Запас устойчивости штанги:
где Ршт = Рm = 1407,5
Напряжение сжатия в месте контакта сферического наконечника штанги при радиусе наконечника штанги rнш = 6,5 мм, радиусе гнезда толкателя
rгт = 7 мм
5.5. Расчет коромысла
Напряжение смятия цилиндрической опорной поверхности коромысла:
где d = 21 мм – диаметр опорной поверхности коромысла, длина
b = 30 мм
Сферической поверхности регулировочного болта:
где r1 = 8 мм – радиус головки болта
r2 = 9 мм – радиус гнезда.
5.6. Расчет толкателя
Диаметр стержня толкателя dт = 24 мм;
Длина участка стержня толкателя, находящегося в направляющей l = 35 мм.
Момент, опрокидывающий толкатель в направляющей:
ОВТ – длина перпендикуляра, опущенного из центра начальной окружности на направление действия силы РТ
ОВТ = 16,5 мм
Удельная нагрузка, соответствующая Мmax:
Рис. 19. Схема нагружения толкателя.
6. РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ
Комплекс процессов, обеспечивающих подачу в цилиндры двигателя воздуха и топлива, образование горючей смеси, а также удаление из цилиндров продуктов сгорания, называют питанием двигателя.
Комплекс устройств и приборов, обеспечивающих выполнение этих процессов, образует систему питания.
Система питания двигателя состоит из следующих основных элементов: воздухоочистителя, впускного и выпускного коллекторов, топливных фильтров грубой и тонкой очистки, топливного насоса, форсунок, трубопроводов низкого и высокого давления, а также глушителя и топливного бака, устанавливаемых на тракторе.
Топливный насос высокого давления – четырехплунжерный УТН – 5. Насос приводится в действие от коленчатого вала через распределительные шестерни.
Впрыск топлива в цилиндры дизеля производится форсунками ФД – 22 закрытого типа с четырехдырчатым распылителем.
6.1. Расчет секции топливного насоса высокого давления
Расчет секции ТНВД заключается в определении диаметра и хода плунжера. Эти основные конструктивные параметры насоса находятся в зависимости от его цикловой подачи на режим номинальной мощности.
Цикловая подача, т.е. расход топлива за цикл:
где Рт – плотность диз. топлива, Рт = 0,842 т/м3
Теоретическая подача секции топливного насоса:
, (стр. 356. [2])
где ηн – коэффициент подачи насоса, представляющий собой отношение объема цикловой подачи к объему, описанному плунжером на геометрическом активном ходе и учитывающий сжатие топлива и утечки через неплотности, а также деформации трубопроводов высокого давления.
Обычно ηн = 0,7...0,9
Принимаем ηн = 0,8
Полная производительность секции ТНВД с учетом перепуска топлива, перегрузки двигателя и обеспечения надежного пуска при низких температурах:
Принимаем
Определяем диаметр плунжера из соотношения:
, (стр. 357 [2])
где Sпл/dпл – изменяется в пределах 1,0...1,7. (принимаем 1,1)
Найденное значение приводим в соответствие с ГОСТ 10578-74, и принимаем dпл = 7 мм
Определяем ход плунжера (полный):
По ГОСТ 10578-74 принимаем Sпл = 8 мм
При выбранном диаметре плунжера его активный ход:
где fпл – площадь сечения плунжера.
Определяем среднюю скорость плунжера ТНВД:
где φа – продолжительность впрыска топлива (при объемном смесеобразовании φа = 10...20 º ПКВ), φ2 = 15 º ПКВ;
nк – частота вращения кулачкового вала ТНВД (nк = 850 мин-1)
6.2. Расчет форсунки
По результатам теплового расчета дизеля и топливного насоса высокого давления определяем диаметр сопловых отверстий форсунки.
Исходные данные:
- действительное давление в конце сжатия: Р''с = 5,06 МПа;
- давление конуса сгорания: Рz = 6,57 МПа;
- частота вращения двигателя: n = 1700 мин-1
- цикловая подача топлива: Vц = 63,6 мм3/цикл
- плотность дизельного топлива: Pт = 842 кг/м3
Продолжительность подачи топлива в градусах поворота коленчатого вала ∆φ = 15 º.
Время истечения топлива:
Среднее давление газов в цилиндре в период впрыска:
Среднее давление распыливания принимаем Рф = 40 МПа.
Средняя скорость истечения топлива через сопловые отверстия:
, (360. [2])
Коэффициент расхода топлива принимаем μ = 0,72.
Суммарная площадь сопловых отверстий:
Число сопловых отверстий принимаем равным m = 4.
Диаметр соплового отверстия:
7. РАСЧЕТ СИСТЕМЫ СМАЗЫВАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ
Система смазывания автотракторных двигателей предназначена для уменьшения потерь на трение между поверхностями деталей (создания несущего масляного слоя на поверхностях сопрягаемых деталей, для предотвращения коррозии, охлаждения этих поверхностей и удаления с них продуктов износа. В зависимости от типа двигателя и конструкции применяют систему смазывание разбрызгиванием, под давлением и комбинированную. В большинстве современных двигателей применяется система смазывания под давлением и разбрызгиванием, т.е. комбинированная.
Для увеличения срока службы масла на всех двигателях устанавливаются устройства для его очистки. В двигателях с напряженным режимом работы устанавливаются радиаторы охлаждения масла. Кроме упомянутых узлов, система смазывания включает в себя масляный насос, редукционный, перепускной и другие клапаны, устройства для контроля давления и уровня масла в системе.
В двигателе применена комбинированная система смазывания.
Подшипники коленчатого и распределительного валов, втулки промежуточной шестерни и шестерни привода топливного насоса, а также механизм привода клапанов смазывается под давлением от шестеренчатого насоса 1. Гильзы, поршни, поршневые пальцы и кулачки распределительного вала смазываются разбрызгиванием.
Очистка масла осуществляется в центрифуге 3.
Шестеренчатый насос подает масло по патрубку и каналам блока в центробежный фильтр 3. Из центрального фильтра очищенное масло поступает в радиатор 2 для охлаждения. Их радиатора охлажденное масло поступает в магистраль дизеля. При пуске дизеля холодное масло вследствие большого сопротивления радиатора через редукционный (Радиаторный) клапан 6 поступает непосредственно в магистраль двигателя, минуя радиатор. Предохранительный клапан (клапан центробежного маслоочистителя) 7 отрегулирован на давление 0, 65...0, 7 МПа (6,5...7,0 кгс/см2) и служит для поддержания указанного давления перед ротором центрифуги. При повышении давления масла на входе в ротор выше 0,7 МПа.часть неочищенного масла сливается через клапан в картер дизеля. Сливной клапан 8 отрегулирован на давление 0,2...0,3 МПа (2,0...3,0 кгс/см2) и служит для поддержания необходимого давления масла в главной магистрали дизеля. Избыточное масло сливается через клапан в картер дизеля.
Очищенное и охлажденное масло поступает их главной магистрали дизеля по каналам в блоке цилиндров ко всем внутренним подшипникам коленчатого вала и втулкам распределительного вала. От коренных подшипников масло по каналам в коленчатом валу поступает к втулкам промежуточной шестерни и шестерни привода топливного насоса, а так же к топливному насосу и регулятору. Детали клапанного механизма смазываются маслом, поступающим от задней шейки распределительного вала по каналам в блоке и головке цилиндров и специальной трубке во внутреннюю полость оси коромысел 4.
7.1. Расчет масляного насоса
Расчет масляного расчета заключается в определении его необходимой подачи и размеров шестерен этому расчету предшествует определение циркуляционного расхода масла. Вопрос о расходе масла рассматривается на основании теплового баланса двигателя.
В современных двигателях теплоотдача в масло Qм на номинальном режиме работы составляет 1,5...3 % от Q0 – теплоты сгорания топлива в цилиндрах двигателя, если поршни не охлаждаются маслом:
где ,
где Нн – удельная низшая теплота сгорания топлива (для диз. топлива Нн = 42500 кДж/кг);
Gт – часовой расход топлива (на основании теплового расчета Gт = 10,9 кг/час).
Определяем циркуляционный расход масла:
, (6.27 [1])
где ρм – плотность масла (ρм = 0,91 т/м3)
См – удельная теплоемкость масла (См = 1,88...2,09 кДж/к ºС)
∆tм – степень подогрева масла (∆tм = 10 – 15 ºС)
Определяем действительную подачу насоса:
Повышенная подача необходима для создания требуемого давления масла в магистрали при работе двигателя на всех режимах и при любой температуре масла. Такая подача обеспечивает нормальное давление в системе при увеличении зазоров в сопряжениях по мере изнашивания деталей двигателя:
Определяем теоретическую подачу насоса:
, (6.29 [1])
где ηн – механический КПД насоса (0,6...0,8).
Принимаем допустимую окружную скорость шестерни на внешнем диаметре υ2 = 6 м/с, т.к. υ2 < 8...10 м/с. выбираем частоту вращения вала насоса nн (мин-1) с учетом того, что отношение частот вращения коленчатого вала и ведущей шестерни насоса для дизеля лежит в пределах 0,7 – 1.
Определяем наружный диаметр шестерен насоса:
, (6.30 [1])
Задаем стандартный модуль зацепления:
m = 4,5 мм, (m = 3,5...5 мм), число зубьев Z = 9, (Z = 7...12). Уточняем Dш.
Определяем требуемую длину (мм) зубьев:
, (6.32 [1])
Мощность (кВт), затрачиваемая на привод насоса:
, (6.33 [1])
где ηнм – механический КПД насоса (0,85...0,9)
Рн – давление, развиваемое насосом (Рн = 0,7 Мпа – см. описание системы смазывания).
Вместимость системы смазывания:
7.2. Расчет центрифуги
Центрифуга представляет собой центробежный фильтр тонкой очистки масла от механических примесей. Качественная очистка масла возможна лишь в случае, если привод центрифуги будет обеспечивать:
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
