СБОРНЫЙ МОДУЛЬНЫЙ КЛАПАН ДЛЯ ТОПЛИВНОГО НАСОСА

Полезная модель относится к системам питания двигателей внутреннего сгорания, в частности, к клапанам топливных насосов.
В настоящее время широко используются неразборные клапаны бензиновых насосов, представляющие собой запорные элементы поджатые пружинами к седлам, запрессованным в корпус головки топливного насоса (Карбюраторы и топливные насосы автомобилей ВАЗ Санкт-Петербург, Петер Гранд 2000 г.). Эта конструкция обладает следующими недостатками: возможна потеря всасывающей способности и производительности насоса за счет негерметичности запрессовки седел клапанов в корпус. Седла клапанов всасывания и нагнетания образуют с головкой насоса неразъемную конструкцию, что снижает ремонтопригодность топливного насоса.
Для устранения этих недостатков на предприятии - заявителе была разработана модульная конструкция клапана, выбранная в качестве прототипа (патент №5825 от 16.01.1998 г. на полезную модель), представляющая собой полый корпус клапана с выполненным внутри седлом, на который установлен запорный элемент, поджимаемый расположенной в модуле пружиной. На внешней поверхности корпуса имеется кольцевой паз для установки резинового уплотнительного кольца. Недостатком конструкции такого клапана является сложность изготовления полого корпуса модуля в виде цельной детали.
Задачей полезной модели является дальнейшее упрощение конструкции клапана, повышение надежности работы насоса.
Известен клапан топливного насоса, выполненный в виде вставного модуля, с пружиной клапана, прижимающей к седлу клапана его запорный элемент. В соответствии с полезной моделью вставной модуль выполнен сборным и имеет седло преимущественно цилиндрической формы, скрепленное замковым соединением с кольцевым основанием обоймы клапана, при этом кольцевое основание соединено ножками с чашеобразным дном, причем чашеобразное дно имеет основание и боковую стенку, а пружина клапана вставлена внутрь обоймы.
Выполнение клапана сборным с седлом, скрепленным замковым соединением с обоймой, существенно упрощает конструкцию клапана. Наличие замкового соединение обеспечивает надежную эксплуатацию сборного модуля в условиях вибраций, создающихся при работе двигателя. Конструктивное решение обоймы, имеющей тонкие ножки, позволяет топливу свободно циркулировать через клапан при открытом запорном элементе. Чашеобразное дно обоймы клапана более удобно для крепления вставленной во внутрь обоймы пружины. При работе клапана ножки обоймы клапана обеспечивают центрирование запорного элемента относительно оси клапана N.
Выполнение седла клапана с буртиком позволяет паз при соединении седла с обоймой получить кольцевой между кольцевым основанием и буртиком, повышающий надежность установки уплотнительного резинового кольца и крепление вставного модуля в головке топливного насоса.
Кроме того, замковое соединение седла с чашеобразным дном может выполняться разъемным типа «гребень-паз», при этом по внешней боковой поверхности седла выполнен гребень, который входит во внутрь паза, выполненного в кольцевом основании обоймы. Такое замковое соединение просто в изготовлении и обеспечивает надежное соединение.
В чашеобразном дне обоймы клапана может выполняться центральное выпускное отверстие, что снижает вероятность залипания запорного элемента при работе клапана.
В качестве материала для обоймы клапана может использоваться пластик, что существенно упрощает ее изготовление.
Обойма клапана также может быть выполнена с максимальным внешним диаметром чашеобразного дна меньшим, чем внутренний диаметр кольцевого основания обоймы клапана, а ножки обоймы изготовлены с изгибом в местах соединения с чашеобразным дном, по направлению к оси N клапана. Такая форма обоймы дополнительно снижает гидравлическое сопротивление проходу топлива при открытом клапане.
Кольцевое основание обоймы клапана оптимально соединять с чашеобразным дном тремя ножками. Использование трех ножек наиболее рационально для центрирования запорного элемента клапана с одновременным снижением гидравлического сопротивления циркуляции топлива через клапан.
Клапан топливного насоса может выполняться таким образом, что вставленная в обойму пружина входит во внутрь обоймы, при этом соприкасается с внутренней поверхностью боковой стенки чашеобразного дна и упирается в его основание, а боковые стенки чашеобразного дна соединены ножками с кольцевым основанием обоймы. Такое исполнение чашеобразного дна позволяет надежно закрепить пружину клапана в обойме и существенно уменьшить влияние вибраций на работоспособность клапана.
