Розрахунок четвертого періоду наведено в таблиці 4.7.1
РОЗРАХУНОК П'ЯТОГО ПЕРІОДУ подачі палива
П'ятий період паливоподачі триває від моменту початку розвантажувального ходу нагнітального клапана до посадки голки розпилювача на замикаючий конус корпусу розпилювача форсунки, що відбувається, коли тиск палива в лінії високого тиску РЛ стане рівним:
Розрахунок п'ятого періоду проводиться за тими ж формулами, що і розрахунок четвертого періоду подачі палива.
Для зручності, розрахунок четвертого і п'ятого періодів подачі палива наводиться у вигляді однієї таблиці 4.7.1
Результати основних розрахункових параметрів подачі палива привожу в вигляді графіків залежностей основних параметрів від кута повороту кулачкового валу ТНВД, малюнок 4.7.1
5 Розрахунок деталей паливного насоса високого тиску.
5.1 Розрахунок пружини плунжера.
Вибір основних розмірів пружини здійснюється таким чином. щоб коефіцієнт перевищення силою пружини сили інерції зворотно-поступально рухомих деталей приводу плунжера До в момент. коли прискорення плунжера стає негативним. а напруга в ній від вигину і крутіння не перевищувало допустиме.
Вихідні дані для проведення розрахунку:
5.1.1Частота обертання кулачкового вала nк = 475 хв -1;
5.1.2Масса деталей здійснюють зворотно-поступальний рух m = 1,5 кг;
5.1.3 Хід плунжера в момент. коли його прискорення стає негативним Sw = 15,3293 мм;
5.1.4 Негативне прискорення плунжера W = -293.737 м / с;
5.1.5 Діаметр дроту. з якої виготовлена пружина плунжера і її діаметр dпр = 7.5 мм, D0 = 43 мм;
5.1.6 Попередня затягування пружини плунжера f0 = 6 мм;
5.1.7 Матеріал, з якого виготовлена дріт: 50ХФА;
5.1.8 Зазор між витками пружини в стислому стані Δn = 1 мм;
5.1.9 Допустима напруга від крутіння τ0 = 450 МПа;
5.1.11 Модуль пружності зсуву G = 82500 МПа;
1.Максімально допустиме навантаження на пружину:
Рп мах = = = 1733 Н;
2.Жесткость одного витка пружини:
Кж1 = = = 410396.5 Н / м;
3.Полное деформація пружини:
4.Чісло робочих витків пружини:
Kж = = = 51300 Н / м;
6.Деформація пружини в момент коли прискорення плунжера стає негативним:
7.Сіла пружини коли прискорення плунжера стає негативним:
8.Сіла інерції деталей приводу плунжера. що роблять зворотньо поступальний рух. в момент. коли прискорення стає негативним:
9. Коефіцієнт перевищення силою пружини. сили інерції деталей. роблять зворотно-поступальний рух:
K = = = 2.49 Кд = 1.2;
10. Довжина пружини у вільному стані:
11. Крок витків пружини:
t = dпр + + Δn = 7.5 + + 1 = 12.75 мм;
12. Визначення запасу міцності пружини:
12.1. Поправочний коефіцієнт розподілу крутіння по колу перетину витка. а також напруги зрізу:
де С '= = = 5.73 - індекс пружини
12.2.Максімальная сила пружини:
12.3. Максимальна напруга в пружині від вигину і крутіння:
τmax = = = 573.29 МПа;
12.4.Мінімальная сила пружини:
12.5. Мінімальна напруга в пружині від вигину і крутіння:
τmin = = = 101.169 МПа;
12.6.Среднее напруга циклу:
12.7.Амплітуда напруги циклу:
τa = = = 236,061 МПа;
12.8. Для стали 50 ХФА межа плинності τs = 950 МПа, межа витривалості τ-1 = 500 МПа. при ретельній обробці поверхні = 1;
12.9. Запас міцності:
Пружина надійна, тому що запас міцності перевищує нижню межу допустимих значень.
13. Перевірка пружини на резонанс:
нижча власна частота коливань пружини:
nc = 2.17 × 10 7 · = 2.17 × 10 7 · = 11002.56 хв -1;
значить коливання пружини не є небезпечними.
5.2 Розрахунок кулачка приводу плунжера.
