Секция топливного насоса высокого давления

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливной аппаратуре дизельных двигателей внутреннего сгорания. Технический результат достигается за счет рассеивания струи отсекаемого топлива витками круглого сечения и гашения ее кинетической энергии упругостью самой пружины, что в свою очередь обеспечивает высокую износостойкость экрана при предельной простоте и технологичности его конструкции в изготовлении и при монтаже на секции ТНВД. Секция топливного насоса высокого давления содержит корпус секции с окнами для подвода топлива от линии низкого давления и выточкой на его наружной поверхности шириной менее размера окна, плунжерную пару и кольцевой экран, свободно размещенный в выточке корпуса секции в зоне отсечных отверстий на втулке плунжера. Кольцо экрана выполнено из износостойкой проволоки, свитой в пружину без зазоров между ее витками. 5 ил.

 

Изобретение относится преимущественно к дизельному двигателестроению, в частности к топливным насосам высокого давления (ТНВД), а конкретно к разработке и изготовлению экранов секций этих насосов.

Разнообразие применяемых в настоящее время секций топливных насосов высокого давления обусловлено, в первую очередь, широким рядом мощностей дизельных двигателей, для которых предназначены ТНВД и их секции (см., например, патенты DE 19531873, DE 19839522, RU 2247854 и многие другие).

При большом разнообразии конструкций секций ТНВД общей для всех была и остается проблема кавитационного износа корпуса ТНВД и корпуса секции в зоне, противоположной питательным (поперечным) отверстиям на втулке плунжера. Это явление возникает в момент отсечки плунжером сжимаемого топлива, когда скорость истечения его струи достигает больших значений.

Для предотвращения быстрого износа названных дорогостоящих деталей ТНВД, сопровождаемого засорением топлива продуктами износа, и возможным заклиниванием плунжерных пар, что ведет к выходу из строя всего ТНВД и к аварии двигателя, широко применяют различного типа защитные меры (см. фиг.1, 2, 3, 4 и 5).

На фиг.1 представлена конструкция корпуса секции ТНВД, применяемой в серийно выпускаемой V-образной топливной аппаратуре моделей 337 и 324 отечественным предприятием ОАО «Ярославский завод дизельной аппаратуры» (ОАО «ЯЗДА»). Применение в этой конструкции тангенциально направленных (подкаленных на установках ТВЧ) топливоподводящих отверстий в корпусе секции 1 предполагает замедление кавитационного износа корпуса секции. Вместе с тем, при обеспечении защищенности стенок корпуса секции остаются незащищенными стенки топливного канала в корпусе ТНВД (не показан). При этом отраженная струя топлива от стенки топливного канала корпуса секции размывает стенку топливного канала в алюминиевом корпусе ТНВД.

Изображенный на фиг.2 корпус секции 1, применяемый в ТНВД моделей 363 и 773 того же предприятия ОАО «ЯЗДА», содержит экран 3, выполненный в виде шайбы из закаленной стали ШХ 15 с резьбой на наружном диаметре, при помощи которой этот экран закрепляют в корпусе секции с последующей зачеканкой для фиксации. Недостатком этой конструкции является вероятность срыва крепежной резьбы в корпусе секции, что ведет к механическому износу твердым экраном алюминиевого корпуса ТНВД и к заклиниванию плунжерных пар продуктами износа, т.е. к созданию аварийной ситуации.

На фиг.3 изображен корпус секции 1, применяемый фирмой BOSCH, с кольцевым разрезным экраном 3 с выполненными на нем отверстиями 4 для поступления топлива, закрепляемым при помощи дополнительной детали - стопорного кольца 5, что ведет к удорожанию всей конструкции.

На фиг.4 изображен экран 3, выполненный из листовой (ленточной) стали 65 Г с шириной разрезного кольца, по номиналу равной ширине выточки на корпусе секции 1 (применяемый предприятием ОАО «ЯЗДА» в ТНВД моделей 135, 136 и 179) с выполненными на нем пазом под штифт 5 для фиксации втулки плунжера 2 и с отверстиями 4 для сообщения надплунжерной полости с топливоподводящими каналами (однако не совпадающими с питательными отверстиями на втулке плунжера 2), что ведет к увеличению себестоимости описанного экранного кольца 3 и снижению его прочности.

Целью предлагаемого изобретения является обеспечение повышенной износостойкости защитного экрана с устранением отмеченных выше недостатков при изготовлении его в серийном производстве и при эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемая секция топливного насоса высокого давления, содержащая корпус секции с окнами для подвода топлива от линии низкого давления и выточкой на его наружной поверхности шириной менее размера окна, плунжерную пару и кольцевой экран, свободно размещенный в выточке корпуса секции в зоне отсечных отверстий на втулке плунжера, отличается тем, что кольцо экрана выполнено из износостойкой проволоки, свитой в пружину без зазоров между ее витками. Причем навивка пружины может быть как правой, так и левой.

Предлагаемый экран изображен на фиг.5. Свитый из проволоки (например, из пружинной стали 65 Г) в виде пружины растяжения с витками, плотно прилегающими друг к другу, этот экран ставится на секцию ТНВД подобно аналогу, изображенному на фиг.5, т.е. в разжатом состоянии перемещается в выточку на корпусе секции. Изготовление предлагаемого экрана в серийном и массовом производстве на известном оборудовании и его установка на секциях ТНВД более технологичны по сравнению с производством и монтажом известных экранов.

Сочетание свойств упругости витой пружины, амортизирующей под воздействием струи топлива, при поверхности экрана, составленной из прилегающих друг к другу витков износостойкой проволоки круглого сечения, что создает дополнительный эффект рассеивания струи, обеспечивает гашение кинетической энергии струи и тем самым значительно снижает ее разрушающее воздействие на экран и корпус секции ТНВД. Срок службы предлагаемого экрана увеличен его постепенным поворотом струей топлива.

Секция топливного насоса высокого давления, содержащая корпус секции с окнами для подвода топлива от линии низкого давления и выточкой на его наружной поверхности шириной менее размера окна, плунжерную пару и кольцевой экран, свободно размещенный в выточке корпуса секции в зоне отсечных отверстий на втулке плунжера, отличающаяся тем, что кольцо экрана выполнено из износостойкой проволоки, свитой в пружину без зазоров между ее витками.