Проверка форсунок
Проверяют плотность цилиндрических поверхностей иглы с направляющей и плотность седла иглы (конического или плоского).Грубая оценка износа уплотняющих поверхностей иглы и направляющей производится по интенсивности утечек топлива через отверстие, к которому присоединена сливная трубка.
Герметичность цилиндрической уплотняющей поверхности и плотность посадки иглы проверяют на прессе, схема которого приведена на рис. 6. Топливо из бака 4 поступает к одноплунжерному насосу 3, приводимому в действие рукояткой 2. Форсунка укреплена в штативе 5. Впрыск топлива осуществляется в бак 6. Давление, развиваемое насосом, контролируется манометром 1.
Стенд для испытаний форсунки (рис.6)
Испытание плотности пары игла — направляющая подобно испытанию плунжерной пары. Но иглу следует нагрузить затяжной пружиной несколько больше, чтобы р1 превысило рекомендуемое давление впрыска для этого типа форсунки на 10-15 МПа.
При перепаде давлений Δр = p1 ÷ p2 (2-5 МПа) нормальная плотность пары, т. е. время падения давления, соответствует 7-30 с. Плотность комплекта форсунок для дизеля указывают в правилах технической эксплуатации. Разница в показателе плотности не должна превышать ± 25 % его средней величины.
Испытания форсунки в сборе на прессе позволяют визуально оценить качество распыливания и плотность посадки иглы. Форсунку закрепляют в штативе, присоединяют трубку и прокачиванием удаляют воздух. Далее, прокачивая форсунку и регулируя натяжение пружины, устанавливают рекомендуемое давление распыливания. Перед контрольным впрыском тщательно обтирают кончик сопла.
Затем медленно нажимают на рукоятку пресса, наблюдая за манометром и за кончиком сопла: сопло должно быть сухим до момента подъема иглы, при котором манометр покажет давление распыливания. После впрыска вновь вытирают кончик сопла: в посследующий момент, если игла садится плотно, сопло должно быть сухим. При обнаружении подтекания иглу в первую очередь необходимо промыть, а затем, если подтекание продолжается, притереть к уплотняющей поверхности.
Разборка форсунок судового двигателя
Неисправности форсунок судовых дизелей, нагнетательных топливопроводов и их причины
Неисправности форсунок и их распылителей составляют главную долю общего числа отказов элементов ТА и являются первой причиной остановок двигателя.
Неисправности форсунок и их распылителей нетрудно обнаружить во время работы двигателя. Их признаками чаще всего служат появление дымного выхлопа на частичных нагрузках, падение мощности двигателя, стуки и повышение температуры отработанных газов.
Основные эксплуатационные неисправности форсунок можно разбить на две категории.
1. Неисправности, происходящие вследствие применения некачественного загрязненного топлива. К ним относятся износы седла, иглы и уплотняющие конуса иглы, сопловых отверстий, поверхностей иглы и корпуса распылителя. Применение загрязненного топлива нарушает качество распыливания, а это, в свою очередь, приводит к перегреву форсунки, сопровождающемуся заеданиями иглы, а иногда и оплавлению металла сопла.
2. Неисправности, происходящие вследствие неправильной сборки топливной аппаратуры или неправильного ее монтажа на двигателе. В результате этого, появляются неплотности в соединительных деталях, перекосы, защемления иглы распылителя, закупорка топливоподводящих каналов и т.п.
В результате эксплуатационных неполадок форсунка теряет свои качества: нарушается четкость отсечки топлива, появляется подтекание, нарушаются герметичность и угол распыливания топлива, равномерное распределение топлива в камере сгорания, полностью прекращается впрыск топлива и т.д.
Основные неисправности форсунок: нарушение герметичности запирающего конуса распылителя; зависание и износ игл распылителей; падение давления начала впрыскивания; закоксовывание и износ распыливающих отверстий распылителя; ухудшение качества распыливания топлива. Статистические данные по отказам показывают, что форсунки выходят из строя, в основном, в результате потери герметичности запирающего конуса распылителя и заклинивания игл в направляющих. Зависание игл присуще, главным образом, распылителям с низким качеством изготовления и происходит, как правило, в начальный период работы (до 300-500 ч).
Нормативная периодичность обслуживания форсунок неодинакова для различных дизелей и колеблется от 500 до 5000 ч. В эксплуатации фактические сроки профилактики форсунок различны для одних и тех же дизелей. Средняя продолжительность работы форсунок от одного профилактического обслуживания до другого 500-1000 ч для МОД, 500-2000 ч для СОД и ВОД. Средняя наработка на отказ для форсунок составляет 830-4000 4.
Ресурс распылителей для различных дизелей колеблется в широких пределах: для малооборотных дизелей в среднем 10000-12000 ч; для среднеоборотных 5000-8000 ч.
