Форсунки

Проверка работоспособности. Форсунки снимают с дизеля для ремонта с помощью выжимных приспособлений. Чтобы предотвратить попадание грязи в форсунку и повреждение сопел, на штуцера и распылитель надевают защитные колпачки и транспортируют форсунки в таре. Перед транспортировкой проверяют наличие уплотнительных по газовому стыку медных прокладок и состояние посадочных мест в стакане крышки цилиндра или адаптере гильзы. Перед испытаниями корпуса форсунок погружают на 15-30 мин в ванну с дизельным топливом, промывают, а при необходимости и очищают волосяными щетками закоксованные наружные части соплового наконечника и накидной гайки. При этом следует следить за тем, чтобы грязное топливо не попало во внутренние топливоподводящие каналы форсунки.

Работоспособность форсунок проверяют на стенде типа А106. После подсоединения форсунки включают промывочный аккумулятор и делают несколько промывочных впрыскиваний. При этом визуально контролируют истечение топлива из всех сопловых отверстий. Закоксованные сопловые отверстия, а также отверстия, дающие сужение струи топлива или уменьшение ее длины, прочищают латунной или стальной проволокой, зажатой в цанговую оправку (рис. 33). Диаметр проволоки должен быть на 0,02 - 0,05 мм меньше номинального диаметра сопловых отверстий.

Очищенные и промытые форсунки подвергают контрольным испытаниям, проверяя: качество распыливания топлива с контролем давления начала и окончания впрыскивания; герметичность запирающего конуса; герметичность форсунки в соединениях и плотность распылителя по прецизионной части. Методика испытаний должна соответствовать требованиям ГОСТ 10579-75 и ГОСТ 9928-71.

Качество распыливания проверяют прокачкой профильтрованного дизельного топлива через форсунку, отрегулированную на номинальное давление начала впрыскивания при частоте качания рычага стенда 30 - 60 в 1 мин. Качество распыливания должно отвечать следующим требованиям: распыленное топливо, выходящее из распылителя форсунки, должно быть туманообразным, без заметных на глаз отдельных капель, сплошных струек и легко различимых местных сгущений; перед началом контрольного впрыскивания, а также после его окончания подтекание топлива через сопловые отверстия не допускается; по окончании впрыскивания допускается увлажнение носика распылителя; впрыскивание топлива должно быть четким и сопровождаться характерным звуком. Для объективности оценки качественных показателей отбирают эталонные форсунки и распылители.

Допуск на номинальное значение давления начала впрыскивания не должен превы

шать 4 %. Давление окончания впрыскивания (перепад давления за период впрыскивания) регламентируется заводами-изготови-телями топливной аппаратуры. Перепад давления зависит как от конструкции форсунки, так и от условий испытаний (акку>-мулирующего объема стенда, скорости нарастания давления). Заводы уделяют большое внимание контролю оптимального значения перепада давления, так как оно характеризует качество изготовления и идентичность геометрических и гидравлических параметров проточной конусной части распылителя. Для эксплуатируемых распылителей отклонение перепада давления от оптимального значения может характеризовать дополнительно и износ запирающего конуса распылителя, ширину притирочного пояска, герметичность конусного уплотнения.

Герметичность распылителя по запирающему конусу проверяют созданием в форсунке давления топлива на 1 - 1,5 МПа меньше, чем давление начала впрыскивания, при этом в течение 20 с на носике распылителя (соплового наконечника) не должно наблюдаться подтекания топлива, допускается увлажнение носика без видимого объема просочившегося топлива. Герметичность запирающего конуса характеризует качество его изготовления (круг-лость, шероховатость образующих) и состояние (износ, выкрашивание, забоины) уплотнительного пояска в месте контакта конусов корпуса и иглы распылителя. Невыполнение требований по герметичности приводит к повышенному закоксовыванию сопловых отверстий и постепенному выходу из строя форсунки. Герметичность уплотнений рабочей полости форсунки проверяют статическим или динамическим (на обкаточном стенде) повышением давления на значение, превышающее на 10 - 20% максимальное рабочее давление. Течь и увлажнение топливом мест уплотнения не допускаются. Герметичность сливных каналов и внутренних полостей форсунок контролируется опрессовкой дизельным топливом давлением 0,5 МПа. Падение давления в течение 1 мин не допускается.

