Топливный насос - RU2185523C2

Чертежи

Описание

Настоящее изобретение относится к топливному насосу для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

В двигателях внутреннего сгорания топливо должно подаваться к ним с плавным нарастанием относительно высокого давления. Вследствие этого приводной элемент, приводящий в действие рабочий орган насоса, подвергается действию значительных механических нагрузок. Относительно сильная нагрузка действует на подшипники, в которых смонтирован приводной элемент, прежде всего в объемных насосах, в частности в поршневых насосах, более конкретно в радиально-поршневых насосах. В поршневых насосах приводным элементом обычно является вал, смонтированный в подшипниках с возможностью вращения, причем подшипники воспринимают от него значительные радиальные нагрузки. В связи с тем, что топливо не только не обладает или обладает крайне слабыми смазочными свойствами, но и может существенно повредить подшипник, необходимо предотвратить попадание топлива в зону размещения подшипника, прежде всего если в качестве топлива используют бензин.

Обычно подшипник снабжен специальной смазкой. С целью не допустить утечки смазочного материала из подшипника используют уплотнение. Тип этого уплотнения подшипника определяется смазочным материалом. Попадание топлива в зону уплотнения подшипника может привести к нарушению герметичности уплотнения, в частности при использовании бензина в качестве топлива.

В известном топливном насосе (описание к выложенной заявке Германии ВЕ-08 4419927 А1) приводным элементом служит вал, смонтированный в двух шарикоподшипниках. В насосе предусмотрена смазка от внешнего источника. В этом известном топливном насосе смазка принудительно подается через соответствующее подводящее отверстие между обоими шарикоподшипниками. При этом для подачи смазочного материала требуется отдельный источник, что существенно повышает затраты. Далее уплотнение, обеспечивающее герметичность шарикоподшипника, контактирует с одной стороны с топливом, что приводит к сокращению срока службы уплотнения. Поскольку уплотнение не может обеспечить абсолютную герметичность подшипника, в зону размещения шарикоподшипников при любых условиях могут попадать по крайней мере незначительные количества топлива, что снижает их стойкость.

Необходимо также исключить утечку топлива наружу из зазоров между приводным элементом и корпусом. Эта проблема в известных топливных насосах, даже несмотря на существенные затраты, связанные с обеспечением, герметичности, решена неудовлетворительно.

Краткое описание изобретения.

Преимущество предлагаемого согласно изобретению топливного насоса для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания с отличительными признаками пункта 1 формулы изобретения по сравнению с известным насосом состоит в том, что обеспечивается надежная изоляция топлива от подшипника, в котором смонтирован приводной элемент, что эффективно повышает стойкость подшипника. Преимущество заключается также в том, что утечка топлива из корпуса насоса надежно предотвращается без особых затрат на обеспечение герметичности.

Предпочтительные варианты выполнения указанного в пункте 1 топливного насоса представлены в зависимых пунктах.

Преимущество использования воздуха в качестве разделительной среды состоит в возможности простой в конструктивном отношении реализации топливного насоса и в существенном упрощении соединения разделительной камеры с системой впуска воздуха, подаваемого двигателем внутреннего сгорания по меньшей мере опосредованно.

Для работы двигателя внутреннего сгорания требуется воздух, который подается двигателем, поэтому в предпочтительном варианте без значительных затрат по меньшей мере небольшую часть воздуха можно пропускать через разделительную камеру.

Преимущество соединения разделительной камеры с системой впуска воздуха двигателя заключается в том, что топливо, которое может при определенных условиях попасть в разделительную камеру, можно простым образом отводить внутрь двигателя на его сгорание без каких-либо отрицательных последствий.

В системе впуска воздуха по меньшей мере периодически создается по меньшей мере незначительное разрежение, которое способствует отсасыванию топлива или его паров из разделительной камеры. Еще одно преимущество состоит в наличии дополнительного ввода в разделительной камере, через который в нее может попасть воздух, что обеспечивает продувку разделительной камеры воздухом.