Визначення контактних напруг на поверхні кулачка приводу плунжера ТНВД в момент корду тиск палива в надплунжерний обсязі досягає максимального значення Рт мах
5.2.1 Сила діюча по осі плунжера:
P = Pт + Рп + Рі = 0.052 + 1.7442 · 10 -3 + 3.642 · 10 -4 = 0.054 МН
5.2.2 Сила від тиску палива в надплунжерний обсязі:
Fп = = = 2,834 · 10 -4 м 2;
5.2.3 Сила пружини:
5.2.4 Сила інерції деталей приводу плунжера, що роблять зворотньо поступальний рух:
Рі = m · W · 10 -6 = 1.5 · 242.791 · 10 -6 = 3.642 · 10 -4
5.2.5 Кут тиску δ в момент коли досягається Рт max;
δ = arctg = arctg = 29.16 град;
X = R0 + ρ + S = 0.05 + 0.03 + 0.014415 = 0.095 м;
5.2.6 Сила, що передається роликом на кулачок:
N = = = 0.062 МН;
5.2.7 Контактні напруги:
= 1610 МПа 3 - момент опору вигину
τ = = МПа - напруження кручення
М К max = N max · X · sin δ = максимальний
крутний момент на кулачку паливного насоса;
Wk = 2 · Wи = момент опору крученню
Значення сумарного наведеної напруги σп не перевищує [σп] = 150 МПа σп = 85,12 МПа
Прогин прольоту кулачкового вала:
де Nmax - нормальна максимальна сила
а, BВ, l -геометріческіе розміри кулачкового вала
I = = момент інерції поперечного перерізу кулачкового вала
Прогин прольоту кулачкового вала не перевищує 1% від ходу плунжера.
Кут закрутки в градусах повороту кулачкового вала:
φ3 = = гр. п. к. в.
де L - довжина від шестерні або муфти приводу до найбільш від неї кулачки. м;
G = 8.15 × 10 4 МПа - модуль пружності зсуву для сталі;
Iп = 2 · I = 2 · 2,435 · 10 -6. м 3 - полярний момент інерції поперечного перерізу кулачкового вала.
Кут закрутки кулачкового вала не перевищує допустимого [φ3] = 1, гр.п.к.в.
5.4 РОЗРАХУНОК штовхач
Розрахунок осі ролика, втулки ролика, що направляє поверхні штовхача. Ось штовхача розраховується на вигин, зріз і питомий тиск на опорах.
Малюнок 5.4.1 Розрахункова схема штовхача
5.4.1 Напряженіея вигину осі штовхача:
де lп = 0,068,? в = 0,034, b = 0,03 - геометричні розміри елементів штовхача, м
5.4.2 Дотичні напруги зрізу в перетинах осі штовхача:
дотичні напруження зрізу в перетинах осі штовхача не перевищують допустимих
5.4.3 Питома навантаження в опорах:
питоме навантаження в опорах не перевищує допустиме значення
5.4.4 Питома навантаження на внутрішній поверхні втулки:
питоме навантаження на внутрішній поверхні втулки не перевищує допустиме значення [Kвв] = 70 МПа
5.4.5 Питома навантаження на зовнішній поверхні плунжера:
питоме навантаження на зовнішній поверхні втулки не перевищує допустиме значення [kвн] = 50 МПа
Максимальне навантаження у нижнього краю направляючої поверхні корпусу штовхача:
Максимальне навантаження у нижнього краю направляючої поверхні корпусу штовхача не перевищує допустиме значення [Кт] = 18.5МПа
5.5 РОЗРАХУНОК Плунжер
Розрахунок плунжера на стиск в мінімальному перетині і питоме навантаження опорного торця.
Напруга стиснення в мінімальному перетині плунжера:
де Fп min = м 2 - площа мінімального поперечного перерізу плунжера;
напруга стиснення в мінімальному поперечному перерізі плунжера не перевищують допустимих [σcж] = 300 МПа
Питома навантаження при плоских торцях плунжера і штовхача:
де Fпоп = м 2 - площа опорного торця плунжера
dпоп = 6 мм - діаметр опорного торця плунжера;
РОЗРАХУНОК ДЕТАЛЕЙ ФОРСУНКИ
РАСЧУТ ПРУЖИНИ ФОРСУНКИ
Середній діаметр пружини форсунки: