КУЛАЧКОВЫЙ МЕХАНИЗМ ПРИВОДА ПЛУНЖЕРА ТОПЛИВНОГО НАСОСА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Полезная модель относится к системе топливоподачи и может использоваться при разработке кулачкового механизма привода плунжера топливного насоса высокого давления (ТНВД) дизельного двигателя.
Известен кулачковый механизм привода плунжера ТНВД дизельного двигателя, содержащий осесимметричные вращающийся кулачок с выпуклым профилем, направляющую и ролик с толкателем, взаимодействующий с кулачком и установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения совместно с толкателем по направляющей [Файнлейб Б.Н. Топливная аппаратура автотракторных дизелей: Справочник. - 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, - 1990. - с.126].
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели, принятым за прототип, является кулачковый механизм привода плунжера ТНВД дизельного двигателя, содержащий осесимметричные вращающийся тангенциальный кулачок, направляющую и ролик с толкателем, взаимодействующий с тангенциальным кулачком и установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения совместно с толкателем по направляющей. Тангенциальный профиль кулачка наиболее полно удовлетворяет конструкторским и технологическим требованиям для многоплунжерных ТНВД, а именно обеспечивает более высокие давления нагнетания топлива, чем выпуклый профиль и более прост в изготовлении [Файнлейб Б.Н. Топливная аппаратура автотракторных дизелей: Справочник. - 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, - 1990. - с.130].
Общими недостатками описанных кулачковых механизмов являются невысокие эффективность, надежность и долговечность работы по причине
mах
mах
mах
предельно высокого угла давления γ, так как с увеличением γ уменьшается коэффициент полезного действия механизма, ухудшаются условия его работы, вплоть до заклинивания, увеличивается мощность, затрачиваемая на привод, повышаются нагрузки в механизме; предельной величиной γ является значение, равное 37-40°.
Предлагаемой полезной моделью решается задача повышения эффективности, надежности и долговечности кулачкового механизма.
Для достижения указанного технического результата в кулачковом механизме привода плунжера ТНВД дизельного двигателя, содержащем вращающийся тангенциальный кулачок, осесимметричные направляющую и ролик с толкателем, взаимодействующий с тангенциальным кулачком и установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения совместно с толкателем по направляющей, направляющая и ролик с толкателем расположены со смещением их оси относительно оси вращения тангенциального кулачка в направлении общей поверхности взаимодействия тангенциального кулачка и ролика.
mах
Повышение эффективности, надежности и долговечности кулачкового механизма обеспечивается путем снижения угла давления γ.
max
Угол γ, являясь геометрическим параметром, зависит от исходных конструктивных размеров механизма. Для предлагаемой полезной модели было получено следующее выражение для этой зависимости:
0
где R - радиус начальной окружности профиля кулачка;
0
r - радиус ролика;
г
R - радиус головки профиля кулачка;
r - радиус закругления профиля кулачка;
Δ - величина смещения оси направляющей и ролика с толкателем относительно оси вращения кулачка.
mах
mах
Указанное смещение изменяет геометрию кулачкового механизма так, что угол γ снижается. Для доказательства приводим сравнение с помощью выражения для γ предлагаемого кулачкового механизма и кулачкового механизма, выбранного в качестве прототипа.
Для кулачкового механизма, выбранного в качестве прототипа:
0
0
г
R=16 мм, r=10 мм, R=28 мм, r=3 мм, Δ=0;
Для предлагаемого кулачкового механизма:
0
0
г
R=16 мм, r=10 мм, R=28 мм, r=3 мм, Δ=4 мм;
Предлагаемый кулачковый механизм привода плунжера ТНВД дизельного двигателя иллюстрируется чертежом, на котором изображена схема этого механизма.
Кроме того, на чертеже стрелкой обозначено направление вращения кулачка.
Кулачковый механизм привода плунжера ТНВД дизельного двигателя содержит вращающийся тангенциальный кулачок 1, осесимметричные направляющую 2 и ролик 3 с толкателем 4, взаимодействующий с тангенциальным кулачком 1. Ролик 3 установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения совместно с толкателем 4 по направляющей 2. Направляющая 2 и ролик 3 с толкателем 4 расположены со смещением 5 их оси относительно оси вращения тангенциального кулачка 1 в направлении общей поверхности 6 взаимодействия тангенциального кулачка 1 и ролика 3. Угол 7 давления ушах образован линией, проходящей через общую поверхность 6 взаимодействия тангенциального кулачка 1 и ролика 3 и центр ролика, и общей осью симметрии направляющей 2 и ролика 3 с толкателем 4.
Величина смещения 5 подбирается для каждой конкретной конструкции кулачкового механизма.
Работа кулачкового механизма осуществляется следующим образом,
Тангенциальный кулачок 1 вращается вокруг своей оси вращения. Ролик 3 и толкатель 4 опираются на кулачок 1 и направляющую 2. Кулачок 1 набегает на ролик 3, при этом ролик 3 вращается вокруг своей оси вращения, и толкатель 4 с роликом 3 движутся возвратно-поступательно по направляющей 2, ось которой расположена со смещением 5 относительно оси вращения кулачка 1. На толкатель 4 опирается плунжер (на схеме не показан), который движется вместе с ним и нагнетает топливо в цилиндр дизельного двигателя.
Таким образом, в предлагаемом кулачковом механизме при таких же, как в прототипе, размерах кулачка и ролика имеется увеличение коэффициента полезного действия, улучшение условий работы механизма, уменьшение мощности, затрачиваемой на привод ТНВД,и уменьшение нагрузок в механизме.