Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ПОДАЧИ ТОПЛИВА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Настоящее изобретение относится к устройству подачи топлива для двигателя внутреннего сгорания согласно ограничительной части п. 1 формулы изобретения. Подобное устройство подачи топлива имеет корпус, в котором размещены по меньшей мере один подающий модуль и один предназначенный для его приведения в действие приводной вал. Приводной вал при этом установлен с возможностью вращения в предусмотренном в корпусе опорном отверстии. Помимо этого в пределах этого опорного отверстия расположена уплотнительная система с по меньшей мере одним кольцевым уплотнением приводного вала для герметичного отделения топливопроводящей внутренней части от смазкопроводящей внешней части.

Уровень техники

Устройство подачи топлива указанного в начале описания типа известно, например, из DE 102008040833 А1. Оно имеет корпус, а также по меньшей мере один подающий модуль, вставленный в соответствующее посадочное отверстие в корпусе. Такое устройство имеет далее расположенный в корпусе приводной вал, предназначенный для приведения в действие подающего модуля и установленный с возможностью вращения на опорном участке корпуса. Та часть, где расположен подающий модуль, заполнена топливом и герметично отделена уплотнительной системой от заполненной смазочным материалом части вне устройства подачи топлива. Уплотнительная система преимущественно имеет два расположенных близко друг к другу, но с отступом одно от другого кольцевых уплотнения приводного вала, между которыми образуется кольцевое пространство, от которого отходит разгрузочный канал для отвода просачивающейся жидкости. Смазывание аксиально внешнего кольцевого уплотнения обеспечивается по каналу, выполненному в приводном валу.

Необходимость в уплотнительных системах с по меньшей мере двумя кольцевыми уплотнениями валов обычно существует в тех случаях, когда требуется отделять друг от друга две разные среды, например топливо и масло. Поскольку устройство подачи топлива преимущественно монтируется на двигателе и смазывается моторным маслом, собственно и существует необходимость в отделении смазочного материала, которым является масло, от подаваемой среды, которой является топливо. Обычно, однако, неизбежно возникает утечка в определенном количестве, которая может использоваться для смазывания опорной части, способствуя ему.

Часто существующий подход к смазыванию привода устройства подачи топлива маслом оказывается неэффективным, и поэтому расположенное со стороны двигателя кольцевое уплотнение не снабжается маслом в достаточном количестве. По этой причине повышается износ в месте контакта между собой кольцевого уплотнения и приводного вала. Данный фактор может привести к постепенному "зарыванию" кольцевого уплотнения в приводной вал.

В основу изобретения была положена задача усовершенствовать устройство подачи топлива указанного в начале типа в том отношении, чтобы обеспечивалось достаточное смазывание уплотнительной системы. Благодаря этому должен быть уменьшен износ в зоне кольцевого уплотнения приводного вала, а также должно достигаться длительное сохранение высокого уплотняющего эффекта.

Для решения указанной задачи в изобретении предлагается устройство подачи топлива с отличительными признаками, указанными в п. 1 формулы изобретения. В зависимых пунктах формулы изобретения представлены различные предпочтительные варианты осуществления изобретения.

Краткое изложение сущности изобретения

Предлагаемое в изобретении устройство подачи топлива имеет приводной вал, который согласно изобретению имеет путь прохождения смазочного материала, направляемого по этому пути радиально изнутри наружу относительно продольной оси приводного вала вплоть до диаметра прилегающего к нему уплотняющего контура кольцевого уплотнения, благодаря чему при работе устройства подачи топлива возможно снабжение кольцевого уплотнения смазочным материалом по пути его прохождения с использованием центробежной силы. Тем самым благодаря использованию центробежной силы, возникающей при работе устройства подачи топлива, обеспечивается достаточное снабжение кольцевого уплотнения смазочным материалом. Смазочным материалом может служить топливо из топливопроводящей части, равно как и масло, подводимое извне к опорному отверстию. Топливо служит преимущественно для смазывания того кольцевого уплотнения, которое ограничивает внутреннюю топливопроводящую часть. При использовании масла в качестве смазывающего материала оно служит преимущественно для смазывания другого кольцевого уплотнения, расположенного со стороны двигателя.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения путь прохождения смазочного материала по меньшей мере частично проходит по выполненному конической формы окружному участку приводного вала. Такой конический окружной участок ориентирован при этом таким образом, что диаметр приводного вала увеличивается в направлении уплотнительной системы. Под действием центробежной силы смазочный материал движется по этому окружному участку приводного вала в направлении его большего диаметра, т.е. в направлении уплотнительной системы. В соответствии с этим смазочный материал, которым может служить, например, топливо, просачивающееся из топливопроводящей внутренней части, поступает под действием центробежной силы к уплотнительной системе. Уплотняющий контур кольцевого уплотнения предпочтительно должен при этом прилегать к цилиндрическому участку приводного вала во избежание возникновения эффекта засасывания через рабочую кромку кольцевого уплотнения.

