ТОПЛИВНЫЙ НАСОС ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ
HIGH-PRESSURE FUEL PUMP

Изобретение относится к области дизельного двигателестроения, а именно к производству топливных насосов высокого давления (ТНВД), преимущественно для аккумуляторных топливных систем.
ТНВД для аккумуляторных топливных систем широко известны. Различаются они между собой в основном по конструкции толкателя, по конструкции клапанов низкого и высокого давления и по их компоновке на корпусе ТНВД.
Наиболее близким аналогом заявляемого топливного насоса высокого давления можно назвать ТНВД фирмы BOSCH (модификация СР 2.2) для тяжелого автомобильного дизельного двигателя V.I. фирмы RENAULT (см. приложение - стр.29 к руководству по ремонту этого двигателя).
Характерным для этого типа ТНВД является совмещенное и соосное с плунжерной парой (гильза - поршень) расположение клапанов систем низкого и высокого давления в едином корпусе, сложных по конструкции и с прецизионными торцами.
К недостаткам такой схемы компоновки можно также отнести увеличение габаритов ТНВД по высоте и то, что из-за значительного превышения диаметра нагнетательного клапана по сравнению с диаметром нагнетающего поршня (плунжера) требуется для обеспечения надежного уплотнения по прецизионным торцам корпуса клапана, находящегося под высоким давлением нагнетания, повышенное усилие затяжки штуцера высокого давления, что приводит к повышенным нагрузкам и монтажным деформациям корпусов секций и клапана и, тем самым, к ограничению максимального давления нагнетания.
Целью предлагаемого изобретения является устранение отмеченных недостатков при одновременном повышении технологичности (удешевлении) конструкции ТНВД.
Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый топливный насос высокого давления, состоящий из его корпуса, в котором смонтированы кулачковый вал, толкатель, корпус секции с плунжерной парой и штуцером высокого давления, клапаны систем низкого и высокого давления, а также электромагнитного дозатора топлива, отличается тем, что клапан низкого давления (впускной клапан) смонтирован на боковой стороне корпуса секции, являющейся одновременно втулкой плунжера, нагнетательный клапан размещен в верхней части втулки плунжера соосно с плунжером, седло нагнетательного клапана выполнено непосредственно во втулке плунжера, причем диаметр впускного и нагнетательного клапанов не превышает диаметра плунжера, и возможен вариант выполнения штуцера высокого давления непосредственно на верхней части втулки плунжера.
Предлагаемый топливный насос высокого давления представлен на чертеже, где на фиг.1 изображен его поперечный разрез, а на фиг.2 - вариант верхней части втулки плунжера с выполненным непосредственно на ней штуцером высокого давления.
В корпусе ТНВД 1 смонтирован кулачковый вал 2, кулачки которого 3 контактируют с роликом 4 толкателя 5, поджимаемого пружиной 6, ограниченной сверху втулкой плунжера 7, образующей с плунжером 8 прецизионную пару (насос высокого давления). К боковой части втулки плунжера 7 резьбовым соединением прикреплен корпус 9 впускного клапана 10, который каналами 11 и 12 соединен с электромагнитным дозатором (не показан) и каналом 13 - с надплунжерной полостью 14 высокого давления, в свою очередь, каналом 15 сообщающейся с нагнетательным клапаном 16 и с каналом 17 в штуцере высокого давления 18. Нагнетательный клапан 16 находится по действием пружины 19. Втулка плунжера 7 присоединена к корпусу ТНВД 1 крепежом 20.
На фиг.2 показан возможный вариант выполнения верхней части втулки плунжера 7 с выполненным непосредственно на ней штуцером высокого давления. В этом случае трубопровод высокого давления (не показан) присоединяется непосредственно к втулке плунжера 7 при помощи накидной гайки (не показана).
Описываемый топливный насос высокого давления предназначен создавать и поддерживать в постоянном режиме высокое давление в аккумуляторе (не показан) и работает следующим образом.
Получающий вращение от двигателя (не показан) вал 2 кулачками 3 через ролик 4 и толкатель 5 перемещает вверх плунжер 8. К этому моменту надплунжерная полость 14 уже заполнена топливом от электромагнитного дозатора (не показан) по каналам 11 и 12 и через открытый низким давлением впускной клапан 10 по каналу 13.
При движении плунжера 8 вверх давление топлива в надплунжерной полости 14 повышается, при этом впускной клапан 10 закрывается, а нагнетательный клапан 16, преодолевая усилие его пружины 19, открывается, пропуская топливо по каналу 17 штуцера высокого давления 18 и по трубопроводу высокого давления (не показан) в аккумулятор (не показан).
При достижении плунжером 8 своего предельного верхнего положения сжатие топлива прекращается, и при движении плунжера вниз (под воздействием пружины 6) давление в надплунжерной полости 14 начинает падать, нагнетательный клапан 16 под действием пружины 19 и высокого давления в аккумуляторе закрывается, а впускной клапан 10 при давлении топлива в полости 14 ниже давления, создаваемого в каналах 11 и 12, открывается. Происходит заполнение топливом надплунжерной полости 14. При начале очередного подъема вверх плунжера 8 цикл нагнетания топлива повторяется вплоть до принудительной остановки двигателя.
В случае использования предлагаемого ТНВД в составе двигателя стационарной установки (например, в тандеме дизель - электрогенератор) отпадает необходимость при эксплуатации в многократных отсоединениях и присоединениях трубопроводов высокого давления к секциям ТНВД (к втулкам плунжера), что допускает отказ от выделенных (отдельно изготовленных) штуцеров высокого давления 18 (как относительно быстро изнашиваемых на транспортном средстве элементах) и применение выполненных непосредственно на втулках плунжера штуцеров высокого давления (см. фиг.2) с присоединением (при помощи все же накидных гаек) трубопровода высокого давления при незначительном изменении конструкции (укорочении) нагнетательного клапана 16.
Поставленная изобретением цель обеспечивается предлагаемым конструктивным решением топливного насоса высокого давления благодаря тому, что в нем при разобщенных впускном и нагнетательном клапанах седло нагнетательного клапана выполнено непосредственно над плунжером во втулке плунжера при диаметре нагнетательного и впускного клапанов, не превышающем диаметра плунжера, что значительно снижает нагрузку на крепежную резьбу штуцера высокого давления (по сравнению с прототипом). При этом значительно упрощается конструкция нагнетательного и впускного клапанов, что снижает себестоимость ТНВД при изготовлении (особенно при варианте без выделенных штуцеров высокого давления) и упрощает его обслуживание при эксплуатации.