ВВЕДЕНИЕ 4
1 Анализ гипоциклоидного привода ТНВД 8
1.1 Обзор механизмов передачи вращательного движения в поступательное
(возвратно-поступательное) с точки зрения применения в ТНВД 8
1.1.1 Кулачковый механизм(привод) 8
1.1.2 Эксцентриковый механизм(привод) 10
1.1.3 Гипоциклоидный механизм(привод) 11
2 Исследование кинематики и динамики гипоциклоидного механизма 14
2.1 Кинематика механизма 14
2.2 Динамика механизма 18
3 Эскизное проектирование гипоциклоидного привода ТНВД с
заданными параметрами, прочностной расчёт 21
3.1 Постановка задачи 21
3.2 Проектный и поверочный расчёт зубчатой передачи 23
3.3 Расчёт подшипников качения 30
3.4 Прочностной расчёт промежуточного вала методом МКЭ 32
3.5 Анализ результатов расчётов основных звеньев 34
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 35
Библиографический список 36
Топливный насос высокого давления (ТНВД) — неотъемлемыйэлемент системы впрыска топлива, подающей топливо непосредственно в цилиндр поршневого двигателя внутреннего сгорания(ДВС). Используются в основном в дизельных ДВС. ТНВД предназначены для создания в топливной магистрали высокого давления, которое по своей величине всегда должно быть гораздо больше давления в цилиндре двигателя, что необходимо для нормальной работы всех подобных систем впрыска топлива. Величина создаваемого давления — в диапазоне от 200 до 2000 бар.Например,в двигателях большой мощности, предназначенных для большегрузных машин и грузовиков, давление впрыска достигает 300 МПа. Конструктивно всегда является плунжерным насосом объёмного принципа работы с приводом, приводимым в движение от вращающихся элементов самого ДВС.
Предполагается использование ТНВД в современной системе впрыска CommonRail(CR). На данный момент система СоттопКаИиспользуется в большинстве поршневых ДВС.Термин CommonRail относится к топливной рампе системы впрыска. Его архитектура основана на трех основных элементах: насосе высокого давления, топливной рампе и топливной форсунке (рис. 1). Данная система обладает своей самой важной и полезной особенностью конструкции, а именно впрыска топлива под высоким давлением независимо от положения коленчатого вала двигателя. В самом же ТНВД имеется привод, это основной механизм предназначенный для передачи толкательного усилия на толкатели плунжеров, плунжеры в свою очередь являются вытеснителем или поршнем, регулирующим подачу топлива в топливную систему. Толкатель приводит в движение плунжер, заставляя его перемещаться внутри гильзы. Когда поршень плунжера перемещается вниз, происходит всасывание топлива. При движении вверх создается давление и открывается
клапан топливной рампы.
На рис. 2 представлен пример ТНВД с кулачковым приводомВо^сЛ, а также основными элементами привода. Следует добавить, что наряду с кулачковым, имеются и другие разновидности приводов ТНВД, например эксцентриковый привод.
К приводам ТНВД формулируются такие требования как высокая производительность, высокое рабочее давление, наибольший ход плунжера, низкие боковые нагрузки. Эти требования не всегда хорошо обеспечиваются существующими приводами.
Актуальность данной работызаключается в том, что нынешние виды приводов(кулачковые, эксцентриковые), применяемые на практике, имеют ряд проблем и недостатков: малый ход плунжера, высокая боковая нагрузка на плунжер, при которых не выполняются вышеперечисленные требования. Для того, чтобы повысить производительность привода, а также его рабочее давление, нагнетаемое насосом, необходимо рассмотреть иные принципы работы привода, которые также приведут к увеличению хода плунжера и снижению боковых нагрузок.
Цель работысостоит в разработке прототипа привода топливного насоса высокого давления, в котором предполагается минимизация боковых нагрузок на толкатель и плунжер соответственно, что приводит к улучшению условий работ плунжера, что позволяет получить большие значения нагнетаемого давления и производительности .
...
В ходе разработки прототипа гипоциклоидного привода топливного насоса высокого давления был решён ряд таких важных задач как:
1) Выявление достоинств гипоциклоидного механизма(привода) перед другими видами механизмов.
2) Исследование кинематики и динамики представленного механизма(привода), в ходе которого выяснилась возможность применения такого механизма в топливных насосах высокого давления.
3) Эскизное проектирование привода, в рамках которого выполнены: прочностной расчёт зубчатого механизма, расчет подшипников, расчет промежуточного вала на статическую прочность. По результатам расчетов построена 3бмодель прототипа привода, чертеж общего вида, выполнена деталировка некоторых компонентов.
4) Построенные математические, расчетные модели и чертежи, которые позволяют изготовить прототип привода для выполнения натурных испытаний, а так же производить дальнейшие исследования.
