Топливный насос с повышенной интенсивностью нагнетания топлива

Полезная модель относится к топливовпрыскивающей аппаратуре высокого давления для дизельных двигателей. Целью полезной модели является повышение экологичности и экономичности работы двигателя путем повышения интенсивности нагнетания топлива насосом. Насос содержит кулачковый вал 1, роликовый толкатель 2, плунжер 3 и корпус плунжера 4 (фиг. 1) отличающийся тем, что кулачок кулачкового вала имеет функцию, выражающую закон движения, не имеющий разрывы и скачки скорости и ускорения на всем интервале перемещения плунжера. На фиг. 1 схематически изображена секция топливного насоса (поперечный разрез); на фиг. 2 - кулачковый вал; на фиг. 3 - профили кулачков; на фиг. 4 - характеристики движения. Известен насос типа 4УТНМ (Ф.З. Габдрафиков. Топливные системы автотракторных дизельных двигателей: Учебное пособие. - Уфа: ФГОУ ВПО БашГАУ, 2007, с 56, рис 2.5). Толкатель находится в постоянном зацеплении с кулачковым валом поджатой пужиной. Возвратно-поступательное перемещение плунжеру 3 сообщается кулачком 1 кулачкового вала через толкатель 2. Основопологающим фактором закона движения плунжера является профиль кулачка кулачкового вала. При номинальной частоте вращения коленчатого вала двигателя плунжер обеспечивает заявленное качество нагнетания топлива. Недостатком этой системы является необеспечение заявленного качества нагнетания топлива плунжером при неустановившихся режимах работы и на режимах частичных нагрузок на двигатель. Профиль кулачка 4УТНМ описывается тангенциальным законом, обеспечивающим движение толкателя с резкими скачками ускорения, фиг. 4: y=(R_b +R_r)(sec_t-1),

где y - перемещение;

R_b - радиус ролика толкателя;

R_r - начальный радиус профиля кулачка;

- текущий угол поворота кулачкового вала.

Профиль разработанного кулачка описывается синусоидальным законом, обеспечивающим безударное движение толкателя без скачков скорости и ускорения, фиг. 5: ,

где y - перемещение;

h - максимальный подъем толкателя;

- текущий угол поворота кулачкового вала;

- угол конца подъема толкателя;

Полезная модель относится к машиностроению, конкретно к двигателестроению, а именно к топливоподающей аппаратуре для двигателей внутреннего сгорания и может быть использована в топливных насосах высокого давления для дизельных двигателей.

Задачей полезной модели является улучшение экологичности и экономичности работы двигателя повышением эффективности работы топливного насоса высокого давления путем увеличения интенсивности нагнетания топлива.

Существенным признаком полезной модели является то, что заявленный топливный насос высокого давления для двигателей внутреннего сгорания состоит из плунжера, толкателя, пружины, кулачкового вала и отличается от прототипа тем, что профиль кулачка выполнен по синусоидальному закону.

На фиг.1 схематически изображена секция топливного насоса; на фиг.2 кулачковый вал; на фиг.3 профиль кулачка; на фиг.4 и фиг.5 характеристики движения.

Известен насос типа 4УТНМ (Ф.З. Габдрафиков. Топливные системы автотракторных дизельных двигателей: Учебное пособие. - Уфа: ФГОУ ВПО БашГАУ, 2007, с 56, рис.2.5). Толкатель находится в постоянном зацеплении с кулачковым валом поджатой пужиной. Возвратно-поступательное движение плунжеру 3 сообщается кулачковым валом 1 через толкатель 2 (фиг.1). Профиль кулачка 4УТНМ описывается тангенциальным законом, обеспечивающим движение толкателя с резкими скачками ускорения: y=(R_b+R_r)(sec-1),

где y - перемещение;

R _b - радиус ролика толкателя;

R_r - начальный радиус профиля кулачка;

a - текущий угол поворота кулачкового вала.

Отличительным признаком заявленной модели от прототипа является то, что благодаря синусоидальному профилю кулачка кулачкового вала 1 сокращается время подъема толкателя 2 (фиг.1), что приводит к уменьшению перетеканий топлива через прецизионную пару плунжер-корпус плунжера к увеличению интенсивности нагнетания топлива.

Перемещение 5, скорость 6 и ускорение 7 кулачка 4УТНМ представлены на фиг.4. Профиль разработанного кулачка описывается синусоидальным законом, не имеющим разрывы и скачки скорости 9 и ускорения 10 на всем интервале перемещения 8 плунжера, обеспечивая при этом сокращенное время подъема толкателя (фиг.5): ,

где y - перемещение;

h - максимальный подъем толкателя;

a - текущий угол поворота кулачкового вала;

- угол конца подъема толкателя;

Техническим результатом полезной модели является увеличение интенсивности нагнетания топлива до 16% по сравнению с насосом 4УТНМ за счет сокращения времени подъема толкателя.

Топливный насос высокого давления для двигателя внутреннего сгорания, состоящий из плунжера, толкателя, пружины и кулачкового вала, отличающийся тем, что профиль кулачка описывается синусоидальным законом.