распределительный топливный насос высокого давления для двигателей внутреннего сгорания

Формула изобретения

1. Распределительный топливный насос высокого давления для двигателей внутреннего сгорания, содержащий приводимый во вращение приводным валом 9 кулачковый привод, при вращении которого насосный поршень посредством обкатывающегося по дорожке 39 кулачка роликового толкателя 35 в расположенной радиально приводному валу в роторе 1 цилиндрической расточки совершает возвратно-поступательное движение, причем в радиальной приводному валу плоскости в роторе предусмотрены по меньшей мере две пересекающие друг друга цилиндрические расточки, в каждой из которых расположены два противоположных друг другу насосных поршня, которые ограничивают общую, соединяемую попеременно с камерой низкого давления 23 и топливопроводом высокого давления 19 рабочую камеру 33 насоса, движутся во время хода нагнетания внутрь и осевая длина которых рассчитана так, что первая проходящая в первой цилиндрической расточке 25 более длинная пара 27 насосных поршней во время хода нагнетания погружается во вторую направляющую вторую пару 31 насосных поршней цилиндрическую расточку 29, более короткие насосные поршни 31 которой, направляемые ею, в своем положении максимального хода нагнетания не пересекают первую цилиндрическую расточку 25, отличающийся тем, что насосные поршни 31 второй более короткой пары насосных поршней имеют каждый упор на выступающих из второй цилиндрической расточки 29 концах, который ограничивает их максимальную глубину погружения в цилиндрическую расточку 29 в направлении рабочей камеры 33 насоса.

2. Насос по п.1, отличающийся тем, что более короткие насосные поршни 31 прилегают своим упором каждый к осевой торцевой стенке 49 направляющей из цилиндрической расточки 29, прежде чем их торец со стороны рабочей камеры насоса войдет в зону другой цилиндрической расточки 25.

3. Насос по п.1, отличающийся тем, что упор на выступающем из второй цилиндрической расточки 29 конце коротких насосных поршней 31 выполнен в виде буртика, образованного увеличением сечения, который взаимодействует с осевой торцовой стенкой 49 второй цилиндрической расточки.

4. Насос по п.1, отличающийся тем, что упор на выступающем из второй цилиндрической расточки 29 конце коротких насосных поршней 31 образован предохранительным кольцом 45, которое расположено в кольцевой канавке 47 на коротком насосном поршне 31 и взаимодействует с осевой торцовой стенкой 48 второй цилиндрической расточки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение касается распределительного топливного насоса высокого давления для двигателей внутреннего сгорания согласно ограничительной части п. 1 формулы. У такого известного из европейского патенте N 0382388 распределительного ТНВД приводной вал приводит во вращение расположенный в корпусе ротор, в котором в радиальной плоскости относительно приводного вала расположены две проходящие каждая в цилиндрической расточке пары насосных поршней. Выполненные в общей радиальной плоскости ротора цилиндрические расточки пересекаются при этом под прямым углом, так что отдельные насосные поршни своими направленными радиально внутрь торцами ограничивают общую рабочую камеру насоса на участке пересечения цилиндрических расточек. Насосные поршни движутся своими выступающими из цилиндрических расточек концами посредством роликового толкателя по неподвижной дорожке расположенного в корпусе кулачкового кольца, так что при вращении ротора они совершают возвратно-поступательный ход, причем во время направленного радиально наружу хода всасывания они обеспечивают связь цилиндрической расточки с идущей от камеры низкого давления питающей линией, закрываемой затем насосными поршнями на последующем ходе нагревания. Топливо, сжатое во время хода нагнетания в общей рабочей камере насоса, попадает затем по каналу высокого давления в роторе к радиально отходящей от него распределительной расточке, которая во время вращения ротора совпадает с отдельными нагнетательными трубопроводами высокого давления к местам впрыска.

Пары насосных поршней в обеих цилиндрических расточках выполнены при этом так, что более длинная, расположенная в первой цилиндрической расточке поршневая пара своим обращенным к рабочей камере насоса концом входит во вторую цилиндрическую расточку, а расположенная в ней более короткая поршневая пара не достигает первой цилиндрической расточки даже в положении своего максимального хода нагнетания.

