RU45479U1 - CAM MECHANISM FOR DRIVING THE DIESEL ENGINE HIGH PRESSURE FUEL PUMP PLUNG DRIVE - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к системе топливоподачи дизеля и может использоваться при разработке привода плунжера топливного насоса высокого давления дизельного двигателя. Кулачковый механизм привода плунжера топливного насоса высокого давления дизельного двигателя содержит вращающийся тангенциальный кулачок, осесимметричные направляющую и ролик с толкателем, взаимодействующий с тангенциальным кулачком. Ролик установлен 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. Величина смещения подбирается для каждой конкретной конструкции. Заявленная полезная модель позволяет увеличить коэффициент полезного действия механизма, улучшить условия работы механизма, уменьшить мощность, затрачиваемую на привод и нагрузки путём снижения угла давления.The utility model relates to a diesel fuel supply system and can be used to design a plunger drive for a diesel engine high pressure fuel pump pump. The cam mechanism of the plunger drive of the diesel engine high pressure fuel pump contains a rotating tangential cam, an axisymmetric guide and a roller with a pusher interacting with the tangential cam. The roller is mounted with the possibility of reciprocating movement together with the pusher along the guide. The guide and the roller with the pusher are located with an offset of their axis relative to the axis of rotation of the tangential cam in the direction of the common interaction surface of the tangential cam and the roller. The amount of displacement is selected for each specific design. The claimed utility model allows to increase the efficiency of the mechanism, improve the working conditions of the mechanism, reduce the power spent on the drive and loads by reducing the pressure angle.

Description

Полезная модель относится к системе топливоподачи и может использоваться при разработке кулачкового механизма привода плунжера топливного насоса высокого давления (ТНВД) дизельного двигателя.The invention relates to a fuel supply system and can be used in the development of a cam mechanism for driving a plunger of a high pressure fuel pump (TNVD) of a diesel engine.

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].Known cam drive mechanism of the plunger of the injection pump of a diesel engine containing an axisymmetric rotating cam with a convex profile, a guide and a roller with a pusher, interacting with the cam and installed with the possibility of reciprocating movement together with the pusher along the guide [B. Faynleib. Fuel equipment of automotive diesel engines: Reference book. - 2nd ed., Revised. and add. - L .: Mechanical engineering. Leningra. Department, - 1990. - p.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].Closest to the proposed utility model adopted as a prototype is the cam mechanism of the plunger drive of the injection pump of a diesel engine containing an axisymmetric rotating tangential cam, a guide and a roller with a pusher interacting with the tangential cam and mounted with the possibility of reciprocating movement together with the pusher along the guide. The tangential profile of the cam most fully meets the design and technological requirements for multi-plunger injection pumps, namely it provides higher fuel injection pressures than the convex profile and is simpler to manufacture [B. Fainleib Fuel equipment of automotive diesel engines: Reference book. - 2nd ed., Revised. and add. - L .: Mechanical engineering. Leningra. Department, - 1990. - p.130].

Общими недостатками описанных кулачковых механизмов являются невысокие эффективность, надежность и долговечность работы по причине Common disadvantages of the described cam mechanisms are low efficiency, reliability and durability due to

предельно высокого угла давления γ_mах, так как с увеличением γ_mах уменьшается коэффициент полезного действия механизма, ухудшаются условия его работы, вплоть до заклинивания, увеличивается мощность, затрачиваемая на привод, повышаются нагрузки в механизме; предельной величиной γ_mах является значение, равное 37-40°.extremely high pressure angle γ _max , since with an increase in γ _max the efficiency of the mechanism decreases, its working conditions deteriorate, up to jamming, the power expended on the drive increases, the loads in the mechanism increase; the limit value of γ _max is a value equal to 37-40 °.

Предлагаемой полезной моделью решается задача повышения эффективности, надежности и долговечности кулачкового механизма.The proposed utility model solves the problem of increasing the efficiency, reliability and durability of the cam mechanism.

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.To achieve the specified technical result in the cam mechanism of the plunger drive of the injection pump of a diesel engine containing a rotating tangential cam, an axisymmetric guide and a roller with a pusher interacting with a tangential cam and installed with the possibility of reciprocating movement together with the pusher along the guide, the guide and the roller with the pusher are located with the displacement of their axis relative to the axis of rotation of the tangential cam in the direction of the common interaction surface angentsialnogo cam and roller.

Повышение эффективности, надежности и долговечности кулачкового механизма обеспечивается путем снижения угла давления γ_mах.Improving the efficiency, reliability and durability of the cam mechanism is achieved by reducing the pressure angle γ _max .

