СПРОЩЕНИЙ РОЗРАХУНОК ПАЛИВНОЇ АПАРАТУРИ ЛЕУ

2.1 Розрахунок паливного насоса

В ЛЕУ застосовуються в основному золотникові паливні насоси високого тиску (ПНВТ). Можливо використання індивідуальні або блочних насосів. Всі ПНВТ мають постійний хід плунжера, жорсткий привід, забезпечують безпосереднє вприскування палива.

Насос-форсунка поєднує в одному корпусі обидва вузли - насос високого тиску й форсунку.

Процес впорскування палива у дизелі характеризується такими показниками й параметрами.

Циклова подача палива - це кількість палива за об’ємом або масою, що вприскується за один цикл або подається через форсунку за один хід плунжера V_цmax, м³/цикл, b_ц, кг/цикл.

Тиск початку впорскування P_ф - це тиск, при якому починає підійматися голка форсунки, P_ф=20…35 МПа.

Максимальний тиск впорскування P_п - це максимальний тиск палива перед розпилюючими (сопловими) отворами розпилювача форсунки, P_п=60…80 МПа, для насос-форсунок до 150 МПа.

Геометрична тривалість впорскування Dj_г - дорівнює куту обертання колінчастого вала двигуна (або кулачкового вала паливного насоса) від початку до кінця впорскування, Dj_г=15-25 град о.к.в.

Дійсна тривалість впорскування палива Dj_д, град о.к.в.

, (2.1)

де значення k₁ обираються з таблиці 2.1 та зростають пропорційно P_п .

Початковим для визначення основних параметрів паливної апаратури є значення геометричної тривалості подачі палива та циклової подачі палива на номінальному режимі роботи дизеля. За ними розраховується діаметр і повний хід плунжера, середня швидкість плунжера, а також площа прохідних перерізів соплових отворів розпилювача.

Циклова подача палива на номінальному режимі b_ц, кг/цикл

, (2.2)

де g_e - питома витрата палива, кг/кВт^.год;

N_e - номінальна потужність двигуна, кВт;

n - номінальна частота обертання колінчастого вала двигуна, хв^-1;

t - тактність (t=4 або 2);

i - кількість циліндрів;

i_н - кількість ПНВТ на один циліндр.

Враховуючи можливість перевантаження дизеля, забезпечення надійного запуску, а також можливість подальшого його форсування рекомендується використовувати для розрахунків

. (2.3)

Циклова подача палива на номінальному режимі V_цmax, м³/цикл

, (2.4)

де r_п – щільність палива, r_п=860…870 кг/м³.

Розрахункова циклова подача більше V_цmax. Це пов'язано з тим, що у процесі впорскування мають місце гідравлічні втрати, які враховуються коефіцієнтом подачі насоса h_н.

, (2.5)

де h_п - коефіцієнт подачі насоса, значення якого приведені у таблиці 2.1.

Таблиця 2.1 - Коефіцієнти для розрахунку паливних систем

Діаметр d_п і геометричний хід плунжера h_г зв’язані відношенням

.

Тоді

. (2.6)

Звідки діаметр плунжера d_п, мм

. (2.7)

Геометричний хід плунжера h_г, мм

. (2.8)

Повний хід плунжера h_п, мм

. (2.9)

Значення m та m₁ обираються з таблиці 2.1.

Визначені d_п і h_п округлюють до найближчого за ГОСТом розміру (див. таблицю 2.2), рекомендовані відношення m₂=d_п/h_п наведені у таблиці 2.1.

Таблиця 2.2 – Діаметр та хід плунжера ПНВТ

Середня швидкість плунжера c_m, м/с

. (2.10)

Рекомендовані значення c_m=1,5…2,6 м/с.

За обчисленим d_п визначають розміри плунжерної пари (рисунки 2.1 та 2.2, таблиці 2.3 та В.1) в залежності від типу двигуна.

Таблиця 2.3 - Значення відносних конструктивних параметрів
плунжерної пари

Продовження таблиці 2.3

Гільзу та плунжер виготовляють із сталі: 38ХЕМФСА, ШХ15, ХВГ.

Рисунок 2.1 – Схема плунжерної пари з наклонною кромкою

плунжера та розгортка його золотнікової частини

Рисунок 2.2 – Схема плунжерної пари з гвинтовою кромкою

плунжера та розгортка його золотнікової частини

Приклад розрахунку.Вихідні дані: двигун прототип 1Д80;
Ne=2200 кВт; ge=0,209 кг/кВт^.год; t=4; n=1000 хв^-1; i=16.