При этом известный распределительный ТНВД имеет тот недостаток, что одинаковый для всех насосных поршней ход кулачка должен быть меньше половины диаметра выполненных такой же величины цилиндрических расточек. Это необходимо тем, чтобы длинные поршни входили во вторую цилиндрическую расточку даже в положении своего максимального хода всасывания и чтобы исключить самопроизвольное смещение более коротких поршней между длинными поршнями при выключенном ДВС и лишенной давления рабочей камере насоса, поскольку иначе при работе распределительного ТНВД это приводит к его механическому разрушению.

Таким образом, ход нагнетания насосных поршней имеет конструктивные пределы, которые ограничивают мощностные параметры всего насоса.

Распределительный ТНВД согласно изобретению с отличительными признаками п. 1 формулы имеет по сравнению с известным то преимущество, что за счет упора на выступающем из цилиндрической расточки конце более коротких насосных поршней можно надежно исключить их непроизвольное проскальзывание в цилиндрическую расточку между длинными насосными поршнями.

Таким образом, для длинных насосных поршней отпадает необходимость постоянного погружения в цилиндрическую расточку с короткими насосными поршнями, так что ход кулачка для большего хода нагнетания может быть больше половины диаметра цилиндрической расточки. Это увеличение хода нагнетания может быть при этом предпочтительным образом преобразовано в более высокое давление впрыска или большую цикловую подачу.

Упор на коротких насосных поршнях расположен при этом предпочтительным образом так, что допускает их погружение в направляющую их цилиндрическую расточку до тех пор, пока их обращенный к рабочей камере насоса торец почти вплотную не приблизится к второй цилиндрической расточке, благодаря чему достигается большая величина хода нагнетания. При этом упор на коротких насосных поршнях можно простым образом выполнить в виде буртика или предохранительного кольца в кольцевой канавке на теле коротких поршней, которые тогда простым образом взаимодействуют с торцовой стенкой цилиндрической расточки.

Другие преимущества и предпочтительные усовершенствования объекта изобретения приведены в описании, на чертеже и в формуле.

Сущность изобретения поясняется ниже чертежами, на которых показано:

Фиг. 1 - продольный разрез части распределительного ТНВД согласно изобретению; фиг. 2 - первый пример исполнения предохранителя насосного поршня посредством буртика в разрезе на фиг. 1; фиг. 3 - второй пример исполнения предохранителя насосного поршня посредством предохранительного кольца в аналогичном фиг. 2 изображении.

У упрощенно изображенного на фиг. 1 распределительного ТНВД поршнеобразный ротор 1 установлен с возможностью вращения вокруг своей оси в цилиндрической расточке 2 цилиндрической направляющей 5, прочно соединенной с корпусом 3 насоса. Ротор 1 имеет на одном конце часть 7 большего диаметра, которая соединена с приводным валом 9, приводимым во вращение синхронно с частотой вращения ДВС, и в которой в общей, проходящей радиально к оси ротора 1 плоскости выполнены две пересекающиеся под прямым углом сквозные расточки 11.

От этих сквозных расточек 11 и оси ротора 1 отходит нагнетательный канал 13, который содержит обратный клапан 15 и конец которого переходит в радиальную распределительную расточку 17. В радиальной плоскости, в которой выполнена эта распределительная расточка 17, направляющая 5 имеет топливопроводы высокого давления 19, направленные от цилиндрической расточки 2 к отдельным местам впрыска топлива ДВС. При этом топливопроводы высокого давления 19 расположены в соответствии с числом питаемых мест впрыска на соответствующем расстоянии друг от друга по окружности направляющей 5.

Далее между обратным клапаном 15 и сквозными расточками 11 в роторе 1 предусмотрена радиально отходящая от нагнетательного канала 13 питающая расточка 21, соединяемая с подводящим топливопроводом 23 в роторе 1, который, в свою очередь, присоединен к управляемому предпочтительно электромагнитными клапаном, содержащему топливоподкачивающий насос топливонагнетательному трубопроводу из образующего камеру низкого давления топливного бака.

Радиальные сквозные расточки 11 в части 7 ротора большего диаметра выполнены в виде цилиндрических расточек, в которых расположено по два противоположных друг друга и работающих навстречу друг другу насосных поршня (фиг. 2, 3). При этом первая цилиндрическая расточка 25 принимает первую, длинную по своей осевой протяженности пару 27 насосных поршней, которые выполнены такими длинными, что во время направленного радиально внутрь хода нагнетания они доходят почти до зоны второй цилиндрической расточки 29, пересекающей первую. В этой второй цилиндрической расточке расположена вторая более короткая пара 31 насосных поршней, которые выполнены так, что даже в положении максимального хода нагнетания они не доходят до зоны первой цилиндрической расточки 25. Своими направленными радиально внутрь торцами насосные поршни 27, 31 ограничивают общую рабочую камеру 33 насоса в цилиндрических расточках 25, 29, которая через нагнетательный канал 13 соединяется с топливопроводами высокого давления 19 и подающим топливопроводом 23.

Своими направленными радиально наружи концами насосные поршни 21, 31 упираются в роликовый толкатель 35, ролик 37 которого обкатывается по дорожке 39 лежащего в радиальной плоскости расположенного в корпусе 3 насоса кулачкового кольца 41. При работе распределительного ТНВД насосные поршни 27, 31 прижаты наружу к роликовым толкателям 35 за счет центробежной силы. При выключении насоса насосные поршни 27, 31 могут в зависимости от положения ротора самопроизвольно перемещаться в цилиндрических расточках 25, 29. Для того чтобы надежно исключить соскальзывание короткого насосного поршня 31 между длинными насосными поршнями 27 в зону первой цилиндрической расточки 25, короткие насосные поршни 31 имеют на своих радиально выступающих из второй цилиндрической расточки 29 концах упор, взаимодействующий с соответствующей осевой торцовой стенкой 49 цилиндрической расточки 29. Этот упор в изображенном на фиг. 2 первом примере исполнения выполнен в виде буртика 43, образованного увеличением сечения.

У изображенного на фиг. 3 второго примера исполнения осевой концевой упор на коротких насосных поршнях 31 образован предохранительным кольцом 45, которое расположено в кольцевой канавке 47 на выступающем из цилиндрической расточки 29 конце коротких насосных поршней 31 и также взаимодействует с осевой торцовой стенкой 49 цилиндрической расточки 29.

Это ограничение максимальной глубины погружения, которая по меньшей мере равна максимальному ходу кулачка или ходу нагнетания, позволяет при этом рассчитать ход нагнетания так, чтобы длинные насосные поршни 27 своими концами со стороны рабочей камеры могли выйти из второй цилиндрической расточки 29 без непроизвольного проскальзывания между ними коротких насосных поршней 31.

Распределительный ТНВД согласно изобретению работает следующим образом.

У неработающего насоса насосные поршни 27, 31 при лишенной давления рабочей камере 33 находятся в зависимости от положения ротора в неопределенных позициях, которые могут быть также соответствующими положениями максимального хода. С началом работы насоса приводной вал 9 приводит ротор 1 во вращение, вследствие которого центробежная сила прижимает насосные поршни 27, 31 к роликовым толкателям 35, которые, в свою очередь, обкатываются по дорожке 39 и приводят таким образом насосные поршни 27, 31 в возвратно-поступательное движение в цилиндрических расточках 25, 29.

Топливо, сжатое во время хода нагнетания насосных поршней 27, 31 в рабочей камере 33 насоса, подается по нагнетательному каналу 13 и через обратный клапан 15 к распределительной расточке 17, откуда оно при прохождении через отдельные топливопроводы высокого давления 19 попадают к соответствующим местам впрыска. Подающий трубопровод 23 от камеры низкого давления к моменту нагнетания под высоким давлением закрыт, причем это закрывание может происходить посредством расположенного в подающем трубопроводе 23 электромагнитного клапана или посредством выхода питающей расточки 21 из перекрытия с подающей расточкой 23.

Окончание нагнетания под высоким давлением регулируется повторным обеспечением соединения между питающим трубопроводом 21 и подающим топливопроводом 23. При этом находящееся под высоким давлением остаточное топливо сначала течет обратно в камеру низкого давления, прежде чем во время хода всасывания насосных поршней 27, 31 произойдет повторное заполнение рабочей камеры 33, причем обратный клапан 15 обеспечивает постоянное устойчивое давление в распределительной расточке 17 и топливопроводах высокого давления 19.

При этом с помощью распределительного ТНВД согласно изобретению можно без больших конструктивных затрат увеличить ход нагнетания насосных поршней в зависимости от данных требований до значения, при котором аксиально более длинная пара насосных поршней выходит из направляющей более короткую пару насосных поршней цилиндрической расточки.