Другое преимущество заключается в том, что на участке между разделительной камерой и системой впуска воздуха в двигатель можно путем дросселирования регулировать давление в разделительной камере и расход воздуха.

Согласно еще одному предпочтительному варианту с помощью дросселя, предусмотренного по ходу потока перед разделительной камерой, можно также регулировать давление в камере, соответственно ее продувку воздухом. В качестве разделительной среды наиболее предпочтительно масло. В двигателях внутреннего сгорания обычно предусматривают циркуляционную смазочную систему для подачи масла к различным точкам смазывания. С помощью такой системы достигается еще одно преимущество, заключающееся в том, что она позволяет особенно легко пропускать масло через разделительную камеру.

В еще одном из предпочтительных вариантов давление в разделительной камере, соответственно расход масла, проходящего через нее, без особых затрат можно регулировать с помощью дросселя на участке между разделительной камерой и циркуляционной смазочной системой двигателя.

Задача заявленного изобретения решается за счет того, что в топливном насосе для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания, включающем корпус по меньшей мере с одной топливной полостью, по меньшей мере один рабочий орган, сообщающийся с топливной полостью и служащий для подачи топлива, по меньшей мере один привод, смонтированный в корпусе, по меньшей мере в одной опоре и приводящий в действие рабочий орган, между топливной полостью и опорой предусмотрена по меньшей мере одна разделительная камера, в которой находится разделительная среда, подаваемая двигателем внутреннего сгорания по меньшей мере опосредованно.

Привод может содержать вал, смонтированный в опорах с возможностью вращения.

Разделительный средой может служить воздух.

Разделительная камера может сообщаться с системой впуска воздуха двигателя внутреннего сгорания.

Между разделительной камерой и системой впуска воздуха может быть предусмотрен по меньшей мере один дроссельный участок.

Разделительная камера может иметь первый патрубок, соединенный с системой впуска воздуха двигателя внутреннего сгорания, и второй патрубок.

По ходу потока перед разделительной камерой может быть предусмотрен по меньшей мере один дроссельный участок.

Разделительной средой может являться масло.

Разделительная камера может быть соединена с циркуляционной смазочной системой, предназначенной для смазывания деталей двигателя внутреннего сгорания.

Между разделительной камерой и циркуляционной смазочной системой может быть предусмотрен по меньшей мере один дроссельный участок.

Разделительная камера может иметь первый и второй патрубок, каждый из которых соединен с циркуляционной смазочной системой двигателя.

Между топливной полостью и разделительной камерой может быть предусмотрено по меньшей мере одно уплотнение.

Между по меньшей мере одной опорой и разделительной камерой может быть предусмотрено по меньшей мере одно уплотнение.

Чертежи.

Изобретение более подробно поясняется на некоторых, наиболее предпочтительных примерах его выполнения со ссылкой на прилагаемые упрощенные чертежи, на которых показано:
на фиг. 1 - продольный разрез выбранного в качестве примера топливного насоса;
на фиг.2-4 - схематичное изображение предпочтительных примеров подсоединения разделительной камеры.

Описание вариантов выполнения изобретения.

Топливный насос предназначен для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания (ДВС), необходимого для его работы. Выполненный согласно изобретению топливный насос работает, например, по принципу вытеснения.

Такой работающий по принципу вытеснения насос имеет обычно один или несколько рабочих органов. Рабочий орган насоса содержит, например, плунжер, совершающий возвратно-поступательное движение, или ротор, при вращении которого периодически увеличивается и уменьшается объем вытеснительной камеры. По расположению рабочего органа или рабочих органов различают, например, аксиально-поршневые насосы, центробежно-вихревые насосы, насосы с качающимися шайбами, аксиально-поршневые насосы с наклонным блоком, радиально-поршневые насосы, пластинчатые насосы и т.д. Рабочий орган, соответственно рабочие органы насоса имеют соответствующий приводной элемент, которым служит, например, шток, совершающий возвратно-поступательное движение, или вал, установленный с возможностью вращения. В насосе имеется сторона низкого давления и сторона высокого давления. Нагнетание топлива осуществляется по меньшей мере одним рабочим органом насоса со стороны низкого давления на сторону высокого давления.

