Патент на изобретение №2267638

(54) РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ВИХРЕВОГО БЕНЗОНАСОСА ДЛЯ ПОДАЧИ ТОПЛИВА ИЗ БАКА К ДВС АВТОМОБИЛЯ (ВАРИАНТЫ)

(57) Реферат:

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливоподающим системам двигателей внутреннего сгорания. Изобретение позволяет повысить прочность лопаток рабочего колеса насоса на изгиб. По первому варианту рабочее колесо вихревого бензонасоса для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля содержит на торцевых поверхностях венец из равномерно расположенных по окружности лопаток, между которыми в теле рабочего колеса выполнены пазообразные промежутки, а основание каждого промежутка в сечении, проходящем через ось вращения рабочего колеса и середину пазообразного промежутка, выполнено скругленным в виде, например, сегмента. Толщина лопаток рабочего колеса в направлении, параллельном его оси, выполнена равномерно увеличивающейся от торцевых поверхностей рабочего колеса до поверхностей примыкания лопаток к телу рабочего колеса. Минимальная толщина лопаток в плоскостях торцевых поверхностей рабочего колеса выполнена постоянной. Максимальная толщина лопаток выполнена на наружных радиальных концах лопаток в месте их примыкания к телу рабочего колеса. По второму варианту в рабочем колесе вихревого бензонасоса для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля толщина лопаток рабочего колеса в радиальном направлении относительно его центра выполнена равномерно увеличивающейся от внутренних радиальных концов лопаток к их наружным радиальным концам. Минимальная толщина лопаток выполнена на внутренних радиальных концах лопаток, а максимальная толщина лопаток выполнена на наружных радиальных концах лопаток. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к насосам и предназначено для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля.

Известен насос вихревого типа для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля, содержащий вращающееся в полости насоса рабочее колесо с лопатками (Патент США №5328325, кл. F 04 D 5/00, публ. 12.07.1994).

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности является вихревой насос для подачи топлива для бака к ДВС автомобиля, содержащий вращающееся в полости насоса рабочее колесо, которое на торцевых поверхностях имеет венец из равномерно расположенных по окружности плоских, т.е. одинаковой толщины, лопаток, между которыми выполнены пазообразные промежутки (Патент США №4938659, кл. F 04 D 5/00, публ. 03.07.1990).

Недостатком конструкции рабочего колеса прототипа является пониженная прочность плоских, т.е. одинаковой толщины, лопаток рабочего колеса на изгиб из-за их недостаточной толщины на поверхностях примыкания лопаток к телу рабочего колеса. При работе насоса лопатки подвергаются изгибу в результате давления потока перекачиваемого топлива на поверхность лопаток, при этом наибольшие изгибающие моменты действуют на поверхностях примыкания лопаток к телу рабочего колеса с максимальным значением изгибающего момента на наружных радиальных концах лопаток. При наибольшем давлении, развиваемом насосом, напряжения изгиба из-за недостаточной толщины лопаток могут достигать при максимальном изгибающем моменте значений, превосходящих предел прочности материала лопаток на изгиб, что приводит к их поломке. Пониженный предел прочности лопаток объясняется также тем, что рабочие колеса бензонасосов автомобилей изготавливаются из полимерных материалов, прочностные характеристики которых на изгиб существенно ниже металлических конструкционных материалов. В результате поломок лопаток насос не дает на выходе заданных параметров по напору и расходу. Кроме того, отколовшиеся элементы лопаток могут засорить трубопровод системы впрыска топлива. Поскольку бензонасосы являются изделиями разового применения, т.е. не подлежат ремонту, то в данном случае необходимо менять весь бензонасос, а также, при необходимости, прочищать трубопровод.

Задачей изобретения является повышение прочности лопаток рабочего колеса насоса на изгиб.

Поставленная задача достигается тем, что в рабочем колесе вихревого бензонасоса для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля, содержащем на торцевых поверхностях венец из равномерно расположенных по окружности лопаток, между которыми в теле рабочего колеса выполнены пазообразные промежутки, а основание каждого промежутка в сечении, проходящем через ось вращения рабочего колеса и середину пазообразного промежутка, выполнено скругленным в виде, например, сегмента;

согласно изобретению по первому варианту толщина лопаток рабочего колеса в направлении, параллельном его оси, выполнена равномерно увеличивающейся от торцевых поверхностей рабочего колеса до поверхностей примыкания лопаток к телу рабочего колеса, при этом минимальная толщина лопаток в плоскостях торцевых поверхностей рабочего колеса выполнена постоянной, а максимальная толщина лопаток выполнена на наружных радиальных концах лопаток в местах примыкания лопаток к телу рабочего колеса; кроме того, максимальная толщина лопаток выполнена в пределах от 1,5 до 2,0 от минимальной толщины лопаток;

согласно изобретению по второму варианту толщина лопаток рабочего колеса в радиальном направлении относительно его центра выполнена равномерно увеличивающейся от внутренних радиальных концов лопаток к их наружным радиальным концам, при этом минимальная толщина лопаток выполнена на внутренних радиальных концах лопаток, а максимальная толщина лопаток выполнена на наружных радиальных концах лопаток; кроме того, максимальная толщина лопаток выполнена в пределах от 1,5 до 2,0 от минимальной толщины лопаток.

