Расчет топливной аппаратуры дизельного двигателя 16ЧН2527 (стр. 1 из 6)
Министерство образования и науки Украины
Национальный технический университет “Харьковский политехнический институт”
Кафедра “ Двигатели внутреннего сгорания”
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
по курсу “ Топливные системы ДВС ”
Тема проекта: “Расчет топливной аппаратуры дизельного двигателя ”
Выполнил: студент группы xx-xxв
xxxxxx x.x.
Проверил: xxxxx x.x.
Харьков 2005
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
1 Наименование двигателя 16ЧН25/27
2 Эффективная мощность Ne,кВт 2900
3 Частота вращения коленчатого вала n, мин-1 950
4 Удельный эффективный расход топлива ge ,
2055 Тип топливного насоса высокого давления односекционный
РЕФЕРАТ
Курсовой проект содержит листов пояснительной записки с расчетом топливной аппаратуры тепловозного двигателя.
В пояснительной записке приведено рисунков, таблиц,
Ключевые слова: топливная система, топливный насос высокого давления, форсунка, плунжерная пара, плунжер, втулка плунжера, пружина плунжера, кулачковый вал, кулачек, толкатель, пружина форсунки, распылитель, корпус распылителя, игла распылителя, штанга форсунки.
Курсовой проект включает: определение диаметра и хода плунжера, профилирование кулачка, обеспечивающих треугольный характер изменения скорости плунжера, процесс топливоподачи и расчет на прочность.
СОДЕРЖАНИЕ
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
РЕФЕРАТ
ВВЕДЕНИЕ
1 ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ
2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИАМЕТРА И ХОДА ПЛУНЖЕРА
3 ПРОФИЛИРОВАНИЕ КУЛАЧКА
2.1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОФИЛИРОВАНИЯ
2.2 ПРОФИЛИРОВАНИЕ ПРОФИЛЯ ПРЯМОГО ХОДА
2.3 ПОСТРОЕНИЕ ПРОФИЛЯ КУЛАЧКА
4 ПРОЦЕСС ТОПЛИВОПОДАЧИ
3.1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
3.2 РАСЧЕТ НАПОЛНИТЕЛЬНЫХ И ОТСЕЧНЫХ ОТВЕРСТИЙ
3.3 РАСЧЕТ ПЕРВОГО ПЕРИОДА ТОПЛИВОПОДАЧИ
3.4 РАСЧЕТ ВТОРОГО ПЕРИОДА ТОПЛИВОПОДАЧИ
3.5 РАСЧЕТ ТРЕТЬЕГО ПЕРИОДА ТОПЛИВОПОДАЧИ
РАСЧЕТ ЧЕТВЕРТОГО ПЕРИОДА ТОПЛИВОПОДАЧИ
3.5 РАСЧЕТ ПЯТОГО ПЕРИОДА ТОПЛИВОПОДАЧИ
5 РАСЧЕТ ДЕТАЛЕЙ ТОПЛИВНОГО НАСОСА
4.1 РАСЧЕТ ПРУЖИНЫ ПЛУНЖЕРА
4.2 РАСЧЕТ КУЛАЧКА ПРИВОДА ПЛУНЖЕРА
4.3 РАСЧЕТ КУЛАЧКОВОГО ВАЛА
4.4 РАСЧЕТ ТОЛКАТЕЛЯ
4.5 РАСЧЕТ ПЛУНЖЕРА
6 РАСЧЕТ ДЕТАЛЕЙ ФОРСУНКИ
5.1 РАСЧЕТ ПРУЖИНЫ ФОРСУНКИ
5.2 РАСЧЕТ КОРПУСА РАСПЫЛИТЕЛЯ
5.3 РАСЧЕТ ИГЛЫ РАСПЫЛИТЕЛЯ
5.4 РАСЧЕТ СТЕРЖНЯ ШТАНГИ ФОРСУНКИ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ
Топливные системы дизеля обеспечивают очистку топлива от загрязнителей и впрыскивание его в цилиндры двигателя.
Топливоподающая система предназначена для впрыска точно отмерянных порций топлива в камеру сгорания и распыливание этих порций под высоким давлением в определенной последовательности с определенными углами опережения. От совершенства топливной системы в основном зависит качество смесеобразования.
Известны топливные системы дизелей различных типов. В настоящее время наибольшее применение получили топливные системы непосредственного впрыскивания разделенного типа с механическим приводом плунжера и закрытыми клапонно-сопловыми форсунками с гидравлическим приводом иглы распылителя.
Топливная система дизеля включает систему низкого и высокого давления. Система низкого давления предназначена для хранения запаса топлива, его очистки от загрязнителей и нагнетания к топливной системе высокого давления.
Известны системы низкого давления проточные (замкнутые), полузамкнутые и тупиковые. В настоящее время наибольшее распространение получили проточные системы, обеспечивающие прокачку топлива через полости низкого давления топливных насосов высокого давления (ТНВД).Прокачка топлива снижает температуру секции высокого давления (СВД) и выносит из насоса частицы износа деталей плунжерных пар , что повышает надежность и срок службы топливных насосов.
Топливная система высокого давления предназначена для впрыскивания топлива в цилиндры двигателя.
Одни из важнейших составных узлов этой системы является топливный насос высокого давления и форсунка , к ним предъявляются очень жесткие требования.