Выполненный согласно изобретению топливный насос наиболее пригоден, в частности, для использования в таких ДВС, в которых подача топлива должна осуществляться под высоким давлением.

В качестве топлива используют, например, дизельное топливо или бензин. При использовании бензина в качестве топлива особые преимущества топливного насоса, выполненного согласно изобретению, становятся наиболее очевидными, поскольку бензин в случае его попадания в зону размещения подшипников может оказывать отрицательное воздействие на материал подшипника и уплотнения, обеспечивающего герметичность последнего.

В описанном ниже предпочтительном варианте выполнения изобретения для упрощения в качестве примера был выбран насос, который работает по принципу радиально-поршневого насоса и в котором приводным элементом служит с одной стороны смонтированный в подшипнике вращающийся вал, а подача топлива осуществляется тремя рабочими органами. В этом выбранном в качестве предпочтительного варианта насосе приводной вал имеет так называемое консольное крепление. Следует отметить, что в отличие представленного примера опоры приводного элемента, выполненного в виде установленного с возможностью вращения вала, также можно расположить по обе стороны от трех рабочих органов насоса.

В качестве примера на фиг.1 показан продольный разрез выбранного в качестве предпочтительного и выполненного согласно изобретению топливного насоса 2. Этот топливный насос 2 имеет три рабочих органа, причем в изображенной плоскости сечения виден только один из них, а два других находятся перед соответственно за плоскостью изображенного сечения.

Основными компонентами топливного насоса 2 являются корпус 4, всасывающий патрубок 6, нагнетательный патрубок 8, рабочий орган 10, привод 12, опора 14, топливная полость 16 насоса, уплотнение 18 и разделительная 30 камера 20.

Основными компонентами привода 12 являются вал 12а, шкив 12b ременной передачи, поводковый элемент 12с для передачи крутящего момента, крепежный элемент 12d, эксцентриковая часть 12е вала, втулка 12g и эксцентриковое кольцо 12h.

Вал 12а привода 12 смонтирован с возможностью вращения в опоре 14 в корпусе 4. С концом вала 12а, выступающим из корпуса 4, с помощью поводкового элемента 12с представляет собой, например, шпонку, которая входит в соответствующие пазы, предусмотренные в теле вала 12а и в шкиве 12b. Крепежным элементом 12b является, например, гайка, которая удерживает шкив 12b на валу 12а. С помощью ремня 22 шкив 12b кинематически соединен с ДВС 24 (фиг.2). ДВС 24 через ремень 22 приводит во вращение вал 12а привода 12 в корпусе 4.

В данном предпочтительном примере выполнения основными компонентами опоры 14 являются первый подшипник 14а качения, второй подшипник 14b качения, первое уплотнение 14с подшипника, второе уплотнение 14b подшипника, подшипниковая полость 14е и подшипниковый вкладыш 14f. В отличие от представленного примера выполнения опора 14 может содержать, например, подшипник скольжения вместо подшипников 14а, 14b качения.

Подшипники 14а и 14b качения служат для восприятия радиальных нагрузок от вала 14а и содержат, например, шарики, которые с одной стороны опираются на вал 12а, а с другой стороны на вкладыш 14f. Для улучшения работы опоры 14 на валу 12а предусмотрены круговые канавки, которые служат направляющими дорожками для шариков 14а, 14b качения. С помощью этих канавок дополнительно обеспечивается опора вала 12а и в осевом направлении. Подшипниковый вкладыш 14f по наружной поверхности жестко запрессован в корпус 4.

