Регулируемый кулачково-роликовый привод

 

Изобретение позволяет расширить функциональные возможности по согласованию динамических и фазовых характеристик топливоподачи при регулировке. Привод содержит кулачок в виде корпуса (К) 1 и бандажа 2, размещенного на К 1 с регулируемым натягом и возможностью разворота. К 1 установлен с регулируемым натягом и возможностью радиального смещения на цапфе 3 опорного элемента 4 ведущего вала 5. На поверхности 6 цапфы 3 выполнены канавки 7, сообщенные каналом 8 с источником управляющего давления. Цапфа 3 установлена на валу 5 так, что в положении последнего, соответствующем верхней мертвой точке (ВМТ), направление ее ориентации составляет с направлением подъема ролика 9 угол, заданный в пределах (90°-φ<SB POS="POST">A</SB>)... (90°+φ<SB POS="POST">B</SB>), где φ<SB POS="POST">A</SB> и φ<SB POS="POST">B</SB> - замеренные относительно ВМТ фазовые углы опережения и отставания радиусов-векторов центрового профиля кулачка, соответствующие началу и концу рабочего участка, определенные при базовой настройке кулачка. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1537

{51)5 F 02 М 39 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ПЮТ СССР

1 (2 1) 4 19 1022/25-06 (22) 05 ° 02.87 (46) 23.01.90. Вюл. М 3 (71) Производственное объединение Врлнский машиностроительный завод им.В.И.Ленина" (72) И.В.Сычев, Ю.П.Коробков и Е.Г.Антропова (53) 621.43.835 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

K 1288413, кл. Р 16 Н 53/04, 1985.

2 (54) РЕГУЛИРУЕИЫИ КУЛАЧКОВО-РОЛИКОВЫЙ ПРИВОД (57) Изобретение позволяет расширить функциональные возможности по согласованию динамических и фазовых характеристик топливоподачи при регулировке. Привод содержит кулачок в виде корпуса (К) 1 и бандажа 2, размещенного на К 1 с регулируемым натягом и возможностью разворота. К 1 установлен с регулируемым натягом и возмож1537874

20

30

40

50

55 ностью радиального смещения на цапфе

3 опорного элемента 4 ведущего вала

5. На поверхности 6 цапфы 3 выполнены канавки 7, сообщенные каналом 8 с источником управляющего давления. Цап5 фа 3 установлена на валу 5 так, что в положении последнего, соответствующем верхней мертвой точке (BMT), направление ее ориентации составляет

Изобретение относится к машиност-. роению и может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем обеспечения воэможности оптимизации средней объемной скорости нагнетания (СОСИ) топлива в двигатель внутреннего сгорания и угла геометрического начала нагнетания (УГНН) при одновременном уменьшении протяженности рабочего участка профиля кулачка, а следовательно, его габаритов.

На фиг.1 показан привод с тангеициальным рабочим профилем при базовой настройке кулачка и положении ведущего вала, соответствующем верхней мертвой точке (ВКТ) двигателя, на фиг.2 — рабочий участок центрового профиля (ЦП) кулачка в базовой позиции (поле А) и зона смещений позиции центра вращения 0 кулачка на плоскости его ЦП (поле Б); на фиг.3 — изменение положения рабочего участка

ЦП в плоскости вращения при регулировании.

На фиг.1-3 даны следующие буквенные обозначения: à-b — рабочий участок ЦП, соответствующий максимальному диапазону регулировок активного хода плунжера топливного насоса; с — некоторая средняя точка участка а-Ь; 0— центр вращения кулачка при работе; направление вращения кулачка при работе; Š— кольцевая зона в плоскости вра ",ения кулачка, соответствующая расположению профиля а-Ь при фазовой настройке кулачка; BNT — направление радиуса-вектора, соответствующее BMT двигателя; I и „- радиусвектор и угол опережения его по отношению к ВИТ для точки а начала рабочего участка ЦП при базовой настройс направлением подъема ролика 9 уг<;.:, заданный в пределах (90 — g )...(70":+ 4 ), где „ и Ь вЂ” замеренные относительно ВМТ фазовые углы опережения и отставания радиусов-векторов ценгрового профиля кулачка, соответствующие началу и концу рабочего участка, определенные при базовой настройке кулачка. 3 ил. ке кулачка; и с 1 - радиус-вектор и угол отставания его по отношению к ВМТ для точки Ь конца рабочего участка ЦП при базовой настройке кулачка; Т, Ть, Т вЂ” тангенциальные направления для соответствующих точек

IgI; г., t1„ t — соответствующие указанным выше тангенциальным направлениям направления поступательного смещения центра вращения в поле ЦП; Т и t — соответствующие векторы смещений; д — величина поступательного смещения кулачка; v — СОСН топлива;

Х вЂ” направление цапфы; Y — направление подъема ролика; — угол между направлением цапфы и направлением подъема ролика при положении ведущего вала, соответствующем BNT Z „ — активная зона в плоскости вращения кулачка, соответствующая диапазону поступательных перемещений центра ролика для геометрически активной части хода плунжера топливного насоса на номинальном реж""е " г г н точка ЦП, соответствующая началу «агнетания, радиус-вектор начала нагнетания и УГНН соответственно; г. 1с точка ЦП и радиус-вектор, соответствующие концу нагнетания j — центр разворота бандажа на корпусе кулачка;

8 — угол разворота бандажа.