Нарушение герметичности запорного конуса распылителя судовых дизелей
Нарушение герметичности запорного конуса распылителя ведет к подтеканию топлива после окончания впрыскивания и закоксовыванию распыливающих сопловых отверстий распылителя. Работа форсунки с негерметичными распылителями в первый период работы, как правило, не оказывает отрицательного влияния на процесс впрыскивания, а, следовательно, и на показатели рабочего процесса дизеля. Однако, после нескольких сотен или тысяч часов работы, в зависимости от герметичности распылителя, форсировки дизеля и сорта применяемого топлива, на наружной поверхности распылителя в районе распыливающих отверстий и в канале ниже запирающего конуса откладываются продукты неполного сгорания топлива, которые, постепенно увеличиваясь, искажают направление струй топлива и ухудшают качество распыливания. Значительные нарушения герметичности могут привести к разжижению масла дизеля топливом. Такая неисправность возникает вследствие ряда причин, к которым относятся: гидроабразивное воздействие топлива в период впрыскивания, образование выбоин и местного наклепа на уплотнительных поясках иглы и корпуса распылителя при посадке иглы на седло из-за наличия посторонних частиц в топливе, усталостные разрушения вследствие динамического воздействия иглы на седло при ее посадке, качество выполнения конусного соединения.
Ресурс распылителей зависит от методов контроля их герметичности в эксплуатации, которые основываются на рекомендациях инструкции по обслуживанию. При обслуживании необходимо учитывать, что при сборке форсунки и ее установке на дизель имеют место упругие деформации элементов распылителя, и, игла после каждой переборки, прирабатывается вновь. Поэтому, без необходимости, оцениваемой по показателям рабочего процесса дизеля (мощности, расходу топлива, температуре отработанных газов, давлению сгорания, дымности выпуска), снимать форсунки для проверки их состояния не следует. Кроме того, нередко распылители с незначительными повреждениями с течением времени имеют лучшие показатели герметичности вследствие приработки.
Наиболее распространенным дефектом форсунок является подтекание топлива. При подтекании топлива, на конце сопла распылителя до или после впрыска — появляется капля топлива. Эти не распыляемые капли образуют нагар как на самой форсунке, так и в других частях камеры
сгорания. Если подтекание усилится, то это может вызвать образование больших «наростов» нагара вокруг сопловых отверстий, нарушающих правильность распыливания. На рис. 4.17 приведена фотография сопловых наконечников распылителей форсунок с плотными твердыми отложениями скоксо-вавшегося топлива, что вызывает деформацию (искривление) иглы распылителя, она теряет подвижность, и рас-пыливание топлива происходит ненормально.
Следует учесть, что форсунка подтекает и при зависании иглы, а также при попадании под конус иглы механических частиц и нагара.
Применение тяжелого топлива при высокой температуре распылителя, приводит к образованию вокруг сопловых отверстий — раструбов, состоящих из кокса и других продуктов неполного сгорания (рис. 4.18). Эти коксовые образования также нарушают распыливание и сгорание топлива. Интенсивность закоксовывания сопловых отверстий, непосредственно связана с коксовым числом топлива. Поскольку остаточное топливо часто содержит значительное количество асфальтосмолистых соединений и кокса и, кроме того, подогревается для понижения вязкости до высоких температур, то при его использовании нередко наблюдается образование на соплах распылителей коксовых раструбов.
За коксов ывание распыливающих отверстий распылителя возникает вследствие негерметичности запирающих конусов и длительного протекания конечной фазы подачи топлива; а также, в результате воздействия газов, нагретых до высокой температуры на топливо, часть которого остается в распылителе между запирающим конусом и распыливающими отверстиями после окончания впрыскивания. Закоксовывание происходит, когда давление топлива в распылителе после окончания впрыскивания, ниже давления газов в цилиндре дизеля, и последние проникают в карман корпуса распылителя.
При неплотности запорного конуса иглы, создаются условия для коксования топлива в канале под иглой, в сопловых отверстиях и на наружной поверхности распылителя. Возникает перегрев, сопровождающийся усилением нагарообразования. В итоге возможны зависание иглы, растрескивание распылителя, закупорка сопловых отверстий или их усиленный износ.
Разборка форсунок судового двигателя
Разборка, очистка и сборка форсунок двигателя ЯМЗ-238 автомобилей КрАЗ-256, КрАЗ-256Б, КрАЗ-257, КрАЗ-258
Форсунки разбирают на приспособлении (рис. 55) в следующей последовательности.
Отвернуть колпак 12 (рис. 56) форсунки.
Ослабить контргайку 11 и вывернуть до упора регулировочный винт 9 пружины 8
Отвернуть ганку 10 пружины, вынуть пружину 8, тарелку 7 и штангу 6 форсунки.