Гидравлическая плотность форсунки определяется временем падения давления опрессовки с 34,3 до 29,4 МПа в системе стенда с объемом 65 см3 через прецизионный зазор цилиндрического уплотнения распылителя при вязкости опрессовоч-ной жидкости 9,9-10,9 мм2/с. По ряду технологических соображений, при оценке в депо плотности распылителей, параметры испытаний могут отличаться от стандартных. Так, начальное давление опрессовки для сохранения регулировки форсунки при контрольных проверках берется обычно ниже регулируемого давления начала впрыскивания, опрессовку можно выполнять на дизельном топливе и при различных объемах системы стенда. В этом случае допускается проверка плотности распылителей сравнением их с эталонными распылителями, имеющими минимальные и максимальные допустимые зазоры в прецизионной части. Плотность контролируемой форсунки (распылителя) должна находиться в пределах плотности эталонных распылителей, аттестованных

Цанговое приспособление для прочистки распиливающих отверстий

Рис. 33. Цанговое приспособление для прочистки распиливающих отверстий:

1 - цанга; 2 - проволока в соответствии со стандартными условиями.

В технических требованиях заводов-из-готовителей также в отдельных случаях используются отличные от стандартных методы испытаний плотности и требования к опрессовочным стендам. Кроме того, при оценке герметичности запирающего конуса введены некоторые уточняющие браковочные признаки. Так, по техническим требованиям для распылителей форсунок дизелей типов Д49, Д40 при подъеме давления на аккумуляторном стенде с механическим приводом на 1 - 1,5 МПа меньше, чем давление подъема иглы, в течение 60 с не должно наблюдаться отрыва капли

Таблица 7

Давление Опти маль- Учи ты-
Тип дизеля Место испытаний Требования и тип стенда начала впрыски

вания,

ный перепад давле- Вязкость опрессо-вочной смеси падение давле- Допус тимая

плот-

Браковочная плотность, с
МПа ния,

МПа

МПа ность, с
ДЮ0 На заводе По ГОСТ 9928-71 20,6 +0,9 4-6 9,9 - 10,9 мм2 35-30 500-60 -
В депо Стенд А106 1,53-1,55 °Е** 33-28 100-5 Менее 5
Д50 На заводе По ГОСТ 9928-71 27 ±0,5 4-6 9,9-10,9 мм2 35-30 190-80
В депо Стенд А106* 1,53-1,55 °Е** 38-33 30-7 4
На заводе Стенд без аккуму- 31,4 + 0,5 10-13 1,5-1,6 °Е*** 30-25 50-25
11Д45, лятора (топливо-
14Д40 провод:

/т = 1200 мм, <4„ = 2,8 мм)

В депо Стенд А106* 1,18-12,8 °Е*** 25-20 34-1,5 Менее 0,5
На заводе Стенд без аккумулятора (топливо- 31,4+0,5 9-12 1,18- 1,20 °Е*** 30-25 13-7 -
5Д49 провод:

/т= 1200 мм, <4„ = 2,8 мм)

В депо Стенд А106* 1,18 -1,20 °Е*** 25-20 13-5 Менее 5
М756 На заводе ПоГОСТ 9928-71 19,6 + 0,3 2-5 9,9-10,9 мм2 35-30 80-60 _
М753 В депо Стенд А106 1,18- 1,28 °Е** 35-30 14-4 1

* С дополнительным объемом Уак = 50 см3 при оценке качества впрыскивания. ** При 20 °С.

*** При 50 °С

топлива от носика сопла. Однако при арбитражной проверке применяются только стандартные методики испытаний, и все форсунки (распылители) должны полностью соответствовать требованиям ГОСТ 10579-75 и ГОСТ 9928-71. Некоторые технические требования к форсункам отечественных дизелей по техническим условиям заводов и деповским правилам ремонта приведены в табл. 7.

Корпусные и непрецизионные детали форсунок. Форсунки, не отвечающие техническим требованиям при контрольных испытаниях, а также проработавшие более 100 тыс. км (ТР-2, ТР-3), полностью разбирают.