Привод содержит кулачок, выполненный в виде корпуса 1 (состоящего в частном случае из двух частей) и бандажа 2, размещенного на корпусе 1 с регулируемым натягом и возможностью разворота. Корпус 1 установлен с регулируемым натягом с возможностью радиального смещения на цапфе 3 опорного элемента 4 ведущего вала 5, На поверхности 6 цапфы 3 выполнены канавки 7, сообщенные каналом 8 с источником управляющего давлений высокого уровнй системы гидропрессовой;

1537874 разблокировки сопряжения корпуса 1 и цапфы 3.

Цапфа 3 расположена на опорном элементе 4 так, что в положении ве5 дущего вала 5, соответствующем ВМТ такта сжатия двигателя, направление

Х ее ориентации составляет с направлением Y подъема ролика 9 угол заданный в пределах (90 — )...(90 + 10

-+с )

Привод имеет средство блокировки разворота корпуса 1 на цапфе 3, выполненное в виде пл lcTHH 10, установленных на опорном элементе 4 с возможностью скользящегo контактирования с поверхностями 11 корпуса 1.

На фиг.1 показано частное выполнение кулачка для случая, когда опор— ный элемент 4 снабжен второй цапфой о

12, с которой корпус 1 кулачка сопряжен без натяга, При этом в корпусе

1 со стороны торцов цапф 3 и 12 образованы рабочие полости 13 и 14, а на корпусе 1 выполнены наружные ка- 25 налы 15 и 16, сообщенные каналами

17 и 18 с системой подачи рабочей среды.

На фиг.2 на поле А показано положение рабочего участка а-b ЦП в плос- зп кости вращения при принятой в качестве базовой некоторой средней настройке кулачка, а также показаны направления Т» ТЬ и Т с» тангенциальные по отношению к точкам а, Ъ и с

ЦП, т.е. проведенные под углом 90

Рам j7à рЬ H ус укаэанных точек.

При смещении кулачка в диапазоне направлений Тс,-ТЬ, чему соответству- 4р ет расположение цапфы 3 под заданным углом, рабочий участок а-b перемещается преимущественно в пределах кольцевой зоны Е, соответствующей расположению этого участка в поле вра- 45 щения при базовой настройке, а участок n-k (фиг.3), соответствующий периоду нагнетания, созраняет свою локализацию в пределах рабочего участка а-Ъ. Тем самым ограничивается необходимая протяженность рабочего участка при обеспечении заданного изменения крутизны подъема профиля рабочего участка в плоскости вращения в процессе регулировки кулачка.

Построение на поле Б фиг.2 иллюстрирует возможности регулировочного сдвига по изменению COCH.

Здесь штриховкои помечены зоны смещения позиции центра вращения 0 кулачка на плоскости ЦП, которые соответствуют сдвижке кулачка в диапазоне направлений T -T < (при этом следует иметь в виде, что поля A и Б отс браж скт принципиально разные плоскости. !1оскольку при сдвижке кулачка1 плоскость ЦП перемещается совместно с профилем, то вектор смещения центра 0 в поле III!, например t оказывается ориентированным встречно соответствующему вектору Т смещения кулачка в плоскости вращения).

На лоле Б показаны также пунктирные кривые v = idem, 1,33 v = idem u

2,0 . = idem, представляющие на поле

IIJI кулачка геометрические места положений центра вращения, удовлетворяющих постоянству СОСН на уровнях, соответствующих номинальному режиму при базовой настройке кулачка и настройках его с повышенными С0СН соответст венно в 1,33 и 2 раза. Эти кривые получены как траектории, описываемые вершиной скользящего своим основанием по ЦП иэопараметрического треугольника, имеющего фиксированный угол при вершине со сторонами, образованными радиусами-векторами ЦП, соответствующими геометрическим началу и концу нагнетания на номинальном режиме при базовой настройке кулачка или настройках его, соответствующих заданному повышению уровня СОСН, а основание является хордой ЦП, проведенной через вершины указанных векторов. Таким треугольником для базовой настройки является треугольник Unk (фиг.3).

Направление смещений позиции центра вращения, выбранные в диапазоне направлений t -t1„ пересекают эти кривые под достаточно крутым углом, что свидетельствует о приемлемости таких смещений с точки зрения эффективности регулировки С0СН.

Привод работает следующим образом.

При работе двигателя вращение ведущего вала 5 передается кулачку, который, воздействуя на ролик 9, осуществляет перемещение плунжера топливного насоса. При необходимости в регулировке привода его перенастройку осуществляют в следующей последовательности: раэблокируют сопряженные цапфы 3 с корпусом 1 кулачка путем подачи рабочей среды под давлением

1537874 к поверхности Ь цап11>ы 3 через Ttl»taT!

