Характеристика агрегата

Введение

Основной задачей автотранспорта является полное и своевременное удовлетворение потребностей в перевозке и доставке народнохозяйственных грузов на основе повышения качества и мощности работы всей транспортной системы.

Эффективность работы автомобильного транспорта базируется на надежности подвижного состава, которая обеспечивается в процессе его производства, эксплуатации и ремонта, а именно:

– совершенством конструкции и качеством изготовления;

– своевременным и качественным выполнением технического обслуживания и ремонта;

– своевременным обеспечением и использованием нормативных запасов материалов и запасных частей высокого качества и необходимой номенклатуры;

– соблюдением государственных стандартов и правил технической эксплуатации.

Нормативы технического обслуживания и ремонта, учитывающие условия эксплуатации, установлены на основе межотраслевой оценки достигнутого уровня надежности производимого в стране подвижного состава. Организации и предприятия автомобильной и смежных отраслей промышленности:

– проводят единую политику и несут ответственность за технический уровень и качество выпускаемой продукции, за наиболее полное удовлетворение потребностей автомобильного транспорта страны в необходимом подвижном составе, запасных частях, эксплуатационных материалах высокого качества и надежности, требуемого типажа и номенклатуры, приспособленных к различным условиям эксплуатации и в количествах в соответствии с установленными нормативами;

– проводят мероприятия по повышению надежности подвижного состава, снижению трудовых и материальных затрат на техническое обслуживание и ремонт;

– проводят унификацию подвижного состава с целью сокращения количества технологически совместимых групп на автотранспортных предприятиях;

– в случае необходимости разрабатывают конструкции, изготовляют образцы и организуют промышленное производство нестандартного оборудования, оснастки и специального инструмента для технического обслуживания и ремонта конкретных семейств подвижного состава;

– применяют непосредственное участие в освоении автомобильного транспорта подвижного состава новых моделей путем своевременного обеспечения автотранспортных и авторемонтных предприятий технической документации, образцами нестандартного оборудования, оснастки специального инструмента, запасными частями и эксплуатационными материалами, необходимыми для организации технического обслуживания и ремонта;

– организуют или содействуют организации на промышленной основе капитального ремонта агрегатов и узлов конкретных семейств подвижного состава и восстановление отказавших деталей в качестве товарной продукции;

– осуществляют мероприятия по рациональному использованию топливно-энергетических ресурсов и защите окружающей среды при работе автомобильного транспорта;

– содействуют созданию единой информационной базы на основе опорных автотранспортных и авторемонтных предприятий, необходимой для управления надежностью подвижного состава.

Организационно-техническая перестройка АРП в последние годы ускорилась в связи с изменением социально – экономических условий хозяйствования в нашей стране. Наряду с развитием традиционных ведомственных и самостоятельных АРП производственные объединения автомобильной промышленности создали и развивают фирменные системы обслуживания и ремонта автомобилей новых моделей. Наиболее развитой в нашей стране является фирменная система акционерного общества КамАЗ. Она имеет в своем составе около 200 автоцентров и 4 завода по ремонту агрегатов КамАЗ. В период наибольшего развития годовая производственная программа завода по ремонту двигателей в г. Набережные Челны достигла 50 тыс. двигателей, что не уступает лучшим зарубежным ремонтным заводам. Такая программа позволяет применить высокопроизводительное технологическое оборудование и достигать высокого качества ремонта.

В данном курсовом проекте мы исследуем топливную систему автомобиля КамАЗ-5320, определяем возможные неисправности топливной аппаратуры и в частности подробно рассматриваем ТНВД. Составляем схему технологического процесса, для более быстрого определения последовательности ремонтных работ, проводим анализ работ по ТБ и охране труда при ремонте топливной аппаратуры в условиях АТП, а также выбираем приспособление, которое позволит упростить процесс опрессовки плунжерных пар ТНВД. Применение приспособления (установки) позволит повысить точность и производительность работы топливного насоса.

Исследовательская часть

Характеристика агрегата

Топливный насос высокого давления предназначен для подачи в цилиндры двигателя в определенные моменты времени строго дозированных порций топлива под высоким давлением.

ТНВД автомобиля КамАЗ – двухрядный, V – образный, в корпусе установлено восемь секций по четыре секции в каждом ряду.

Насосная секция включает в себя плунжерную пару, толкатель, кулачок вала топливного насоса и нагнетательный клапан. Основа секции – плунжерная пара. Она состоит из втулки и перемещающегося внутри нее плунжера.

Втулка плунжера изготовлена из легированной стали. Во время работы в плунжерной паре создается высокое давление топлива. Плунжер с большой точностью притирается к гильзе, зазор между ними в десятки раз тоньше человеческого волоса (0,001…0,002 мм). Втулка выполнена с утолщением в верхней части, в котором имеется два противоположных боковых отверстия. Верхнее впускное отверстие служит для заполнения надплунжерного пространства топливом, а нижнее перепускное отверстие для перепуска топлива. Оба отверстия втулки соединены с П – образным каналом топливного насоса. В верхней части плунжера находится соединенные осевой и боковой каналы, а также отсеченный паз, который выполнен по винтовой линии. С его помощью можно менять порции подаваемого топлива без изменения общего хода плунжера. Кольцевая выточка в средней части плунжера служит для равномерного распределения по гильзе дизельного топлива, выполняющего в данном случае роль смазки.

