Урок № 31
Урок № 31
Тема: «Перевірка на стендах відремонтованої дизельної апаратури»
Підвищення надійності і довговічності дизелів в експлуатації у значній мірі залежать від початкової якості, досконалості конструкції та технічного стану їхньої паливної апаратури. На роботу дизельного двигуна з традиційною системою упорскування палива істотно впливає форсунка та її основний функціональній елемент – розпилювач. Як кінцевий елемент системи, розпилювач формує узагальнену характеристику паливоподачі з урахуванням власних параметрів технічного стану. Неякісна робота форсунки веде до зниження ресурсу двигуна, погіршенню параметрів робочого процесу, виходу з ладу інших важливих вузлів двигуна.
У разі невідповідності параметрів розпилювачів вимогам нормативно-технічної документації та помилковій установці на двигуні розпилювача, що не відповідає технічним вимогам, не забезпечується оптимальне сумішоутворення та повне згоряння палива, що приводить до зниження потужності двигуна зі зростанням питомої витрати палива при підвищеній димності відпрацьованих газів, більш "жорсткій" його роботі та перегріву двигуна.
Основними постачальниками розпилювачів на ринок України є виробники, які реалізують продукцію під маркою Чугуївського заводу прецизійних виробів – ЧЗПИ. Крім того досить широко представлена продукція АЗПИ (Алтайський завод прецизійних виробів, Росія). У меншій мірі – ЯЗДА (Ярославський завод дизельної апаратури, Росія) та продукція фірми Motorpal Чехія, а також Китайські виробники.
Проблема на ринку запасних частин розпилювачів полягає у тому, що Чугуївський завод прецензійних виробів (ЧЗПИ) більше шести років не існує "як завод з випуску елементів паливної апаратури", тому продукцію з маркою ЧЗПИ, відповідно до Закону України "Про захист прав споживачів", є підстава вважати фальсифікованою. Вона виготовлена з неправомірним використанням товарного знака та копіюванням упаковки і зовнішнього оформлення.
Інші виробники, відповідно до вимог Закону України "Про підтвердження відповідності", при постачанні продукції здійснюють декларування відповідності та надають декларацію – документально оформлену в установленому порядку заяву, у якій виробник дає гарантію відповідності продукції вимогам, встановленим законодавством.
При виборі постачальника потрібно дотримуватися критерію "ціна-якість". Незалежно від конструктивних особливостей та виробника габаритні розміри усіх розпилювачів, що рекомендуються до встановлення на дизелях Д-240 (застосовується форсунка ФД-22М) ідентичні і регламентуються ГОСТ 15059-88 "Форсунки автотракторных дизелей. Габаритные и присоединительные размеры".
Під час подачі палива паливним насосом, сила тиску палива діє на площу диференційної площадки голки. У момент, коли сила тиску стане такою, що дорівнює силі пружини 5, голка підніметься і паливо надійде по колодязю розпилювача 21 до соплових отворів 22 і далі у циліндр двигуна. Тиск початку підйому голки регулюється регулювальним гвинтом 7, за рахунок зміни сили пружини 5, що передається голці розпилювача через штангу 6. Положення регулювального гвинта 7 фіксується контргайкою 8.
Для запобігання витікання палива по зазору у направляючій частині, його величина у зазначеному спряженні забезпечується селективним збиранням у межах 1-1,5 мкм. Крам того вказаний зазор має конічну форму 1-2 мкм, завдяки чому зменшується сила тертя і голка набуває здатності до самовстановлення.
Запірний конус голки 19 має кут при вершині 60°, а корпусу 58°30І. Різниця називається розпадом конусів і становить 1,0–1,5°. Таке конструктивне виконання конусів сприяє покращанню герметичності розпилювача.
Кількість соплових отворів може бути 4 (розпилювачі АЗПИ), або 5 (розпилювачі ЧЗПИ), а їхній діаметр становить 0,25–0,40 мм.
Розпилювачі різняться за кількістю соплових отворів і кутами нахилу соплових отворів до вісі розпилювача.
Відповідно до ГОСТ 10579-88 "Форсунки дизелей. Общие технические условия", працездатність розпилювача визначається не виходом його окремих характеристик за межі, що допускаються.
З них найбільш важливими є: гідрощільність, ефективний сумарний прохідний перетин, тиск початку упорскування, герметичність по запірному корпусу, рухливість голки, відхилення променів палива від визначеного напрямку.