Корпусные и непрецизионные детали форсунок проходят промывку в моечной машине типа А328 с последующей просушкой в продувочных камерах. В отдельных случаях сильно загоревшие закок-сованные детали предварительно очищают в ванночках со специальными растворами. Детали, имеющие трещины, волосовины, сколы уплотнительной или опорной поверхности глубиной более 0,5 мм, сорванные нитки резьбы, выбраковывают. Конусные поверхности, уплотняющие ниппеля трубок высокого давления и штуцера фильтров при наличии рисок и забоин проверяют зенковкой с последующей зачисткой шкуркой или притиром с пастой М14, М20. При этом отклонение от номинала восстановленного угла конуса не должно превышать ±40', а уплотнительная поверхность конуса иметь шероховатость не выше Кц = 2,5 мкм и биение относительно резьбы не более 0,2 мм. При износе или вытягивании резьбы в штуцерах разрешается восстанавливать профиль резьбы с помощью раздвижных плашек. Уменьшение среднего диаметра резьбы не должно превышать 1 мм, что контролируется спе-

Приспособление для притирки торца форсунки

Рис. 34. Приспособление для притирки торца форсунки:

1 - планшайба; 2 - корпус форсунки; 3 - притирочная плита циальным ремонтным резьбовым калибром.

Особое внимание должно быть уделено восстановлению плоскостности и шероховатости торцовой поверхности корпусов форсунок, обеспечивающих уплотнение с корпусом распылителя. При незначительных завалах, неглубоких (0;05 - 0,07 мм) рисках, следах коррозии плоскостность уплотнительной поверхности торца корпуса форсунки восстанавливают притиркой на доводочных чугунных плитах. Эта операция для сохранения перпендикулярности притираемого торца (0,01 - 0,025 мм) относительно оси резьбы выполняется с обязательным применением приспособлений, например набора планшайб (рис. 34). Планшайбы имеют рабочие притертые поверхности диаметром 80-120 мм, биение которых относительно резьбового отверстия не превышает допуска на неперпендикулярность торца корпуса форсунки, и отличаются размером среднего диаметра резьбы. Подбором обеспечивается плотное (без качки) ввертывание корпуса форсунки в соответствующую планшайбу до упора уплотнительной поверхности в доводочную плиту и в таком положении выполняется притирка. Дефекты устра няют с использованием пасты М14 -М20, получение нужной шероховатости Яа < 0,08 мкм -пасты М5-М7. При значительных дефектах перед доводкой торцовую поверхность шлифуют. Твердость торцовой поверхности корпуса форсунки, обеспечивающей уплотнение с распылителем и ограничивающей ход иглы, ие менее НЯС56. Поэтому максимальный съем металла при шлифовке ограничивается глубиной упрочненного слоя.

В корпусах форсунок типа Д100, находящихся в эксплуатации, в результате воздействия монтажных усилий имеют место случаи искривлений осей стволов и появления биения опорного бурта под прокладкой соплового наконечника. Кривизну исправляют специальной разверткой диаметром 14^$ мм. Развертка должна иметь переходной (от образующей к торцу) радиус Я = 1,5_0.з мм с режущими кромками для устранения биения опорного торца. Корпуса с прогибом ствола свыше 0,1 мм бракуют.

В корпусах форсунок и накидных гайках поверхности, участвующие в уплотнении газового стыка, при забоинах, рисках или короблении, восстанавливают проточкой, обеспечивая геометрию, соответствующую техническим требованиям чертежа. В накидных гайках при помощи приспособления (рис.35) контролируют отклонение от перпендикулярности внутреннего торца гайки, крепящей распылитель. Геометрию изношенной поверхности штанг, соприкасающейся с торцом хвостовика иглы, восстанавливают до чертежных размеров шлифовкой или проточкой. Шероховатость этих поверхностей не выше Ля = 0,63 мкм, что обеспечивается доводкой с помощью фасонного притира или полировкой. Натиры на цилиндрической направляющей части штанг устраняют до водкой. Риски глубиной более 0,1 мм и задиры на опорных поверхностях тарелок штанг, появляющиеся в результате износа в зоне сопряжения с опорными витками пружин, устраняют шлифованием. При этом отклонения от перпендикулярности этих поверхностей к оси штанги не должны превышать 0,02 мм, а шероховатость поверхности Яа =1,25 мкм.

Большое внимание уделяют осмотру пружин и проверке их характеристик. Прн трещинах, волосовинах, сколах опорных витков и просадке с уменьшением высоты в свободном состоянии менее допустимого размера пружины бракуют. При отклонении от перпендикулярности опорных витков более 0,35 мм, а также взносах в виде рисок глубиной более 0,4 мм можно перешлифовать опорные поверхности в приспособлении с центровкой оси пружины по внутреннему или наружному диаметру пружины.

Ремонт распылителя. К эксплуатационным дефектам распылителя, которые можно устранить в условиях ремонтного участка депо, относятся: потеря или ухудшение подвижности иглы; потеря герметичности запирающегося конуса или уплотнения торцов; ухудшение качества распыливания с появлением подтекания топлива или уменьшением перепала давления после впрыскивания.