Альтернативно этому или дополнительно к этому может быть предусмотрен путь прохождения смазочного материала, по меньшей мере частично образованный подводящим отверстием внутри приводного вала. Такое подводящее отверстие также проходит радиально изнутри наружу, при этом под действием центробежной силы смазочный материал вытесняется к радиально наружному участку стенки подводящего отверстия и движется вдоль этого участка его стенки в направлении большего диаметра приводного вала. Следовательно, снабжение уплотнительной системы смазочным материалом реализуемо и посредством подводящего отверстия.

Дополнительно к этому предпочтительно, чтобы подводящее отверстие проходило наклонно внутри приводного вала. Альтернативно этому или дополнительно к этому можно предусмотреть выход подводящего отверстия на поверхность приводного вала на его выполненном конической формы окружном участке. Поскольку уплотняющий контур прилегает к цилиндрическому участку приводного вала, место выхода подводящего отверстия на поверхность приводного вала расположено вблизи этого его цилиндрического участка. Тем самым надежно обеспечивается достижение уплотнительной системы смазочным материалом, выходящим из подводящего отверстия.

В качестве меры, способствующей повышению эффективности смазывания уплотнительной системы, может быть предусмотрено выполнение подводящего отверстия с местом изменения его направления, в результате чего подводящее отверстие в зоне своего выхода из приводного вала проходит в направлении от кольцевого уплотнения. Вследствие такого изменения направления подводящего отверстия радиально наружный участок его стенки оказывается обращен к уплотнительной системе и позволяет подводить смазочный материал по примыкающему окружному участку приводного вала непосредственно к ближайшему кольцевому уплотнению.

В предпочтительном варианте по меньшей мере одно кольцевое уплотнение ограничивает в осевом направлении кольцевое пространство, от которого отходит выполненное в корпусе возвратное отверстие. Такое возвратное отверстие предназначено для отвода избыточного смазочного материала и/или утечки.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения уплотнительная система имеет по меньшей мере два кольцевых уплотнения приводного вала, которые в предпочтительном варианте расположены в опорном отверстии корпуса с осевым отступом друг от друга. В соответствии с этим между обоими кольцевыми уплотнениями образуется кольцевое пространство, от которого в предпочтительном варианте также отходит возвратное отверстие. Первое, аксиально внутреннее кольцевое уплотнение служит для герметичного отделения топливопроводящей внутренней части, преимущественно пространства, где расположен приводной механизм устройства подачи топлива, от окружающего пространства, соответственно от смазкопроводящей внешней части. Второе же, аксиально внешнее кольцевое уплотнение должно предотвращать проникновение моторного масла в топливопроводящую внутреннюю часть. Смазочным материалом может служить масло, равно как и топливо, которое, например, в результате утечки просочилось из топливопроводящей внутренней части.

Ниже изобретение более подробно рассмотрено на примере предпочтительных вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи, на которых показано:

на фиг. 1 - схематичный вид в продольном разрезе известного из уровня техники устройства подачи топлива в зоне опорного отверстия в корпусе,

на фиг. 2 - схематичный вид в продольном разрезе выполненного по первому варианту предлагаемого в изобретении устройства подачи топлива в зоне опорного отверстия в корпусе,

на фиг. 3 - увеличенный фрагмент изображенного на фиг. 2 устройства подачи топлива,

на фиг. 4 - схематичный вид в продольном разрезе выполненного по второму варианту предлагаемого в изобретении устройства подачи топлива,

на фиг. 5 - схематичный вид в продольном разрезе выполненного по третьему варианту предлагаемого в изобретении устройства подачи топлива,

на фиг. 6 - схематичный вид в продольном разрезе выполненного по четвертому варианту предлагаемого в изобретении устройства подачи топлива и

на фиг. 7 - увеличенный фрагмент изображенного на фиг. 6 устройства подачи топлива.

