RU2553593C1 - High-pressure fuel pump of accumulator fuel system of internal combustion engine - Google Patents
High-pressure fuel pump of accumulator fuel system of internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2553593C1 RU2553593C1 RU2013152358/06A RU2013152358A RU2553593C1 RU 2553593 C1 RU2553593 C1 RU 2553593C1 RU 2013152358/06 A RU2013152358/06 A RU 2013152358/06A RU 2013152358 A RU2013152358 A RU 2013152358A RU 2553593 C1 RU2553593 C1 RU 2553593C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pusher
- eccentric
- intermediate sleeve
- fuel pump
- internal combustion
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к двигателестроению, а именно системам питания аккумуляторного типа с электронным управлением для двигателей внутреннего сгорания.The present invention relates to engine building, namely, battery-powered electronic systems for electronic combustion engines.
Изучение уровня техники в этой области позволило выявить близкие к новому техническому решению аналоги.A study of the state of the art in this area made it possible to identify analogues close to the new technical solution.
Известна конструкция топливных насосов высокого давления (ТНВД), предложенная фирмой Robert Bosch GmbH (Грехов Л.В., Иващенко Н.А., Марков В.А. Топливная аппаратура и системы управления дизелей: Учебник для вузов. - М.: Изд-во Легион-Автодата, 2004. - 344 с.), в которых привод плунжера осуществляется плоским толкателем с цилиндрической направляющей поверхностью, приводимым в движение от эксцентрика, выполненного на валу, через промежуточную втулку, на внешней поверхности которой выполнены лыски. Недостаток конструкции - ограничение нагруженности привода из-за трения скольжения толкателя о лыску промежуточной втулки. Это трение происходит при малых скоростях, при возвратно-поступательном движении с малыми относительными ходами. В результате не обеспечивается образование несущего клина, смазка не поступает в зазор, а только выдавливается из него. Работа происходит в условиях полусухого трения, а работоспособность обеспечивается подбором материалов: закаленная сталь по графитизированной металлокерамической поверхности. Известна проблема увеличения давления подачи с использованием такого механизма.Known design of high pressure fuel pumps (TNVD), proposed by Robert Bosch GmbH (Grekhov L.V., Ivashchenko N.A., Markov V.A. Fuel equipment and diesel control systems: Textbook for high schools. - M .: Publishing House in Legion-Avtodata, 2004. - 344 pp.), in which the plunger is driven by a flat pusher with a cylindrical guide surface, driven by an eccentric made on the shaft, through an intermediate sleeve on the outer surface of which flats are made. The design drawback is the limitation of the drive loading due to sliding friction of the pusher against the flange of the intermediate sleeve. This friction occurs at low speeds, with reciprocating motion with small relative strokes. As a result, the formation of a bearing wedge is not provided, the lubricant does not enter the gap, but is only squeezed out of it. The work takes place under conditions of semi-dry friction, and working capacity is ensured by the selection of materials: hardened steel on a graphitized cermet surface. The known problem of increasing the supply pressure using such a mechanism.
Известен также топливный насос высокого давления аккумуляторной топливной системы двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус, в котором размещены плунжер, плоский толкатель с опорной торцевой поверхностью и внешней цилиндрической направляющей поверхностью, приводной экцентриковый вал, снабженный эксцентриком и промежуточной втулкой, имеющей внешнюю цилиндрическую поверхность и установленной подвижно на эксцентрик, причем внешняя цилиндрическая поверхность промежуточной втулки контактирует с опорной поверхностью толкателя (Грехов Л.В., Иващенко Н.А., Марков В.А. Топливная аппаратура и системы управления дизелей: Учебник для вузов. - М.: Изд-во Легион-Автодата, 2004. - 344 с.). Описанная конструкция ТНВД является наиболее близкой к заявленному устройству и принята в качестве прототипа.Also known is a high-pressure fuel pump of a storage fuel system of an internal combustion engine, comprising a housing in which a plunger is located, a flat pusher with a supporting end surface and an external cylindrical guide surface, a drive eccentric shaft equipped with an eccentric and an intermediate sleeve having an external cylindrical surface and mounted movably on the eccentric, and the outer cylindrical surface of the intermediate sleeve is in contact with the supporting surface of the push I (Sin LV, Ivashchenko NA, Markov VA fuel equipment and diesel engine management systems: A textbook for high schools - M .: Publishing House of the Legion Avtodata, 2004. - 344 p..). The described design of the injection pump is the closest to the claimed device and adopted as a prototype.