На фиг.1 показан общий вид насоса спереди, на фиг.2 – вид элемента венца рабочего колеса, на фиг.3 – вид на насос сбоку (вариант 1), на фиг.4 – вид элемента венца рабочего колеса сбоку (вариант 1), на фиг.5 – вид рабочего колеса сверху (вариант 1), на фиг.6 – аксонометрическое изображение элемента венца рабочего колеса (вариант 1), на фиг.7 – вид на насос сбоку (вариант 2), на фиг.8 – вид элемента венца рабочего колеса сбоку (вариант 2), на фиг.9 – вид рабочего колеса сверху (вариант 2), на фиг.10 – аксонометрическое изображение элемента венца рабочего колеса (вариант 2).

Вихревой бензонасос для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля содержит рабочее колесо 1, расположенное между наружной крышкой 2 и внутренней крышкой 3 с кольцевым каналом 4 для подачи топлива. Рабочее колесо 1 на торцевых поверхностях 5 имеет венец 6 из равномерно расположенных по окружности лопаток 7, между которыми в теле рабочего колеса 1 выполнены пазообразные промежутки 8. Основание 9 каждого промежутка в сечении, проходящем через ось вращения 10 рабочего колеса 1 и середину пазообразного промежутка 8, выполнено скругленным в виде, например, сегмента 11.

По первому варианту изобретения толщина лопаток 7 рабочего колеса 1 в направлении, параллельном оси 10 колеса 1, выполнена равномерно увеличивающейся от торцевых поверхностей 5 рабочего колеса 1 до поверхностей 12 примыкания лопаток 7 к телу рабочего колеса 1. Минимальная толщина Т_мин лопаток 7 в плоскостях торцевых поверхностей 5 рабочего колеса 1 выполнена постоянной.

Максимальная толщина Т_макс лопаток 7 выполнена на наружных радиальных концах 13 лопаток в местах их примыкания к телу рабочего колеса 1. При этом максимальная толщина Т_макс выполнена в пределах от 1,5 до 2,0 от минимальной толщины лопаток 7. Промежуточные значения толщины Т_пр каждой лопатки 7 в произвольном сечении лопатки плоскостью, перпендикулярной оси 10 колеса 1, одинаковы.

По второму варианту изобретения толщина лопаток 7 рабочего колеса 1 в радиальном направлении относительно его центра выполнена равномерно увеличивающейся от внутренних радиальных концов 14 лопаток 7 к их наружным радиальным концам 15. Минимальная толщина Т_мин лопаток 7 выполнена на внутренних радиальных концах 14 лопаток 7. Максимальная толщина Т_макс лопаток 7 выполнена на наружных радиальных концах 15 лопаток 7. При этом максимальная толщина Т_макс выполнена в пределах от 1,5 до 2,0 от минимальной толщины лопаток 7. Промежуточные значения толщины Т_пр каждой лопатки 7 в произвольном ее сечении плоскостью, параллельной оси 10 рабочего колеса 1, одинаковы.

Рабочее колесо 1 надето на вал 16 электродвигателя 17. На наружной крышке 2 расположен всасывающий патрубок 18 и всасывающая полость 19. На внутренней крышке 3 расположена напорная полость 20.

При сборке бензонасоса на вал 16 электродвигателя 17 последовательно надевают внутреннюю крышку 3, рабочее колесо 1 и наружную крышку 2. Затем надевают гильзу 21, края которой завальцовывают, обеспечивая сборку насоса в одно целое.

Бензонасос работает следующим образом. При вращении рабочего колеса 1 на валу 16 электродвигателя 17 топливо через всасывающий патрубок 18 и всасывающую полость 19 наружной крышки 2 подается рабочим колесом 1 в напорную полость 20 внутренней крышки 3, откуда топливо прокачивается через электродвигатель 17 к ДВС автомобиля.

Рабочее колесо может быть изготовлено на существующем оборудовании с применением существующих технологий.

Формула изобретения

1. Рабочее колесо вихревого бензонасоса для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля, содержащее на торцевых поверхностях венец из равномерно расположенных по окружности лопаток, между которыми в теле рабочего колеса выполнены пазообразные промежутки, а основание каждого промежутка в сечении, проходящем через ось вращения рабочего колеса и середину пазообразного промежутка, выполнено скругленным в виде, например, сегмента, отличающееся тем, что толщина лопаток рабочего колеса в направлении, параллельном его оси, выполнена равномерно увеличивающейся от торцевых поверхностей рабочего колеса до поверхностей примыкания лопаток к телу рабочего колеса, при этом минимальная толщина лопаток в плоскостях торцевых поверхностей рабочего колеса выполнена постоянной, а максимальная толщина лопаток выполнена на наружных радиальных концах лопаток в месте их примыкания к телу рабочего колеса.

2. Рабочее колесо по п.1, отличающееся тем, что максимальная толщина лопаток выполнена в пределах от 1,5 до 2,0 от минимальной толщины лопаток.

3. Рабочее колесо вихревого бензонасоса для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля, содержащее на торцевых поверхностях венец из равномерно расположенных по окружности лопаток, между которыми в теле рабочего колеса выполнены пазообразные промежутки, а основание каждого промежутка в сечении, проходящем через ось вращения рабочего колеса и середину пазообразного промежутка, выполнено скругленным в виде, например, сегмента, отличающееся тем, что толщина лопаток рабочего колеса в радиальном направлении относительно его центра выполнена равномерно увеличивающейся от внутренних радиальных концов лопаток к их наружным радиальным концам, при этом минимальная толщина лопаток выполнена на внутренних радиальных концах лопаток, а максимальная толщина лопаток выполнена на наружных радиальных концах лопаток.

4. Рабочее колесо по п.3, отличающееся тем, что максимальная толщина лопаток выполнена в пределах от 1,5 до 2,0 от минимальной толщины лопаток.

РИСУНКИ

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 17.02.2008

Извещение опубликовано: 10.12.2009 БИ: 34/2009