В представленном примере выполнения подшипниковая полость 14е ограничена валом 12а, подшипниковым вкладышем 14f и уплотнениями 14с и 14. Первое уплотнение 14с подшипника обеспечивает герметичность между подшипниковой полостью 14е и разделительной камерой 20. Второе уплотнение 30 14d уплотняет подшипниковую полость снаружи. Внутри подшипниковой полость 14е предусмотрена консистентная смазка подшипников 14а, 14b качения, что позволяет существенно повысить износостойкость опоры 14, несмотря на относительно высокие радиальные усилия, передаваемые через опору 14 между валом 12а и корпусом 4.

На валу 12а предусмотрена расположенная эксцентрично оси вала 12а эксцентриковая часть 12е. На эксцентриковой части 12е расположена втулка 12g, на которой установлено эксцетриковое кольцо 12b. При вращении вала 12а эксцентриковое кольцо 12b совершает возвратно-поступательное движение перпендикулярно оси вращения вала 12а. При этом возвратно-поступательное движение эксцентрикового кольца 12b передается на рабочий орган 10 насоса.

Основными компонентами рабочего органа 10 насоса, выбранного в качестве предпочтительного примера выполнения, являются плунжер 10а, направляющая гильза 10b плунжера, толкатель 10с, камера 10d нагнетания, удерживающая заглушка 10е, пружина 10f, клапан 10g низкого давления и клапан 10b высокого давления.

Заглушка 10е удерживается в корпусе 4 с помощью буртика 10i. Другой буртик 10k фиксирует в заглушке 10е направляющую гильзу 10b плунжера. Плунжер 10а смонтирован подвижным в гильзе 10b. Плунжер 10а имеет обращенный к эсцентриковому кольцу 12h торцевой конец. На этом, обращенном к эксцентриковому кольцу 12h торцевом конце плунжера 10а, закреплен толкатель 10с. Пружина 10f зажата между удерживающей заглушкой 10е и толкателем 10с. Эта пружина 10f прижимает толкатель 10с к эксцентриковому кольцу 12b. При выдвижении плунжера 10а пружина 10f служит для силового замыкания между толкателем 10с и эксцентриковым кольцом 12h, обеспечивая их постоянный контакт.

Всасывающий патрубок 6 сообщается с топливной полостью 16 через канал, проходящий в корпусе 4. В плунжере 10а имеется продольное отверстие 10m. Это отверстие 10m через поперечно проходящее через плунжер 10а отверстие сообщается с топливной полостью 16. Камера 10d нагнетания расположена внутри удерживающей заглушки 10е. Из топливной полости 16 через отверстие 10 и клапан 10g низкого давления топливо поступает в камеру 10h нагнетания.

Клапан 10g низкого давления представляет собой обратный клапан, который пропускает поток топлива из топливной полости 16 в камеру 10d нагнетания, но предотвращает перетекание топлива в обратном направлении. Из камеры 10d нагнетания топливо через клапан 10h высокого давления и наклонные каналы 10n, предусмотренные в корпусе 4, подается к нагнетательному патрубку 8. Клапан 10 высокого давления обеспечивает перетекание топлива из камеры 10d нагнетания в направлении к нагнетательному патрубку 8, но препятствует перетеканию топлива в обратном направлении.

В соответствии с возвратно-поступательным движением эксцентрикового кольца 12h плунжер 10а совершает ход нагнетания и ход всасывания. При выполнении плунжером хода всасывания топливо из полости 16 через клапан 10g низкого давления попадает в камеру 10d нагнетания. При выполнении плунжером 10а хода нагнетания топливо вытесняется из камеры 10d нагнетания и под давлением подается через клапан 10h высокого давления и каналы 10n к нагнетательному патрубку 8.

Топливо из топливного бака 26 (фиг.2) через всасывающий патрубок 6 поступает в топливную полость 16 (фиг.1). Между топливным баком 26 и топливным насосом 2 можно предусмотреть не показанный на чертеже топливоподающий насос. Если такой топливоподающий насос не установлен, то в топливной полости 16 преобладает давление, примерно соответствующее атмосферному. При наличии же топливоподающего насоса давление в топливной полости 16 превышает атмосферное.

Между разделительной камерой 20 и топливной полостью 16 предусмотрено уплотнение 18. Оно удерживается в корпусе 4 с помощью кольца 18а, запресованного в корпус 4. В представленном примере выполнения уплотнением 18 служит кольцевая манжета. Уплотнение 18 может быть выполнено, например, в виде П-образной манжеты, кольца круглого сечения, кольца прямоугольного сечения или в виде иного торцевого уплотнения.

Уплотнение 18 предпочтительно выполнять таким, чтобы при вращении вала 12а между уплотнением 18 и валом 12а возникало минимальное трение. Уплотнение 18 должно препятствовать попаданию топлива из топливной полости 16 в разделительную камеру 20. В обратном направлении уплотнение 18 не должно обеспечивать герметичность. Поэтому, а также в связи с требуемым незначительным трением особенно целесообразно использовать показанное на чертеже манжетное уплотнение. Поскольку незначительные утечки топлива из топливной полости 16 в разделительную камеру 20 не нарушают работу ни топливного насоса 2, ни ДВС 24, вполне достаточно небольшого усилия прижатия уплотнения 18 к валу 12а. Небольшая утечка топлива из топливной полоски 16 в разделительную камеру 20 скорее даже целесообразна, поскольку она благоприятно сказывается на стойкости уплотнения 18 вследствие уменьшения трения и теплоотвода. В отличие от представленного примера выполнения уплотнение можно, например, жестко соединить с валом привода и в этом случае оно может скользить по стенке отверстия в корпусе. В показанном на фиг.1 и выбранном в качестве предпочтительного примера выполнения разделительную камеру 20 можно присоединить с помощью первого патрубка 20а и второго патрубка 20b. Оба патрубка 20а, 20b выходят из зоны разделительной камеры 20 через корпус 4 наружу.

Для наглядности разделительная камера 20 изображена на чертеже в осевом и радиальном направлениях относительно большой. Однако следует отметить, что в осевом направлении (по оси вращения вала 12а) и в радиальном направлении (перпендикулярно оси вращения вала 12а) разделительная камера 20 может иметь очень небольшие размеры, поэтому она практически не увеличивает, соответственно увеличивает лишь незначительно габаритные размеры топливного насоса 2.

На фиг. 2 показан упрощенный схематичный вид сбоку топливного насоса 2. Разделительная камера 20 на этой боковой проекции не видна и поэтому на фиг. 2 условно обозначена пунктирной линией.

На всех чертежах однотипные или выполняющие одинаковую функцию элементы обозначены одинаковыми позициями. Если не указано иное, соответственно не представлено на чертеже, то все сказанное и представленное на примере одного из чертежей справедливо также и для других примеров выполнения. Кроме того, если из пояснений не вытекает возможность иной реализации, то подробности, касающиеся различных примеров выполнения, можно комбинировать друг с другом.

Как показано на фиг.2, трубопровод 6а низкого давления соединяет топливный бак 26 с всасывающим патрубком 6 топливного насоса 2. Отходящий от нагнетательного патрубка 8 трубопровод 8а высокого давления соединен с дозатором 28 топлива. Дозатор 28 топлива содержит, например, топливный коллектор и одну, соответственно несколько клапанных форсунок. С помощью клапанных форсунок топливо порциями из дозатора 28 поступает в камеры сгорания (не показаны) ДВС 24. В выбранном в качестве предпочтительного примера выполнения ДВС 24 имеется система 30 впуска воздуха. В состав этой системы 30 входят, например, заборник 30а воздуха, воздушный фильтр 30b, впускная труба 30с и дроссельная заслонка 30d.

