Привод агрегата двигателя внутреннего сгорания

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Полезная модель относится к области эксплуатации транспортно-технологических машин и может найти применение в конструкциях двигателей внутреннего сгорания, содержащих топливные насосы высокого давления (ТНВД) в топливной системе. Важным условием является повышение безотказности агрегатов и узлов, сокращение расходов на ремонт и эксплуатацию, достигаемое за счет замены отказавших узлов на усовершенствованные.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Полезная модель направлена на повышение надежности и ремонтопригодности привода агрегатов ДВС с помощью замены отказавших узлов на усовершенствованные.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
На топливном насосе высокого давления двигателя КАМАЗ ранее устанавливалась муфта опережения впрыскивания топлива [1, стр. 55]. Она выполняла также роль гасителя крутильных колебаний.
Из-за необходимости точности регулирования угла подачи на современных двигателях КАМАЗ муфта опережения была исключена из конструкции ТНВД. В связи с этим на двигателях КамАЗ отмечались разрушения вала, упругих элементов в виде пластин, муфт, болтов [2, стр. 15-19]. В эксплуатационных организациях возникает проблема с низким ресурсом деталей привода ТНВД. Замена отказавшего узла на серийный привод не дает результатов. Решением этой проблемы может быть только замена отказавшего серийного привода на привод более надежной конструкции.
ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
Известен привод ТНВД [3, стр. 42-43], содержащий карданную муфту в виде вала, на концах которого установлены упругие элементы шарнирных соединений. Упругие элементы известной шарнирной муфты позволяют компенсировать погрешности установки. Но в этом приводе для повышения надежности необходимо исключить высокие деформационные нагрузки, из-за которых происходят поломки элементов привода.
Известен привод ТНВД [4], состоящий из вала привода ТНВД с пакетами передних и задних компенсирующих пластин, полумуфты ведомой, фланца ведомой полумуфты, фланца центрирующего, ведущей полумуфты, центрирующих втулок и болтов крепления. Для соединения вала шестерни привода ТНВД и ведущей полумуфты применено соединение с помощью клина. Соединение вала шестерни привода ТНВД и ведущей полумуфты обеспечивается установкой клина в плоском пазу, поджимаемого резьбовой пробкой. Недостатком данной конструкции [4] является невозможность исключения нагрузок крутильных колебаний, происходящих при работе ТНВД.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков и технической сущности предлагаемой полезной модели является привод агрегата двигателя внутреннего сгорания [5], принятой в качестве прототипа. В известном приводе имеется шестерня, кинематически связанная с коленчатым валом, а ведущая полумуфта выполнена в виде наружного зубчатого венца, входящего в зацепление с внутренним зубчатым венцом в полости шестерни, за счет чего происходит разрыв силового потока.
В указанном приводе расположение шестерен, соединяющих ведомую полумуфту с коленчатым валом, приводит к тому, что часть привода выступает за габариты двигателя, тем самым увеличивая их, и не может быть использована в существующих конструкциях двигателей КамАЗ.
Технической задачей, на решение которой направлено создание полезной модели, является повышение надежности в существующих габаритах двигателя, путем замены серийного привода на предлагаемый, а также создание ремонтного комплекта для замены отказавшего привода в условиях эксплуатации. Устройством, позволяющим решить указанные проблемы, и отличительными признаками предлагаемого привода агрегата двигателя внутреннего сгорания является зубчатая муфта, содержащая две зубчатые втулки (левая и правая) и зубчатую обойму, установленные в месте соединения вала с ведомой полумуфтой ТНВД. Наружные зубчатые венцы втулок входят в зацепление с внутренним зубчатым венцом в полости зубчатой обоймы, образуя зубчатую муфту, благодаря чему передаваемый силовой поток, возбуждающий крутильные колебания разрывается.
Сущность полезной модели поясняется фигурами:
Фиг. 1 Зубчатая муфта
Фиг. 2 Привод агрегата двигателя внутреннего сгорания
Фиг. 3 Фотография привода агрегата двигателя внутреннего сгорания
Зубчатая муфта (фиг. 1) состоит из двух зубчатых втулок левой 1 и правой 2, зубчатой обоймы 3 с двумя рядами внутренних зубчатых венцов. Зубчатая обойма 3 сцеплена по всей окружности с зубчатыми втулками 1 и 2. С целью обеспечения безызносного сопряжения зубьев втулок и обоймы после монтажа зубчатой муфты на соединяемые валы во внутреннюю полость заливается масло через отверстие с конической пробкой 7 обоймы, из этого же отверстия при необходимости сливается отработавшее масло. При работе зубчатой муфты в составе привода ТНВД масло отбрасывается к периферии, проникая в места контакта зубьев. Во избежание негерметичности в конструкции зубчатой муфты предусмотрены резиновые уплотнительные кольца 5 и 6. Осевые ограничения зубчатой обоймы 3 обеспечивают левая зубчатая втулка 1 и стопорное кольцо 4. Установка привода агрегата двигателя внутреннего сгорания с зубчатой муфтой позволяет разместить привод ТНВД по оси двигателя в развале блока, что исключает выступание за габариты двигателя и производить замену вместо серийного при его отказах.
Предлагаемый привод агрегата ДВС представлен на фиг. 2. Он состоит из приводного вала, кинематически связанного с коленчатым валом посредством шестерен привода агрегатов, и зубчатой муфты, у которой фланец левой зубчатой втулки 1 выполняет роль центрирующего элемента. Левая зубчатая втулка 1 крепится к ведомой полумуфте ТНВД 8 на двух болтах M10 поз. 10 с использованием пружинных шайб 11. Правая зубчатая втулка 2 крепится к приводному валу 17 через сегментную шпонку 9 и затягивается гайкой 12 с установкой прижима 15 и пружинной шайбы 14. Пробка 7 предназначена для заправки смазкой ЦИАТИМ-221 ГОСТ 9433-80. Приводной вал 17 со стороны картера агрегатов 18 имеет посадочное место для установки к имеющейся шестерни привода 19 и устанавливается в имеющийся подшипниковый узел 20, передней удлиненной частью соединяется с правой зубчатой втулкой 2.
Крутящий момент от коленчатого вала посредством приводного вала передается втулке зубчатой правой 2, которая, в свою очередь, приводит во вращение обойму зубчатую 3 и втулку зубчатую левую 1. Втулка зубчатая левая через фланец ведомой полумуфты 13 и ведомую полумуфту 8 передает вращательное движение ТНВД 16 и приводит его в действие.
Фотография привода, установленного на двигатель, представлена на фиг. 3.
Позиции на фигурах
Позиция
Обозначение
1 - Втулка зубчатая левая
2 - Втулка зубчатая правая
3 - Обойма зубчатая
4 - Кольцо стопорное
5 - Кольцо уплотнительное резиновое
6 - Кольцо уплотнительное резиновое
7 - Пробка
8 - Ведомая полумуфта ТНВД
9 - Шпонка сегментная
10 - Болт М10
11 - Шайба пружинная
12 - Гайка
13 - Фланец ведомой полумуфты
14 - Шайба пружинная
15 - Прижим
16 - Топливный насос V-образный или рядный
17 - Вал приводной
18 - Картер агрегатов
19 - Шестерня привода
20 - Узел подшипниковый
Использованные источники
1. Большегрузные автомобили КамАЗ: Учебник / Перельский А.К., Трынов В.А., Каминский Б.В., Дементий А.Н. - М: Высш. шк., 1993. - 303 с.
2. Силовым агрегатам КАМАЗ-высокую надежность / Сборник статей - Набережные Челны: Изд-во Камского гос. политехнического ин-та, 2005. - 205 с.
3. Каталог деталей и сборочных единиц автомобилей КамАЗ типа 6×4. - Москва: «Политекс», 1996. - 754 стр.
4. Патент на полезную модель 181846 Российская Федерация, МПК F02M 39/02, F16D 3/50. Привод топливного насоса высокого давления двигателя внутреннего сгорания. Кучев С.М., Башегуров С.В., Шапрунов С.В., Насыбуллин Ф.Ф., Попов К.С., Кашапов P.P., Латифов О.В., Чуворкин К.Ю. - 2017138478, заявл. 03.11.2017; опубл. 26.07.2018, бюл. №21.
5. Патент на полезную модель 25049 Российская Федерация, МПК F02M 39/02. Привод агрегата двигателя внутреннего сгорания. Субботин Ю.Г., Цыгоев ЭЛ., Кузнецов В.К., Кушилов В.У., Иванов Г.В. - 2002101091/20, заявл. 25.01.2002; опубл. 10.09.2002.