В нижней части плунжера имеются выступ и выточка. Выступ входит в пазы поворотной втулки на которой помещен зубчатый венец соединенный с рейкой насоса. Зубчатый венец крепят к втулке винтом. Нижнюю выточку используют для закрепления в нем тарелки пружины, которая необходима для перемещения плунжера вниз. Плунжер перемещается вверх под действием толкателя, который получает движение от кулачка валика топливного насоса.

Чтобы обеспечить четкое начало и окончание подачи топлива в цилиндр, на гильзу устанавливают нагнетательный клапан состоящий из седла и точно подогнанного к нему стержня клапана. Под усилием пружины клапан плотно закрывает выход к форсунке.

Корпус насоса изготовлен из сплава алюминия АЛ9 и представляет собой монолитную конструкцию с несъемной головкой. В верхней части корпуса имеются вертикальные расточки для установки секций топливного насоса. В нижней половине корпуса насоса размещен кулачковый вал вращающийся в конических роликовых подшипниках, установленных в прикрепленных к корпусу насоса крышках. Осевой зазор в конических подшипниках устанавливают подбором регулировочных прокладок.

Масло для смазывания деталей топливного насоса подается под давлением из общей смазочной системы двигателя.

Работа насоса происходит следующим образом: при вращении кулачкового вала 44, кулачок через роликовый толкатель 29, поднимает плунжер 11, вверх и происходит ход нагнетания. Когда воздействие кулачка прекратится, плунжер 11, и толкатель 29, под действием пружины 8, придут в нижнее положение, при котором оба всасывающих отверстия во втулке будут открыты и через них топливо из топливной камеры заполнит пространство над плунжером. При движении плунжера 11, вверх, топливо из втулки вытесняется обратно в камеру до тех пор, пока плунжер не перекроет всасывающее отверстие. После этого начнется нагнетание топлива через нагнетательный клапан 19, и трубопровод высокого давления в форсунку. Конец нагнетания наступит в момент, когда винтовая кромка плунжера дойдет до правого всасывающего отверстия. При этом вертикальный паз сообщит пространство над плунжером с топливной камерой, давление над плунжером упадет и при дальнейшем ходе плунжера нагнетания уже не будет.

Рисунок 1 – Топливный насос высокого давления.

Рисунок 1: корпус – 1; 2 – ролик толкателя; 3 – ось ролика; 4 – втулка ролика; 5 – пята толкателя; 6 – сухарь; 7 – тарелка пружины толкателя; 8 – пружина толкателя; 9, 34, 43, 45, и 51 – шайбы; 10 – поворотная втулка; 11 – плунжер; 12, 13, 46 – уплотнительные кольца; 14 – установочный штифт; 15 – рейка; 16 – втулка плунжера; 17 – корпус секции; 18 – прокладка нагнетательного клапана; 19 – нагнетательный клапан; 20 – штуцер; 21 – фланец корпуса секции; 22 – топливоподкачивающий ручной насос; 23 – пробка пружины; 24 и 48 – прокладки; 25 – корпус насоса низкого давления; 26 – топливоподкачивающий насос низкого давления; 27 – втулка штока; 23 – пружина толкателя; 29 – толкатель; 30 – стопорный винт; 31 – ось ролика; 32 – ролик толкателя; 33 и 52 – гайки; 35 – эксцентрик привода насоса низкого давления; 36 и 50 – шпонки; 37 – фланец шестерни регулятора; 38 – сухарь шестерни регулятора; 39 – шестерня регулятора; 40 – упорная втулка; 41 и 49 крышки подшипников; 42 – роликовый подшипник; 44 – кулачковый вал; 47 – манжета с пружиной; 53 – муфта опережения впрыскивания топлива; 54 – пробка рейки; 16 – перепускной клапан; 57 – втулка рейки; 58 – ось рычага реек; 59 – регулировочная прокладка.

Регулятор частоты вращения – всережимный, прямого действия, изменяет количество топлива, подаваемого в цилиндр, в зависимости от нагрузки, поддерживая заданную частоту.

Регулятор размещен в развале корпуса ТНВД. На кулачковом валу насоса установлена ведущая шестерня 21 (рис. 2) регулятора, вращение на которую передается через резиновые сухари 22. Ведомая шестерня выполнена как одно целое с державкой 9 грузов, вращающейся на двух шарикоподшипниках.

