Файл: Диплом.doc

С увеличением давления коэффициент объемного сжатия жи­дкостей уменьшается, а модуль упругости повышается. Отмечается при этом неравномерность изменения упомянутых характеристик с возрастанием давления. Наиболее интенсивно объемный мо­дуль упругости повышается при сравнительно низких давлениях — до 100...120 МПа. В общем случае для маловязких жидкостей объемный модуль упругости при атмосферном давлении и 20 °С составляет не более 135 МПа, вязких — 170 МПа.

Увеличение давления изменяет вязкость жидкости, что особенно заметно при высоких давлениях. Так, при росте давления от 0 до 150 МПа вязкость повышается в среднем в 15 раз, а при росте его от 0 до 200 МПа — в 50... 1000 раз. Большинство минеральных масел затвердевает при давлениях около 2500 МПа и температуре 20 °С, вода — при 840 Мпа.

Газы в жидкостях. Кавитация. Рабочие жидкости, применяемые в гидравлическом приводе, обладают способностью растворять в себе газы, в том числе и воздух.

Как показывает практика, пузырьки газа (пара) размером менее 10 мкм на поверхность не всплывают, а задерживаются в толще жидкости, оседают на стенках каналов, заполняют микротрещины де­талей гидросистемы. Когда давление меняется, количество пузырьков также изменяется, одновременно происходит их деформация, сопро­вождающаяся локальным выделением тепла и, следовательно, местным в микрообъеме повышением температуры жидкости.

Явление, связанное с выделением газа (пара) из жидкости в зонах низкого давления и последующим разрушением (конденсацией) этих пузырьков при повышении давления, т. е. образование в жидкости полостей с газом (паром), называют кавитацией. Кавитационные яв­ления, характеризующиеся гидравлическими микроударами и локаль­ными повышениями температуры, становятся причиной разрушения элементов гидроагрегатов. Такие разрушения носят форму эрозионных раковин, рыхлостей поверхностей трубопроводов и других устройств гидравлических систем. Кавитация, механизм ее действия и в настоя­щее время детально изучаются.

Теплоемкость и теплопроводность жидкостей. Рабочие жидкости, как и другие физические тела, характеризуются удельной теплоемко­стью и теплопроводностью, которые определяют интенсивность про­цесса поглощения и отвода от них избыточного тепла.

В практике расчетов гидравлических объемных систем наиболее часто используют удельную теплоемкость с, с помощью которой опре­деляют количество теплоты, затрачиваемой на нагревание на 1 °С одного килограмма жидкости. Для рабочих жидкостей, применяемых в гидросистемах станков

Под теплопроводностью понимают процесс переноса энергии теп­лового движения частиц от более нагретых частей тела (жидкости) к менее нагретым, вследствие чего температура всей массы тела вырав­нивается. Скорость передачи тепла внутри тела характеризуется ко­эффициентом теплопроводности X. В практике станкостроения максимальные температуры нагрева рабочих жидкостей допускаются не выше 70 °С.

---

Рекомендации по выбору рабочих жидкостей для объемных гидро­приводов. Жидкость в объемных гидроприводах выполняет функ­цию не только энергоносителя. Она должна также: эффективно сма­зывать трущиеся поверхности, защищать детали гидравлических агре­гатов от коррозии (и, тем более, не оказывать разрушающего воздей­ствия на них), быть нетоксичной, пожаро- и взрывобезопасной, де­шевой.