На фиг.2 показаны также крышка 20с, отверстие 20d, трубопровод 20е, сетчатый фильтр 20f, дроссельный участок 20g, трубопровод 20h и дроссельный участок 20i. Трубопровод 20е соединяет отверстие 20d через сетчатый фильтр 20f, дроссельный участок 20g и патрубок 20b с разделительной камерой20. Трубопровод 20b соединяет разделительную камеру 20 через патрубок 20а и дроссельный участок 20i с системой 30 впуска воздуха. Трубопровод 20b соединен с полостью впускной трубы 30с на участке между воздушным фильтром 30b и дроссельной заслонкой 30d.

Крышка 20с предназначена для защиты разделительной камеры 20 от попадания в нее водяных брызг и грязи. В зависимости от чувствительности ДВС 24 к используемому топливу и от качества воздуха, поступающего из окружающей среды, при определенных условиях можно отказаться от применения сетчатого фильтра 20f и/или крышки 20с. С помощью дроссельного участка 20g можно регулировать расход воздуха, поступающего из окружающей среды в разделительную камеру 20. Для большей наглядности на фиг.2 крышка 20с, фильтр 20f и дроссельный участок 20g представлены в виде самостоятельных узлов, предусмотренных по длине трубопровода 20е. Следует также отметить, что дросселирование на участке 20g может быть реализовано путем выбора соответствующих размеров отверстия, образующего патрубок 20b, или трубопровода 20е, а фильтр 20f, равно как и крышку 20с, можно встроить непосредственно в патрубок 20b. Благодаря этому можно существенно уменьшить монтажное пространство, а также сократить затраты на изготовление.

Дроссельный участок 20i в трубопроводе 20b позволяет регулировать количество воздуха, проходящего через разделительную камеру 20.

Дроссельный участок 20i можно предусмотреть, например, в патрубке 20а путем выбора соответствующего размера отверстия, образующего патрубок 20а, или же дроссельный участок 20i можно реализовать в трубопроводе 20b за счет соответствующего уменьшения его внутреннего поперечного сечения. В зависимости от положения дроссельной заслонки 30d и от частоты вращения ДВС 24 большее или меньшее количество воздуха проходит через воздушный фильтр 30b и впускную трубу 30с в ДВС 24. В зависимости от количества воздуха, проходящего через воздушный фильтр 30b, на последнем имеет место перепад давления, а тем самым во впускной трубе 30с за воздушным фильтром 30b создается разрежение. В результате этого разрежения воздух проходит через отверстие 20d, по трубопроводу 20е, через дроссельный участок 20g, разделительную камеру 20, по трубопроводу 20 и через дроссельный участок 20i во впускную трубу 30с системы 30 впуска воздуха. Изменяя размеры дросселя на участках 20g и 20i, можно регулировать количество протекающего через разделительную камеру 20 воздуха и его давление в этой разделительной камере 20. Если дроссельный участок 20g, предусмотренный перед разделительной камерой 20, имеет относительно небольшие размеры, т.е. относительно небольшой внутренний диаметр, и если по сравнению с ним дроссельный участок 20i, предусмотренный по ходу потока за разделительной камерой 20, выполнен относительно большим, то в разделительной камере 20 преобладает относительно низкое давление (т.е. относительно высокое разрежение), которое при определенных условиях может быть почти настолько же мало, как и разрежение во впускной трубе 30с. Благодаря этому может быть обеспечено максимально быстрое испарение топлива в разделительной камере 20, просачивающегося из топливной полости 16 насоса (фиг.1) в эту камеру 20, и его всасывание через систему 30 впуска воздуха в ДВС 24. При этом по трубопроводу 20е в разделительную камеру 20 снаружи может непрерывно поступать свежий воздух. Путем соответствующего увеличения размера дроссельного участка 20g можно обеспечить меньшее падение давления в разделительной камере 20. Более узкий дроссельный участок 20i также обеспечивает незначительное падение давления в разделительной камере 20 и уменьшение количества воздуха, проходящего через разделительную камеру 20 в систему 30 впуска.

