Пояснительная записка_Наумов (1222870)
Текст из файла
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………..7
1 ОБЗОР СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ДИЗЕЛЕЙ………………9
1.1 Рядные топливные насосы высокого давления……………………………9
1.2 Индивидуальные топливные насосы высокого давления……………….12
1.3 Гидромеханические насос – форсунки…………………………………...15
1.4 Индивидуальные ТНВД с электромагнитным клапаном………………..18
1.5 Насос-форсунки с электронным управлением…………………………...21
1.6 Система Common Rail……………………………………………………...23
1.7 Система впрыска HEUI…………………………………………………….26
2 КОНСТРУКТИВНАЯ ПРОРАБОТКА…………………………………………..29
2.1 Задачи конструктивной проработки……………………………………....29
2.2 Рассматриваемые варианты модернизации насоса………………………29
2.3 Недостатки и преимущества вариантов модернизации…………………34
3 ПРОВЕРКА НА ПРОЧНОСТЬ…………………………………………………..36
3.1 Расчет на прочность кулачкового вала……………………………………38
3.2 Расчет на прочность ползуна и его составляющих………………………39
3.3 Расчет на прочность корпуса при новой конструкции…………………..41
4 СРАВНИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТОПЛИВОПОДАЧИ НА РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС ДИЗЕЛЯ………………………………………………44
4.1 Последовательность работы в программе ДИЗЕЛЬ-РК…………………49
4.2 Сравнительный расчет параметров штатной и модернизированной модели дизеля 6ЧН18/22 с использованием программы ДИЗЕЛЬ-РК……………….55
5 СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ РАБОТНИКОВ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВРЕДНЫХ И ОПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ФАКТОРОВ…………………………......63
5.1 Виды и назначение средств защиты работников………………………...64
5.2 Классификация средств защиты работников……………………….…….64
5.3 Обязанности работодателя по обеспечению работающих средствами защиты…………………………………………………………………………..…….67
5.4 Ответственность и организация контроля за обеспечением работников средствами индивидуальной защиты………………………………………..…....68
5.5 Методы защиты работников от воздействия опасных и вредных производственных факторов………………………………………………………..……69
5.6 Расчет защитного заземления……………………………………………..72
6 РАСЧЕТ РАСХОДОВ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ МЕТОДОМ РАСХОДНЫХ СТАВОК…………………………………………………………………………….77
6.1 Метод расходных ставок…………………………………………………..77
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………….93
Список использованных источников……………………………………………...94
ВВЕДЕНИЕ
Проблема экономии топлива транспорта и снижения вредных веществ, образующиеся при горении дизельного топлива, по-прежнему весьма актуальна в наше время. В связи с выбросом вредных веществ экологические требования к охране воздушного бассейна оказывают определенное влияние на обеспечение предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Разработки систем с электронным управлением подачи топлива позволяют значительно сэкономить затраты на топливо и снизить выброс вредных веществ.
Экономия добивается за счет управления момента подачи топлива и продолжительности впрыска. Электронная система управления подачи топлива позволяет гибко изменять законы управления углом опережения впрыскивания топлива в зависимости от режимов работы и условий эксплуатации дизеля. Так же, за счет набора датчиков система обеспечивает дозирование подачи топлива с максимальной точностью, исходя из режима работы дизеля, не допуская переизбытка количества топлива в цилиндре. Следовательно, качество смеси воздуха и топлива повышается, что в свою очередь положительно сказывается на процессе горения. Топливо сгорает полностью, при этом снижается содержание продуктов неполного сгорания.
В данной работе предложена модернизация дизеля путем установки индивидуального топливного насоса высокого давления с электромагнитным клапаном производства BOSCH взамен штатному механическому насосу.
Цель данного дипломного проекта заключается в адаптации индивидуального ТНВД BOSH к приводу от кулачкового вала штатного блочного насоса. Рассматривались три варианта модернизации штатного насоса, из которых был выбран наиболее экономичный для изготовления. Для обоснования целесообразности модернизации были выполнены расчетные исследования в компьютерной программе ВПРЫСК, разработанной специалистами МГТУ им. Н.Э. Баумана. Так же выполнены проверочные расчеты на прочность в программе SolidWorks Simulations наиболее нагруженных деталей насоса. На основании полученных расчетных характеристик впрыскивания были выполнены расчётные исследование в программе Diesel-RK с целью обоснования целесообразности модернизации насоса.
1 СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ДИЗЕЛЕЙ
1.1 Рядные топливные насосы высокого давления
Система топливоподачи снабжает двигатель топливом. Топливный насос высокого давления (ТНВД) обеспечивает своевременную подачу необходимого количества топлива, которое нагнетается через магистраль высокого давления к форсункам и впрыскивается в цилиндры двигателя.
Рядные ТНВД (рисунок 1.1) позволяют получать высокие мощности у двигателей с числом цилиндров от 2 до 12. Устанавливаются непосредственно на дизель.[5]
ТНВД имеют собственный кулачковый вал 16, который установлен в алюминиевом корпусе. Он соединяется с двигателем непосредственно, либо через соединительный узел и муфту опережения впрыскивания топлива. Над каждым кулачком находится роликовый толкатель 15 с тарелкой пружины 13. Тарелка передает усилие от толкателя на плунжер 9, а пружина возвращает его в исходное положение. Гильза плунжера 8 является направляющей, в которой плунжер совершает возвратно-поступательные движения.
Количество подаваемого топлива зависит от положения регулирующей кромки относительно окна А (рисунок 1.2) гильзы плунжера. Топливо начнет нагнетаться в тот момент, когда верхний торец плунжера перекроет окно А, а прекратиться в тот момент когда плунжер перемещаясь вверх своей кромкой откроет это окно. Для того чтобы изменить величину подачи топлива, необходимо заставить плунжер участвовать в двух разных движениях: поступательном и вращательном.[10]
1 – полость всасывания; 2 – зубчатый сектор; 3 – регулирующая втулка плунжера; 4 – боковая крышка; 5 – штуцер нагнетательного клапана; 6 – корпус нагнетательного клапана; 7 – конус нагнетательного клапана; 8 – гильза плунжера; 9 – плунжер; 10 – рейка топливного насоса высокого давления; 11 – поводок плунжера; 12 – возвратная пружина плунжера; 13 – нижняя тарелка возвратной пружины; 14 – регулирующий винт; 15 – роликовый толкатель; 16 – кулачковый вал.
Рисунок 1.1 – Рядный топливный насос высокого давления
Рисунок 1.2 – Схемы различных положений плунжера в гильзе: а) нулевая по
дача; б) неполная подача; в) полная подача
Поступательное движение плунжеру насоса сообщает кулачек. Поворот же его осуществляется с помощью специального механизма через выступ (поводок) плунжера. На рисунке 1.2 показаны различные положения плунжера, соответствующие нулевой, частичной и полной подаче топлива плунжером.
Вертикальный паз соединяет надплунжерное пространство с кольцевой выточкой, при этом топливо заполняет не только надплунжерное пространство, но и вертикальный паз, и кольцевую выточку. Если повернуть плунжер так, чтобы вертикальный паз расположился прямо против окна А в гильзе, то при движении плунжера вверх топливо будет вытекать через окно А и не попадет в нагнетательный трубопровод. Для осуществления частичной подачи топлива плунжер поворачивают вокруг оси по часовой стрелке так, чтобы окно А было изолировано от вертикального паза (рисунок 1.2, б). Топливо из надплунжерного пространства будет поступать в нагнетательный топливопровод только до момента, когда кромка О не откроет окно А. Плунжер при этом поднимается на величину h1, объем вытесненного в цилиндр топлива будет равен площади поперечного сечения плунжера, умноженной на расстояние h1. Дальнейшее движение плунжера вверх происходит вхолостую, так как вытесняемое топливо вытекает через окно А.
Если плунжер повернуть на больший угол (рисунок 1.2, в), то полезный ход его увеличится и станет равным h2. Соответственно увеличится и объем топлива, вытесненного плунжером и поданного через форсунку в цилиндр. Таким образом, каждому значению мощности дизеля соответствует определенное положение спиральной кромки О плунжера относительно окна гильзы. При увеличении мощности дизеля плунжер будет поворачиваться по часовой стрелке до нужной величины. Уменьшение нагрузки будет сопровождаться поворотом плунжера в обратном направлении. Чем больше угол, на который повернется плунжер по часовой стрелке, тем позднее спиральная кромка откроет окно А, тем больше топлива будет подано плунжером за один ход и тем меньше топлива уйдет обратно через окно А. Основные преимущества данной системы надежность и удобство в обслуживании.
Для рядных ТНВД характерны такие недостатки как: низкое КПД - так как затрачивается большое количество энергии двигателя на работу рядного механического ТНВД, большой вес, небольшой диапазон частоты вращения двигателя, большой расход топлива, дорогостоящий капитальный ремонт ТНВД, низкое давление впрыска. Неисправности проявляются редко и в основном либо из-за большого пробега, либо из-за использования некачественного дизельного топлива. Чаще всего изнашиваются плунжерные пары и детали механического регулятора.
1.2 Индивидуальные топливные насосы высокого давления
По принципу действия аналогичны рядным ТНВД. Расположение регулирующей кромки на плунжерах одинаково. Величина подачи топлива изменяется вращением плунжера при помощи рейки. Общий вид индивидуального насоса дизеля Д49 представлен на рисунке 1.3.
Рисунок 1.3 – Индивидуальный ТНВД установленный на дизеле Д49
В отличии от рядных ТНВД имеющих собственный кулачковый вал, привод индивидуальных насосов осуществляется от распределительного вала двигателя. Корпус отливается из чугуна или алюминия. На двигатель насосы крепятся с помощью фланцев. Так как на каждый цилиндр предусмотрен по собственному ТНВД, это позволяет применять короткие магистрали высокого давления. Короткие магистрали позволяют улучшить гидродинамические параметры впрыска топлива. В ТНВД (рисунок 1.4) положение гильзы зафиксировано стопорным винтом 31. В гильзе имеются два отверстия для подвода и отсечки топлива. Головка плунжера имеет две отсечные кромки – верхнюю и нижнюю.
1 – направляющая втулка толкателя; 2 – толкатель; 3 – резиновые кольца; 4 – пружина;
5 – поворотная шестерня; 6 – рейка; 7 – плунжер; 8, 10 – штуцера; 9 – корпус нагнетательного клапана; 11 – гильза плунжера; 12 – тарелки плунжера; 13 – корпус насоса; 14 – регулировочные прокладки; 15 – регулировочный винт
Рисунок 1.4 – Индивидуальный топливный насос дизеля Д49
Широкая канавка при любом положении плунжера по высоте, соединена через отверстие в гильзе с полостью всасывания насоса, что исключает протекание топлива по плунжеру в масляную систему.
На гильзе установлена шестерня 5, в пазы которой входит ведущий поводок плунжера. В зацеплении с шестерней находится рейка 6, посредством которой механизм управления топливными насосами поворачивает плунжер.
Максимальный выход рейки 6 ограничивается винтом, который препятствует повороту зубчатого венца и перемещению рейки насоса. Толкатель представляет собой корпус 2, в котором на оси установлен цементированный ролик. Сверху в корпус ввернут упор для передачи усилия от толкателя к плунжеру. Движение толкателя направляется бронзовой втулкой, запрессованной в направляющую втулку 1. Втулка 1 прикреплена болтами к корпусу насоса.
Угол опережения подачи топлива по цилиндрам регулируют прокладками 14. Необходимая толщина прокладок устанавливается на стенде завода – изготовителя. Ее значение выбивается на корпусе насоса. Привод толкателей топливных насосов осуществляется от общего распределительного вала.
Основные неисправностями топливного насоса: трещины корпуса, потеря упругости и трещины в витках пружины; скалывание и выкрашивание торцевых кромок деталей и наклонных кромок головки плунжера, односторонний и местный натир плунжерных пар; износ плунжерной пары и нагнетательного клапана; трещины и излом плунжера или втулки, повреждение плунжера или втулки коррозией и кавитацией; зависание (заклинивание) плунжера во втулке; износ зубчатой рейки и втулки; пропуск топлива между сопрягаемыми деталями; износ резьбы. Недостатком системы является неравномерность подачи топлива по цилиндрам и большой расход топлива.
1.3 Гидромеханические насос-форсунки
Насос-форсунка, объединяющая ТНВД и форсунку, устанавливается в головке блока. Она обеспечивает своевременный впрыск топлива в камеру сгорания в мелкораспыленном состоянии и изменение количества подаваемого топлива в зависимости от нагрузки двигателя. Устройство насос-форсунки показано на рисунке 1.5.
1 – распылитель; 2 – упор; 3 – нагнетательный клапан; 4 – обратный клапан; 5 – гильза;
6 – шестерня; 7 – корпус; 8 – отводящий штуцер; 9 – толкатель; 10 – пружина; 11 – подводящий штуцер; 12 – зубчатая рейка; 13 – плунжер; 14 – кольцевая камера; 15 – кольцевая проточка на плунжере
Рисунок 1.5 – Гидромеханическая насос-форсунка
Характеристики
Тип файла документ
Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.
Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.
Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
