Плунжерная пара

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системе подачи топлива в дизель. Изобретение позволяет уменьшить протечки топлива в плунжерной паре в процессе топливоподачи, стабилизировать цикловую подачу и увеличить срок эксплуатации плунжерной пары. Плунжерная пара насоса высокого давления содержит втулку с двумя наполнительными симметричными отверстиями, выполненными по касательной к внутренней поверхности втулки и соединенными с полостью низкого давления, расположенной в головке насоса, отсечное отверстие и плунжер с осевым и радиальным отверстиями, управляющими канавками, взаимодействующими с отсечным отверстием, на плунжере выполнена кольцевая проточка, соединенная при помощи радиальных и осевого отверстий с надплунжерной полостью, а наполнительные отверстия направлены по касательной к кольцевой проточке на плунжере, при этом наполнительные отверстия расположены под отсечным отверстием. Новым является то, что плунжер снабжен дополнительным каналом, сообщающимся с впускным отверстием втулки плунжера и с надплунжерным пространством, причем дополнительный канал на выходе в надплунжерное пространство снабжен клапаном и клапан выполнен в виде шарика. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в топливоподающих насосах дизелей.

Из известных наиболее близкой к заявляемому по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является плунжерная пара, содержащая втулку с двумя наполнительными симметричными отверстиями, выполненными по касательной к внутренней поверхности втулки и соединенными с полостью низкого давления, расположенной в головке насоса, отсечное отверстие во втулке и плунжер с осевым и радиальным отверстиями, управляющими канавками, взаимодействующими с отсечным отверстием. С целью равномерного износа поверхности плунжера и втулки на плунжере выполнена кольцевая проточка, соединенная при помощи радиальных и осевого отверстий с надплунжерной полостью, а наполнительные отверстия направлены по касательной к кольцевой проточке на плунжере, при этом наполнительные отверстия расположены под отсечным отверстием (Патент РФ №2312247 C1, F02M 59/44, заявл. 27.03.2006, опубл. 10.12.2007, БИ №34).

К недостаткам данной плунжерной пары можно отнести то, что при работе плунжерной пары в процессе топливоподачи топливо под высоким давлением поступает через осевое и радиальное отверстия в зону наполнительного отверстия, а в этой зоне отмечается наибольший износ прецизионных поверхностей втулки и плунжера. В результате этого увеличиваются протечки топлива и снижается цикловая подача, что приводит к падению мощности дизеля. По мере увеличения износа протечки возрастают.

Задачей изобретения является снижение износа плунжерной пары, повышение стабильности цикловой подачи за счет исключения перетекания топлива под высоким давлением в зону наполнительных отверстий в процессе впрыскивания и уменьшение протечек топлива в плунжерной паре.

Задача решается за счет того, что плунжерная пара содержит втулку с двумя наполнительными симметричными отверстиями, выполненными по касательной к внутренней поверхности втулки и соединенными с полостью низкого давления, расположенной в головке насоса, отсечное отверстие во втулке, расположенное выше наполнительных отверстий, и плунжер с осевым и радиальным отверстиями, управляющими канавками, взаимодействующими с отсечным отверстием, кольцевой проточкой, соединенной при помощи радиальных и осевых отверстий с надплунжерной полостью, наполнительные отверстия расположены выше отсечного, плунжер снабжен дополнительным каналом, сообщающимся с впускным каналом втулки плунжера и с надплунжерным пространством, причем дополнительный канал на выходе в надплунжерное пространство снабжен клапаном и клапан выполнен в виде шарика.

Чертежи, поясняющие изобретение:

Фиг.1 - плунжерная пара (продольный разрез).

Фиг.2 - разрез А-А фиг.1.