Подробное описание чертежей

На фиг. 1 в разрезе показан фрагмент известного из уровня техники устройства подачи топлива. На данном чертеже показано, в частности, выполненное в корпусе 1 опорное отверстие 3 под приводной вал 2, который предназначен для приведения в действие также расположенного в корпусе 1 подающего модуля (не показан). В зоне опорного отверстия 3 расположена уплотнительная система 4 с двумя кольцевыми уплотнениями 5 приводного вала (манжетами). Каждое из этих кольцевых уплотнений 5 прилегает своим уплотняющим контуром 9 к приводному валу 2 и таким путем герметично отделяет топливопроводящую (аксиально) внутреннюю часть 6 от смазкопроводящей (аксиально) внешней части 7. Со стороны топливопроводящей внутренней части 6 приводной вал 2 установлен в опорной (или подшипниковой) втулке 16 с возможностью вращения в ней. Через зазор между опорной втулкой 16 и приводным валом 2 топливо попадает к аксиально внутреннему кольцевому уплотнению 5. Тем самым такой зазор образует путь 8 прохождения смазочного материала. Еще один путь 8 прохождения смазочного материала образован между торцевой стороной корпуса 1 и соединенным с приводным валом 2 без возможности вращения относительно него приводным колесом 17 и служит для подвода смазочного материала к аксиально внешнему кольцевому уплотнению 5. Смазочным материалом в данном случае является моторное масло. Между кольцевыми уплотнениями 5 образуется кольцевое пространство 14, от которого отходит выполненное в корпусе 1 возвратное отверстие 15. Еще одно возвратное отверстие 15 отходит от кольцевого пространства 14 между аксиально внутренним кольцевым уплотнением 5 и радиально проходящим уступом 19 корпуса 1.

На фиг. 2 и 3 показано выполненное по первому варианту предлагаемое в изобретении устройство подачи топлива. Оно отличается от показанного на фиг. 1 известного из уровня техники устройства подачи топлива тем, что приводной вал 2 имеет окружной участок 10 конической формы. Такой конический окружной участок ориентирован при этом таким образом, что диаметр приводного вала 2 уменьшается в направлении уплотнительной системы 4. Данный окружной участок 10 соединяет первый, охватываемый опорной втулкой 16 цилиндрический участок приводного вала 2 с его вторым цилиндрическим участком, к которому прилегает аксиально внутреннее кольцевое уплотнение 5 своим уплотняющим контуром 9. При работе устройства подачи топлива конический окружной участок 10 обеспечивает принудительное перемещение выходящей через опорное отверстие 3 утечки под действием центробежной силы в направлении большего диаметра D, т.е. в направлении уплотнительной системы 4 (см. стрелку на фиг. 3). В соответствии с этим смазочный материал подводится по коническому окружному участку 10 приводного вала 2 непосредственно к кольцевому уплотнению 5.

На фиг. 4 показано выполненное еще по одному предпочтительному варианту предлагаемое в изобретении устройство подачи топлива. Путь 8 прохождения смазочного материала в данном случае образован подводящим (или питающим) отверстием 11 в приводном валу 2. Подводящее отверстие 11, соответственно несколько подводящих отверстий 11, ответвляется/ответвляются от общего центрального отверстия 20 и тем самым проходит/проходят радиально изнутри наружу. Подводящие отверстия 11 выходят из приводного вала 2 на коротком расстоянии перед уплотнительной системой 4 и позволяют тем самым снабжать поступающим по ним смазочным материалом аксиально внешнее кольцевое уплотнение 5.

Согласно фиг. 5, где показана модификация выполненного по этому варианту устройства подачи топлива, подводящие отверстия 11 можно скомбинировать с коническим окружным участком 10 приводного вала 2 таким образом, чтобы их выходы 13 располагались на этом коническом окружном участке 10. Благодаря этому обеспечивается подвод выходящего из подводящего отверстия 11 смазочного материала под действием центробежной силы к уплотнительной системе 4 непосредственно вблизи нее.

Дальнейшей оптимизации позволяет добиться вариант, показанный на фиг. 6 и 7. В данном случае подводящее отверстие 11 выполнено коленчато изогнутым. Иными словами, подводящее отверстие 11 имеет место 12 изменения своего направления. На коротком расстоянии перед выходом 13 подводящего отверстия 11 оно изменяет свое направление и в результате проходит в противоположную от уплотнительной системы 4 сторону. Подобное выполнение подводящего отверстия зарекомендовало себя как предпочтительное постольку, поскольку пленка смазочного материала принудительно перемещается радиально наружу прежде всего по радиально наружному участку 18 стенки подающего отверстия 11, при этом из-за изменения его направления в месте 12 радиально наружный участок 18 стенки подающего отверстия оказывается расположен с обращенной к уплотнительной системе 4 стороны. В соответствии с этим смазочному материалу при его натекании на уплотняющий контур 9 кольцевого уплотнения 5 не требуется сначала преодолевать подводящее отверстие 11.