на мобилу / Б12

Билет №12

1. вопрос. Влияние сжимаемости топлива на процесс подачи в дизелях.

Сжимаемость топлива. Сжимаемость среды - способность уменьшать объем при увеличении давления, зависит от ее свойств и от рассматриваемого процесса. Мерой этого св-ва жидкости служит коэф. сжимаемости β или объемный модуль упругости Ev=1/β. β используется в расчетах для описания сжимаемости при данном давлении, средний коэффициент сжимаемости - для оценки процесса в конечном интервале от начального давления Р0 до текущего Р. Один может быть пересчитан через другой:

Коэф. сжимаемости увеличивается с ростом температуры, уменьшением давления и плотности нефтепродуктов. Для выбранного топлива наиболее важная завис-ть β=f(P). Влияние сжимаемости топлива на ТП. В ТПА непосредственного действия чем больше влияние сжимаемости топлива, тем меньше влияние закона и скорости движения плунжера на характеристику подачи. P0 - нач. давл-е в ЛВД = PВПР, ∆VЦ - объемная цикловая подача, PMAX - максимально возможный уровень подъема давления. В соответствии с(4.1)

PMAX PÍÀ× VÖVËÂÄ

Если увелич. VЛВД то PMAX не превысит PВПР – форсунка не откроется. Если уменьш. - большие давл. нагнетания - тенденц соверш-я ТПА непосред дейсв.

В ТПА с кулачковым приводом сильное влияние PС - напора на соплах от n:

(4.2)

Продолжительность впрыскив. в угловой мере не зависит от n, а РВПР растет в квадратичной зависимости. Реально РВПР растет значительно медленнее из-за сжимаемости топлива. Сжатие топлива - это аккумулирование потенциальной энергии,непосредственно снижающ РВПР. Для обеспеч тойже gЦ требуется большая продолж-ть подачи. Высвобождение аккумой энергии обеспечивает "вялое" окончание впрыскивания, от которого во избежание дымления и перерасхода топлива стремятся избавиться резкой отсечкой подачи.

Поэтому в ТПА непосредственного действия сжимаемость имеет для ТП всегда отрицательные проявления. Особенно при интенсификации впрыскивания. Решения - минимизация объемов полостей, в частности мертвых объемов надплунжерной полости и контрольных фильтров, ужесточение допусков на размеры, изъятие деформируемых прокладок, установка вытеснителей внутри пружин, уменьшение диаметра иглы, числа и диаметра каналов форсунки, диаметра трубопровода и т.п.

Сжимаемость формирует зависимость PВПР=f(gЦ) - с повышением нагрузки дизеля РВПР растет, т.к. меньшая доля подачи затрачивается на сжатие топлива от начального РНАЧ до давления начала впрыскивания РФ0 и, до max давления.

Изменяются парам-ры ТП для разных топлив, из-за различных упругих св-в: задерживается нач. и кон. подачи, уменьшается РВПР, без компенсации активным ходом плунжера уменьшается gЦ.С компенсацией gЦ увеличивается продолжительность подачи; возможно появление подвпрыскивания.

Для аккум. ТПА, ввиду увеличения аккумулирующего действия полостей, влияние сжимаемости топлива на показатели ТП положительное.

2. вопрос. Детали привода ТНВД (передача, муфты, валы, толкатели, кулачки): конструкции, особенности проектирования.

Привод тнвд осущес-ся непосредственно от распред. вала (индивидуальных) или с помощью зубчатых колес, зубчатых ремней, цепей (блочных). Последние не требуют обязательных муфт. После зубчатой передачи обычно следуют муфты, карданные валы. Они выполняют обычную функцию - компенсировать несоосность валов. Если две полумуфты с разным кол-вом отверстий по периферии, то перемещая соединяющий их штифт, можно точно устанавливать УОВТ. также изменяет УОВТ, например, в зависимости от сезона или сорта топлива. На рис. 2.34 представлен один из вариантов

центробежной автоматической муфты регулирования УОВТ. При увеличении частоты вращ грузы 4, преодолевая усилие пружин 2, поворач-ся на осях 1, закрепленных на корпусе. При этом благодаря обкатыванию роликами 3, оси которых закреплены на грузах, кулачковых шайб 5, жестко связанных со ступицей, производится разворот ступицы относно корпуса на угол α. Первая посажена на вал ТНВД, второй через привод связан с коленч.валом.Есть вар-ты муфт УОВТ с гидроусилением и электронным упр-ем.

Важная хар-ка привода ТНВД, особенно при высоких давлениях впрыскивания - его жесткость. Точнее проанализировать ситуацию и спроектировать привод можно только при рассм-ии сопряженной задачи крутильных колеб-ий и гидродинамики впрыскивания.

Толкатели ТНВД обеспечивают передачу осевого усилия на плунжер и принимают на себя боковое усилие от кулачка. Плоские толкатели ввиду значительности усилий в ТПА использоваться практически перестали. Рычажные толкатели используются в некоторых дизелях для привода насосфорсунок и индивидуальных ТНВД. Несмотря на большие размеры рычажных толкателей, они применяются для повышения компактности дизеля в целом, позволяя изменить направление усилия от кулачка.

Наибольшее распространение получили роликовые толкатели ввиду оптимального сочетания быстродействия, надежности, компактности. В ТНВД 1

Детали привода ТНВД.

(рис. 2.20) двигается корпус 6 толкателя. На оси 9 находится ролик 7 с втулкой 8. Для предотвращения осевого поворота толкателя и вызванной этим аварии, на оси выполняют лыски 10, заходящие в пазы 2. Ролик и его подшипник смазываются маслом, поступающим через каналы 3, или разбрызгиванием. Болт 4 используется для регулировки УОВТ. В форсированных ТНВД среднеоб. и малооб. дизелей боковая поверхность и ось толкателя смазываются маслом под давлением. При конструировании толкателя стремятся получить максимальную площадь опорной боковой поверхности при его минимальной массе. Плавающие оси меньше изнашиваются, но требуют увеличения площади опорной поверхности за счет сокращения ширины ролика. Плавающая втулка повышает ресурс механизма. Вместо втулки 8 иногда применяют игольчатые подшипники. При проектировании ТНВД работоспособность толкателя оценивают на основе расчета давления на опоры пальца: оно составляет 24...60 МПа и не должно превышать 90 МПа. Давление на втулку находится в пределах 20...70 МПа и не должно превышать 80 МПа. Напряжение среза пальца допускается до 45...80 МПа. Наибольшие напряжения возникают при изгибе пальца и не должны превышать 250 МПа. Давление толкателя на поверхность направляющей корпуса ТНВД допускается до 10...18,5 МПа.

Цельные кулачковые валы используют, как правило, в блочных ТНВД. Такие валы имеют две крайние опоры либо одну или две промежуточные. Подшипники скольжения выполняют в виде стальных втулок с антифрикционной заливкой, бронзовых или латунных вкладышей, втулок из легких сплавов. Подшипники качения применяют, главным образом, на крайних опорах ТНВД быстроходных дизелей при небольших нагрузках на кулачки. Все кулачковые валы снабжают упорными или радиально-упорными подшипниками. Зубчатое колесо или муфту привода устанавливают на конус вала и дополнительно фиксируют от проворачивания. От кулачкового вала приводятся в движение ТПН и регулятор частоты вращения двигателя.

Индивидуальные насосы дизелей средней и большой мощности приводятся обычно распределительными валами с закрепленными на них кулачковыми шайбами, около каждой из которых находятся два подшипника. Съемные кулачковые шайбы состоят из двух половин, которые при необходимости можно развернуть или заменить без разборки вала. Кулачковые шайбы, исключая рабочий профиль, аналогичны газораспределительным.

Профиль кулачка оказывает большое значение на показатели ТПА и дизеля. Выбирают профиль кулачка и рассчитывают перемещения и скорости деталей, используя тригонометрические построения. Скорость плунжера на рабочем участке подбирают из условия обеспечения необходимой интенсивности впрыскивания. В отличие от случая проектирования кулачков газораспределения, в ТПА нет проблемы безударности, разрыва кинематической связи, но значительно жестче стоит проблема нагруженности, и предъявляются специальные требования к профилю. Профиль, обеспечивающий треугольный закон скорости, считается устаревшим. Наибольшие скорости (давления впрыскивания) достигаются при использовании вогнутых кулачков. Обязательно вып-ют расчет контактных напр.в кулачке и толкателе.Эти напр.имеют цикл-ий хар-р, а пов-ое выкраш-ие деталей указывает, что расчет допустимых напр-ий следует вести по пред. выносливости. Кулачковые валы, кроме того, рассч-ют на крутильную жесткость и изгиб. Точнее она должна быть определена в процессе гидродинамического расчета с учетом податливости и крутильных колебаний. Также контролируют момент страгивания сменных кулачковых шайб.