В рассматриваемом предпочтительном примере выполнения трубопровод 20h входит во впускную трубу 30с на участке между воздушным фильтром 30b и дроссельной заслонкой 30d. Представленный пример выполнения можно модифицировать также таким образом, чтобы трубопровод 20 входил во впускную трубу 30с на участке между дроссельной заслонкой 30d и камерами сгорания ДВС 24. Очевидно, что в последнем случае давление в разделительной камере 20 существенно зависит от положения дроссельной заслонки 30d и даже при полном закрытии заслонки 30d воздух будет поступать в систему впуска 30, что нежелательно для некоторых типов ДВС.

На фиг.3 приведено также схематическое изображение другого примера выполнения изобретения.

В примере, представленном на фиг. 3, отсутствуют показанные на фиг.2 крышка 20с, отверстие 20d, трубопровод 20е, сетчатый фильтр 20f, дроссельный участок 20g и второй патрубок 20b, оканчивающийся в разделительной камере 20. В примере согласно фиг.3 разделительная камера 20 соединена с системой 30 впуска воздуха только через патрубок 20а, трубопровод 20h и дроссельный участок 20i, обеспечивающий большее или меньшее дросселирование. Патрубок 20а и трубопровод 20h могут иметь небольшой внутренний диаметр. Благодаря этому автоматически образуется дроссельный участок 20i. В принципе от дроссельного участка 20i можно отказаться.

Благодаря соединению разделительной камеры 20 с системой 30 впуска воздуха в разделительной камере 20 преобладает пониженное давление, вследствие чего топливо, которое из топливной полости 16 просачивается через уплотнение 18 в разделительную камеру 20, всасывается в систему 30 впуска воздуха.

Преимущество показанного на фиг.3 примера выполнения состоит в том, что исключается нежелательное попадание воздуха из разделительной камеры 20 в систему 30 впуска воздуха. Поэтому трубопровод 20h может входить во впускную трубу 30с также на участке между дроссельной заслонкой 30d и камерами сгорания ДВС 24, исключая при этом нежелательное попадание воздуха при закрытой дроссельной заслонке 30d в ДВС 24.

Преимущество соединения разделительной камеры 20 с системой 30 впуска воздуха состоит в том, что топливо, которое при определенных условиях просачивается из топливной полости 16 в разделительную камеру 20, не может выходить в атмосферу, а попадает в ДВС, где оно сжигается в обычном порядке. На фиг. 4 схематично показан еще один, наиболее предпочтительный пример выполнения изобретения.

Как известно, в ДВС 24 имеются подвижные детали. Для смазки этих деталей в ДВС 24 предусмотрена циркуляционная смазочная система 32 с масляным насосом 32а. В принципе любой ДВС оборудован такой циркуляционной смазочной системой. В этой системе обычно предусмотрен также масляный насос.

С циркуляционной смазочной системой 32 ДВС 24 соединена разделительная камера 20. Для такого подсоединения на ДВС 24 предусмотрены первый 20k и второй 20т масляные патрубки. Первый масляный патрубок 20k соединен с патрубком 20b смазочной линией 20n. Смазочная линия 20р соединяет патрубок 20а со вторым масляным патрубком 20m. В смазочной линии 20n предусмотрен дроссельный участок 20r.

Предусмотренный в ДВС 24, невидимый на представленном чертеже и поэтому схематично показанный пунктирной линией масляный насос 32а циркуляционной смазочной системы 32 служит для подачи масла к точкам смазывания, предусмотренным в ДВС 24. При этом масло поступает также к масляному патрубку 20k. Из этого патрубка 20k по смазочной линии 20n, через дроссельный участок 20 r, патрубок 20b, разделительную камеру 20, патрубок 20а и по смазочной линии 20р масло снова поступает в ДВС 24 в циркуляционную смазочную систему 32. При относительно высоком давлении масла в патрубке 20k дроссельный участок 20r должен иметь относительно небольшой размер, чтобы давление масла в разделительной камере 20 не было очень высоким. Если масляный патрубок 20k установлен в циркуляционной смазочной системе 32 двигателя в том месте, где давление масла в этой системе 32 невелико, то от использования дроссельного участка 20r можно отказаться. Дросселирование на участке 20r можно обеспечить, например, также за счет соответствующего уменьшения внутреннего диаметра смазочных линий 20n и 20р или за счет соответствующего уменьшения диаметра патрубков 20а и 20р. Разделительную камеру 20 можно соединить с основной магистралью или с циркуляционной смазочной системой 32, используя для этого байпас.

