Разработка конструкции элементов аккумуляторной системы топливоподачи, страница 7

    Согласно источнику /1/ (для двигателя Д-21):

Nе= 18,4 кВт; gе=236 г/(кВтч);  n=1800мин^-1;  ρт=860 кг/м³.

 Подставляя значения в формулу (1.1) получим:

г/цикл

g_ц^о==46,7 мм³/цикл.      

Для получения запаса мощности, цикловая подача должна превышать на 15…20 % подачу на номинальном режиме:

g_ц^о==46,7 мм³/цикл

    Также производительность секции высокого давления должна обеспечить работу гидрозапорных форсунок, обладающих боьшим количеством перепускаемого топлива, принимаем 200% запас.

g_ц^о=2g^r_ц=112 мм³/цикл

    Для обеспечения большого ресурса принимаем запас по производительности 200% от требуемой, что составит расчетную величину цикловой подачи насоса высокого давления:

g_р=2g^r_ц=2 ·122=224 мм³/цикл.

Определим ход плунжера /19/:

h_пл=,мм                                                    (1.2)

    где n- число плунжерных пар;

           dпл- диаметр плунжера, мм.

Принимаем n=2, d_пл=5,5 мм /29/.

Тогда получим:

h_пл==3,6мм.

Для определения полного хода плунжера с учетом диаметра наполнительного отверстия производим расчет проходных отверстий внутреннего тракта по методике /15/.

Для этого проведено теоретическое исследование ( см. лист графического материала) зависимости изменения хода плунжера, скорости плунжера и ускорения плунжера. Из проделанных теоретических исследований определяем продолжительность момента заполнения надплунжерного пространства топливом при номинальной частоте вращения двигателя n= 1800 мин^-1. Определяем время 1 полного хода плунжера. Оно составило  0,046, и т.к. наполнение происходит когда плунжер находится в нижнем положении, то время это составляет 0,02 с.

Определяем проходное сечение по методике приведенной в источнике /15/:

А=,                                                      (1.2)

где  m_t- массовая подача топлива, кг/с;

    v- удельный вес топлива, м³/кг;

    u- скорость движения топлвиа, м/с.

Массовую подачу определяем из условия полного заполнения надплунжерного пространства топливом за время равное 0,02с.

m_t=;

где         Vпл.п.- объем топлива в надплунжерном пространстве, м³ (0,16 ·10^-6 /34/).

    t- продолжительность заполнения, с.

m_t= кг/с;

Определим удельный вес топлива:

v=1/ρ_т;

v=1/860=0,00116.

    Задаемся скоростью движения потока топлива в проходном сечении с учетом неразрывности потока /15/:

Принимаем u=1,4 v/c/

Тогда площадь проходного сечения составит:

А=.

Отсюда диаметр наполнительного отверстия втулки плунжера составит:

Принимаем d=3мм, тогда ход плунжера составит:

hпл= 3,6+3=6,6мм.

    Принимаем ход плунжера hпл= 7мм, из стандартного ряда размеров /29/.

    Производительность насоса на номинальной частоте вращения составит:

Q_н=                     (1.4)

Q_н=

1.4.2 Расчет подкачивающего насоса

 

1.4.3 Расчет на прочность промежуточного аккумулятора давления

    Потребная производительность насоса составит /19/:

q_п.н.=к·Qн, см³/мин,                                         (1.5)

где к- коэффициент запаса, к=1,5…2.

q_п.н.=2·374,6=749,2 см³/мин.

Диаметр плунжера подкачивающего насоса:

                                                (1.6) 

    Жесткость пружины насоса рассчитываем по формуле:

                                             (1.6) 

Где        р- требуемое давление в полости, Па;

    δ- коэффициент запаса, δ=1,2…1,3;

    h- ход поршня, мм. Примем  h=0,2 Мпа=0,2·10⁶ Па.

1.4.3. Расчёт на прочность промежуточного аккумулятора давления

Оптимальный объем промежуточного аккумулятора принимаем Vак=10см³ /27/.

Определяем внутренний диаметр аккумулятора:

                                        (1.8) 

где         l- длина аккумулятора, l=160мм;

Принимаем dа=10мм.

    Рассчитываем толщину стенок аккумулятора как обечайку, нагруженную  внутренним избыточным давлением /7/:

S_р=                               (1.9) 

Где φ- коэффициент прочности сварного шва /7/.

φ=0,9.

[δ]=300МПа- Сталь 45 ГОСТ 1050-74.

S_р=

Принимаем толщину стенки S_р=5мм.

1.4.4. Выбор параметров нагнетательного трубопроводов и расчет на прочность.

Для нагнетательных трубопроводов принимаем стальные трубки ( ГОСТ 11017-64) имеющие наружный диаметр 7 мм и диаметр внутреннего канала2 мм. Материал трубки сталь 20 (σ_ц=4,0 Мпа/мм²).