1 ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ
1.1 Топливный насос высокого давления.
Этот насос плунжерного типа, служит для подачи топлива в форсунку под высоким давлением строго отмерянными порциями и в определенные моменты в зависимости от угла поворота коленчатого вала дизеля.
Основным узлом насоса является плунжерная пара. Плунжерная пара представляет собой пару, в которой плунжер и гильза взаимно притерты. Замена одной из деталей элемента не допускается. На плунжер надета поворотная гильза, которая находится в зацеплении с регулирующей рейкой. Таким образом, продольное перемещение рейки поворачивает плунжер.
В передней части насоса установлен нагнетательный клапан, состоящий из седла клапана и собственно самого клапана. Нагнетательный клапан служит для разобщения нагнетательного топливного трубопровода от надплунжерной полости.
При ходе вверх плунжер перекрывает своей верхней кромкой окно в гильзе, сообщающее полость низкого давления с надплунжерной полостью. Когда давление топлива достигает величины , превышающей силу затяжки пружины нагнетательного клапана , он открывается, топливо поступает по нагнетательному трубопроводу к форсунке. Нагнетание топлива продолжается до момента открытия винтовой кромкой плунжера окна в гильзе. При дальнейшем движении плунжера вверх топливо из надплунжерной полости по вертикальному пазу плунжера и отверстию в гильзе будет перетекать в полость низкого давления. При этом давление над плунжером резко падает, а нагнетательный клапан под действием пружины и разности давлений топлива в трубопроводе и над плунжером опустится на седло.
Начало подачи топлива определяется моментом перекрытия отверстия в гильзе торцевой кромкой плунжера. Количество подаваемого топлива зависит от положения винтовой кромки плунжера относительно окна в гильзе и изменяется поворотом плунжера вокруг оси при помощи поворотной гильзы и регулирующей рейки.
Толкатель прижимается к кулачку и не отрывается от него, поэтому закон движения толкателя, а следовательно и плунжера насоса определяется формой профиля кулачка кулачкового вала. Для двигателя Д 70 выбран профиль кулачка, обеспечивающий треугольный закон изменения скорости.
1.2 Форсунка
Спроектированная форсунка закрытого типа (внутренняя полость на время между впрысками топлива разобщается от камеры сгорания иглой).
В топливоподводящий штуцер вставлен щелевой фильтр, назначение которого – задерживать посторонние частицы, случайно попавшие в нагнетательную полость.
Распылитель и игла спариваются взаимной притиркой и подвергаются контрольной опресовке для проверки плотности прилегания конуса иглы к седлу распылителя и проверки пригонки диаметрального зазора между иглой и распылителем. Эти детали образуют прецизионную пару, замена одной из деталей не допускается.
Для уплотнения стыка торец корпуса форсунки и верхний торец распылителя тщательно шлифуют, а затем полируют притирочной пастой.
Давление начала подъема иглы определяется затяжкой пружины регулировочным болтом (начальное давление распыливания топлива ).
При окончании подачи топлива насосом игла садится, при этом пружина обеспечивает быструю посадку иглы на седло, что способствует получению четкой отсечки подачи топлива. Регулировочный болт позволяет регулировать затяжку пружины форсунки.
Между накидной гайкой форсунки и дном стакана головки поршня устанавливается медное кольцо, служащее для уплотнения стыка между форсункой и крышкой цилиндра.
2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИАМЕТРА И ХОДА ПЛУНЖЕРА
2.1 Максимальная цикловая подача
QT max = K1 · QT
где К1 – коэффициент учитывающий перегрузку дизеля и утечку топлива из надплунжерного объема вследствие износа плунжерной пары:
K1 = 1.25…1.35;
Принимаю К1 = 1,3
QT – цикловая подача топлива, мм3 / цикл;
мм3/цикл;QT max = 1.25·1507.35 = 1993.94 мм3 / цикл ;
2.2 Объем описываемый плунжером при его движении от НМТ к ВМТ :
, мм3;где К2 = 4…8 – коэффициент превышения объема , описываемого плунжером , над максимальной цикловой подачей топлива на сумму объемов: сжатия топлива в надплунжерном объеме и в линии высокого давления, деформации топливопровода высокого давления , объемов, описываемых плунжером при перекрытии наполнительных отверстий, при разгоне и гашении скорости плунжера.
Принимаю К2 = 4
VП = 4·1933,94 = 7976 мм3 ;
Выбираю dП и SП с учетом ГОСТ и соотношения :
принимаю SП = 1,474 ·dП;
2.3Диаметр плунжера:
мм;принимаю по ГОСТ dП = 19 мм;
2.4 Ход плунжера ;
SП = 1,475· dП = 1,475 · 19 = 28,025 мм ;
принимаю по ГОСТ SП = 28 мм.
3 ПРОФИЛИРОВАНИЕ КУЛАЧКА
3.1 Исходные данные для профилирования
Кулачки, обеспечивающие треугольный характер изменения скорости плунжера имеют профили, заданные координатами его движения.
Профили состоят из двух участков. Участок 1 может быть вогнутым, выпуклым или вначале вогнутым, а затем выпуклым. Ускорение плунжера W1 положительное и постоянное. В конце участка 1 достигается максимальная скорость движения плунжера Cmax .