Привод топливного насоса высокого давления двигателя внутреннего сгорания

Полезная модель относится к области двигателестроения, а именно к соединению ведущей полумуфты привода топливного насоса высокого давления (ТНВД) с валом шестерни привода ТНВД двигателя внутреннего сгорания (ДВС), может быть применена в конструкции других механизмов, где требуется данная функция передачи крутящего момента.
Известна система привода насоса, содержащая соединительный элемент, установленный с возможностью вращения на подшипниках на входном валу независимо от вращения входного вала, при этом шлицевый элемент имеет по меньшей мере две шлицевые поверхности, входящие в зацепление в две шлицевые поверхности на муфте и насосе (US №6398531, МПК F01C 21/00, опубл. 04.06.2002).
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является устройство привода ТНВД, состоящее из вала привода ТНВД с пакетами передних и задних компенсирующих пластин, полумуфты ведомой, фланца ведомой полумуфты, фланца центрирующего, ведущей полумуфты, центрирующих втулок и болтов крепления. Каждый пакет компенсирующих пластин состоит из пяти пластин толщиной 0,5 мм каждая. В данной конструкции для соединения вала шестерни привода ТНВД и ведущей полумуфты применено клеммовое соединение для фиксации с передачей усилия и шпоночное соединение для ориентации деталей при сборке и частичной передачи усилия (ОАО «КАМАЗ», Каталог деталей и сборочных единиц, Набережные Челны, 2007, стр. 11-13).
Данная конструкция имеет ряд недостатков, связанных с тем, что при работе привода в нем возникают знакопеременные нагрузки и крутильные колебания, причем переменная нагрузка возникает при воздействии переменных усилий во время подачи топлива и наполнения топливных секций, а крутильные колебания возникают вследствие разной крутильной жесткости деталей привода, а также совместной работы ТНВД и ДВС. Так как полумуфта имеет разрез и силовое замыкание конструкции происходит при помощи стяжного болта, возникающие нагрузки в приводе передаются на стяжной болт, стягивающий полумуфту. При этом незначительные отклонения в затяжке стяжного болта, неточности в изготовлении деталей привода, а именно ведущей полумуфты и стяжного болта, связанные с отклонением в прочности и твердости материала, приводят к усталостному разрушению болта или полумуфты и, как следствие, выходу привода ТНВД из строя.
Была поставлена задача повысить надежность соединения ведущей полумуфты привода ТНВД с валом шестерни привода ТНВД с сохранением возможности перемещения полумуфты при сборке вдоль вала.
Поставленная задача решается тем, что в приводе ТНВД двигателя внутреннего сгорания, содержащем вал привода ТНВД, пакет передних и задних компенсирующих пластин, полумуфту ведомую с фланцем, центрирующие фланец и втулки, ведущую полумуфту, связанную с валом шестерни привода ТНВД с помощью устройства фиксации, устройство фиксации выполнено в виде клина, имеющего малый угол уклона, который вставлен в сквозное отверстие ведущей полумуфты, при этом клин контактирует с лыской вала шестерни привода ТНВД, выполненной на длину посадочного диаметра ведущей полумуфты, и зафиксирован поджимной резьбовой пробкой.
Совокупность отличительных признаков, заключающаяся в том, что устройство фиксации выполнено в виде клина, имеющего малый угол уклона, который вставлен в сквозное отверстие ведущей полумуфты, при этом клин контактирует с лыской вала шестерни привода ТНВД, выполненной на длину посадочного диаметра ведущей полумуфты, и зафиксирован поджимной резьбовой пробкой, обеспечивает надежность соединения ведущей полумуфты привода ТНВД с валом шестерни привода ТНВД, адаптивность сборки для исключения предварительного изгиба соединяющих пластин в приводе, при этом сохранятся возможность перемещения полумуфты при сборке вдоль вала.
В результате проведенного анализа уровня техники по патентам и другим источникам научно-технической информации, аналога, характеризующегося признаками, тождественными всем существенным признакам заявляемого технического решения, обнаружено не было. Следовательно, предлагаемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна».
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами:
фиг. 1 - привод ТНВД двигателя внутреннего сгорания, вид сбоку;
фиг. 2 - то же, вид сверху;
фиг. 3 - то же, разрез поперек ведущей полумуфты по оси отверстия под установку фиксирующего элемента.
Устройство привода ТНВД состоит из вала 1 привода ТНВД с пакетами передних и задних компенсирующих пластин, 2 и 3 соответственно, полумуфты ведомой 4, фланца 5 ведомой полумуфты, фланца центрирующего 6, ведущей полумуфты 7, центрирующих втулок 8 и болтов 9 крепления. Каждый пакет компенсирующих пластин состоит из пяти пластин толщиной 0,5 мм каждая. Для соединения вала 10 шестерни привода ТНВД и ведущей полумуфты 7 применено клиновое соединение, предназначенное как для фиксации положения деталей относительно друг друга и передачи усилия, так и для ориентации деталей при сборке. В зоне сопряжения ведущей полумуфты 7 привода ТНВД с валом 10 шестерни привода ТНВД на валу 10 выполнена лыска на длину посадочного диаметра ведущей полумуфты. Клин 11 устанавливают в сквозное отверстие ведущей полумуфты 7. Надежное соединение вала 10 шестерни привода ТНВД и ведущей полумуфты 7 обеспечивается установкой залавливаемого клина 11 в плоском пазу, при этом клин контактирует с лыской вала 10 шестерни привода ТНВД. Клин 11 имеет малый угол уклона, что способствует большому усилию расклинивания. Поверхности клина 11 и вала 10 в местах их сопряжения имеют высокую твердость обеспечиваемой закалкой ТВЧ, что позволяет передавать высокий момент, затрачиваемый на привод ТНВД. Наличие лыски на валу 10 позволяет также устанавливать полумуфту вдоль оси вала в необходимое положение при сборке привода для исключения изгиба пакетов компенсирующих пластин. Кроме того, следует отметить, что ведущая полумуфта 7 не имеет разрезов, что способствует лучшей технологичности и прочности полумуфты. Фиксация клина 11 обеспечивается резьбовой пробкой 12, затягиваемой с определенным моментом. При данном соединении полумуфта надежно фиксируется как в продольном, так и в угловом положении.
Заявляемое техническое решение позволяет обеспечить надежность соединения ведущей полумуфты привода ТНВД с валом шестерни привода ТНВД, что положительно влияет на работу привода ТНВД и двигателя в целом.
Техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании.