемых уровней контактных напряжений, в условиях роста давлений под плунжером, и получения меньших ударных нагрузок на рабочих участках профиля кулачка, введен дополнительный выпуклый рабочий участок профиля, смежный концу участка основного нагнетания.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системе топливоподачи двигателей внутреннего сгорания.

Известны кулачковые приводы, имеющие дополнительный криволинейный рабочий участок [1] [2, стр. 127] однако отсутствие в них введенного нами выпуклого участка не позволяет повысить экономичность двигателя за счет сокращения периода протекания топлива, а также варьировать максимальными уровнями контактных напряжений и отрицательных ускорений на рабочих участках профиля кулачка.

Прототипом предлагаемого кулачкового привода топливного насоса является кулачковый механизм [2 стр. 127]

На фиг. 1 показан кулачковый привод с предложенным вариантом профиля кулачка; на фиг. 2 графики скоростей плунжера топливного насоса с предложенным вариантом профиля кулачка и прототипа.

Привод содержит ролик 1, взаимодействующий с толкателем 2 топливного насоса, и кулачок 3, выполненный за одно целое с распределительным валом 4.

Кулачок 3 содержит вогнутый участок АВ, выпуклый участок ВС основного нагнетания и дополнительный выпуклый участок СD, смежный концу участка основного нагнетания.

Приняты следующие обозначения (фиг. 1):

АВ вогнутый участок профиля кулачка;

ВС выпуклый участок основного нагнетания;

CD дополнительный выпуклый участок;

DЕ переходный участок от дополнительного участка к участку полного подъема ролика толкателя;

О центр вращения кулачка;

R1 радиус выпуклого участка основного нагнетания;

R2 радиус дополнительного выпуклого участка профиля кулачка;

кулачковый привод топливного насоса, патент № 2099577 угол поворота распределительного вала.

Сплошными линиями ABCDE (фиг. 2) изображен график скорости плунжера топливного насоса с предложенным вариантом профиля кулачка, а пунктирными линиями A"B"C"D", с профилем кулачка прототипа; vг.н. и кулачковый привод топливного насоса, патент № 2099577г.к. начало и конец геометрической подачи; кулачковый привод топливного насоса, патент № 2099577н.в. и кулачковый привод топливного насоса, патент № 2099577к.в. начало и конец действительного впрыска; кулачковый привод топливного насоса, патент № 2099577нзп начало закрытия иглы форсунки.

Преимущество кулачкового привода топливного насоса с предложенным вариантом профиля кулачка, по сравнению с прототипом, заключается в следующем.

1. В предложенном варианте с точки зрения эффективности процесса активного впрыска топлива кулачковый привод топливного насоса, патент № 2099577, последний происходит либо при возрастающей (участок ВС, фиг. 2), либо при постоянной (участок ВС) скорости плунжера, вместо уменьшающейся (участок B"C") скорости, как у прототипа.

2. Повышение средней скорости плунжера за счет введения дополнительного выпуклого участка CD профиля кулачка, позволяет также активизировать впрыск топлива за период фазы (кулачковый привод топливного насоса, патент № 2099577г.н. - кулачковый привод топливного насоса, патент № 2099577нзп.), имеющей место за счет разгрузки нагнетательной системы от давления отсечки в насосе до давления закрытия иглы форсунки и, тем самым, ускорить ее разгрузку и сократить период подтекания топлива (кулачковый привод топливного насоса, патент № 2099577г.н. - кулачковый привод топливного насоса, патент № 2099577к.в.).

3. Введение дополнительного участка CD профиля кулачка между участком ВС основного нагнетания и переходным участком DЕ, имеющим большую кривизну, позволяет в значительных пределах варьировать величиной радиуса R1 в зависимости от заданного уровня давления впрыска и приемлемых максимальных уровней контактных напряжений и отрицательных ускорений на рабочих участках профиля кулачка. Для профиля кулачка прототипа такое варьирование невозможно, так как уменьшение радиуса B"C" ведет к недопустимому уровню контактных напряжений на этом участке, а увеличение радиуса к высокому уровню отрицательных ускорений в месте перехода участка B"C" к участку C"D". Кроме того, как показывает совмещение графиков скоростей на фиг. 2, у профиля кулачка прототипа начало участка C"D", имеющего большую кривизну, попадает в зону высоких давлений разгрузки нагнетательной системы от давления отсечки, что может привести к недопустимому уровню контактных напряжений в начале участка C"D".

4. Оптимизацией величины радиуса R2 дополнительного выпуклого участка CD достигается как снижение уровня контактных напряжений на этом участке от давления разгрузки нагнетательной системы, так и обеспечение приемлемого уровня отрицательных ускорений на границе участков CD и DE.

5. При пониженных уровнях давлений впрыска топлива и частоты вращения распределительного вала, т.е. при уменьшении радиуса R1 участка ВС и увеличении радиуса R2 участка CD, график скорости принимает положение AB"C""E, при котором происходит наибольшая эффективность впрыска топлива за периоды общей продолжительности впрыска и разгрузки нагнетательной системы.

Применение кулачкового привода, изображенного на фиг. 1, позволяет за счет повышения эффективности впрыска топлива за период общей продолжительности впрыска и сокращения периода подтекания значительно повысить экономические показатели двигателя и обеспечить надежную работу механизма привода плунжера.

Сущность изобретения заключается в оптимизации радиуса R1 выпуклого участка ВС основного нагнетания, исходя из приемлемости максимального уровня контактных напряжений [3, стр.271] на этом участке, в соответствии с заданной величиной давления впрыска при условии, что прямолинейный участок ВС кривой скорости ABCDE имеет либо возрастающую, либо постоянную (участок В"С кривой скорости АВ"С""Е) скорость плунжера, а величина радиуса R2 дополнительного участка CD оптимизируется из условий повышения скорости плунжера на этом участке и приемлемости максимального уровня отрицательных ускорений [3, стр. 263] в месте перехода участка CD к участку DE.

Класс F02M39/00 Приспособления топливовпрыскивающей аппаратуры для двигателей внутреннего сгорания; приводы насосов

топливный насос -  патент 2347099 (20.02.2009)
стенд испытания топливной аппаратуры -  патент 2268390 (20.01.2006)
двигатель внутреннего сгорания -  патент 2158376 (27.10.2000)
топливный насос распределительного типа -  патент 2099578 (20.12.1997)
устройство подачи топлива на пусковые форсунки -  патент 2095613 (10.11.1997)
топливная система с агрегатными форсунками с гидравлическим приводом и электронным управлением и способ действия топливной системы -  патент 2087740 (20.08.1997)
система топливоподачи многоцилиндрового дизеля и насос- форсунка для нее -  патент 2087739 (20.08.1997)
топливный насос высокого давления -  патент 2071572 (10.01.1997)
топливный насос -  патент 2059863 (10.05.1996)
источник среднего регулируемого уровня давления топлива для аккумуляторной топливной системы -  патент 2059862 (10.05.1996)
Наверх