Поршень ускорительного насоса карбюратора

Полезная модель относится к двигателестроению, в частности к карбюраторам, а именно к конструкции поршня ускорительного насоса карбюратора двигателя внутреннего сгорания.
Из патента SU1749587, публ. 23.07.1992, МПК F16J1/22, известна конструкция шатунно-поршневого узла, имеющего шаровую головку, поршень - юбку, подпятник и обечайку с обжимающей и фиксирующей частями. Уплотнительное кольцо расположено между головкой шатуна и обжимающей частью обечайки. Подпятник выполнен из металлокерамического материала, расположен в юбке поршня и охвачен по периметру фиксирующей частью обечайки. Последняя выполнена из малоуглеродистой стали.
Из патента US2691558, приоритет от 04.08.1949 г., МПК F04M7/08, известна конструкция поршня насоса с уплотнением. Изобретение относится к жидкостным насосам поршневого типа возвратно-поступательного действия и имеет отношение к конструкции, предназначенной для герметизации штока поршня от утечки жидкости вдоль штока в зоне его соединения с корпусом поршня.
В качестве прототипа рассматривается конструкция поршня, известная из описания к патенту RU160563, публ. 20.03.2016, МПК F16C11/06, F16J1/22, F04B5/00. Шарнирный механизм поршня содержит стержень, имеющий на концах сферические головки. Отличается тем, что шарнирный механизм содержит два разъемных сухаря, при этом одна сферическая головка стержня зажата в пазах первого разъемного сухаря и сухаря поршня низкого давления, а другая сферическая головка в пазах второго разъемного сухаря и сухаря поршня высокого давления. Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым техническим решением, является увеличение времени безотказной работы механизма.
К недостаткам аналогов и прототипа следует отнести сложность изготовления поршня, высокую вероятность возникновения перекосов поршня в колодце, что приводит к быстрому износу уплотнительного элемента, потере герметичности камеры нагнетания и снижению производительности насоса.
Используемое в аналогах и прототипе шарнирное соединение имеет ряд недостатков. Как правило, все шарнирные соединения имеют сложную конструкцию, включающую систему смазки, антифрикционные проставки, элементы силового и геометрического замыкания пары, то есть большое количество конструктивных элементов. Кроме того, по причине того, что шарнир имеет повышенное трение между сферическими поверхностями, устанавливаются повышенные требования к качеству его изготовления по форме, чистоте поверхности, поэтому для его изготовления требуется сложное высокоточное оборудование. Технология изготовления таких изделий нередко предусматривает использование технологических процессов, связанных с опасным и вредным производством.
Проблемой, решаемой заявляемой полезной моделью, является повышение надежности соединения поршня в сочетании со снижением сложности изготовления в условиях более экологичного производства, увеличение общего срока службы устройства в целом.
Технический результат, достигаемый при реализации заявляемой полезной модели, состоит в упрощении изготовления поршня, обеспечении надежного соединения поршня и штока, устранении деформации уплотнительного элемента в процессе эксплуатации.
Указанный технический результат достигается тем, что в поршне ускорительного насоса карбюратора, содержащем уплотнительный элемент, шток с поперечным утолщением в виде диска с закругленной боковой поверхностью, закрепленный в полости поршня, состоящего из корпуса и втулки, упомянутая полость в корпусе поршня выполнена в виде ступенчатого отверстия с несколькими диаметрами, причем отверстие с несколькими диаметрами содержит стенку диаметра выходного отверстия для штока, стенку диаметра полости для размещения диска штока, и стенку наружного диаметра втулки, при этом радиальный зазор на сторону между размерами диаметра выходного отверстия и диаметра штока, имеет значение, находящееся в диапазоне 0,10 – 0,42 мм, втулка выполнена с возможностью установки уплотнительного элемента с натягом, ее наружный диаметр имеет значение 0,31 – 0,48 от величины наружного диаметра корпуса поршня, а полость для размещения диска штока выполнена с размерами, обеспечивающими осевой зазор между размерами высоты стенки и высоты диска, находящийся в диапазоне 0,10 – 0,68 мм и радиальный зазор на сторону между размерами диаметра стенки и диаметра диска, находящийся в диапазоне 0,15 – 0,60 мм. Кроме того, при увеличении толщины стенок корпуса, втулка может быть выполнена с наружным диаметром равным диаметру полости для размещения штока.
