ГОЛОВКА ТОПЛИВНОГО НАСОСА

Полезная модель относится к топливной аппаратуре двигателей внутреннего сгорания (ДВС), в частности, к элементам топливных насосов.
Известны топливные насосы для ДВС Шадринского автоагрегатного завода, включающие в себя головку, корпус с рычагом привода и штоком соединенным с диафрагмой, установленной между корпусом насоса и головкой соединенными фланцевым соединением. В головке установлены всасывающий и нагнетательный клапаны. Сверху головка закрыта прикрепленной к ней крышкой. Всасывающая и нагнетательная полости головки соединены с соответствующими штуцерами. Головки таких насосов описанные в следующих источниках: А.В.Дмитриевский, А.С.Тюфяков "Бензиновые двигатели" Машиностроение, М.1986 г, Ю.В.Буралев, О.А.Мартиров, Е.В.Кленников "Устройство, обслуживание и ремонт топливной аппаратуры автомобилей", "Высшая школа", М.1987 г, «Карбюраторы и топливные насосы автомобилей ВАЗ», Санкт-Петербург, Петер Гранд 2000 г. К недостаткам этих насосов относится то, что седла клапанов всасывания и нагнетания запрессовываются в головку, образуя неразъемную конструкцию. Наличие отдельной съемной крышки усложняет конструкцию и повышает вероятность разгерметизации в месте крепления крышки к головке. Как следствие, такие насосы обладают пониженной ремонтопригодностью.
Указанные недостатки частично устранены в выбранной в качестве ближайшего прототипа конструкции головки по патенту №20551 от 05.04.2001 г. В данном патенте предлагается цельная конструкция головки топливного насоса, внутри которого установлена съемная вставка, с одним всасывающим клапаном и нагнетательными клапанами. К недостаткам данной конструкции относится: недостаточная жесткость крепления вставки в головке насоса, что может привести к разгерметизации всасывающей и нагнетательной полостей насоса при длительной эксплуатации. Верхняя и боковая стенки головки топливного насоса сопряжены под прямым углом, что создает дополнительные паразитные емкости в головке насоса с образованием мест застоя топлива, приводящим к образованию паровых пробок нарушающих ритмичность работы насоса на заданном режиме.
Задачей настоящей полезной модели является создание конструкции головки топливного насоса обеспечивающей предотвращение разгерметизации всасывающей и нагнетательной полостей, при длительной работе топливного насоса.
Поставленная задача решается тем, что головка топливного насоса для ДВС, включающая верхнюю стенку и боковую стенку, сопряженную с фланцем, внутри головки имеются всасывающая и нагнетательная полости, разделенные перегородкой, к которым подсоединены впускной и выпускной штуцеры, в головке так же размещена съемная вставка, с не менее чем одним всасывающим клапаном и нагнетательными клапанами, в соответствии с полезной моделью для размещения съемной вставки в головке насоса, во внутренней части периметра торца боковой стенки выполнено углубление с кольцевым основанием и цилиндрической боковой поверхностью, при этом отношение внутреннего диаметра кольцевого основания к его внешнему диаметру находится в пределах от 1,1 до 1,3, на внутренней поверхности боковой стенки головки, расположенной выше кольцевого основания, имеются вертикальные выступы в торцах которых, расположены вертикальные глухие отверстия, для крепления с помощью винтовых соединений съемной вставки, которая через герметизирующую прокладку, плотно примыкает к расположенным в одной плоскости опорному кольцевому основанию, торцам вертикальных выступов и торцу разделительной перегородки.
Поставленная задача также достигается тем, что кривая образующей боковой стенки головки насоса имеет отрезок, наклоненный под острым углом к центральной оси насоса. Такая форма стенки насоса позволяет уменьшить внутренний «паразитный» объем головки, что снижает вероятность образования паровых пробок в насосе.
Поставленная задача также достигается тем, что на внутренней поверхности боковой стенки головки, расположенной выше опорного кольцевого уступа, имеются три вертикальных выступа в торцах, которых расположены вертикальные глухие отверстия, для крепления с помощью винтовых соединений съемной вставки.
Технический результат обеспечивается за счет жесткого крепления в головке топливного насоса съемной вставки, через герметизирующую прокладку с помощью винтовых соединений. Герметизирующая прокладка и съемная вставка плотно примыкают к расположенным в одной плоскости опорному кольцевому основанию, торцам выступов и торцу разделительной перегородки, что обеспечивает надежную герметизацию всасывающей и нагнетательной полостей. Отношение внутреннего диаметра кольцевого основания, на котором расположены герметизирующая прокладка и вставка, к его внешнему диаметру находится в пределах от 1,1 до 1,3, что обеспечивает наилучшие условия для долговременной эксплуатации насоса. Если кольцевое основание выполнено с соотношением внутреннего и внешнего диаметров меньше 1,1, то существенно уменьшается площадь контакта вставки, герметизирующей прокладки и кольцевого основания. Вследствие чего невозможно обеспечить гарантированную герметичность всасывающей и нагнетательной полостей, из-за увеличения вероятности срыва герметизирующей прокладки с кольцевого основания, при сборке насоса под воздействием прижимного усилия и дальнейшей эксплуатации насоса под воздействием динамических нагрузок, возникающих при перекачке топлива. При очень широком кольцевом основании, с отношением внутреннего и внешнего диаметров больше 1,3, для надежного и герметичного крепления вставки требуется существенное прижимное усилие при монтаже вставки на герметизирующую прокладку, что может привести к нарушению целостности вставки. Кроме того, герметизирующая прокладка в основном выполняется из резины, которая дает усадку, при отсутствии топлива в насосе. Такая усадка приводит к тому, что прокладка большей ширины, соответствующей ширине кольцевого основания, будет коробится и нарушать герметичность всасывающей и нагнетательной полостей. Кроме того, увеличение ширины кольцевого основания приводит к существенному увеличению габаритов и веса насоса.
На фиг.1. представлен продольный разрез насоса.
На фиг.2. представлен аксонометрический вид продольного выреза
головки насоса.
На фиг.3. представлена головка насоса вид снизу.
На фиг.4. представлена головка насоса вид сбоку.
Головка топливного насоса для ДВС имеет верхнюю 1 и боковую стенки 2, при этом боковая стенка 2 сопряжена с фланцем 3. Внутри головки имеются всасывающая 4 и нагнетательная 5 полости, разделенные перегородкой 6, к которым подсоединены впускной 7 и выпускной 8 штуцеры. В головке насоса так же размещена съемная вставка 9, с всасывающим 10 и нагнетательным 11 клапанами. В торце боковой стенки 2 выполнено кольцевое углубление с кольцевым основанием 12 и цилиндрической боковой поверхностью 13. На внутренней поверхности боковой стенки 2, расположенной выше кольцевого основания 12, имеются три вертикальных выступа 14. В торцах 15, вертикальных выступов 14 расположены вертикальные глухие отверстия 16. На кольцевом основании 12, торцах 15 выступов 14 и торце разделительной перегородки 6 размещена герметизирующая прокладка 17. На герметизирующую прокладку 17 установлена съемная вставка 9, прикрепленная к трем вертикальным выступам 14 боковой стенки 2 головки с помощью винтовых соединений 18.
Кривая образующей боковой стенки 2 головки насоса имеет отрезок, наклоненный под острым углом α=15° к центральной оси насоса N.
Насос работает следующим образом. При работе двигателя диафрагма 19 осуществляет возвратно-поступательного движения посредством штока 20 с помощью рычага привода 21. При движении диафрагмы 19 вниз в наддиафрагменном пространстве создается разрежение, под действием которого открывается впускной клапан 10 и топливо из всасывающей полости 4 через радиальные отверстия поступает в наддиафрагменное пространство. При движении диафрагмы 19 вверх в наддиафрагменном пространстве создается давление, под действием которого открывается нагнетательный клапан 11 и закрывается впускной клапан 10, а топливо поступает в нагнетательную полость. При этом винтовое соединение 18 съемной вставки 9 обеспечивает надежное ее крепление и герметизацию всасывающей 4 и нагнетательной 5 полостей головки при работе насоса.