Ухудшение подвижности иглы, вызванное появлением на прецизионных цилиндрических поверхностях незначительных штриховых рисок от инородных частиц, попадающих в топливо, а также при деформировании этих поверхностей устраняют, как правило, взаимной притиркой сопрягающихся поверхностей на станке типа ПР279.28. Предварительно промытую в бензине иглу закрепляют в цанговом патроне станка и на ее цилиндрическую, на правляющую поверхность в разных местах наносят немного пасты М3. Корпус аккуратно надвигают на иглу, предварительно вручную обеспечивая взаимное их перемещение. После этого при частоте вращения 250-300 об/мин шпинделя станка осуществляется возвратно-поступательное перемещение корпуса с частотой 30 - 40 ходов в 1 мин на 40 - 60% длины прецизионных поверхностей. При этом необходимо избегать соприкосновения конических поверхностей и попадания на них пасты. Притирают 15 - 30 с, а затем корпус сдвигают с направляющей иглы, иглу вынимают из цанги и детали тщательно промывают в бензине. Перед сборкой детали обязательно смачивают профильтрованным топливом (или его смесью с маслом), иглу вставляют в корпус и проверяют плавность ее перемещения в направляющем отверстии корпуса.

Подвижность иглы должна отвечать следующим требованиям: игла, выдвинутая из корпуса распылителя (направляющей иглы) на */з Длины ее рабочей цилиндрической поверхности, должна плавно и безостановочно опускаться под действием собственной массы при любом угле поворота (вокруг своей оси) относительно корпуса распылителя (или направляющей иглы), установленного под углом 45 ° к горизонтали. Отремонтированную пару, кроме того, дополнительно проверяют в контрольной форсунке на соответствие требованиям по плотности и качеству распыли-вания топлива.

Причиной ухудшения подвижности иглы может быть уменьшение диаметрального зазора в связи с образованием на прецизионных поверхностях пленок полимеризации топлива, осаждением смолистых веществ, частичным закоксовыванием от прорыва продуктов сгорания в камеру рас пылителя. В этом случае пытаются восстановить подвижность путем промывки и очистки прецизионных поверхностей в ванночках с бензином с применением щеток, ерша, плотной бумаги и последующим взаимным расхаживанием пары на доводочном станке без применения пасты.

Приспособление для измерения биения торца накидной гайки форсунки

Рис. 35. Приспособление для измерения биения торца накидной гайки форсунки:

1 - накидная гайка; 2 - опора; 3 - центрирующий шарик; 4 - направляющая втулка; 5 - шток; 6 - индикаторная головка; 7 - пружина; 8 - измерительный стержень

При невозможности устранения дефекта таким способом производится взаимная притирка.

При полной потере подвижности иглы или ее зависании в направляющем отверстии корпуса в связи с образованием глубоких (2-4 мкм) рисок, следов задиров и коррозии восстанавливают геометрию цилиндрической прецизионной поверхности доводкой с применением притиров и с последующей операцией подбора деталей распылителя. Дефекты на цилиндрической прецизионной поверхности иглы устраняют доводкой с помощью кольцевых притиров сначала с использованием пасты М7 -М14. При притирке необходимо избегать больших усилий резания (зажатие притира всегда должно обеспечивать его проворот от руки и перемещение вдоль обрабатываемой поверхности без вращения шпинделя станка). При значительном прижатии и прихватывании притира возможны выхваты и одностороннее снятие металла. После устранения дефектов восстанавливают геометрию и шероховатость прецизионной поверхности, которые для отремонтированных деталей должны отвечать следующим требованиям: отклонение от цилиндричности рабочей поверхности иглы не должно превышать 1 мкм при наибольшем диаметре в сторону конуса; отклонения от некругло-сти и прямолинейности не более 0,5 мкм; Доведенные поверхности должны иметь ровный отблеск без следов обработки, видимых невооруженным глазом; шероховатость поверхности не должна превышать Иа = 0,04 мкм, допускается на отдельных участках шероховатость не выше Ла = - 0,063 мкм. Параметры по шероховатости достигаются обработкой отдельным кольцевым притиром, специально заправленным на контрольной поверхности (другой иглы).

Доводка ведется при незначительном усилии резания с использованием паст зернистостью М3 - М5 и возвратно-поступательном перемещении притира в течение 20-30 с. Геометрия контролируется при помощи измерительной стойки с оптикомеханической головкой с ценой деления 0,2 мкм.