Установка штока в полости поршня с выбранными зазорами, обеспечивающими возможность качания штока относительно поршня в пределах зазоров, позволяет поршню самоустанавливаться в колодце ускорительного насоса без перекосов, что гарантирует отсутствие излишнего трения, долговечность работы поршня и уплотнительного элемента, а также позволяет расширить диапазон допусков при изготовлении деталей устройства.
На фигуре показано продольное сечение поршня со штоком в сборе.
Поршень 1 ускорительного насоса карбюратора (не показан), содержит уплотнительный элемент 2 и шток 3 с поперечным утолщением в виде диска с закругленной боковой поверхностью 4, закрепленный в полости поршня 1, состоящего из корпуса 5 и втулки 6. Полость в корпусе 5 поршня 1 выполнена в виде ступенчатого отверстия с несколькими диаметрами, причем отверстие с несколькими диаметрами содержит стенку диаметра выходного отверстия D1 для штока 3, стенку диаметра D2 полости для размещения диска 4 штока 3, и стенку наружного диаметра D3 втулки 6. При этом радиальный зазор на сторону между размерами диаметра выходного отверстия D1 и диаметра штока D6, имеет значение, находящееся в диапазоне 0,10 – 0,42 мм, втулка 6 выполнена с возможностью установки уплотнительного элемента 2 с натягом, ее наружный диаметр D3 имеет значение 0,31 – 0,48 от величины наружного диаметра D4 корпуса 5 поршня 1, а полость для размещения диска 4 штока 3 выполнена с размерами, обеспечивающими осевой зазор между размерами высоты стенки S1 и высоты диска S2, находящийся в диапазоне 0,10 – 0,68 мм и радиальный зазор на сторону между размерами диаметра стенки полости D2 и диаметра диска D5, находящийся в диапазоне 0,15 – 0,60 мм. Кроме того, при увеличении толщины стенок корпуса 5, втулка 6 может быть выполнена с наружным диаметром D3 равным диаметру полости для размещения штока D2.
Сборка поршня производится в следующем порядке.
Шток 3, имеющий на конце поперечное утолщение в виде диска с закругленной боковой поверхностью 4, устанавливается в полость корпуса 5 поршня 1, упираясь в выступ между стенкой диаметра выходного отверстия D1 для штока 3 и стенкой диаметра D2 полости для размещения диска 4 штока 3. Закругленная боковая поверхность утолщения обеспечивает качание поршня 1 относительно штока 3 в пределах зазоров полости поршня 1, которое позволяет исключить осевой перекос поршня 1 в колодце ускорительного насоса (не показан) и исключить образование различных деформаций на рабочей поверхности его стенок.
Затем в полость поршня 1 методом тугой посадки устанавливается втулка 6, наружный диаметр D3 которой составляет 0,31 – 0,48 от наружного диаметра D4 корпуса 5 поршня 1. После установки в поршень 1 втулки 6 до упора в выступ между стенкой диаметра D2 полости для размещения диска 4 штока 3 и стенкой наружного диаметра D3 втулки 6, между упором втулки 6, выполненном в виде шляпки 7 и дном поршня 8 образуется канавка, на которой с натягом размещается уплотнительный элемент 2.
Для специалиста в данной области техники очевидной является еще более упрощенная конструкция поршня 1, в котором стенки корпуса 5 имеют увеличенную толщину, а втулка 6 выполнена с наружным диаметром D3 равным диаметру D2 полости. При таком исполнении поршня 1, втулка 6 устанавливается методом тугой посадки на глубину, обеспечивающую расчетное значение высоты стенки S1 в полости поршня 1.
Реализация предлагаемого технического решения позволяет упростить конструкцию, обеспечить надежность на весь срок службы устройства.
Промышленная применимость полезной модели обеспечивается с использованием известных технологических приемов, применяемых в условиях серийного производства.