Гідрощільність розпилювача
Гідрощільність визначається кількістю витоків палива у направляючій частині розпилювача по зазору голка-корпус. В умовах серійного виробництва цей параметр забезпечується селективним збиранням розпилювачів.
Головною причиною падіння гідрощільності в експлуатації є підвищений вміст у паливі механічних домішок, що потрапляють до нього внаслідок несвоєчасного обслуговування фільтрів паливної системи.
Вплив гідрощільності на показники двигуна залежить від режиму його роботи. На номінальному і близькому до нього режимах, коли основна кількість палива подається при положенні голки на верхньому упорі, вплив несуттєвий, а відносна кількість палива, що перетікає у дренаж, незначна. На часткових режимах і особливо на режимах пуску двигуна, ступінь впливу гідрощільності зростає. Недостатня гідрощільність веде до погіршення пускових якостей двигуна.
Технологія перевірки ГЩ полягає у вимірюванні часу падіння тиску у форсунці, розпилювач якої підлягає перевірці. Форсунку установлюють на опресовочному стенді. Регулюють тиск початку упорскування на 2-3 МПа (20-30 кгс/см2) вище номінального. Проводять одне упорскування після чого фіксують час падіння тиску у форсунці від 19,6 до 17,6 МПа (від 200 до 180 кгс/см2).
Гідрощільність повинна бути не менше 7 с.
Тиск початку упорскування
Тиск початку упорскування є функціональним параметром технічного стану. Його відновляють шляхом регулювання форсунки. Регулювання виконується у випадку, якщо відхилення тиску більш, ніж 15% від номінального значення.
В експлуатації тиск початку упорскування, як правило, знижується. Особливо інтенсивне падіння тиску у перші 100 годин роботи форсунки, внаслідок приробітку її деталей, тому тиск початку упорскування при регулюванні нових форсунок рекомендується встановлюватися з допуском у бік збільшення на 0,8 МПа.
Вплив падіння тиску початку упорскування на показники двигуна різний, залежно від причин, які спричинили це падіння. Найбільш істотний вплив при зношенні запірного конуса розпилювача, що викликає погіршення рухливості його голки. Менш істотний вплив – при зменшенні сили пружини форсунки.
Для його регулювання форсунку встановлюють на опресовочний стенд і, змінюючи силу затискання пружини, досягають потрібної величини тиску.
Ефективний прохідний перетин розпилювача
Відповідно до нормативів відхилення значення ефективного прохідного перетину розпилювачів від номінального значення не повинно перевищувати ±6% при перевірці на стенді постійного тиску.
За домовленістю між виробником та споживачем допускається розділяти розпилювачі на групи за цим показником. При цьому діапазон значень відхилення цього параметра розпилювачів встановлюють в технічних умовах на форсунки конкретних типів двигунів.
При зміні ефективного прохідного перетину порушується рівномірність розподілення палива по об’єму камери згоряння, що неминуче приводить до перевитрат палива та порушення екологічних показників двигунів.
В процесі експлуатації прохідний перетин розпилювача змінюється у двох протилежних напрямках: з одного боку під впливом абразиву, що неминуче присутній у паливі, може відбуватися його збільшення (за рахунок округлення вхідних кромок соплових отворів з боку центрального каналу носка розпилювача), а з іншого – можливе його зменшення (внаслідок коксування соплових отворів).
Процес коксування розпилювачів є наслідком складних фізико-хімічних процесів, які відбуваються з паливом на поверхні металу, під дією високих температур при контакті з повітрям. На характер коксування впливають багато чинників: параметри розпилювача і нагнітаючого клапану, режим роботи дизеля, розміри соплових отворів, матеріал розпилювача і шорсткість поверхонь та ін. Збільшення ефективного прохідного перетину вище допустимого значення не може бути усунуте, тому такі розпилювачі повинні бути вчасно вибракувані і вилучені з експлуатації. Розпилювачі зі зменшеним значенням ефективного перетину промивають на спеціальних промивальних стендах при проведенні обслуговування.
Контроль ефективного прохідного перетину здійснюється шляхом проливання через розпилювач робочої рідини при певних умовах. При цьому проливання здійснюють паливом, або робочою рідиною на стенді, який забезпечує турбулентне витікання рідини при постійному коефіцієнті витрати.
