Курсовая работа: Разработка технологического процесса изготовления и восстановления вала якоря топливного насоса Лада Гранта

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

"Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А."

Институт энергетики и транспортных систем

Кафедра "Организация перевозок, безопасность движения и сервис автомобилей"

Курсовая работа

"Разработка технологического процесса изготовления и восстановления вала якоря топливного насоса Лада Гранта"

Выполнил: Владимиров М.В.

Проверила: Кожинская А.В.

Саратов 2019

Содержание

Введение

1. Разработка технологического процесса изготовления топливного насоса

1.1 Назначение топливного насоса автомобиля Лада Гранта

1.2 Условия работы центробежного топливного насоса автомобиля Лада Гранта

1.3 Изменение технического состояния вала якоря

1.4 Расчёт норм времени и режимов резания

2. Разработка технологического процесса восстановления вала якоря топливного насоса

2.1 Основные способы восстановления вала якоря топливного насоса

2.2 Обоснование выбранного способа восстановления вала якоря топливного насоса

2.3 Разработка технологического процесса восстановления вала якоря топливного насоса

2.4 Разработка технологического процесса восстановления вала якоря топливного насоса Лада Гранта

2.5 Расчет нормирования и режимов резания

Заключение

Список литературы

Введение

Работа двигателей внутреннего сгорания, использующихся на самых разных видах транспорта и техники, основана на сгорании топливо-воздушной смеси и выделяемой в результате этого процесса энергии. Но для того, чтобы силовая установка функционировала, топливо должно подаваться порционно в строго определенные моменты. И задача эта лежит на системе питания, входящей в конструкцию ДВС. Одним из важнейших элементов системы питания является топливный насос. В рамках данного курсового проекта будет произведено подробное рассмотрение разработки технологического процесса восстановления и изготовления топливного насоса центробежного типа автомобиля Лада Гранта, с целью ознакомления с основами технологии производства и восстановления топливного насоса.

1. Разработка технологического процесса изготовления топливного насоса

1.1 Назначение топливного насоса автомобиля Лада Гранта

В центробежном насосе подача топлива обеспечивается при помощи крыльчатки, которая оснащается специальными лопатками по всему периметру. Вращение крыльчатки происходит внутри полости, оснащенной двумя каналами - всасывающим и нагнетательным. Вращательные движения лопаток обеспечивают вихревой поток топлива, за счет чего достигается повышение давления. Если шестеренный и роликовый насосы в силу особенностей конструкции монтируются непосредственно в топливопровод, то центробежный насос размещается в топливном баке. В современных топливных системах предпочтение отдается центробежному насосу, который значительно менее шумный, обеспечивает более ровный (без пульсаций) поток подаваемого топлива, хотя при этом и имеет ограничения по производительности и создаваемому давлению. Управление работой электрического топливного насоса обеспечивается благодаря блоку управления ДВС. Топливный насос начинает свою работу параллельно с включением зажигания, однако существуют автомобили, в которых насос активируется при открытии водительской двери (еще до того, как будет вставлен ключ зажигания или нажата кнопка пуска). Электрический насос способен поддерживать довольно узкий, но достаточный для нормальной работы двигателя, диапазон рабочего давления, которое регулируется за счет изменения напряжения и при помощи предохранительного клапана, ограничивающего максимально допустимое давление в системе.

Рисунок 1 -устройство топливного насоса автомобиля Лада Гранта;

1- электродвигатель; 2- щеточный узел; 3- обратный клапан; 4- крышка; 5- впускной порт; 6- рабочее колесо.

Центробежный топливный насос представляет собой электродвигатель, который использует вращающуюся крыльчатку для увеличения давления и скорости потока топлива. Центробежные топливные насосы являются наиболее распространенным типом насосов используемых для перемещения топлива через систему топливопровода. Топливо поступает в рабочее колесо насоса вдоль или вблизи к оси вращения и ускоряется крыльчаткой, протекающее в радиальном направлении наружу в верхнюю камеру топливопровода. Электрический топливный насос применяется в топливной системе бензиновых двигателей с распределенным впрыском топлива. Электрический насос используется в контуре низкого давления для предварительной подачи топлива к инжектору. Электрический топливный насос создает давление топлива в пределе 0,3-0,4 Мпа, а его производительность должна находиться в диапазоне от 60 до 200 литров в час при номинальном напряжении. Использование механических насосов в системах впрыска топлива невозможно по причине низкого давления подачи топлива. Топливный насос с электрическим приводом может располагаться в топливопроводе или в топливном баке. На большинстве современных автомобилей топливный насос встроен в топливный бак. Такая схема обеспечивает лучшее охлаждение насоса, сокращает вероятность потерь за счет отсутствия всасывающей магистрали. С другой стороны, система имеет максимальную длину нагнетательного топливопровода, что повышает его уязвимость. топливный насос автомобиль

Рисунок 2- Последовательность работы топливного насоса;

А-крышка, в которую при необходимости могут встраиваться элементы, служащие для защиты от радиопомех; В-Электродвигатель; С-Непосредственно сам насос; 1-Электрический разъем; 2- Гидравлический разъем (выход топлива); 3- Обратный клапан; 4- Графитовые щетки; 5- Якорь двигателя с постоянными магнитами; 6- Рабочее колесо лопастного насоса; 7-Подача топлива.

Немаловажным является тот факт, что при установке насос входит в состав топливного модуля, который включает в себя кроме него фильтр, датчики указателя и лампы резерва топлива, а так же демпфирующие устройства, топливопровод и провода. Соответственно эти механизмы придают системе не только необходимые свойства, но и снижают надежность топливного насоса в целом. Механизм насоса погружного типа состоит из электродвигателя и насоса и имеет обратный и редукционный клапана. Для нормальной работы насоса его центробежная часть должна иметь малые зазоры, а в идеале его части должны соприкасаться. При этом эти части трутся между собой. Топливо, при проходе через насос, смазывает эти части, продлевая срок службы системы.

1.2 Условия работы центробежного топливного насоса автомобиля Лада Гранта

Условия работы топливного насоса центробежного типа крайне неблагоприятны с точки зрения устройства его деталей, потому что топливный насос - включает в себя элементы с постоянно проходящим током, а сам электродвигатель насоса работает с мощностью в диапазоне от 50-70 вват и с подающимся током на его питание в 12 вольт, а это значит что возникает электрический износ. Электрический износ связан с прохождением электрического тока и возникающими при этом в деталях электрохимическими процессами. А поскольку топливный насос эксплуатируется в жидкости т.е. - в бензине это означает, что топливный насос должен обладать электро-изолирующими деталями, что усложняет конструкцию и снижает надежность агрегата. Одним из не менее неблагоприятных условий работы топливного насоса является работа в повышенном температурном режиме, температура топливного насоса имеет важное значение для нормальной работы двигателя. Температура насоса может достигать придельных значений до 80 °C, из-за: 1-Двигатель работает на высоких оборотах, соответственно топливный насос работает в полную силу; 2- Низкий уровень бензина в топливном баке влияет на то, что топливный насос не будет охлаждаться за счет отдачи тепла от внешних стенок насоса бензину. Погодные условия так же могут оказывать неблагоприятные условия для работы топливного насоса. В условиях сильно низких температур окружающей среды, топливо имеет большую вязкость и меньшую прокачиваемость- это отражается в виде повышенной нагрузки на топливный насос, не смотря на то что завод- изготовитель гарантирует нормальную работу топливного насоса до -40°C. В условиях сильно повышенных температур бензин имеет высокую температуру что может грозить повышением рабочей температуры топливного насоса, в следствии чего производительность насоса сократится.

Рисунок 3- Визуальное изображение движения топлива при вращении лопастей насоса.