Масло, подаваемое масляным насосом 32а циркуляционной смазочной системы 32 двигателя через разделительную камеру 20, захватывает топливо, которое при определенных условиях просачивается из топливной полости 16 в разделительную камеру 20, что предотвращает возможность скапливания топлива в разделительной камере 20. Величина утечки топлива в разделительную камеру 20 настолько мала, что не следует опасаться ее негативного воздействия на свойства масла, применяемого в циркуляционной смазочной системе 32 двигателя.

Разделительная камера 20 (фиг.1), расположенная между топливной полостью 16 и опорой 14, надежно исключает попадание топлива в зону размещения опоры 14. Если бы топливо воздействовало, например, непосредственно на уплотнение 14с подшипника, то одно только это уплотнение 14с не всегда могло бы надежно предотвращать попадание топлива в зону размещения опоры 14. В результате опора 14, соответственно ее детали могли бы быть повреждены, что тем самым снизило бы срок службы опоры 14. В частности, при отсутствии разделительной камеры 20 могло бы быть повреждено также уплотнение 14с в результате воздействия на него топлива. Все это можно предотвратить с помощью разделительной камеры 20 и с помощью содержащейся в ней разделительной среды. С помощью такой разделительной среды, в качестве которой используют предпочтительно воздух (фиг.2, 3) или масло (фиг.4), топливо, соответственно его пары, просачивающиеся при определенных условиях из топливной полости 16 в разделительную камеру 20, отводятся из нее и подаются без каких-либо отрицательных последствий через систему 30 впуска воздуха (фиг.2, 3) или по смазочной линии 20р в ДВС 24. Поскольку просачивающееся из топливной полости 16 топливо отводится через разделительную камеру 20 без каких-либо отрицательных последствий, сокращаются затраты на изготовление уплотнения 18 и уплотнений 14с и 14d.

Уплотнение 18 и уплотнения 14с и 14d предпочтительно можно оптимизировать по таким критериям, как наименьшие затраты на их изготовление и уменьшение трения между валом 12а и корпусом 4. Отсутствие разделительной камеры 20 могло бы привести к опасности попадания топлива через уплотнение 14с в зону размещения опоры 14, а также его утечки наружу через уплотнение 14d между валом 12а и корпусом 4. Однако и эта проблема эффективно решается простым способом с помощью разделительной камеры 20. В представленном примере выполнения (фиг.1) вал 12а имеет консольное крепление. При выполнении вала двухопорным, т. е. в случае, когда вал 12а смонтирован в двух опорах, каждая из которых расположена по обе стороны топливной полости 16, согласно изобретению предлагается предусмотреть по одной разделительной камере между топливной полостью 16 и каждой из двух опор. В обеих разделительных камерах предпочтительно находится воздух или масло в качестве разделительной среды. Обе разделительные камеры могут быть соединены между собой внутри или вне корпуса насоса 2.

Реферат

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливной аппаратуре двигателей внутреннего сгорания. Изобретение позволяет обеспечить надежную изоляцию топлива от подшипника и повысить герметичность уплотнения. Топливный насос для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания содержит корпус по меньшей мере с одной топливной полостью, по меньшей мере один рабочий орган, сообщающийся с топливной полостью и служащий для подачи топлива. По меньшей мере один привод смонтирован в корпусе по меньшей мере в одной опоре и приводит в действие рабочий орган. Между топливной полостью и опорой предусмотрена по меньшей мере одна разделительная камера, в которой находится разделительная среда, подаваемая двигателем внутреннего сгорания по меньшей мере опосредованно. 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Формула