К недостаткам известной конструкция ТНВД следует отнести нарушение нормальной работы, заедание в подшипнике "промежуточная втулка-эксцентрик", контактные перегрузки при неточном изготовлении деталей, даже в пределах допусков. В таком случае линейный контакт в сопряжении "промежуточная втулка-толкатель" превращается в точечный. Вероятность возникновения такого дефекта велика из-за большого числа погрешностей формы и взаимного расположения поверхностей при изготовлении различных деталей: корпуса ТНВД, эксцентрика, промежуточной втулки, толкателя и др.The disadvantages of the known design of the high pressure fuel pump include a violation of normal operation, jamming in the bearing "intermediate sleeve-eccentric", contact overload during inaccurate manufacture of parts, even within tolerances. In this case, the linear contact in the intermediate sleeve-pusher coupling is converted to a point contact. The likelihood of such a defect is high due to the large number of errors in the shape and relative position of the surfaces in the manufacture of various parts: the injection pump housing, an eccentric, an intermediate sleeve, a pusher, etc.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение несущей способности и ресурса привода плунжеров ТНВД аккумуляторной топливной системы с электронным управлением.The technical result of the invention is to increase the bearing capacity and resource of the drive of the plungers of the fuel injection pump of the electronically controlled battery fuel system.
Технический результат достигается тем, что в топливном насосе высокого давления аккумуляторной топливной системы двигателя внутреннего сгорания, содержащем корпус, в котором размещены плунжер, плоский толкатель с опорной торцевой поверхностью и внешней цилиндрической направляющей поверхностью, приводной экцентриковый вал, снабженный эксцентриком и промежуточной втулкой, имеющей внешнюю цилиндрическую поверхность и установленной подвижно на эксцентрик, причем внешняя цилиндрическая поверхность промежуточной втулки контактирует с опорной поверхностью толкателя, торцевая опорная поверхность толкателя выполнена со скосом к плоскости, перпендикулярной оси цилиндрической поверхности толкателя, при этом угол скоса имеет величину 0,05-6°. Толкатель и плунжер могут быть выполнены в виде единой детали, а на внешней цилиндрической поверхности промежуточной втулки выполнена лыска с возможностью обеспечения контакта с торцевой опорной поверхностью толкателя.The technical result is achieved in that in a high-pressure fuel pump of an accumulator fuel system of an internal combustion engine, comprising a housing in which a plunger is located, a flat pusher with a supporting end surface and an external cylindrical guide surface, an eccentric drive shaft provided with an eccentric and an intermediate sleeve having an external a cylindrical surface and mounted movably on an eccentric, and the outer cylindrical surface of the intermediate sleeve is in contact the support surface of the pusher, the end support surface of the pusher is provided with a bevel to the plane perpendicular to the axis of the cylindrical surface of the pusher, wherein the bevel angle has a value 0,05-6 °. The pusher and the plunger can be made in the form of a single part, and on the outer cylindrical surface of the intermediate sleeve flat is made with the possibility of contact with the end support surface of the pusher.
Наличие скоса позволяет скомпенсировать любую погрешность изготовления (погрешность формы или взаимного расположения поверхностей) деталей привода и корпуса ТНВД. Это обеспечивается самоустановкой толкателя путем его поворота вокруг своей оси, в результате которой точечный контакт в паре "промежуточная втулка-толкатель" превращается в линейный, т.е. равномерный и не приводящий к перекосу толкателя в корпусе и к концентрации контактных напряжений между толкателем и промежуточной втулкой. При отсутствии погрешностей или их малости избыточность скоса компенсируется самостоятельным разворотом толкателя в направлении большего выступания контактной поверхности в направлении обкатывания промежуточной втулкой. Факт самоустановки толкателя подтверждается анализом действующих сил и прямыми визуальными наблюдениями за работой механизма.The presence of a bevel allows you to compensate for any manufacturing error (error in the shape or relative position of the surfaces) of the drive parts and the injection pump housing. This is ensured by the self-installation of the pusher by turning it around its axis, as a result of which the point contact in the pair of "intermediate sleeve-pusher" turns into a linear one, i.e. uniform and not leading to a skew of the pusher in the housing and to the concentration of contact stresses between the pusher and the intermediate sleeve. In the absence of errors or their smallness, the excess of the bevel is compensated by an independent turn of the pusher in the direction of a larger protrusion of the contact surface in the direction of running in by the intermediate sleeve. The fact of the pusher self-installation is confirmed by the analysis of the acting forces and direct visual observations of the mechanism.