Обираємо індивідуальний ПНВТ з максимальним тиском впорскування P_п=80 МПа та геометричною тривалістю впорскування Dj_г=14 град о.к.в.

Дійсна тривалість впорскування палива Dj_д, град о.к.в.

.

Циклова подача палива на номінальному режимі b_ц, кг/цикл

.

Циклова подача палива на номінальному режимі V_цmax, м³/цикл

,

де r_п – щільність палива, r_п=870 кг/м³.

Розрахункова циклова подача V_p, м³/цикл

,

де h_п - коефіцієнт подачі насоса, h_п=0,75.

Діаметр плунжера d_п, мм

,

де m=3,5 обрано з таблиці 2.1.

Геометричний хід плунжера h_г, мм

.

Повний хід плунжера h_п, мм

,

де m₁=3,5 обрано з таблиці 2.1.

Користуючись таблицею 2.2 обираємо d_п=18 мм, h_п=22 мм.

Відношення m₂=18/22= 0,82.

Середня швидкість плунжера c_m, м/с

.

Користуючись таблицею 2.3 та таблицею В.1 визначаємо розміри елементів плунжерної пари. Розрахунки виконуємо у таблиці 2.4.

Таблиця 2.4 - Значення відносних конструктивних параметрів плунжерної пари

2.2 Розрахунок форсунки

У ЛЕУ застосовуються переважно форсунки закритого типу з гідравлічним управлінням голкою.

Площа перерізів соплових отворів розпилювача форсунки f_с, мм²

, (2.11)

де m - коефіцієнт втрати розпилюючих отворів форсунки, m=0,6…0,75;

f_п - площа перерізу плунжера, мм², ;

А - безрозмірний коефіцієнт, A=1,8…2,2;

P_c - тиск повітря в кінці такта стиску, МПа.

Діаметр сопла форсунки d_c, мм

, (2.12)

де i_c - кількість отворів у наконечнику розпилювача форсунки, i_c=3…10;

i_ф - кількість форсунок на циліндр ЛЕУ.

Одержані значення округлюють до величини кратної 0,05 мм. Рекомендовані значення d_c=0,35…0,55 мм.

Розміри розпилювача форсунки (рисунок 2.3) визначаються за відносними розмірами їх елементів (таблиці 2.5 та В.1).

Таблиця 2.5 - Значення відносних конструктивних параметрів
розпилювача форсунки

Елементи розпилювача ( позначення дивись рисунок 2.3)	Розміри елементів розпилювача
Діаметр канала у наконечнику розпилювача d3, мм	(1,95…2,11)
Діаметр канала у корпусі розпилювача d2, мм	(1,0…1,8)d3
Діаметр основи запираючого конуса голки d, мм	(1,5…3,3)d2
Діаметр голки dг, мм	(1,2…1,7)d
Максимальний хід голки zmax, мм	0,45…0,75
Діаметр корпуса/(наконечника) розпилювача D1, мм	(1,2…3,1)dг
Діаметр бурта корпуса розпилювача D2, мм	(1,0…2,6)D1

Для виготовлення розпилювача використовують сталь ШХ-15, а для голки - Р18.

а)	б)

а - з від'ємним наконечником розпилюва;

б) суцільним з корпусом

Рисунок 2.3 – Схеми розпилювача форсунки

Приклад розрахунку.Вихідні дані: двигун прототип 1Д80; d_п=18 мм;
P_c=6,2 МПа; c_m=2,4 м/с.

Обираємо закриту форсунку з невід’ємним сопловим наконечником (див.
рисунок 2.3б), P_ф=28 МПа.

Площа перерізу плунжера f_п, мм²

.

Задаємось значеннями m=0,75 та A=2,2.

Площа перерізів соплових отворів розпилювача форсунки f_с, мм²

.

Діаметр сопла форсунки d_c, мм

,

де i_c=8 кількість отворів у наконечнику розпилювача форсунки;

i_ф=1 кількість форсунок на один циліндр ЛЕУ.

Обираємо значення d_c=0,45 мм.

Користуючись таблицею 2.5 та таблицею В.1 визначаємо розміри елементів розпилювача форсунки. Розрахунки виконуємо у таблиці 2.6.

