Электрический топливный насос

 

Изобретение относится к машиностроению, может быть использовано в топливных насосах с электрическим приводом для систем впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания и позволяет повысить эксплуатационные качества насоса. В насосе концы вращающегося вала электродвигателя опираются на торцовые крышки корпуса со стороны всасывания и нагнетания. При этом один конец вала опирается на крышку через вкладыш со сферической наружной поверхностью, сопряженной с соответствующей поверхностью в крышке, а другой конец вала имеет сферический торцовый участок, сопряженный с конической внутренней поверхностью втулки , выполненной на выступающем конце пальца, который жестко установлен в крышке со стороны всасывания. На наружной поверхности втулки по скользящей посадке установлена промежуточная втулка, которая с одной стороны жестко соединена с ротором насоса, а с другой имеет торцовые зубья, сопряженные с соответствующими зубьями, выполненными на роторе электродвигателя. Ротор собственно насоса расположен в полости, образованной внутренними поверхностями крышки, диска и проставки, скрепленными винтами. Такое выполнение собственно насоса, опор для вращающегося вала электродвигателя, а также узла соединения между ними позволяет уменьшить технологические зазоры между составными элементами собственно насоса, снизить требования к точности установки электродвигателя, т.е. повышается эксплуатационная надежность насоса в целом. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1597115 (g))g F 04 В 17/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К flATEHTY

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

r1Q ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4355003/25-06 (22) 29.12.87 (31) 67981-А/86— (32) 30, 12. 86 (33) IT ("6) 30. 09. 90. Бюл, 11 - 36 (71) ВЕБЕР С, р.л. (ТТ) (72) Инноченцо Триоло, Ланфранко Тоски и Марчелло Лоренцони (IT) (53) 621.043.038. 5 (088. 8) (56) Патент США М- 4445820, кл. F 04 В 35/04, 1984. (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОППИВНЫЙ НАСОС (57) Изобретение относится к машиностроению, может быть использовано в топливных насосах с электрическим приводом для систем впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания и позволяет повысить эксплуатационные качества насоса. В насосе концы вращающегося вала электродвигателя опираются на торцовые крышки корпуса со стороны всасывания и нагнетания. При этом один конец вала опирается на крьппку через вкладыш со сферической, наружной поверхностью, сопряженной . с соответствующей поверхностью в крыш;

Изобретение относится к машиностроению, а именно к топпивным насосам, и может быть использовано в топливных насосах для систем впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания.

Целью изобретения является повьппение эксплуатационных качеств насоса путем повышения урав нов еше нности его

2 ке, а другой конец вала имеет сферический торцовый участок, сопряженный с конической внутренней поверхностью втулки, выполненной над выступающем конце пальца, который жестко установлен в крышке со стороны всасывания.

На наружной поверхности втулки по скользящей посадке установлена промежуточная втулкà, которая с одной стороны жестко соединена " ротором насоса, а с другой имеет торцовые зубья, сопряженные с соответствующими зубьями, выполненными на роторе электродвигателя. Ротор собственно насоса расположен в полости, образованной внутренними поверхностями крышки, Я диска и проставки, скрепленными винтами. Такое выполнение собственно на- .соса, опор дпя вращающегося вала электродаигателя, а таяне унда соединения между ними позволяет уменьшить технологические зазоры между составными элементами собственного насоса, снизить требования к точности установки эле ктродви гат еля, т. е. повышает ся э ксплуатационная надежность насоса в 1 © целом. 4 з, п, ф-лы, 6 ил. 3

Ф е вращающихся частей и повы:пения полезного действия.

На фиг 1 изображен насос, продольный разрез; на фиг ° 2 — разрез А-А на фиг, 1; на фиг, 3 — часть фиг, 1 увеличенный масштаб; на фи г, 4 — концевая часть насоса, разрез, вариант„

1597! 15 на фиг. 5 — то же, вид справа; на фиг. 6 — разрез Б-Б на фиг. 4, Электрический топливный насос содержит корпус 1, в котором размеще5 ны электродвигатель 2 и собственно насос 3, приводимый в действие указанным электродвигателем 2. Электродвигатель 2 содержит статор 4 с корпусом 5, ротор 6, установленный на вращающемся валу 7 и имеющий обмотку 8.

Насос еще содержит две крышки 9 и 10 для закрытия торцов корпуса 1 со стороны всасывания и нагнетания соот- 15 ветственно. Крышки 9 и 10 связаны с корпусом 5 статора 4 с образованием внутренней топливной камеры 11 при помощи корпуса 1 ° Собственно насос

3 установлен в корпусе 5 и в основном состоит из ротора 12 насоса. Размещенного в полости 13 насоса. образованной диском 14, кольцевой проставкой 15 и внутренней плоской лов верхностью 16 крышки 9, скрепленными вместе при помощи группы винтов 17.

Внутренняя поверхность 16 крышки 9 параллельна соответствующей поверхности 18 диска 14 и вместе они перпендикулярны продольной оси насоса.

Между упомянутыми поверхностями 16 и 18 расположен ротор 12 насоса, имеющий кольцевую форму с несколькими радиальными углублениями 19, в каждом из которшх установлен соответствующий ролик 20. Ролики 20 могут 35 ,взаимодействовать с внутренней поверхностью 21 проставки 15. Форму и расположение углублений 19 роликов

20 и поверхности 21 выбирают таким

40 образом, чтобы образовать между ротором 2 насоса и проставкой 15 полость имеющую форму, поцходящую для: обес— печения известным образом (во время вРащения РотоРа насоса) нсасывания 45 топлива через прорезь 22, выполненную н крышке 9, и подачи его через отнер— стие 23 в диске 14. Один конец 24 вращающегося вала 7 опирается на .сферическую поверхность 25 в крышке

10 через соответствующую поверхность во вкпадьиие 26, Часть с ферической поверхности 25 образована в самой кр;»ш— ке 10, а другая образована при помощи кольца 27, прикрепленного к крышке, В варианте выполнения конец 24 55 вращающегося вала 7 может быть сопряжен с крьиикой 10 через небольшую втулку 28, соединенную с крьиикой 10 при поморин нескольких спиц 29 и имеющую внутреннюю опорную призматическун1 поверхность, образованную несколькими плоскими поверхностями 30.

Другой конец 3 вращающегося вала

7, ближний к крышке 9, имеет сферический торцовый участок 32 и опирается на последнюю через узел сопряжения, который состоит из пальца 33,. один конец которого жестко закреплен в соответствующем отверстии в крышке 9, а другой конец выступает в осевом направлении от внутренней поверхности 16, выполнен в виде втулки 34, имеющей внутренюю осевую полость 35 с коническим торцовым участком 36 для сопряжения со сферическим торцовым участком 32 вращающегося вала 7, и наружную поверхность 37 для сопряжения по скользящей посадке с промежуточной втулкой 38.

Для приведения ротора насоса 12 во вращение последний связан с ротором 6 электродвигателя 2. Связь эта выполнена в виде промежуточной втулки 38, которая, с одной стороны, жестко связана с ротором 12 насоса, с другой стороны, имеет торцовые зубья 39, способные входить в соответствующие впадины, выполненные в роторе 6 электродвигателя.

Осевая длина промежуточной втулки

38 выбрана такой, что выполненные на ней торцовые зубья 39 расположены преимуществечно в плоскости, перпендикулярной оси насоса и находящейся от обмотки 8 ротора электродвигателя на. расстоянии, меньшем, чем расстояние от обмотки ротора до плоскости, в которой расположена коническая торцовая поверхность 36 осевой полости

35 выступающего конца пальца 33.

Внутренняя осевая полость 35, в, которой расположен конец 31 вала 7, сообщается, с одной стороны, со стороной всасывания насоса через осевое отверстие 40 в пальце, проходящее через крышку 9 и управляемое отсечным элементом 41, удерживаемым обычно н э акрытом положении при помощи пружины 42, С другой стороны, осевая полость 35 сообщается с топли вной камерой 11 через осевой 43 и радиальный 44 каналы, выполненные в конце

31 вала 7, Таким образом, отсечной элемент 41 и связанные с ним детали образуют редукпионный клапан для топ лина, содерж;ииегося в камере I .

1597115

Перпендикулярные к оси насоса средние плоскости Р„и P. статора 4 и обмотки 8 ротора электродвигателя соответственно разнесены одна от дру" гой для образования осевой электромагнитной силы на обмотку 8 в сторону прижатия сферического торцового участка 32 конца 31 вапа 7 и конической торцовой внутренней поверхностью 36 осевой полости 35.

Электродвигатель 2 содержит коллектор 44, тоже установленный на вращающемся валу 7 и находящийся в контакте с,щетками (на чертежах не показаны), к которым подводят ток через выводы 45, закрепленные в отверстиях в крышк е 10.

Насос также содержит установленный в нагнетательном канале 46 обратный клапан 47, имекщий перекрывающий элемент 48, прижатый к соответствующему седлу в нагнетательном канале при помощи винтовой пружины 49.. Канал 46 выполнен в ниппеле 50, выступающем в осевом направлении наружу от крышки 10, причем часть канала может быть выполнена в двух втулках 51,.

Корпус 1 опирается на наружную поверхность корпуса статора 4, концы которого опираются на торцовые крьппки 9 и 10. Корпус 1 имеет передний заплечик 52, в который упирается крышка 9, а задняя кромка 53 корпуса путем пластической деформации загнута на крышку 10 причем между крышками и корпусом установлены уплотнительные кольца 54.

Насос работает следующим образом.

При вращении обмотки 8 ротора 6 электродвигателя 2 через промежуточную втулку 38 вращение передается ротору 12 насоса, в результате чего топливо всасывается через прорезь 22 и подается под давлением в топливную камеру 11, откуда оно поступает к потребителю по нагнетательному каналу 46. Топливо под давлением в камере 11 заполняет также отверстие 40, осевой и радиальный каналы 43, выполненные в пальце 33 и в конце 31 вала 7, поэтому всякий раз, когда давление топлива превышает заданное значение, зависящее от предварительной нагрузки на пружину 42, ° отсечной— элемент 41 отходит от своего седла, обеспечивая перетечку топлива обратно на сторону всасывания насоса.

В периоды. бездействия насоса трубопровод, расположенный по ходу потока после ниппеля 50, не опорожняется благодаря напичию обратного клапана

47, который при отсутствии давления закрывает нагнетательный канал 46.

Сферический торцовый участок 32 поверхности вала 7 постоянно удерживается в контакте с соответствующей конической торцовой поверхностью 36 как при отключенном питании электродвигателя 2, так и во время его вращения, так как сила, с которой статор

4 воздействует на обмотку 8 ротора 6, стремится переместить ее в сторону всасывания. Это обеспечено тем, что упомянутые средние плоскости Р и Р не совмещены друr с другом, а разне20 чены с обеспечением. между ними промежутка заданной величины. Благодаря этому обеспечено строго определенное осевое положение вращающегося вала 7 и, следовательно, закрепленной на

25 нем обмотки 8 относительно других частей насоса и, в частности, относительно ротора насоса 12. Кроме того, это состояние сцепления между упомянуты. ми выше участками 32 и 36 сохраняет3О ся при любом из носе поверхностей, что позволяет избежать появления нежелател ьно го о се во го люфт а.

Сопряжение между сферическим участком 32 и коническим участком 36 дает опору смешанного типа, способную нести как радиальные, так и осевые нагрузки и, следовательно, бл годаря этому сопряжению могут быть восприняты не только радиальные нагрузки, дейО ствующие на конец 31 вала 7, но и осевые нагрузки, создаваемле упомянутой электромагнитной силой. Это сопряжение представляет собой опору качающегося типа и, следовательно, оно

45 является тем, что нужно для восприятия как радиальных, так и осевых нагру- зок, даже если ось вала 7 образует небольшой угол относительно продольной оси насоса и, в частности, относительно

5р промежуточной втулки 38. Следовательно, 4 могут быть компенсированы небольшие погрешности сборки и обработки, кроме того различные детали насоса, в частности крышка 9, могут быть изготовлены с более широкими допусками. Даже если вращающийся вап 7 установлен так, г что его ось образует небольшой угол с продольной осью насоса, все равно он будет работать правильно.

1597115

При этом выпол не ни е опоры перво го конца 24 вращающегося вала 7 в виде вкладыша 26 "o сферической наружной поверхностью, сопряженной с соответствующей сферической поверхностью 25 в крышке 10, позволяет получить совершенно уравновешенное положение ва\ ла 7, при котором оба его конца имеют возможность поворачиваться и, следовательно, могут быть компенсированы существенные погрешности сборки или могут быть использованы широкие допуски на изготовление. В варианте, показанном на фиг. 1, конец 24 вала

7 имеет возможность как поворачиваться относительно крышки 10 поскольку вкладыш 26 может поворачиваться в гнезде, выполненном для него в крышке 10, так перемещаться в осевом.направлении относительно нее, Кроме того, такое выполнение ротора 12 насоса позволяет повысить

КПД собственного насоса, так как обеспечивается более точная параллельность между пруж««ыми поверхностями ротора 12 насоса и сопряженными с ням внутренними поверхностями крышки 9 и диска 14. При этом ось ротора

12 насоса совмещена с осями крышки

9 и диска, так как ротор центрирован на втулке 34, котора«« в свою очередь точно соосна с крышкой 9 благодаря закреплению ее посредством пальца 33, который может быть установлен на крышке 9 строго перпендикулярно к ее внутренней поверхности и точно соосно с ней. Следовательно, потери от просачивания топлива между сопряженнь1ми поверхностями ротора 12, крышки

9 и диска 14 крайне незначительны, Выполнение: обмотки 8 ротора 12 совместно с вращающимся валом 7 позволяет осуществлять более точную бала««сировку их непосредственно на балансировочном станке.

Таким образом, такое выполнение насоса позволяет повысить его эксплуатационные качества.

Формул а изобретения

1. Электрический топливный насос, содержащий корпус, в котором размещен статор электродвигателя, ротор электродвигателя с обмоткой, установленный на вращающемся вану, ротор насоса и две крышки, установленные со стороны всасывания и нагнетания на торцах корпуса с образованием между ними в корпу се топливной камеры и скрепленные со статором при помощи корпуса„причем ротор электродвигателя установлен в корпусе с опорой одного конца вращающегося вала на опорную поверхность в первой крышке. через вкладыш, который имеет наружную сферическую поверхность, сопряженную с соответствующим сферическим участком в крышке, и с опорой другого конца вращающегося вала на вторую крышку через узел сопряжения, при этом к второй крышке прикреплены кольцевая прост авка и плита, образующие полость ротора насоса, связанного с ротором электродвигателя с возможностью перемещения топлива в камере в осевом направлении и установленного на наружной цилиндрической поверхности выступающего конца пальца, закрепленного во второй крышке соосно с вращающимся валом эЛектро-. двигателя, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационных качеств, узел сопряжения другого конца вращающегося вала электродвигателя с второй крышкой выполнен в виде осевой полости с конической внутренней поверхностью в выступающем конце пальца и сферической наружной поверхности на другом конце вращающегося вала. расположенной внутри осевой полости сопряженной с ее конической поверхностью.

2. Насос по п. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что осевая лолость пальца сообщена с одной стороны с топливной камерой через осевой и радиальный каналы в другом конце вращаюФ щегося вала, а с другой стороны — со стороной всасывания насоса через про— ходной канал во второй крышке, в котором установлен подпружиненный перепускной клапан, т

3. Насос по пп. 1-2, о тли ч аю шийся тем, что связь ротора насоса с ротором элект««одвигателя выполнена в виде промежуточной втулки с торцовыми зубьями и зубьев на торце ротора электродвигателя, сопряженных с торцовыми зубьями промежуточной втулки которая установлена соосно с ротором насоса, жестко связана с ним, выступает на него в осевом направлении и имеет внутреннюю поверхность, опирающуюся на наружную поверх1597115

J4 пи гг

Ф4 И Z4 53

А-А

1У

1У

Фиг. 2 ность выступающего конца пальца, закрепленного во второй крышке.

4. Насос по п. 3, о т л и ч а ю— ш и и с я тем, что промежуточная втулка посажена в отверстие в роторе насо- 5 са и ее длина выбрана такой, что выполненные на ней торцовые зубья расположены преимущественно в плоскости, перпендикулярной к оси насоса и находящейся от обмотки ротора электродвигателя иа расстоянии меньшем, чем расстояние от обмотки ротора до плоскости, в которой расположена коническая поверхность осевой полости выступающего конца пальца, закрепленного во второй крышке, 5. Насос по пп. 1-4, о т л и ч e— ю шийся тем, что средняя плас кость статора, перпендикулярная к оси насоса, и средняя плоскость обмотки ротора разнесены одна от другей для образования осевой электромагнитной силы на обмотку ротора в сторону прижатия сферического участка поверхности другого конца вращающегося вала к конической внутренней поверхности осевой полости, 1591115

1597115

Фиг. б

Составитель В.Долгов

Редактор Л.Недолужеико Техред 11.Дидык Корректор Т,Папий Тираж 496

Заказ 29 !9

Подпи сное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕ!!! СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-издательский комбинат "HaveHT r. Ужгород, ул. 1 апарина, 101