Смещение линии контакта толкателя с промежуточной втулкой к оси толкателя позволяет обеспечить уменьшение момента, перекашивающего толкатель в корпусе насоса, и вызываемых этим моментом неравномерных по поверхности боковых сил, изнашивающих или заклинивающих толкатель.The shift of the contact line of the pusher with the intermediate sleeve to the axis of the pusher makes it possible to reduce the moment that warps the pusher in the pump casing, and the lateral forces that are uneven on the surface that wear out or wedge the pusher caused by this moment.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить высокую надежности и большой ресурс привода плунжеров ТНВД за счет компенсации технологических дефектов изготовления деталей ТНВД при автоматическом развороте толкателя со скосом опорной поверхности, а также за счет уменьшения момента, перекашивающего толкатель в корпусе ТНВД при его автоматическом развороте.Thus, the proposed technical solution allows to provide high reliability and a long service life of the drive of the injection pump plungers by compensating for technological defects in the manufacture of injection pump parts during automatic rotation of the pusher with a bevel of the supporting surface, as well as by reducing the moment that warps the pusher in the pump housing during its automatic rotation.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен поперечный разрез топливного насоса высокого давления; на фиг.2 изображена предлагаемая схема привода плунжера и сила, приложенная к скошенной опорной поверхности толкателя; на фиг.3 изображен контакт между втулкой и толкателем со скошенной торцевой поверхностью в плоскости эксцентрикового вала; на фиг.4 изображен толкатель и плунжер, выполненные в виде единой детали; на фиг.5 показано применение скоса на опорной поверхности плоского толкателя при использовании втулки с лысками; на фиг.6 показано применение скоса на опорной поверхности толкателя, выполненного в виде единой детали с плунжером при использовании втулки с лысками.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a cross section of a high pressure fuel pump; figure 2 shows the proposed drive circuit of the plunger and the force applied to the beveled supporting surface of the pusher; figure 3 shows the contact between the sleeve and the pusher with a beveled end surface in the plane of the eccentric shaft; figure 4 shows the pusher and plunger, made in the form of a single part; figure 5 shows the use of a bevel on the supporting surface of a flat pusher when using a sleeve with flats; figure 6 shows the use of a bevel on the supporting surface of the pusher, made in the form of a single part with a plunger when using a sleeve with flats.
ТНВД содержит корпус 1, в котором размещен плунжер 2, плоский толкатель 3 с внешней цилиндрической направляющей поверхностью 4 и опорной поверхностью 5, имеющей наклон под углом α к плоскости, перпендикулярной оси цилиндрической поверхности толкателя. Вал ТНВД имеет эксцентрик 6 привода, снабженный промежуточной втулкой 7, установленной на него подвижно и имеющей внешнюю цилиндрическую поверхность, контактирующую с опорной поверхностью толкателя 3. Пунктиром изображена траектория движения центра эксцентрика Оэ при его вращении с эксцентриситетом ε относительно центра вращения вала Ов. Угол γ - это угол давления, равный углу между суммарной и осевой силой. Он образован между осью толкателя и линией, проведенной из точки контакта перпендикулярно опорной поверхности 5 толкателя 3. В пренебрежении силами трения в подшипнике угол давления близок к углу скоса: γ≈α.The injection pump comprises a
В частном случае толкатель 3 может быть выполнен заодно с плунжером 2, тогда скос сделан на торце 5 плунжера.In the particular case, the
Если имеются дефекты изготовления деталей привода плунжера, то при использовании нового технического решения за счет проворота толкателя 3 вокруг своей оси и имеющегося скоса его опорной поверхности 5 даже при дефектах изготовления деталей контакт остается распределеным по линии в плоскости эксцентрикового вала.If there are manufacturing defects in the parts of the plunger drive, when using a new technical solution due to the rotation of the
Применение скоса опорной поверхности 5 толкателя 3 позволяет достичь эффекта дезаксиального механизма при фактическом отсутствии конструктивного дезаксиала. Так, при использовании нового решения - применение толкателя 3 со скосом опорной поверхности 5 - сила Z от промежуточной втулки 7 в месте контакта смещается к центру толкателя 3 и наклонена в ту же сторону. В результате перекашивающий момент, действующий на толкатель 3, может быть доведен до нуля, а в общем случае минимизирован.The use of the bevel of the supporting
Предлагаемое изобретение функционирует следующим образом.The present invention operates as follows.
При работе ТНВД приводной вал с эксцентриком 6 вращается вокруг своей оси Ов. При этом центр эксцентрика Оэ описывает окружность с радиусом ε (траектория его движения изображена пунктирной линией). Эксцентриковый вал вращается по часовой стрелке.During operation of the high-pressure fuel pump, the drive shaft with the eccentric 6 rotates around its axis O in . In this case, the center of the eccentric O e describes a circle with radius ε (the trajectory of its motion is depicted by a dashed line). The eccentric shaft rotates clockwise.
При наличии технологических дефектов типа погрешностей формы (например, нецилиндричность промежуточной втулки по внешней или внутренней поверхности) или погрешности взаимного расположения поверхностей (например, неперпендикулярность оси толкателя оси эксцентрикового вала) контакт промежуточной втулки с опорной поверхностью плоского толкателя из линейного превращается в точечный, а в месте контакта происходит выкрашивание, смятие или иные повреждения. В новом техническом решении в этом случае толкатель 3 проворачивается вокруг своей оси благодаря тангенциальному моменту от горизонтальной проекции силы в контакте. Угол разворота автоматически устанавливается таким, что проекция угла скоса α на плоскость, перпендикулярную оси эксцентрикового вала, становится равной разнице в проекциях углов наклона к оси эксцентрикового вала 6 плоскостей толкателя 3 и промежуточной втулки 7 и контакт превращается в распределенный по линии.In the presence of technological defects such as shape errors (for example, the intermediate sleeve is non-cylindrical on the outer or inner surface) or mutual surface location errors (for example, the pusher axis is not perpendicular to the axis of the eccentric shaft), the contact of the intermediate sleeve with the supporting surface of the flat pusher changes from a linear to a point one, and into the contact area is spalling, wrinkling or other damage. In the new technical solution in this case, the
Решающим достоинством механизма привода плунжера является устойчивость положения толкателя 3 вокруг своей оси. Если толкатель 3 провернется на больший угол, то возникнет точечный контакт уже на противоположной стороне от оси толкателя и возникнет момент противоположного направления, который вернет толкатель в положение, когда контакт распределен по линии. Такое поведение толкателя подтверждается визуальными наблюдениями. Без нагрузки толкатель разворачивается в устойчивое положение за 2…3 оборота вала, под нагрузкой - за 5-20 оборотов. Изменить положение толкателя 3 может только изменение направления вращения вала (тогда он разворачивается на 180°).The decisive advantage of the plunger drive mechanism is the stability of the position of the
При работе ТНВД на толкатель 3 со скосом опорной поверхности со стороны контакта действует сила Z, наклоненная под углом давления γ и смещенная к его оси. Наклон силы Z приблизительно под углом α (γ≈α) приводит к образованию поперечной силы N, передаваемой к боковой цилиндрической поверхности 4 толкателя 3. Ввиду малости угла α сила N невелика и равномерно распределена по боковой поверхности 4. Это не нарушает работоспособности и не уменьшает ресурс ТНВД. В этом случае исключается или минимизируется перекашивающий толкатель момент, который вызывает большие неравномерно распределенные по боковой поверхности толкателя силы, которые сильнее изнашивают боковую поверхность, приводят к выработке уступа в корпусе ТНВД и возможному подклиниванию толкателя. Этот дефект также был зафиксирован при испытаниях ТНВД с различными толкателями.During the operation of the high-pressure fuel pump, the
Два описанных достоинства новой конструкции обусловливают различные оптимальные углы скоса α опорной поверхности 5. Так, для компенсации погрешностей изготовления достаточен угол скоса 0,05-0,2°. Для повышения работоспособности ТНВД по боковой поверхности аксиального плоского толкателя в зависимости от соотношения параметров привода рекомендуется скос от 1 до 6°. Применение толкателя 3 с большими углами скоса автоматически решает первую задачу - компенсацию погрешностей изготовления, поэтому эти два условия не являются взаимно противоречивыми.The two described advantages of the new design lead to different optimal bevel angles α of the supporting
Наибольшая эффективность нового решения достигается при наличии у промежуточной втулки 7 ненарушенной внешней цилиндрической поверхности. Однако возможен вариант исполнения с лысками 8, находящимися в контакте с торцевой опорной поверхностью толкателя 3, как это сделано в известных конструкциях ТНВД. При этом толкатель 3 может быть выполнен совместно с плунжером 2. В случае применения промежуточной втулки с лысками 8 конструкция ТНВД имеет отмеченные недостатки (износ и задиры по поверхности лысок), но все же может компенсировать погрешности изготовления, т.е. лучше известной конструкции.The greatest efficiency of the new solution is achieved if the
