Анализ существующих конструкций стендов для испытания ТНВД

2. Анализ существующих конструкций стендов для испытания ТНВД

Исходя из анализа технических характеристик существующих стендов и требований заводов изготовителей топливной аппаратуры и дизельных двигателей было установлено, что проектируемый стенд должен иметь следующие функциональные элементы:

- механизм бесступенчатого регулирования числа оборотов;

- устройство для установки и закрепления насоса высокого давления с регулятором и муфтой;

- топливную систему, обеспечивающею давление в головке ТНВД до 30 кг/см², и состоящею из фильтров тонкой и грубой очистки топлива, топливопроводов низкого давления с внутренним диаметром не менее 8 мм;

- устройство для измерения порций топлива подаваемых каждой секцией ТНВД;

- устройство для измерения угла подачи топлива каждой секцией;

- тахометр для измерения частоты вращения шпинделя;

- манометры и вакуумметры для измерения давления на входе в ТНВД и разрежения на входе в топливоподкачивающий насос;

- комплект трубопроводов высокого давления.

Для обеспечения необходимой точности регулирования ТНВД стенд должен удовлетворять следующим требованиям:

> привод стенда должен обеспечивать стабильную частоту вращения кулачкового валя насоса с отклонением не болеет ±5 об/мин в течении заданного количества циклов;

> счетчик количества ходов плунжера должен отсчитывать с точностью до 1-го хода плунжера;

> тахометр должен обеспечивать замер числа оборотов с точностью +- 2, 5 об/мин;

> результирующая точность замера подачи топлива за цикл должна быть не хуже 1-го класса точности;

> диапазоны измерения давления топлива должны находится в пределах 0-4 кГ/см2 и 0-40 кГ/см2;

> диапазон измерения разряжения в топливной магистрали 0-0,5;

> класс точности измерителей давления и разряжения не хуже 1-го;

> регистрация момента начала подачи топлива с точностью до 0,5 градуса поворота вала; фильтр тонкой очистки топлива должен соответствовать ГОСТ14146-89 и иметь гидравлическое сопротивление не более 0,5 кГ/см2 при расходе топлива 4 л/мин;

> высота расположения топливного бака и состояние топливопроводов и фильтра грубой очистки должны обеспечивать разряжение у входных штуцеров подкачивающих насосов 150-170 мм рт.ст. при расходе топлива 4 л/мин;

> гидравлические элементы стенда должны быть герметичными и обеспечивать снижение давление не более 10% в течение 5 мин при опресовке давлением 1,5кГ/см2.;

> стендовые трубопроводы при испытаниях ТНВД двигателя ЯМЗ-240должны иметь длину 415 +- 3 мм и объем внутренних полостей (1,2-1,4) смЗ.

Показатели уровня совершенства конструкции

Показатели назначения.

В процессе диагностирования можно определить следующие параметры:

·            величина и равномерность подачи топлива секциями (производительность насосных секций);

·            частота вращения вала ТНВД в момент начала действия регулятора;

·            частота вращения вала ТНВД в момент прекращения подачи топлива;

·            давление открытия нагнетательных клапанов;

·            угол начала нагнетания и конца подачи топлива по повороту вала ТНВД и чередование подачи секциями ТНВД; угол действительного начала и конца впрыскивания топлива (при диагностировании) характеристика автоматической муфты опережения впрыска.

Таблица 2.1 метрологические показатели.

№	параметр	ед. измерения	диапазон	точность
1	частота вращения	мин-1	0 — 4000	±1
2	объем измерительных мензурок	см³	44/260	±1%
3	давления системы питания бар	0 — 4	±1%
4	давление воздуха в пневмосистеме	бар	0 — 2.5	±2.5%
5	разрежение в пневмосистеме	мм.ртут.ст.	0 — 760	±2.5%
6	измерение угла начала подачи	град	0 — 360	±1
7	давление фазировки	бар	0 — 60	±2

Показатели экономичности: за счет внедрения новых технологий можно уменьшить расход электроэнергии и времени, потраченных на проведения диагностических работ, сюда можно отнести такой узел как пульт управления, за счет которого можно добиться таких показателей.

Показатели эффективности конструкции: для удобства проведения работ по диагностике на стол стенда смонтирована поворотная консоль с измерительными колбами, что обеспечивает подход к стенду с разных сторон.

Анализ и оценка технического уровня

 

Таблица 2.2 – Основные технические характеристики стендов

№	Характеристики стендов (показатели уровня конструкции)	ДД 10-04 (Базовый)	ДД 10-01	ДД 10-04К
1	Количество одновременно испытываемых секций, шт.	12	8	12
2	Частота вращения приводного вала -n	170-3000	170-3000	170-4000
3	Точность измерения, %	±1	±1	±1
4	Приводная мощность, Квт.	13	9.3	13
5	Стоимость, тг.	1658250	1185750	1928250
6	Масса, кг.	475	475	640

Таблица 2.3 – Сравнительная оценка характеристик стендов

Характеристика стендов (показатели качества конструкции)	Весомость показателя, mi	Значение относительных показателей, qi
		ДД 10-04 (Базовый)	ДД 10-01 1	ДД 10-04К 2
1. Количество одновременно испытываемых секций, шт.	0.15	1	q1=8/12 q1=0.66	q1=12/12 q1=1
2. Частота вращения приводного вала -n	0.25	1	q2=3000/4000 q2=0.75	q2=4000/3000 q2=1.33
3. Точность измерения, %	0.3	1	q3=1/1 q3=1	q3=1/1 q3=1
4. Приводная мощность, Квт.	0.1	1	q4=13/9.3 q4=1,39	q4=13/13 q4=1
5. Стоимость, тг.	0.15	1	q5=1658250/1928250 q5=0.86	q5=1658250/1185750 q5=1.39
6. Масса, кг.	0.05 ∑=1	1 ∑ mi qi =1	q6=475/475 q6=1 ∑=0,967	q6=475/640 q6=0.74 ∑=1,117

К_б = 1

К₁ = 0,66*0,15+1*0,25+1*0,3+1,39*0,1+0,86*0,15+1*0,05=0,967.

К₂ =1*0,15+1,33*0,25+1*0,3+1*0,1+1,39*0,15+0,74*0,05=1,117.

Выполнив сравнительную оценку стендов для диагностирования ТНВД, указанных в таблице 2, видно, что технический уровнь стенда ДД 10-04К выше уровня базового, по некоторым показателям или находится на одном уровне с ним, что говорит о высоком уровне технического уровня.

3. Техническое описание проектируемой конструкции

Назначение стенда ДД 10-04, стенд предназначен для диагностирования систем питания дизельных двигателей (ТНВД), а именно при помоши данного стенда можно определить работоспособность топливной аппаратуры, наблюдая за колличеством подаваемого топлива каждой секцией насоса.

Технические характеристики

1. Тип Стационарный

2. Привод Электропривод

3. Кол-во одновременно испытываемых секций высокого давления ТНВД, шт., не более 12

4. Диапазон воспроизведения:

4.1. Частоты вращения приводного вала, мин -170….3000

4.2. Отсчета числа оборотов (циклов), об. (циклов) 1….9999

4.3. Температуры топлива, 0С 20….45

4.4. Давление топлива, МПа (кгс/См2) 0….3 (0….30)

5. Диапазон измерения:

5.1. Частоты вращения приводного вала, мин -1 25….3100

5.2. Объема топлива сосудами СТА, мл:

Первого ряда 6….135

Второго ряда 2….40

5.3. Температуры топлива, 0С 0….50

5.4. Давления топлива, МПа (кгс/См2) — 0,1….4 (-1….40)

5.5. Угла начала нагнетания топлива, град. 0….360

5.6. Угла начала впрыскивания топлива, град. 0….360

5.7. Угла разворота полумуфт автоматической муфты опережения впрыска, град. 10….0….10

5.8. Цикловая подача, мм3/цикл до 200

6. Вместимость топливного бака, л, не более 45

7. Питание от сети переменного тока

7.1. Напряжение, В 220/380

7.2. Частота, Гц 50±1

8. Установленная мощность, кВт 13 в т.ч электродвигателя гидропривода, кВт 11

9. Количество обслуживающего персонала, чел 1

10. Габаритные размеры, мм, не более 1760 х 800 х 1925

11. Масса сухая стенда, кг, не более 475 (С комплектом принадлежностей), кг не более 600

12. Установленная безотказная наработка, ч 400

13. Срок службы, лет, не менее 7 лет

Общий вид стенда ДД10-04 показан на рисунке 3.1

Стенд состоит из двух основных частей: гидравлической и электромеханической, смонтированных на рабочем столе. Стенд имеет шпиндель для привода кулачкового вала испытуемого ТНВД. К столу крепится испытуемый ТНВД. На стенде установлены измерительные приборы: тахометр; манометры и указывающие давление топлива на входе и выходе ТНВД; мерные колбы; электрический пульт ;комплект эталонных форсунок; Шпиндель стенда приводится во вращение при помощи электродвигателя переменного тока с фазным ротором. Частота вращения шпинделя может регулироваться в широких пределах посредством электрической системы управления с использованием тиристоров и других полупроводниковых приборов. Органом управления частотой вращения шпинделя пульт управления.

·            Принцип работы конструкции: испытуемое ТНВД устанавливается на рабочий стол, привод насоса посредством муфты крепится к шпинделю, на каждую секцию насоса устанавливается трубопровод высокого давления, на которые крепятся форсунки, установленные в специальных полостях поворотной консоли стенда

Рисунок 3.1 - Общий вид стенда ДД 10-04.

Указания по монтажу

Стенд ДД 10-04 предназначен для эксплуатации в закрытом помещении с искусственно регулируемыми климатическими условиями при температуре окружающего возвуха от 25С⁰ до 45 С⁰ и верхним значением относительной влажности до 80% при температуре 25С⁰.

Стенд устанавливается на ровном полу на четыре опоры в помещении для испытания топливных насосов.Помешение дожно отвечать классу 3 пожаронй безопастности.

Стенд выставить по уровню брусковому 150-0,10 ГОСТ 9392-75, установленному на рабочую поверхность плиты стенда. Отклонение от гаризонтального положения этой поверхности должно быть не более 1мм на 1000мм. Регулировка производится с помощью вибро опор.

Подготовка к работе

Включить электро привод на 4-5 минут без нагрузки. Убедившись, что работа привода протекает нормально, без резкого шума и вибрации, можно постепенно увеличить нагрузку. Аналогично проверяется топливная система.

Техническое обслуживание стенда

Замену топлива в баке производить не реже однаго раза в месяц.Топливный бак промыть при смене топлива.

Ежедневно перед началом и окончинаем работы плиты стенда вытирать насухо чистой ветошью. Крепление узлов и деталей стенда проверять внешним осмотром, при необходимости подтянуть.

Не реже одного раза в год продувать всю находящуюся в электрошкафу электроаппаратуру сжатым воздухом.

Не реже одного раза в год места под болты заземления зачищать до длеска, покрывать смазкой ЦИАТИМ-201, ГОСТ 6267-74.

Первичная подтяжка болтов крепления беззазорной муфты производится после запуска стеда в эксплуатацию через 30 часов, а последующая подтяжка – через 100 часов. Усилие затяжки болтов муфты должно быть 10+5 кгм.