3. ВЫБОР ПРИНЦИПА ПОСТРОЕНИЯ САУ

1. Двигатель

На автомобилях КамАЗ установлен четы­рехтактный восьмицилиндровый V-образный дизельный двигатель, отличаю­щийся высокой надежностью и повышенным ресурсом благодаря применению: поршней, отлитых из высококремнистого алюминиевого сплава с чугунной упрочняю­щей вставкой под верхнее компрессионное кольцо и коллоидно-графитным приработочным покрытием юбки; поршневых колец с хромовым и молибде­новым покрытием боковых поверхностей; азотированного или упрочненного индук­ционной закалкой коленчатого вала; трехслойных тонкостенных сталебронзовых вкладышей коренных и шатунных подшип­ников; закрытой системы охлаждения, заполняе­мой низкозамерзающей охлаждающей жид­костью, с автоматическим регулированием температурного режима, гидромуфтой приво­да вентилятора и термостатами;высокоэффективной фильтрации масла, топлива и воздуха бумажными фильтрующими элементами; гильз цилиндров, объемнозакаленных и обработанных плосковершинным хонингованием;

Рисунок 7 - Продольный разрез двигателя КамАЗ-740

1- генератор; 2- топливный насос низкого давления; 3- ручной топливоподкачивающий насос; 4- топливный насос высокого давления; 5- автоматическая муфта опережения впрыска топлива; 6- ведущая полумуфта привода топливного насоса высо­кого давле­ния; 7- соединительный патрубок впускных воздухопроводов; 8-фильтр тонкой очистки топлива; 9-датчик тахометра; 10-маховик; 11- картер маховика; 12- масляный картер; 13- сливная пробка; 14-крышка коренной опоры коленчатого вала; 15 – масляный насос; 16 –валик привода ведущей части гидромуфты; 17- шкив привода генератора; 18- крыльчатка вентилятора

3.2 Система питания топливом.

Обеспечивает очистку топлива и равномерное распределе­ние его по цилиндрам двигателя строго до­зированными порциями. На двигателях КамАЗ применена система питания топливом раз­деленного типа, состоящая из топливного насоса высокого давления, форсунок, филь­тров грубой и тонкой очистки, топливоподкачивающего насоса низкого давления, топ­ливопроводов низкого и высокого давлений, топливных баков, электромагнитного клапана и факельных свечей электрофакельного пускового устройства.

Ниже приводится характеристика топлив­ной аппаратуры.

Топливный насос высокого давления

Порядок работы секций . 8—4—5—7—3—6—2- 1

Направление вращения ку­лачкового вала (со стороны привода) ...... правое

---

Диаметр плунжера, мм . . 9

Ход плунжера, мм ... 10

Цикловая подача при (1300+10) об/мин кулач­кового вала, мм/цикл . 78,5—80.0

Частота вращения кулачко­вого вала насоса при упоре рычага управления регуля­тором в болт ограничения максимального скоростного режима, об/мин:

при полном выключении регулятором подачи топ­лива через форсунки . 1480—1555

в начале выключения . . 1335—1355

Угол начала подачи топли­ва восьмой секцией насоса до оси симметрии кулачка, град........42—43

Чередование начала подачи топлива по углу поворота кулачкового вала . . . 0—45—90—135—180— 270—315°

Максимальное усилие на рычаге управления регуля­тором при номинальном ре­жиме работы насоса на пле­че 50 мм, кгс .... 13

Топливоподкачивающий насос низкого давления

Диаметр поршня, мм . . 22

Ход поршня, мм .... 8

Номинальная производи­тельность*, л/мин, не менее 2,5

Давление, создаваемое топливоподкачивающим насо­сом при закрытом нагнета­тельном трубопроводе к фильтру тонкой очистки и при частоте вращения ку­лачкового вала 1290— 1310 об/мин, кгс/ом, не менее........4

Форсунка

Число распыливающих отверстий......4

Диаметр распыливающих отверстий, мм.....0,300—0,308

Давление начала подъема иглы, кгс/см

при эксплуатации . . 180—185

первоначальное при за­водском регулировании . 195—202

Система питания работает следующим об­разом. Топливо из бака 15 (рис. 15) через фильтр 18 грубой очистки засасывается топливоподкачивающим насосом и через фильтр тонкой очистки по топливопроводам 16, 21, 4, 12 низкого давления подается к топ­ливному насосу высокого давления; соглас­но порядку работы цилиндров двигателя на­сос распределяет топливо по трубопроводам / высокого давления к форсункам 20. Фор­сунки распыляют и впрыскивают топливо в камеры сгорания. Избыточное топливо, а вмес­те с ним и попавший в систему воздух через перепускной клапан топливного насоса высо­кого давления и клапан-жиклер фильтра тон­кой очистки по дренажным топливопрово­дам 10, 13 отводится в топливный бак. Топ­ливо, просочившееся через зазор между корпусом распылителя и иглой, сливается в бак через сливные топливопроводы 8, 14, 19.