Таблиця 2.6 - Значення відносних конструктивних параметрів розпилювача
форсунки

Елементи розпилювача (позначення дивись рисунок 2.3б)	Розміри елементів розпилювача
Діаметр канала у наконечнику розпилювача d3, мм	1,95	2,5
Діаметр канала у корпусі розпилювача d2, мм	1,0d3	2,5
Діаметр основи запираючого конуса голки d, мм	1,9d2	4,8
Діаметр голки dг, мм	1,65d	8,0
Максимальний хід голки zmax, мм	0,45…0,75	0,45
Діаметр корпуса/(наконечника) розпилювача D1, мм	3,1dг	25,0
Діаметр бурта корпуса розпилювача D2, мм	1,2D1	30,0

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1 Коновалов Є.В., Козар Л.М. Студентська навчальна звітність. Текстова частина (пояснювальна записка). Загальні вимоги до побудови, викладення та оформлення : Методичний посібник з додержання вимог нормоконтролю у студентській навчальній звітності. – Харків: УкрДАЗТ, 2004. - 38с.

2 Коновалов Є.В., Козар Л.М. Студентська навчальна звітність. Графічні конструкторські документи. Загальні вимоги до побудови, викладення та оформлення: Методичний посібник з додержання вимог нормоконтролю (нормативних документів) у студентській навчальній звітності. Розділ 2.
– Харків: УкрДАЗТ, 2006. - 36с.

3 Тепловозные двигатели внутреннего сгорания: Учебник для вузов / А.Э.Симсон, А.З.Хомич, С.Г.Жалкин и др. -2-е изд., перераб. и доп.- М.: Транспорт, 1987. - 536 с.

4 Локомотивные энергетические установки: Учебник для вузов ж.-д. трансп. / А.И.Володин, В.З.Зюбанов, В.Д.Кузьмич и др.; Под ред. А.И.Володина. - М.: ИПК Желдориздат, 2002. - 718с.

5 Головко В.Ф. Енергетичне обладнання рухомого складу залізниць: Навч. посібник. - Харків: ПП видавництво "Нове слово", 2003. - 256с.

6 Двигуни внутрішнього згоряння: Серія підручників у 6 томах. Т.1. Розробка конструкцій форсованих двигунів наземних транспортних машин / За редакцією проф. А.П. Марченка, засл. діяча науки України,
проф. А.Ф. Шеховцова – Харків: Видавн. центр НТУ “ХПІ”, 2004. - 490с.

7 Абрамчук Ф.І., Гутаревич Ю.Ф., Долганов К.Є., Тимченко І.І. Автомобільні двигуни: Підручник. - К.: Арістей, 2006. - 476с.

8 Тепловоз ТЭ10М. Руководство по эксплуатации и обслуживанию.
- М.: Транспорт, 1985. - 421с.

9 Жилин Г.А. Пассажирский тепловоз ТЭП60. - М.: Транспорт, 1976.-376с.

10 Пассажирский тепловоз ТЭП70 / Ю.В.Хлебников, И.Г.Быков, И.М.Ширяев и др. - М.: Транспорт, 1976. - 232с.

11 Тепловоз М62. - М.: Транспорт, 1974. - 280с.

12 Тепловоз ТЭМ2У. Руководство по эксплуатации к обслуживанию.
- М.: Транспорт, 1991. - 239с.

13 Тепловозные дизели типа Д49 / Под ред. Е.А.Никитина.- М.: Транспорт, 1982. - 255с.

14 Тепловозные дизели типа Д70 / Н.П.Синенко, Е.В.Турчак, И.И.Резник. - М.: Транспорт, 1977. - 245с.

Додаток А

(довідковий)

Конструктивні відношення та розміри колінчастих валів ЛЕУ

Таблиця А.1

(довідковий)

Конструктивні відношення та розміри поршнів та шатунів ЛЕУ

Таблиця Б.1

(довідковий)

Конструктивні відношення, розміри та параметри паливної апаратури ЛЕУ

Таблиця В.1

Додаток Г

(довідковий)

Приклад оформлення титульного листа курсового проекту

Додаток Д

(довідковий)

Приклад оформлення змісту курсового проекту

Додаток Ж

(довідковий)

Приклад оформлення складального креслення ЛЕУ

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання курсового проекту

"ВИЗНАЧЕННЯ ОСНОВНИХ РОЗМІРІВ ДЕТАЛЕЙ

ЛОКОМОТИВНИХ ЕНЕРГЕТИЧНИХ УСТАНОВОК "

з дисципліни "Локомотивні енергетичні установки"

для студентів спеціальності 7.07010501
"Локомотиви та локомотивне господарство"

Частина 2

Відповідальний за випуск Максимов М.В.

Редактор

_______________________________________________________

Підписано до друку

Формат паперу 60х84. Папір писальний.

Умовн.-друк. арк. . Тираж . Замовлення № . Ціна .

Видавець та виготовлювач Українська державна академія залізничного транспорту

61050, Харків-50, майдан Фейєрбаха, 7

Свідоцтво суб'єкта видавничої справи ДК №2874 від 12.06.2007 р.

Поиск по сайту: