насосная секция топливного насоса высокого давления дизеля

Формула изобретения

Насосная секция топливного насоса высокого давления дизеля, содержащая плунжер, втулку плунжера, корпус нагнетательного клапана с нагнетательным клапаном и пружиной, штуцер, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит компенсационную полую шайбу, размещенную между корпусом нагнетательного клапана и штуцером, давление топлива через отверстие в компенсационной полой шайбе передается во внутреннюю тороидальную полость компенсационной шайбы, под действием этого давления торцевые поверхности компенсационной полой шайбы деформируются, увеличивая контактные усилия в торцевых уплотнениях.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к топливной аппаратуре дизелей.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является насосная секция топливного насоса высокого давления дизеля, содержащая плунжер, втулку плунжера, корпус нагнетательного клапана с нагнетательным клапаном и пружиной, штуцер (Автомобильные двигатели: Рабочие циклы. Показатели и характеристики. Методы повышения эффективности энергопреобразования / В.Р.Бурячко, А.А.Гук. - Спб.: НПИКЦ, 2005. - стр.252-254).

Известное техническое решение не обеспечивает требуемую долговечность и надежность работы насосной секции топливного насоса высокого давления. Для обеспечения герметичности торцевого уплотнения между втулкой плунжера и корпусом нагнетательного клапана необходимо создание монтажных уплотняющих усилий. При этом затяжка секции должна быть тем больше, чем выше максимальное давление топлива в надплунжерном пространстве, которое создается при работе насоса. В большей степени интенсивность отказов зависит от монтажных деформаций прецизионных элементов, возникающих при сборке насосных секций топливного насоса высокого давления. С увеличением усилия затяжки сверх нормативных значений интенсивность изнашивания пары втулка - плунжер может возрасти более чем в три-четыре раза, а при определенных значениях приводит к заклиниванию плунжера и выходу из строя насосной секции или насоса в целом. Это снижает надежность топливной аппаратуры и дизеля в целом. Обеспечивая герметичность торцевого уплотнения исходя из условий максимального давления топлива в надплунжерном пространстве, следует иметь в виду, что такие режимы работы топливной аппаратуры составляют всего 8-12% времени, а учитывая нелинейность характеристики впрыскивания и обратный ход плунжера доля режимов, где необходимы предельные усилия для уплотнения, достаточно малы.

Технический результат направлен на повышение надежности и долговечности работы прецизионных пар топливного насоса высокого давления дизелей.

Технический результат достигается тем, что насосная секция топливного насоса высокого давления дополнительно содержит компенсационную полую шайбу, размещенную между корпусом нагнетательного клапана и штуцером, давление топлива через отверстие в компенсационной полой шайбе передается во внутреннюю тороидальную полость компенсационной шайбы, под действием этого давления торцевые поверхности компенсационной полой шайбы деформируются, увеличивая контактные усилия в торцевых уплотнениях. Давление топлива в полости компенсационной шайбы, а следовательно, и деформации ее торцевых поверхностей зависят от давления топлива, создаваемого плунжером. Предварительные уплотняющие усилия для обеспечения торцевых уплотнений создаются с помощью затяжки штуцера только для режимов малых нагрузок, а их дальнейшая величина зависит от давления топлива, которое приводит к деформации торцевых поверхностей компенсационной полой шайбы и изменению уплотняющих усилий в торцевых уплотнениях. Таким образом, максимальная величина деформации втулки плунжера, влияющая на износ прецизионной пары, возможна только на режимах номинальных частот вращения коленчатого вала дизеля и цикловых подач топлива в области максимального давления топлива.

Отличительными признаками от прототипа является то, что насосная секция топливного насоса высокого давления дополнительно содержит компенсационную полую шайбу, размещенную между корпусом нагнетательного клапана и штуцером, давление топлива через отверстие в компенсационной полой шайбе передается во внутреннюю тороидальную полость компенсационной шайбы, под действием этого давления торцевые поверхности компенсационной полой шайбы деформируются, увеличивая контактные усилия в торцевых уплотнениях.

Сопоставительный анализ заявляемого решения и выбранного в качестве прототипа показывает, что предлагаемые мероприятия позволяют повысить надежность и долговечность прецизионной пары насосной секции топливного насоса высокого давления двигателя путем введения компенсационной полой шайбы, позволяющей исключить постоянно высокие деформации втулки плунжера.

На чертеже приведена насосная секция топливного насоса высокого давления дизеля.

Насосная секция дизеля установлена в корпусе топливного насоса высокого давления 8 и содержит штуцер 1, пружину нагнетательного клапана 2, корпус нагнетательного клапана 3, нагнетательный клапан 4, компенсационную полую шайбу 5, втулку плунжера 6, плунжер 7.

Система работает следующим образом.

При работе системы в надплунжерной полости под действием перемещающегося плунжера 7 создается давление топлива Р_т . При давлении топлива, превышающем усилие пружины нагнетательного клапана 2, нагнетательный клапан 4 поднимается вверх. Давление топлива в полости за нагнетательным клапаном 4 повышается и через отверстие в компенсационной полой шайбе 5 передается во внутреннюю тороидальную полость компенсационной шайбы. Под действием этого давления торцевые поверхности компенсационной полой шайбы деформируются, увеличивая контактные усилия в торцевых уплотнениях: втулка плунжера 6 - корпус нагнетательного клапана 3, корпус нагнетательного клапана 3 - компенсационная полая шайба 5, компенсационная полая шайба 5 - штуцер 1. Величина деформации торцевой поверхности компенсационной полой шайбы, а следовательно, уплотняющие усилия зависят от давления топлива, то есть от режима работы дизеля. Чем выше частота вращения коленчатого вала дизеля и нагрузка, тем большие давления топлива развивает насосная секция топливного насоса высокого давления, а следовательно, выше уплотняющие усилия на торцевых уплотнениях от компенсационной полой шайбы. Усилие предварительной затяжки штуцера 1 предотвращает утечки топлива через торцевые уплотнения на режимах с малыми давлениями топлива, когда деформации компенсационной полой шайбы 5 невелики.

При отсечке давление в полости за нагнетательным клапаном 3 резко падает, и силы упругости возвращают компенсационную полую шайбу к первоначальной форме. При этом избыток топлива из полости тороидальной полости шайбы перетекает в топливопровод, повышая остаточное давление в системе топливоподачи.

Таким образом, предложенное решение позволяет повысить надежность и долговечность работы прецизионной пары насосной секции топливного насоса высокого давления благодаря введению компенсационной полой шайбы, расположенной между корпусом нагнетательного клапана и штуцером для снижения деформаций втулки плунжера при работе насоса.