При вращении державки грузы 13, качающиеся на осях 10, под действием центробежных сил расходятся и через упорный подшипник 11 перемещают муфту 12. Муфта, упираясь в палец 14, в свою очередь перемещает рычаг 33 муфты грузов. Рычаг одним концом закреплен на оси 34, а другим через штифт соединен с рейкой 28 топливного насоса. На двигатели установлен регулятор частоты вращения с корректором дымности, который встроен в рычаг муфты грузов. Корректор, уменьшая подачу топлива, позволяет снизить дымление двигателя на малой частоте (1000–1400 об/мин) вращения коленчатого вала. Во время работы регулятора в заданном режиме центробежные силы грузов уравновешены усилием пружины 27. При увеличении частоты вращения коленчатого вала грузы регулятора, преодолевая сопротивление пружины 27, перемещают рычаг 33 с репкой топливного насоса и подача топлива уменьшается.

Рисунок 2 – Регулятор частоты вращения: 1 – задняя крышка; 2 – гайка; 3 – шайба; 4 – подшипник; 5 – регулировочная прокладка; 6 – промежуточная шестерня; 7 – прокладка задней крышки регулятора; 8 – стопорное кольцо; 9 – державка грузов; 10 – ось груза; 11 – упорный подшипник; 12 – муфта; 13 – груз; 14 – палец; 15 – корректор; 16 – возвратная пружина рычага останова; 17 – болт; 18 – втулка; 19 – кольцо; 20 – рычаг пружины регулятора; 21 – ведущая шестерня; 22 – сухарь ведущей шестерни; 23 – фланец ведущей шестерни; 24 – ограничивающая гайка; 25 – регулировочный болт подачи топлива; 26 – рычаг стартовой пружины; 27 – пружина регулятора; 28 – рейка; 29 – стартовая пружина; 30 – штифт; 31 – рычаг реек; 32 – рычаг регулятора; 33 – рычаг муфты грузов; 34 – ось рычагов регулятора; 35 – болт крепления верхней крышки.

При уменьшении частоты вращения коленчатого вала центробежная сила грузов уменьшается, рычаг 32 регулятора с рейкой топливного насоса под действием усилия пружины перемещается в обратном направлении, и подача топлива, и частота вращения коленчатого вала увеличиваются.

Подача топлива выключается поворотом рычага 3 останова (см. рис. 3) до упора в болт 6. При этом рычаг 3, преодолев усилие пружины 27 (см. рис. 2), через штифт 30 повернет рычаги 32 и 33, рейка переместится до полного выключения подачи топлива.

Рисунок 3 – Крышка регулятора частоты вращения

Рисунок 3 – Крышка регулятора частоты вращения: 1 – рычаг управления подачей топлива (регулятором); 2 – болт ограничения минимальной частоты вращения; 3 – рычаг останова; 4 – пробка заливного отверстия; 5 – болт регулировки пусковой подачи; 6 – болт ограничения хода рычага останова; 7 – болт ограничения максимальной частоты вращения.

При снятии усилия с рычага останова под действием пружины 16 рычаг возвратится в рабочее положение, а стартовая пружина 29 через рычаг 31 вернет рейку топливного насоса в положение, обеспечивающее максимальную подачу топлива, необходимую для пуска.

Топливоподкачивающим ручным насосом система заполняется топливом и из нее удаляется воздух. Насос поршневого типа закреплен на фланце топливного насоса низкого давления уплотнительной медной шайбой и состоит из корпуса, поршня, цилиндра, рукоятки в сборе со штоком, опорной тарелки и уплотнения.

Топливную систему прокачивают движением рукоятки со штоком и поршнем вверх-вниз. При движении рукоятки вверх в подпоршневом пространстве создается разрежение. Впускной клапан, сжимая пружину, открывается, и топливо поступает в полость А топливного насоса низкого давления. При движении рукоятки вниз нагнетательный клапан открывается и топливо под давлением поступает в нагнетательную магистраль.

После прокачки рукоятку наворачивают на верхний резьбовой хвостовик цилиндра. При этом поршень прижимается к резиновой прокладке и уплотняет всасывающую полость топливного насоса низкого давления.

Автоматическая муфта опережения впрыска топлива (рис. 4) изменяет начало подачи топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Применение муфты обеспечивает оптимальное для рабочего процесса начало подачи топлива по всему диапазону скоростных режимов, чем достигается необходимая экономичность и приемлемая жесткость процесса в различных скоростных режимах работы двигателя.

Рисунок 4 – Автоматическая муфта опережения впрыска топлива: 1 – ведущая полумуфта; 2, 4 – манжеты; 3 – втулка ведущей полумуфты; 5 – корпус; 6 – регулировочные прокладки; 7 – стакан пружины; 8 – пружина; 9, 15 – шайбы; 10 – кольцо; 11 – груз с пальцем; 12 – проставка с осью; 13 – ведомая полумуфта; 14 – уплотнительное кольцо; 16 – ось грузов.

При увеличении частоты вращения коленчатого вала грузы под действием центробежных сил расходятся, вследствие чего ведомая полумуфта поворачивается относительно ведущей полумуфты в направлении вращения кулачкового вала, что вызывает увеличение угла опережения впрыска топлива. При уменьшении частоты вращения коленчатого вала грузы под действием пружин сходятся, ведомая полумуфта поворачивается вместе с валом насоса в сторону, противоположную направлению вращения вала, что вызывает уменьшение угла опережения подачи топлива.