Складність контролю цього параметра в експлуатації полягає у відсутності засобів контролю. Навіть у спеціалізованих ремонтних майстернях такі засоби не завжди наявні.
Актуальність контролю ефективного прохідного перетину посилилась при появі на ринку запасних частин розпилювачів укомплектованих з відновлених деталей.
Герметичність розпилювача форсунки
Герметичність розпилювача характеризує відсутність витоків палива по запірному конусу розпилювача у період між упорскуваннями. Контроль герметичності здійснюється шляхом візуального огляду носка розпилювача форсунки, у внутрішній порожнині якої підтримується тиск на 1-1,5 МПа менший за тиск початку упорскування. Тривалість огляду 15 секунд. При цьому допускається лише зволоження носка розпилювача без помітних крапель і підтікань. Отже, контроль герметичності здійснюється за якісною ознакою.
Втрата герметичності пов'язана зі зношенням конічних запірних поверхонь на голці і сідлі корпусу. Основною причиною, що викликає втрату герметичності є неякісна фільтрація палива.
Погіршення герметичності і експлуатації приводить до швидкого коксування соплових отворів і перевитрати палива.
Рухливість голки форсунки
Згідно з ГОСТ 10579 рухливість голки перевіряється на стенді з ручним приводом шляхом прокачування палива через форсунку, відрегульовану на номінальний тиск упорскування. При повільному натисканні на важіль стенду (30-40 упорскувань за хвилину – швидкість зростання тиску 1–2 МПа/с), упорскування повинне супроводжуватися чітким характерним звуком (форсунка повинна "звучати").
Характерний звук, який прослуховується під час упорскування свідчить про хорошу рухливість голки. Цей параметр "якісний" і достовірність його визначення залежить від певних суб'єктивних і об'єктивних чинників: кваліфікації робітника, який виконує перевірку, можливостей засобів контролю та інше. За певних умов в результаті перевірки розпилювачі можуть бути розбиті на три групи: "дзвінкі", "слабо дзвінкі" і "не дзвінкі".
Звук, що прослуховується, свідчить про автоколивальний режим руху голки під час упорскування. Голка, яка "дзвінка", рухається у автоколивальному режимі (за один цикл впорскування вона здійснює декілька підйомів і опускань з чіткою посадкою її на сідло), що прослуховується характерним звуком при перевірці.
Робота розпилювача "середньої дзвінкості" характеризується тим, що під час упорскування голка коливається з більшою частотою, однак, амплітуда коливань незначна, при цьому звук "скриплячий".
У розпилювачів які "не дзвінкі" автоколивання голки відсутні, при цьому звук не прослуховується. Голка в процесі упорскування займає стійке положення.
Вплив рухливості голки на показники роботи дизеля суттєвий. Питома ефективна витрата палива двигуна при роботі з "не дзвінкими" розпилювачами зростає на 9-10 г/кВт г. Експлуатація двигунів з "слабо дзвінкими" розпилювачами призводить до перевитрати палива на 3-4 г/кВт г.
Відхилення струменів палива від заданого напрямку
Форсунки з багатосопловими розпилювачами установлюються на двигуні у певному положенні для забезпечення кутової орієнтації променів палива, що витікають з соплових отворів відносно камери згоряння. Ці кути мають різне значення для різних соплових отворів, особливо у двигунах, у яких форсунка встановлена з нахилом відносно камери згоряння і зміщена від центра останньої.
Відхилення струменів палива що витікають із соплових отворів від заданого напрямку не повинно бути більше ±3°. Допускається встановлювати інші значення відхилення струменів за домовленістю виготівника зі споживачем.
При використанні на двигуні форсунок з розпилювачами невідповідної марки потужність двигуна суттєво знижується, спостерігається димний вихлоп, відбувається інтенсивне утворення нагару у камері згоряння, витрата палива збільшується на 15-20% і більше, двигун перегрівається.
Відхилення кутової орієнтації визначають на спеціальному стенді за напрямком струменів технологічної рідни, що витікає з соплових отворів розпилювача при тиску і в’язкості рідини, які забезпечують на вимірювальній дільниці суцільність і прямолінійність струменів при візуальному спостереженні.
Домашне завдання:
Відповісти на запитання з записами в зошиті:
- Який відсоток відхилення тиску від номінального?
- Що таке герметичність розпилювача?
