ПЛУНЖЕРНАЯ ПАРА
PLUNGER PAIR

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 Cl, 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 увеличивается протечка 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 в плунжерной паре, содержащей плунжер с осевым и радиальным отверстиями и управляющими канавками, взаимодействующими с отсечным отверстием втулки, на плунжере выполнена кольцевая проточка, соединенная при помощи радиальных и осевого отверстий с надплунжерной полостью, и радиальное отверстие, соединяющее надплунжерную полость с отсечной полостью насоса, а во втулке выполнены два наполнительных отверстия по касательной к кольцевой проточке на плунжере и расположенных под отсечным отверстием, осевое отверстие плунжера снабжено клапаном, установленным на выходе из отверстия, и клапан выполнен в виде шарика.
Чертежи, поясняющие изобретение
Фиг.1 - плунжерная пара (продольный разрез).
Фиг.2 - разрез А-А фиг.1.
Фиг.3 - разрез Б-Б 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 (на чертеже не показана). Выше наполнительных отверстий во втулке 1 выполнено отсечное отверстие 3, соединенное с отсечной полостью насоса (на чертеже не показано). Во втулке 1 размещен плунжер 4 с осевыми отверстиями 5 и 6, расположенными последовательно. На выходе из осевого отверстия 5 установлен клапан 7. Осевое отверстие 6 выполнено большего диаметра для размещения клапана 7. Диаметр отверстия 6 выбирается таким, чтобы зазор между поверхностью отверстия и клапаном обеспечивал соответствующую максимальную цикловую подачу. Клапан 7 выполнен в виде шарика, на который воздействует пружина 8. Вторым опорным витком пружина 8 взаимодействует с втулкой 9, в которой выполнено отверстие 10.
В плунжере выполнены радиальные наполнительные 11 и отсечные 12 отверстия, управляющие канавки 13 с кромками 14 и кольцевая проточка 15.
Радиальные отверстия 12 выполнены выше посадочного места клапана.
Плунжер нижней частью взаимодействует с толкателем и пружиной (на чертеже не показаны). Управляющие канавки 13 соединены радиальными отсечными 12 и осевым 6 отверстиями с надплунжерной полостью и при подаче топлива образуют полость высокого давления, соединенную с форсункой.
Заявленная плунжерная пара для насоса высокого давления дизеля работает следующим образом. При перемещении плунжера вниз под действием пружины (на чертеже не показано) и совмещении отверстий 2 втулки плунжера с проточкой 15 топливо из полости низкого давления насоса поступает по отверстиям 2 в кольцевую проточку 15. 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 радиальные наполнительные отверстия 11 поступает в осевое отверстие 5, преодолевая усилие пружины 8, открывает клапан 7 и поступает по каналу 6 и через отверстие 10 во втулке 9 в надплунжерное пространство.
После прохождения плунжером нижнего положения он начинает перемещаться вверх под воздействием кулачкового вала. Как только произойдет разъединение кольцевой проточки 15 с наполнительными отверстиями втулки плунжера 2, начинается повышение давления топлива в надплунжерной полости. Клапан 7, под действием пружины и давления топлива, садится на седло и исключает перетекание топлива из надплунжерной полости высокого давления в зону впускного отверстия.
По достижении давления топлива, равного давлению начала подъема иглы форсунки, происходит впрыскивание топлива в цилиндр дизеля. В процессе впрыскивания клапан 7 исключает перетекание топлива под высоким давлением в зону наибольшего износа, расположенную в районе впускного отверстия, в результате чего уменьшаются протечки топлива и стабилизируется цикловая подача.
При дальнейшем движении плунжера вверх и совмещении управляющих кромок 14 канавок 13 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 запуск дизеля.
Установка клапана позволяет стабилизировать процесс топливоподачи и увеличить срок эксплуатации плунжерной пары.