Фильтр грубой очистки (отстойник) пред­варительно очищает топливо, поступающее в топливоподкачивающий насос низкого давле­ния. Он установлен на всасывающей маги­страли системы питания с левой стороны автомобиля на раме.

Стакан 2 (рис 16) фильтра соединен с кор­пусом 10 четырьмя болтами 7 и уплотнен кольцом 9. Снизу в бобышку колпака ввер­нута сливная пробка /. Топливо, поступающее из топливного бака через подводящий шту­цер, стекает в стакан. Крупные частицы и вода собираются в нижней части стакана. Из верхней части через фильтрующую сетку 4 по отводящему штуцеру и топливопрово­дам топливо подается к топливоподкачивающему насосу.

Фильтр тонкой очистки, окончательно очи­щающий топливо перед поступлением в топ­ливный насос высокого давления, установлен в самой высокой точке системы питания для сбора и удаления в бак проникшего в систе­му питания воздуха вместе с частью топлива через клапан-жиклер, установленный в кор­пусом 10 четырьмя болтами 7 и уплотнен кольцом 9. Снизу в бобышку колпака ввер-сти А, равном 0,25—0,45 кгс/см2, а начало перепуска топлива из полости А в полость Б — при давлении в полости А, равном 2,0— 2,4 кгс/см². Регулируется клапан подбором регулировочных шайб / внутри пробки кла­пана.

---

Топливный насос высокого давления (ТНВД) предназначен для подачи к форсункам двигателя в определенные моменты време­ни дозированных порций топлива под высо­ким давлением.

В корпусе 1 (рис. 18) установлены восемь секций. Каждая состоит из корпуса 17, втулки 16 плунжера, плунжера 11, поворот­ной втулки 10, нагнетательного клапана 19, прижатого через уплотнительную прокладку 18 к втулке плунжера штуцером 20. Плунжер совершает возвратно-поступательное движе­ние под воздействием кулачка вала 48 и пружины 8. Толкатель от проворачивания в корпусе зафиксирован сухарем 6. Кулачко­вый вал вращается в роликоподшипниках 50, установленных в крышках и прикреплен­ных к корпусу насоса. Осевой зазор .кулач­кового вала регулируется прокладками 44. Величина зазора должна быть не более 0,1 мм.

Для увеличения подачи топлива плунжер поворачивают втулкой 10, соединенной через ось поводка с рейкой 15 насоса. Рейка перемещается в направляющих втулках 35. Выступающий ее конец закрыт пробкой 38. С противоположной стороны насоса находит­ся винт, регулирующий подачу топлива всеми секциями насоса. Этот винт закрыт пробкой и запломбирован.

Топливо к насосу подводится через спе­циальный штуцер, к которому болтом крепит­ся трубка низкого давления. Далее по кана­лам в корпусе оно поступает к впускным отверстиям втулок 16 плунжеров.

На переднем торце корпуса, на выходе топлива из насоса установлен перепускной клапан 36, открытие которого происходит при давлении 0,6—0,8 кгс/см2. Давление от­крытия клапана регулируется подбором регу­лировочных шайб внутри пробки клапана.

Смазка насоса — циркуляционная, пуль­сирующая, под давлением от общей системы смазки двигателя.