8 и канавки 7, Канал 18 сообщают с «тмосфсрой; канал 17 сообщают с ItcTo÷íèêotl рабо5 чей среды под давлением низкого уровня и в процессе заполнения рабочей полости 13 при одновременном дренпровашш рабочей TIQJIocTII 14 осуществляют перемещение кулачка (вправо) вдоль цапф 3 и 12 на величину р3, соответствующую заданной степени изменения уровня СОСИ; прекращают подачу оначала рабочей среды к каналу 17, а затем к каналу 8, блокируя положение кулачка относительно цапфы 3; ка,налы 17 и 18 одновременно сообщают с источником рабочей среды под давлением среднего уровня, разблокируя сопряжение бандажа 2 с корпусом 1 кулачка разворачивают бандаж относительно корпуса кулачка (в направлении, встречном по отношению к перемещению рабочего участка а-Ь ЦП кулачка при смещении его по цапфам) на заданный угол 25

6, соответствующий необходимому значению УГНН для нового уровня СОСИ; восстанавливают блокировку бандажа 2 относительно корпуса 1, раэобщая каналы 17 и 18 с источником рабочей среды.

Фиг.3 иллюстрирует изменение полокения профиля рабочего участка относительно активной эоны Z „ 1, в процессе регулировки в случае сохраненияУГНН неизменным.

При этом рабочий участок иэ исходной позиции (кривая I) в результате поступательного смещения и вдоль направления Тс по траектории сс пе 40 ремещается в промежуточную позицию, показанную пунктиром, и далее, в результате последующего разворота бандажа 2 на угол 8 смещается в обРатном направлении rlo ду1 е c c" zt 45 занимает первую иозицшо (кривая II) с более крутым положением относительно зоны Z „1, вследствие чего угол продолжительности нагнетания заданной цикловой порции топлива умень111ается (oT Lf „ö до Lp„„-„) и conòTçåòcòвенно увеличивается СОСИ.

Постоянству У1 НН соответствует разворот бандажа на угол, при котором кривая II пересекает кривую I

55 в точке и, соответствующей началу нагнетания при исходной настройке. 1101 сле OIIIIC,!IT!IOII рс T 131т1ро13к1 Ilnl!11й у l i T— ток наг11ета1111я, 0110113етствую11111й тнв11ому > T,äó 1131у11л;ер13, т.е. =01 е

7, находится 11а гроф ше в преце11лх Ii. 1 3 прежнего участ1;а ll 1 . (по зинин и

13 результ» г 1113nтяжен1ьость рабочего участка уTICTII>ll!ается II соответственно умеl! I шаю lс.,lя габариты 1,31;3 1— ка zl полный ход и:1унжера насоса.

11спользоваш1е привода для управЛЕНИЯ ТОПЛИВНЫМ НаСОСОМ ДВИГ;lтсЛЕй внутреннего сгорания 13озвсчяет обеспечить I3sa»TIIIytn ottrll!»t ali»;о СОСИ и

УГНН, повысить степень ун111111111ации топливной аппаратуры для раз;и 1ш,1х модификаций двиг;1те3111 и облегчить конвертац11ю -;IIIII ателя к работе н;1 альтернативных тепли13ах.

Ф о р м у л а и з 0 б р е т е и Il sl

Регулируемый кулачково-роликовый привод, содержа111и11 ведущий вал с опорным элементом, имеющим цилиндрическую цапфу, ориентированну11 попереч110 ,валу, и кулачок, установленный на цапфе с регупируем IT.I II HT ot! II I3oэ можностью регулировочно-уста1 ово 1ного смеце11ия вдоль последней, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения функпиональных возможно1— тей путем обеспечения возможности оптимизации средней объемной скорости нагнетания топлива в двигатель внутреннего сгорания и угла геометрического начал l нагнетания при одновременном уменьшешш протяженности рабочегo участка профиля кулачка„ а следовательно, его габаритов, кулачок выполнен в виде корпуса и наружного бандажа, размещенного на корпусе с регулируемым натягом и воэможностью разворота относительно KopTIvcQ> а цапфа опорного ..элемента установлена на валу так, что в положении последнего, соответствующем верхней мертвой точке такта сжатия двигателя, направление ее орие11тации составляет с направлением подъеме ролика угол,, заданный1 в пределах (90- <<)...(90+If/, где и 1.p b 33MBpe ITII! Ie относительно верхней мертвой точки фаэовые углы опорежеш1я

1 и отставания радиусов-векторов пентрового профиля кулачка, соответствующие началу и ко11цу рабочего участка, определенные при базовой настро11ке кулачка.

1537874

Цп т

Тд

Рис. Ю

Составитель В.Анфимов

Текред Л. Сердюкова Корректор Т.Палий

Редактор Е.Папп

Заказ 155 Тираж 435 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Проиэводствепно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101