Заявляемая плунжерная пара топливного насоса высокого давления дизеля содержит втулку 1 с симметричными наполнительными отверстиями 2, подводящими топливо из полости низкого давления головки насоса (не показана). Ниже наполнительных отверстий во втулке 1 выполнено отсечное отверстие 3, соединенное с отсечной полостью насоса (не показано). Во втулке 1 размещен плунжер 4 с осевым 5 и радиальным 6 отверстиями и управляющими канавками 7 с кромками 8 и кольцевой проточкой 9. В плунжере выполнены два последовательно расположенных канала 10, 11 и радиальное отверстие 12, соединенное с кольцевой проточкой 9.

На выходе из канала 10 установлен клапан 13. Клапан 13 выполнен в виде шарика, на который воздействует пружина 14. Вторым опорным витком пружина 14 взаимодействует с втулкой 15, в которой выполнено отверстие 16. Канал 11 выполнен большего диаметра для размещения клапана 13. Диаметр канала 11 выбирается таким, чтобы зазор между стенками канала и клапаном обеспечивал соответствующую максимальную цикловую подачу.

Заявленная плунжерная пара для насоса высокого давления дизеля работает следующим образом. При перемещении плунжера вниз под действием пружины (не показано) и совмещении отверстий 2 втулки плунжера с проточкой 9 топливо из полости низкого давления насоса поступает по отверстиям 2 в кольцевую проточку 9. При этом благодаря взаимному смещению осей отверстий 2 в разные стороны относительно оси втулки обеспечивается вращательное движение топлива в кольцевой проточке и лучшее ее заполнение топливом. При этом механические примеси, находящиеся в топливе, под действием центробежных сил перемещаются к внешней стороне проточки, что во многом исключает попадание их в надплунжерное пространство. Далее топливо под давлением, равным давлению в головке насоса, через радиальное отверстие 12 и канал 10 преодолевает усилие пружины 14, открывает клапан 13 и поступает по каналу 11 через отверстие 16 во втулке 15 в надплунжерное пространство.

После прохождения плунжером нижнего положения он начинает перемещаться вверх под воздействием кулачкового вала. Как только произойдет разъединение кольцевой проточки 9 с наполнительными отверстиями втулки плунжера 2, начинается повышение давления топлива в надплунжерной полости. Клапан 13 под действием пружины и давления топлива садится на седло и исключает перетекание топлива из надплунжерной полости высокого давления в зону впускного отверстия, где отмечается наибольший износ, в результате чего уменьшаются протечки топлива и стабилизируется цикловая подача.

По достижении давления топлива, равного давлению начала подъема иглы форсунки, происходит впрыскивание топлива в цилиндр дизеля. При дальнейшем движении плунжера вверх и совмещении управляющих кромок 8 канавок 7 с отсечным отверстием втулки плунжера 3 надплунжерная полость соединяется с отсечной полостью насоса, происходит отсечка и подача топлива прекращается.

Таким образом, за счет исключения попадания топлива под высоким давлением в зону наибольшего износа прецизионных поверхностей плунжерной пары исключаются протечки топлива в процессе топливоподачи, такая организация процесса впрыскивания оказывает значительный положительный эффект на пусковых режимах, так как значительные протечки на этих режимах снижают цикловую подачу и делают невозможным пуск дизеля.

Установка клапана позволяет стабилизировать процесс топливоподачи и увеличить срок эксплуатации плунжерной пары.

1. Плунжерная пара, содержащая втулку с двумя наполнительными симметричными отверстиями, выполненными по касательной к внутренней поверхности втулки и соединенными с полостью низкого давления, расположенной в головке насоса, отсечное отверстие во втулке, расположенное выше наполнительных отверстий, и плунжер с осевым и радиальным отверстиями, управляющими канавками, взаимодействующими с отсечным отверстием, кольцевой проточкой, соединенной при помощи радиальных и осевых отверстий с надплунжерной полостью, наполнительное отверстие расположено выше отсечного, отличающаяся тем, что плунжер снабжен дополнительным каналом, сообщающимся с впускным отверстием втулки плунжера и с надплунжерным пространством, причем дополнительный канал на выходе в надплунжерное пространство снабжен клапаном.

2. Плунжерная пара по п.1, отличающаяся тем, что клапан выполнен в виде шарика.