Рисунок 8 - Схема системы питания двигателя топливом:

1- топливопровод высокого давления; 2 – ручной топливоподкачивающий насос; 3 – топливоподкачивающий насос низкого давления; 4- топливопровод к фильтру тонкой очистки; 5- топливный насос высокого давления; 6-топливопровод к электромагнитному клапану; 7- электромагнитный клапан; 8- сливной дренажный топливопровод форсунок правого ряда; 9- факельная свеча; 10- дренажный топливопровод насоса высокого давления; 11- фильтр тонкой очистки топлива; 12- подводящий топливопровод к насосу высокого давления; 13- дренажный топливопровод фильтра тонкой очистки топлива; 14-сливной топливопровод; 15- топливный бак; 16- топливопровод к фильтру грубой очистки; 17- тройник; 18- фильтр грубой очистки топлива; 19- сливной дренажный топливопровод форсунок левого ряда; 20- форсунка; 21-подводящий топливопровод к насосу низкого давления

3.3 Топливный насос высокого давления.

Топливный насос высокого давления рисунок 8 расположен в развале блока цилиндров двигателя и приводится в действие от ше­стерни распределительного вала. Он состоит из корпуса с нагнетатель­ными секциями, кулачкового вала, топливоподкачивающего насоса с ручным подкачивающим насосом, регулятора частоты вращения ко­ленчатого вала и автоматической муфты опережения впрыскивания топлива.

---

Устройство. Корпус 1 насоса имеет три полости, причем две верхние предназначены для установки нагнетательных секций и вы­полнены с развалом в два ряда под углом 75°. В нижней полости кор­пуса размещен кулачковый вал 26, хвостовик которого выходит из пе­реднего торца корпуса и служит для закрепления автоматической муф­ты 28 опережения впрыскивания топлива. На заднем торце корпуса установлена крышка 36 регулятора частоты вращения коленчатого вала, в которой расположены топливоподкачивающий и ручной под­качивающий насос 13. Верхняя часть корпуса насоса высокого давле­ния закрыта крышкой 31.

Каждая нагнетательная секция состоит из следующих основных частей: корпуса 8; гильзы 7 с плунжером 5, который имеет кинемати­ческую связь с зубчатой рейкой 6; нагнетательного клапана 10 и деталей привода; уплотнения и крепления секции в корпусе. Плунжер каждой нагнетательной секции приводится в действие от соответст­вующего кулачка кулачкового вала 26, который вращается в ролико­вых подшипниках 25. Топливо к нагнетательным секциям подводится по продольным каналам в корпусе.

На хвостовике кулачкового вала, выходящем с заднего торца кор­пуса насоса, закреплена ведущая шестерня 24 регулятора частоты вращения коленчатого вала. Через промежуточную шестерню она за­цеплена с ведомой шестерней регулятора, которая выполнена как одно целое с державкой 35 грузов. Муфта 33 регулятора упирается в палец 32, через который усилие грузов 34 при их расхождении может переда­ваться на рычаг регулятора, связанный с правой и левой зубчатыми рейками управления поворотом плунжеров. На верхней крышке 31 расположены рычаги управления регулятором, а также болты ограничения мощности и минимальной и максимальной частот вращения коленчатого вала.

Работа. При вращении кулачкового вала одновременно дейст­вуют топливоподкачивающий насос и нагнетательные секции. Эксцент­рик 22 набегает на ролик 21 толкателя и поднимает поршень 16 топливо подкачивающего насоса, сжимая пружину 15 и вытесняя топливо из над поршневой полости через нагнетательный клапан в магистраль к фильтру тонкой очистки и далее — к нагнетательным секциям насоса высокого давления.

Обратное движение поршня происходит под действием пружины 15 и образуется разрежение, в результате чего открывается впускной клапан и топливо поступает в надпоршневую полость. Далее при следующем набегании эксцентрика поршень вытесняет топливо, и весь процесс! повторяется. Таким образом топливо поступает по каналам в корпусе! насоса через отверстие в гильзе 7 плунжера в надплунжерную полость каждой секции, когда плунжер находится в нижнем положении. При вращении кулачкового вала кулачок перемещает через роликовый толкатель 2 плунжер 5 вверх и, как только его кромка перекрывает входное отверстие в гильзе, топливо оказывается под давлением, открывает нагнетательный клапан 10 и поступает в топливопровод высокого давления к форсунке.

---