Отвернуть гайку 3 корпуса распылителя, снять корпус 2 распылителя вместе с иглой 1, предохранив ее от выпадания.
Вывернуть штуцер 16 форсунки вместе с втулкой 14, фильтром 15 и уплотнителем 17 штуцера.
Другой порядок разборки форсунок может привести к поломке фиксирующих штифтов распылителя или заеданию иглы распылителя. После разборки все детали форсунки промыть в чистом бензине. При помощи латунной проволочной щетки очистить корпус распылителя снаружи,
Рис. 55. Приспособление для разборки и сборки форсунок
Рис. 56. Форсунка:
1- игла распылители; 2 — корпус распылителя; 3 — гайка распылителя; 4 — штифт;
5 —Kopпуc форсунки; 6 — штанга; 7 — тарелка пружины; 8 — пружина; 9 — регулировочный винт; 10— гайка пружины; 11 контргайка- 12 — колпак; 13 — шайба; 14 — втулка; 15 — фильтр; 16 — штуцер; 17 — уплотнитель штуцера
Стальной проволокой диаметром 0,3 мм прочистить сопловые отверстия распылителя. Сверлом диаметром 2 мм очистить подводящий канал распылителя (рис. 57, а). Латунными скребками очистить внутренние полости, карманы, сферические и конусные поверхности распылителя (рис. 57, б, в, г и д). Латунной проволочной щеткой зачистить кончик иглы распылителя.
Игла после ее тщательной промывки и смазки дизельным топливом, выдвинутая на 1/3 своей длины из корпуса при угле наклона оси распылителя 45°, плавно без задержек должна опускаться до упора под действием собственного веса. Проверку проводят в нескольких положениях по углу поворота иглы в корпусе. При перемещении иглы в корпусе никакие местные сопротивления и прихватывания в любом положении по всей длине и углу поворота не допускаются.
Кроме того, при наличии на рабочей поверхности иглы и корпуса распылителя коррозии, задиров, местных износов и т. п. корпус и иглу заменить.
Корпус и игла составляют прецизионную пару, в которой замена какой-либо одной детали из другой пары не разрешается. Пружина форсунки в свободном состоянии должна иметь размер 28±0,25 мм, под нагрузкой 24—42,3 кГ — 26,4 мм.
Рис. 57. Очистка форсунки: а — очистка подводящего канала распылителя; б — очистка кармана распылителя; в — очистка цилиндрической полости в распылителе; г — очистка сферической полости распылителя; д — очистка запорного конуса распылителя
Собирают форсунку на приспособлении (см. рис. 55) в последовательности, обратной ее разборке, с соблюдением моментов затяжки:
штуцера 16 (см. рис. 56) при установке в корпус форсунки — 4—5 кГм
гайки 3 корпуса распылителя при установке распылителя вместе с иглой — 7—8 кГ и;
гайки 10 пружины 8 — 10—12 кГм;
контргайки 11 регулировочного винта 9—7—8 кГм;
колпака 12 форсунки — 8—10 кГм.
При затяжке гайки 3 корпуса распылителя распылитель развернуть против направления навертывания гайки до упора в фиксирующие штифты и, придерживая его в этом положении, навернуть гайку рукой, после чего затянуть окончательно. После этого проверить легкость перемещения иглы путем резкого встряхивания форсунки. При встряхивании должны быть слышны удары иглы распылителя о корпус форсунки.
После сборки форсунки отрегулировать давление начала подъема иглы, проверить качество распыла и герметичность запорного конуса.
Пропуск топлива через запорный конус иглы при давлении 140 кГ/см2 не допускается, при дальнейшем повышении давления до впрыска допускается появление капли, не отрывающейся от распылителя.
После проверки и регулировки форсунку прирабатывают па стенде при 1050 об/мин вала топливного насоса высокого давления и подаче топлива одной секцией 110 мм3/цикл в течение 20 мин. Течь топлива через гайку распылителя и штуцер форсунки не допускается.
После приработки форсунку вторично проверяют па давление начала подъема запорной иглы и качество распыла и только после этого устанавливают на двигатель. Желательно, чтобы двигатель был укомплектован форсунками одной группы по пропускной способности.
Рис. 58. Топливный насос высокого давления
Разборка форсунок судового двигателя
Судовые двигатели внутреннего сгорания
Топливная система дизелей
Проверка и регулировка топливной форсунки
Проверять работу форсунки можно при помощи топливного насоса, установленного на двигателе; или лучше на специальном стенде (рис. 1).
Передвигая рычаг 1, действуют на плунжер насоса 2. Последний забирает топливо из бака 3 и, прокачивая его через тройник 4 и трубопровод 5, подает в форсунку 6. Перед проверкой открывают кран 7 и, передвигая рычаг, удаляют воздух из системы.
Форсунку, подлежащую осмотру и регулировке, разбирают на чистом и хорошо освещенном месте, промывают керосином или чистым топливом, обдувают сжатым воздухом и снова собирают. У форсунок, которые имеют регулируемый подъем иглы, регулировочный винт завертывают до упора, а затем отвертывают на часть оборота, обеспечивающую необходимый подъем иглы. Последнее указывается в инструкции по эксплуатации двигателя.
Рис. 1. Приспособление для проверки форсунок.
Чтобы не смешать детали разных форсунок, рекомендуется разбирать и собирать их поочередно. При проверке надо соблюдать осторожность, так как попадание струи топлива на кожу рук вызывает долго незаживающую рану. Обтирать детали форсунки можно только салфетками из бязи или батиста.
Проверка отсутствия засорения отверстии в соплах. Форсунку закрепляют на стенде, удаляют из системы воздух, краном 7 (см. рис. 1) выключают манометр 8, под форсунку кладут бумагу и резко впрыскивают топливо. Если на бумаге прорванных мест или следов от струй топлива будет меньше, чем отверстий в распылителе, это означает, что часть отверстий засорена.
Для прочистки отверстий форсунку разбирают, промывают в керосине, нагар с наружных поверхностей снимают при помощи деревянного скребка, отверстия прочищают стальной проволокой (диаметр которой должен быть меньше диаметра сопловых, отверстий на 0,05 — 0,1 мм) и только затем собирают форсунку.
Прочищать отверстия без разборки форсунки не разрешается, так как в этом случае грязь останется внутри форсунки.
Если диаметры отверстий сопла увеличились на 10 — 12% па сравнению с номинальным размером или отличаются друг от друга на ±5%, то сопла заменяют.
Проверка плотности пары игла — направляющая втулка. Плотность посадки иглы в ее направляющей проверяют следующим образом:
- пружину форсунки затягивают таким образом, чтобы давление открытия иглы соответствовало указанному в инструкции по эксплуатации двигателя или в его паспорте;
- создают давление в форсунке, несколько превышающее оговоренное инструкцией, и по секундомеру определяют время падения давления на 50 кгс/см 2 от установленного;
- время, за которое давление упадет на 50 кгс/см 2 , указывается в инструкции по эксплуатации двигателя и должно быть не меньше 15 сек для новых распылителей и 5 сек для распылителей, бывших в употреблении.
При уменьшении плотности пары значительно увеличиваются протечки топлива через зазор во время работы двигателя. Нормальным (для новой форсунки) считается протечка топлива 1 — 4% количества топлива, поданного в цилиндр. Количество топлива, сливаемого из разных форсунок за одно и то же время, не должно различаться более чем на 50%.
При необходимости пару игла — направляющая заменяют запасной. Переставлять иглы в направляющих втулках не рекомендуется, так как эти детали очень точно (прецизионно) пригнаны друг к другу. При наклоне направляющей на 45° игла должна выходить из нее на 1/3 длины направляющей части под действием собственного веса при любом повороте вокруг своей оси.
Проверка и регулировка давления подъема иглы форсунки. Для проверки рабочего давления открытия иглы форсунки устанавливают на стенде (см. рис. 1) и насосом 2 создают давление топлива, контролируемое по манометру 9. Величина давления указывается в инструкции по эксплуатации двигателя и регулируется изменением силы натяжения пружины форсунки.
Отклонение величины давления открытия иглы форсунки от нормы допускается в пределах ±(5÷10) кгс/см 2 .
Проверка подтекания форсунки. Плотность притирки уплотняющего конуса (или торца) иглы проверяют медленным повышением давления топлива в форсунке, плавно передвигая для этого рычаг 1 (см. рис. 1). При давлении на 5 — 10 кгс/см 2 меньше давления впрыска конец распылителя должен быть сухим.
Если форсунка подтекает, то слегка притирают иглу к ее седлу при помощи тонкой пасты ГОИ, разведенной на керосине. При притирке следят за тем, чтобы паста не попадала в зазор между иглой и ее направляющей. После притирки детали тщательно промывают в керосине или чистом топливе, обдувают воздухом и снова проверяют на отсутствие подтекания.
Проверка качества распыливания топлива. Во время подачи топлива форсунка должна давать резкий и четкий дробный впрыск с характерным резким звуком. Для удобства наблюдения за качеством распиливания рекомендуется направить форсунку на лист чистой бумаги. Следы топлива на бумаге должны быть одинаковой густоты и расположены на равном расстоянии от центра. Если форсунка не дает равномерного по окружности распыливания, ее разбирают, отверстия сопла прочищают тонкой мягкой проволокой.
При большой разработке сопловых отверстий увеличивается их суммарное сечение и нарушается правильная форма сверления, что вызывает снижение скорости выхода топлива из форсунки и, следовательно, ухудшает качество распыла. В этом случае обычно сопло заменяют запасным.
