Курсовая работа: Разработка технологического процесса ремонта топливного насоса высокого давления автомобиля КамАЗ-5320
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.
1.2 Технико-экономическое обоснование проекта
Исследования ремонтного фонда (агрегатов, в том числе и топливный насос высокого давления поступающих в ремонт) показали, что в среднем около 20% деталей утильных, 25…40% – годных, а остальные 40…55% – можно восстановить. Даже процент утильных деталей можно значительно снизить на АРП, если оно будет располагать эффективными способами деффектации и восстановления.
Технологии восстановления деталей относят к разряду наиболее ресурсосберегающих, так как по сравнению с изготовлением новых деталей сокращаются затраты (на 70%). Основным источником экономии ресурсов являются затраты на материалы. Средние затраты на материалы при изготовлении деталей составляют 38%, а при восстановлении – 6,6% от общей себестоимости. Для восстановления работоспособности изношенных деталей требуется в 5…8 раз меньше технологических операций по сравнению с изготовлением новых деталей.
Несмотря на рентабельность, трудоемкость восстановления деталей еще неоправданно высока и даже на крупных ремонтных предприятиях в среднем до 1,7 раз больше трудоемкости изготовления одноименных деталей на автомобильных заводах.
Мелкосерийный характер производства, использование универсального оборудования, частые его переналадки, малые партии восстанавливаемых деталей затрудняют возможность значительного снижения трудоемкости отдельных операций.
2. Технологическая часть
В топливном насосе высокого давления чаще всего может происходить заедание рейки, поломка или ослабление пружины перепускного клапана, попадание грязи между седлом и клапаном, износ или зависание плунжерных пар и нагнетательных клапанов и др.
2.1 Разборка топливного насоса высокого давления