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить повышение несущей способности и ресурса привода плунжеров ТНВД аккумуляторной топливной системы с электронным управлением.Thus, the proposed technical solution allows to increase the bearing capacity and resource of the drive of the plungers of the fuel injection pump of the electronically controlled battery fuel system.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013152358/06A RU2553593C1 (en) | 2013-11-26 | 2013-11-26 | High-pressure fuel pump of accumulator fuel system of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013152358/06A RU2553593C1 (en) | 2013-11-26 | 2013-11-26 | High-pressure fuel pump of accumulator fuel system of internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2553593C1 true RU2553593C1 (en) | 2015-06-20 |
Family
ID=53433682
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013152358/06A RU2553593C1 (en) | 2013-11-26 | 2013-11-26 | High-pressure fuel pump of accumulator fuel system of internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2553593C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2809301C1 (en) * | 2022-11-30 | 2023-12-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н. Э. Баумана) | High pressure fuel pump for internal combustion engine battery fuel system |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU104310A1 (en) * | 1955-03-18 | 1955-11-30 | Н.П. Рябинин | Single-piston fuel pump for multi-cylinder engines |
US20020189438A1 (en) * | 2001-06-19 | 2002-12-19 | Katsunori Furuta | Fuel injection pump |
JP2009138596A (en) * | 2007-12-05 | 2009-06-25 | Denso Corp | Pump |
WO2009127485A1 (en) * | 2008-04-17 | 2009-10-22 | Robert Bosch Gmbh | High-pressure common rail pump and fuel feed system for a common rail engine comprising said pump |
US20100129246A1 (en) * | 2008-11-24 | 2010-05-27 | Delphi Technologies, Inc. | Fluid pump assembly |
-
2013
- 2013-11-26 RU RU2013152358/06A patent/RU2553593C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU104310A1 (en) * | 1955-03-18 | 1955-11-30 | Н.П. Рябинин | Single-piston fuel pump for multi-cylinder engines |
US20020189438A1 (en) * | 2001-06-19 | 2002-12-19 | Katsunori Furuta | Fuel injection pump |
US20050188838A1 (en) * | 2001-06-19 | 2005-09-01 | Denso Corporation | Fuel injection pump |
JP2009138596A (en) * | 2007-12-05 | 2009-06-25 | Denso Corp | Pump |
WO2009127485A1 (en) * | 2008-04-17 | 2009-10-22 | Robert Bosch Gmbh | High-pressure common rail pump and fuel feed system for a common rail engine comprising said pump |
US20100129246A1 (en) * | 2008-11-24 | 2010-05-27 | Delphi Technologies, Inc. | Fluid pump assembly |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2809301C1 (en) * | 2022-11-30 | 2023-12-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н. Э. Баумана) | High pressure fuel pump for internal combustion engine battery fuel system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9670925B2 (en) | Variable displacement pump | |
KR101439038B1 (en) | Lubrication apparatus of high pressure pump for common rail system | |
US7524171B2 (en) | Radial piston fuel supply pump | |
US2371081A (en) | Vane pump | |
US9518484B2 (en) | Variable displacement pump | |
US8845195B2 (en) | Hydraulic machine having a sliding bearing having a bearing element | |
RU2553593C1 (en) | High-pressure fuel pump of accumulator fuel system of internal combustion engine | |
US20140150641A1 (en) | Axial piston machine having a conical piston | |
RU142262U1 (en) | HIGH PRESSURE FUEL PUMP OF THE BATTERY OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE FUEL SYSTEM | |
JP4241629B2 (en) | Abnormality detection device for fuel supply pump | |
US5286177A (en) | Fluid pump having floating reciprocating shaft | |
US20070140871A1 (en) | Cams and cam followers | |
RU2809301C1 (en) | High pressure fuel pump for internal combustion engine battery fuel system | |
JP5083198B2 (en) | Fuel injection pump | |
US2292728A (en) | Cam mechanism | |
CN207935090U (en) | Crankshaft roller structure, compressor and air conditioner | |
CN106763152B (en) | A kind of oily formula thrust bearing of turbocharger dynamic limit | |
CN209569128U (en) | A kind of stroking mechanism that can extend main pump service life | |
US8469683B2 (en) | Variable-displacement vane oil pump | |
KR102198507B1 (en) | Swash type hydraulic pump | |
CN109519476B (en) | Sliding bearing | |
CN213112338U (en) | Jacking jack | |
CN201288632Y (en) | Plunger for plunger type hydraulic motor | |
TWI701408B (en) | Lubricating oil supply device | |
KR20160123313A (en) | Fuel pumping mechanism |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151127 |