Угол γ_max, являясь геометрическим параметром, зависит от исходных конструктивных размеров механизма. Для предлагаемой полезной модели было получено следующее выражение для этой зависимости:The angle γ _max , being a geometric parameter, depends on the initial structural dimensions of the mechanism. For the proposed utility model, the following expression was obtained for this dependence:

где R₀ - радиус начальной окружности профиля кулачка;where R ₀ is the radius of the initial circumference of the cam profile;

r₀ - радиус ролика;r ₀ is the radius of the roller;

R_г - радиус головки профиля кулачка;R _g is the radius of the cam profile head;

r - радиус закругления профиля кулачка;r is the radius of curvature of the cam profile;

Δ - величина смещения оси направляющей и ролика с толкателем относительно оси вращения кулачка.Δ is the displacement of the axis of the guide and the roller with the pusher relative to the axis of rotation of the cam.

Указанное смещение изменяет геометрию кулачкового механизма так, что угол γ_mах снижается. Для доказательства приводим сравнение с помощью выражения для γ_mах предлагаемого кулачкового механизма и кулачкового механизма, выбранного в качестве прототипа.The specified offset changes the geometry of the cam mechanism so that the angle γ _max decreases. To prove this, we give a comparison using the expression for γ _{max of the} proposed cam mechanism and the cam mechanism selected as a prototype.

Для кулачкового механизма, выбранного в качестве прототипа:For a cam gear selected as a prototype:

R₀=16 мм, r₀=10 мм, R_г=28 мм, r=3 мм, Δ=0;R ₀ = 16 mm, r ₀ = 10 mm, R _g = 28 mm, r = 3 mm, Δ = 0;

Для предлагаемого кулачкового механизма:For the proposed cam mechanism:

R₀=16 мм, r₀=10 мм, R_г=28 мм, r=3 мм, Δ=4 мм;R ₀ = 16 mm, r ₀ = 10 mm, R _g = 28 mm, r = 3 mm, Δ = 4 mm;

Предлагаемый кулачковый механизм привода плунжера ТНВД дизельного двигателя иллюстрируется чертежом, на котором изображена схема этого механизма. The proposed cam drive mechanism of the plunger of the injection pump of a diesel engine is illustrated in the drawing, which shows a diagram of this mechanism.

Кроме того, на чертеже стрелкой обозначено направление вращения кулачка.In addition, in the drawing, the arrow indicates the direction of rotation of the cam.

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.The cam drive mechanism of the plunger of the injection pump of the diesel engine contains a rotating tangential cam 1, an axisymmetric guide 2 and a roller 3 with a pusher 4, interacting with a tangential cam 1. The roller 3 is mounted with the possibility of reciprocating movement together with the pusher 4 along the guide 2. Guide 2 and the roller 3 with a pusher 4 are located with an offset 5 of their axis relative to the axis of rotation of the tangential cam 1 in the direction of the common surface 6 of the interaction of the tangential cam 1 and the roller 3. Angle 7, the pressure of the ears is formed by a line passing through the common surface 6 of the interaction of the tangential cam 1 and the roller 3 and the center of the roller, and the common axis of symmetry of the guide 2 and the roller 3 with the pusher 4.

Величина смещения 5 подбирается для каждой конкретной конструкции кулачкового механизма.An offset value of 5 is selected for each particular cam design.

Работа кулачкового механизма осуществляется следующим образом,The operation of the cam mechanism is as follows

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.The tangential cam 1 rotates around its axis of rotation. The roller 3 and the pusher 4 rest on the cam 1 and the guide 2. The cam 1 runs on the roller 3, while the roller 3 rotates around its axis of rotation, and the pusher 4 with the roller 3 moves reciprocally along the guide 2, the axis of which is offset 5 relative to the axis of rotation of cam 1. A plunger (not shown in the diagram) is supported on the pusher 4, which moves with it and pumps fuel into the cylinder of the diesel engine.

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.Thus, in the proposed cam mechanism with the same sizes as the prototype, the cam and roller have an increase in efficiency, an improvement in the working conditions of the mechanism, a decrease in the power spent on the injection pump drive, and a decrease in the loads in the mechanism.

Claims (1)

Кулачковый механизм привода плунжера топливного насоса высокого давления дизельного двигателя, содержащий 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, отличающийся тем, что направляющая и ролик с толкателем расположены со смещением их оси относительно оси вращения тангенциального кулачка в направлении общей поверхности взаимодействия тангенциального кулачка и ролика.A cam mechanism for driving a plunger of a diesel engine high pressure fuel pump, comprising a rotating tangential cam, an axisymmetric guide and a roller with a pusher interacting with a tangential cam and mounted with the possibility of reciprocating movement together with the pusher along the guide, characterized in that the guide and the roller with the pusher are located with an offset of their axis relative to the axis of rotation of the tangential cam in the direction of the common interaction surface t angular cam and roller.