1.3 Изменение технического состояния вала якоря

В течении эксплуатации автомобиля происходит изменение технического состояния вала якоря центробежного топливного насоса, т.е. его износ. На интенсивность износа вала топливного насоса влияет множество факторов основными из которых являются: Своевременное обслуживание и ремонт, качество бензина, состояние топливной аппаратуры в целом, условия эксплуатации и д.р. Так, например, эксплуатация автомобиля при низком уровне топлива способна вывести из строя топливный насос гораздо раньше заявленных сроков эксплуатации заводом-изготовителем. Связанно это с тем, что топливный насос охлаждается не только за счет прокачивания через него топлива с более низкой температурой, но и за счет теплоотдачи от внешних стенок корпуса топливного насоса тепла к бензину находящемуся в топливном баке. А работа насоса в "холостую", т.е. когда топливо опустилось ниже уровня забора топлива насосом, приводит к засосу воздуха в систему и перегреву электродвигателя насоса, в следствии чего топливный насос выходит из строя при первых попытках запустить двигатель. Данное изменение технического состояния топливного насоса связанно с тем, что при перегреве электродвигателя его контакты подвергаются полному или частичному разрушению в следствии сгорания, а так же происходит сухое трение вала якоря при вращении. Это приводит к полному выходу из строя топливного насоса или потери его мощности до 50%, но для некорректной работы двигателя достаточно потери мощности насоса в 5%. Так же, если обмотка электродвигателя топливного насоса не пострадает в следствии повышенного температурного режима, будут страдать все трущиеся детали, в частности вал якоря топливного насоса- перегрев будет способствовать повышенному износу вала якоря и его диаметр быстро выйдет за предельные значения. Недопустимое значение диаметра вала якоря повлечет за собой радиальное биение якоря в топливозаборном узле, из-за чего снизится давление подачи топлива.

Так же в топливном насосе трущиеся детали смазываются благодаря прохождению через них топлива, соответственно длительное время используя не качественное топливо, имеющее какие-либо примеси или недостаток присадок, либо попадание в топливный бак посторонней жидкости может нарушить систему смазывания деталей, что в дальнейшем приведет к выходу из строя насоса.

График 1- Зависимость износа вала якоря от содержания серы в топливе.

Так, из графика 1 мы видим, насколько сильно наличие серы в топливе может влиять на повышенный износ элементов топливной системы.

В топливном насосе присутствует так же и окислительный износ - он поражает контактную группу питания электродвигателя. Окисление воздействует на контакты насоса, уменьшая площадь токопроводности контактов. Одной из самых распространенных причин изменения технического состояния топливного насоса является забитый фильтр грубой отчистки, случается это из-за большого количества мусора и посторонних веществ в топливном баке. При забитом фильтре грубой отчистки сопротивление прокачиваемости топлива по топливопроводу насоса повышается, а это значит что повышается и температура работы топливного насоса, в следствии чего вал якоря испытывает перегрузки и быстро выходит из строя. Решается эта неисправность тщательной очисткой фильтра либо его заменой, а так же очисткой топливного бака. Но это лишь те случаи, в которых выход из строя или изменение технического состояния топливного насоса связана с неправильной эксплуатацией или не своевременным техническим обслуживанием. Можно отметить, что зачастую топливный насос центробежного типа выходит из строя в связи с постепенным износом деталей и наработкой на отказ. Наработка на отказ - это технический параметр, характеризующий надёжность детали. Средняя продолжительность работы детали между отказами, то есть показывает, какая наработка в среднем приходится на один отказ.

Разработка технологического процесса изготовления вала якоря топливного насоса Лада Гранта

Выбор баз

Рисунок 4- Схема базирования

Выбор операции

Таблица 1. Операции технологического процесса изготовления вала якоря топливного насоса Лада Гранта

Технологический процесс изготовления вала якоря топливного насоса Лада Гранта