Возможна такая реализация клапана топливного насоса, что вставленная в обойму пружина входит во внутрь обоймы, при этом соприкасается с внешней поверхностью боковой стенки чашеобразного дна и упирается в места соединения основания чашеобразного дна обоймы с ее ножками. При такой реализации также повышается надежность работы клапана.
На фиг.1 изображен продольный разрез сборного модульного клапана
На фиг.2 изображено замковое соединение между седлом и обоймой клапана.
На фиг.3 изображен аксонометрический вид модульного клапана в сборе.
На фиг.4 изображена принципиальная схема топливного насоса со сборным модульным клапаном.
Пример. Клапан топливного насоса (рис.1.), выполненный в виде сборного вставного модуля 1, с седлом цилиндрической формы 2, соединенным с пластиковой обоймой 3 разъемным замковым соединением типа «гребень-паз» (рис.2.), при этом по внешней боковой поверхности седла 2 выполнен гребень 4, который входит во внутрь паза 5, выполненного в кольцевом основании 6 пластиковой обоймы 3. На боковой поверхности седла 2 имеется кольцевой буртик 7 примыкающий к верхнему основанию 8 седла 2. Кольцевое основание 6 пластиковой обоймы 3 соединено тремя ножками 9 с боковой стенкой 10 чашеобразного дна 11 пластиковой обоймы 3, при этом ножки 9 имеют изгиб в местах соединения с боковой стенкой 10 чашеобразного дна 11 по направлению к оси N клапана. Внешний диаметр с чашеобразного дна 11 меньше внутреннего диаметра кольцевого основания 6 обоймы 3. Внутренний диметр чашеобразного дна 11 примерно равен внутреннему диаметру седла 2. Чашеобразное дно 11 имеет центральное отверстие 12 в круглом основании 13. Внутри сборного модуля 1 на седло 2 установлен запорный элемент 14, поджимаемый пружиной 15, уставленной в чашеобразном дне 11 пластиковой обоймы 3, которая соприкасается с внутренней поверхностью его боковой стенки 10 и опирается на основание 13.
В сборном вставном модуле 1 между кольцевым основанием 6 пластиковой обоймы 3 и буртиком 7 седла 2 образуется кольцевой паз 16, где расположено уплотнительное резиновое кольцо 17.
Сборка модульного клапана (рис.3.) осуществляется в следующем порядке: на дне 13 чашеобразного дна 11 пластиковой обоймы 3 фиксируется пружина 15, сверху на нее устанавливается запорный элемент 14. Пластиковая обойма 3 с установленной в ней пружиной 15 и запорным элементом 14 скрепляется в замковое соединение с седлом 2 клапана. Далее сборные вставные модули 1 устанавливаются во всасывающем 18 и нагнетательном 19 колодцах головки 20 топливного насоса с помощью уплотнительных резиновых колец 17 (Рис 4).
Сборный вставной модульный клапан 1, установленный во всасывающем колодце головки топливного насоса работает следующим образом. Под действием привода двигателя рычаги привода в корпусе насоса перемещают диафрагму со штоком (не показано). Разряжение, создаваемое диафрагмой (не показано) при движении вниз открывает запорный элемент 14 в модульном клапане 1, который поджимается к верхнему основанию боковых стенок 10 чашеобразного два 11 обоймы 3 и далее происходит всасывание топлива в наддиафрагменную полость 21. При обратном ходе привода диафрагма со штоком под действием рабочей пружины выдавливает топливо из над диафрагменной полости 21, при этом запорный элемент 14 поднимается пружиной 15 вверх, перекрывая отверстие в седле клапана 2 и модульный клапан 1 закрывается, не позволяя топливу перетекать обратно во всасывающую полость насоса.
Предлагаемая конструкция сборного модуля позволяет разделить изготовление клапана на ряд простых технологических процессов и операций, упрощающих массовое производство сборных модульных клапанов топливных насосов. Улучшается ремонтопригодность топливного насоса за счет возможности замены в процессе эксплуатации, как самого модуля, так и его отдельных элементов.
В результате внедрения данной конструкции удалось увеличить ресурс использования топливного насоса в 1,5 раза при условии одноразовой замены сборного модульного клапана в процессе эксплуатации.
Предлагаемая полезная модель может применяться при изготовлении всасывающих и нагнетательных клапанов топливных насосов.