КЛАПАН БЕНЗОНАСОСА СО СБОРНЫМ ЗАПОРНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ

Группа полезных моделей относится к элементам арматуры, в частности к клапанам топливных насосов.
В настоящее время широкое распространение получили диафрагменные бензиновые насосы с неразборными и модульными клапанами. Клапаны таких насосов работают с высокой частой до 50 гц и в широком диапазоне температур, что при длительной эксплуатации предъявляет повышенные требования к надежности работы их запорного элемента.
Известны конструкции всасывающего и нагнетательного клапанов, выполненных в виде отдельных съемных модулей (Патент на полезную модель №5825 от 16.01.1998 г. «Насос бензиновый для двигателя внутреннего сгорания»). Каждый клапанный модуль включает в себя седло, пружину клапана и запорный элемент, представляющий собой плоскую круглую шайбу. Недостатком такого клапана является недостаточное уплотнение между запорным элементом и. седлом клапана, что приводит к негерметичности клапана и как следствие к потере производительности и давления на выходе насоса.
Известны конструкции всасывающих и нагнетательных клапанов неразборного типа (Маркеев В.В., Акопов В.А. Устройство и работа элементов топливной системы автомобильных карбюраторных двигателей. Ташкент - «Мехнат», 2000 г. стр.13-14), включающие текстолитовую запорную пластину, поджимаемую при помощи пружины к седлу, запрессованному в колодец головки топливного насоса. Пружины фиксируются специальными направляющими, отлитыми в головке насоса и расположенными по оси колодца, которые одновременно служат ограничителями хода клапанов. Клапаны закреплены в колодце при помощи местных расчеканок седел в головке насоса. Замена клапанов в процессе эксплуатации не предусмотрена. Недостаточное уплотнение клапана приводит к негерметичности клапана и как следствие, потере производительности и давления на выходе насоса. Кроме того, использование текстолитовой пластины приводит при большой частоте открытий и закрытий клапана к быстрому износу запорного элемента.
Задача группы полезных моделей заключается в улучшении герметичности клапанов различных конструкций, повышении надежности работы клапанов бензонасоса при его длительной эксплуатации.
По первом варианту реализации полезной модели известен клапан бензонасоса, выполненный в виде вставного модуля, включающего седло, с установленным на нем запорным элементом, поджимаемым к седлу пружиной.
В соответствии с первым вариантом реализации полезной модели запорный элемент выполнен сборным в виде жесткой пластины со шпеньком в центре, на который надета уплотняющая прокладка, имеющая отверстие в центре, с образованием неподвижного соединения.
По второму варианту реализации полезной модели известен клапан бензонасоса - с запорным элементом, установленным на седло, расположенное в колодце головки бензонасоса, и поджимаемым к седлу пружиной, зафиксированной с помощью направляющей, отлитой в колодце, головки насоса, которая одновременно служит ограничителем хода клапанов.
В соответствии со вторым вариантом реализации полезной модели запорный элемент выполнен сборным в виде жесткой пластины со шпеньком в центре, на который надета уплотняющая прокладка, имеющая отверстие в центре, с образованием неподвижного соединения.
Предлагаемая конструкция запорного элемента по обоим вариантам реализации клапана обеспечивает следующие важные преимущества:
1. Использование уплотняющей прокладки улучшает герметичность клапана и его производительность, стабилизирует требуемое давление на выходе из насоса.
2. Уплотняющая прокладка снижает ударную нагрузку при работе запорного элемента, тем самым, повышая его долговечность.
3. Использование неподвижного соединения для скрепления жесткой пластины с уплотняющей прокладкой предотвращает коробление и сдвиг прокладки с жесткой пластины при длительной эксплуатации клапана.
Выполнение сборного запорного элемента клапана бензонасоса по обоим вариантам реализации полезной модели за счет соединения шпенька с утолщением в средней части, на который надета уплотняющая прокладка, диаметр отверстия в которой меньше максимального диаметра утолщения шпенька, позволяет получить неподвижное соединение между частями сборного запорного элемента без, дополнительного сцепления, например склеивания. Для повышения надежности такого соединения, оно может быть дополнительно спрессовано.
Клапан бензонасоса по обоим вариантам реализации полезной модели может быть выполнен со сборным запорным элементом, имеющим жесткую круглую пластину со шпеньком в центре, на который надета круглая уплотняющая прокладка, имеющая отверстие в центре, с образованием неподвижного соединения. Такое исполнение клапана эффективно для колодцев цилиндрической формы всасывающих и нагнетающих клапанов, выполненных в головке бензонасоса.
Использование пластика для изготовления жесткой пластины клапана по всем вариантам реализации полезной модели позволяет уменьшить массу клапана и уменьшить инерционные нагрузки на этот элемент, что повышает его долговечность.
Использование мембранного полотна для изготовления гибкой прокладки клапана по всем вариантам реализации полезной модели позволяет повысить плотность прилегания запорного элемента клапана к седлу и улучшить характеристики насоса.
Варианты реализации полезной модели раскрыты в следующих рисунках.
Рис.1. Топливный насос со вставными модульными клапанами.
Рис.2 Поперечный разрез запорного элемента клапана в сборе.
Рис.3 Поперечный разрез запорного элемента клапана, спрессованного в сборное неразъемное соединение.
Рис.4. Топливный насос с неразборными клапанами.
Пример 1. Модульный клапан бензонасоса со сборным запорным элементом (рис.1).
Клапан бензонасоса, выполненный в виде вставного модуля 1, имеющего седло 2, с установленным на нем запорным элементом 3. Запорный элемент 3 выполнен сборным в виде жесткой пластины 4 со шпеньком 5 в центре, на который надета уплотняющая прокладка 6, имеющая отверстие в центре. Неподвижное соединение в сборном запорном элементе 3 обеспечивается за счет выполнения шпенька 5 жесткой пластины 4 с утолщением 7 в средней части, на который надета уплотняющая прокладка 6, диаметр отверстия в которой меньше диаметра утолщения шпенька 7 (Рис.2). Сборный запорный элемент 3 дополнительно спрессован (рис.3). Сборный запорный элемент 3 поджимается к седлу 2 пружиной 8. Вставные модули расположены во всасывающем 9 и нагнетательном 10 колодцах головки 11 топливного насоса.
Опрессовка шпенька 5 жесткой пластины 4 после установки уплотняющей прокладки 6 исключает перемещение уплотняющей прокладки 6 относительно жесткой пластины 4.
Нагнетательный клапан (рис.1.) 12, выполненный в виде вставного модуля работает следующим образом. При ходе диафрагмы 13 под воздействием пружины 14 вверх давление топлива, находящегося в наддиафрагменном пространстве, поднимает сборный запорный элемент 3 сжимая пружину 8. При этом топливо из наддиафрагменного пространства начинает поступать в нагнетательный колодец 10. Ход сборного запорного элемента 3 ограничен конструкцией модуля, имеющего сужающий уступ 15, служащий ограничителем хода сборного запорного элемента 3. Далее при движении рычага 16 вниз, диафрагма 13 движется вниз, давление топлива ослабевает и пружина 8 опускает сборный клапан 3 на седло 2 клапана. Наличие прокладки 6 позволяет надежно уплотнить место соприкосновения сборного запорного элемента 3 с седлом клапана 2.
Пример 2. Неразборный клапан со сборным запорным элементом (рис.4).
Клапан бензонасоса со сборным запорным элементом 3 (рис.2), установленным на седло 17, выполненное в головке 18 бензонасоса и поджимаемое к седлу пружиной 19, зафиксированной с помощью направляющей 20, отлитой в головке 18 насоса, которая одновременно служит ограничителем хода запорного элемента 3 клапана. Сборный запорный элемент 3 имеет конструкцию, аналогичную описанной в примере 1 (см. рис.2).
Неразборный впускной клапан 21 со сборным запорным элементом работает следующим образом (Рис.4). Поворот рычага бензонасоса (не показано) оттягивает шток 22 вместе с диафрагмами 23 вниз. При этом над диафрагмами 23 создается разрежение, в результате которого сборный запорный элемент 3 поджимает пружину 19, а топливо через впускной клапан 21 заполняет рабочую полость над диафрагмами 23. Далее сжатая пружина 24 разжимается, толкая диафрагмы 23 вверх, создавая давление топлива в рабочей полости, и с помощью сборного запорного элемента 3 герметично перекрывается впускной клапан 21.
2
Использование клапанов, со сборным запорным элементом, повысило герметичность клапанов не менее чем в 2 раза и позволило. достичь следующих показателей: при давлении 0,3 кг/см падение давления в течение 10 минут при закрытых клапанах бензонасоса составило менее 20%.
Предлагаемая конструкция запорного элемента может использоваться во всасывающих и нагнетательных клапанах бензонасосов различных конструкций.