Аналогичные дефекты на цилиндрической поверхности корпуса распылителя устраняют также притиркой с помощью разрезных цилиндрических чугунных притиров. Притир надевают на конусную оправку, зажатую в цангу доводочной бабки. Подбором диаметра притира и подбивкой его на оправке добиваются прижатия обрабатываемой поверхности к рабочей поверхности притира. При этом должны обеспечиваться проворот и перемещение обрабатываемой детали от руки без включения шпинделя станка. Для устранения дефектов используют пасту М7, М14, для восстановления геометрии - М3, М5. Деталь перемещают по притиру с частотой 30 - 40 двойных ходов в 1 мин при частоте вращения шпинделя станка 250-300 об/мин. Проведение этой операции требует определенных навыков. Доводчик по изменению усилия резания должен ощущать наличие местных дефектов, отклонение формы цилиндрической поверхности и путем изменения времени доводки на различных участках исправлять их. При предварительной обработке во время устранения местных дефектов, а также при исправлении формы по длине прецизионной поверхности (обеспечение допусков линейности и конусности) притиру иногда придают коническую форму путем шлифования его напильником при вращении на оправке. При окончательной доводке притир должен быть цилиндрическим, что обеспечивается его правкой кольцевым контрпритиром или доводкой на контрольной цилиндрической поверхности другого корпуса. Цилиндричность притира контролируют микрометром.

Восстановленная цилиндрическая поверхность корпуса должна отвечать тем же требованиям по шероховатости, что и для иглы, конусность не должна превышать 0,002 мм при наименьшем диаметре в сторону конуса. Сложность соблюдения этих параметров прецизионной поверхности заключается еще и в том, что в условиях деповского ремонта их можно оценить толь ко косвенно. Такая оценка предварительно выполняется визуально или путем осмотра под микроскопом (рис. 36), а также путем опускания контрольных игл с предварительно измеренной их прецизионной поверхностью. Окончательная оценка качества восстановленной доводкой цилиндрической прецизионной поверхности корпуса дается только после ее совместной притирки с иглой по площади спаривания.

Совместная притирка включает операцию подбора деталей, так чтобы игла плотно входила в отверстие корпуса на

Микроскоп для осмотра поверхностей конуса и цилиндра корпуса распылителя

Рис. 36. Микроскоп для осмотра поверхностей конуса и цилиндра корпуса распылителя:

1 - стойка; 2 - осветитель; 3 - линза осветителя; 4 - световодная линза; 5 - корпус распылителя; 6 - направляющая втулка с зеркалом для осмотра цилиндра; 7 - направляющая втулка для осмотра конуса; 8 - корпус; 9 - оптическая увеличительная трубка; 10 - держатель 30-50% длины цилиндрической части. Для облегчения подбора иглы и корпуса предварительно рассортировывают через 1 мкм и укладывают в тару по возрастающим размерам. При малом количестве ремонтных деталей для получения нужных размеров проводят размерную притирку цилиндрической поверхности одной из деталей. Для совместной притирки иглу распылителя за хвостовик зажимают в цангу доводочной бабки. Цилиндрическую поверхность иглы смазывают тонким слоем пасты М3, М1. На корпус распылителя надевают державку и надвигают на иглу. Пустив станок, с частотой вращения шпинделя 200-250 об/мин перемещают корпус распылителя вдоль иглы, постепенно увеличивая размах, но не допуская соприкосновения конусов и свисания корпуса более чем на 40% длины прецизионной направляющей части.

Совместно доведенные цилиндрические поверхности должны иметь ровный отблеск на всей площади соприкосновения, без следов обработки, видимых невооруженным глазом. Оттенки матовости в виде пятен на отдельных участках или по краям прецизионной поверхности характеризуют неполное спаривание. В этом случае совместную притирку необходимо продолжить. Однако признаки неполного спаривания могут быть вызваны и отступлением от требований, предъявляемых к прецизионным поверхностям в процессе их подготовки к совместной притирке, например, при конусности, корсетности, бочкообразное™, завалах краев цилиндрической поверхности более 2 - 3 мкм. В этом случае продолжение совместной притирки может привеста к значительному увеличению диаметрального зазора и, следовательно, не обеспечить допустимых требований по плотное™ прецизионной пары.

Ремонт конического сопряжения распылителя, а также восстановление его работоспособное™ после спаривания по цилиндру иглы и корпуса в условиях депо производится с помощью взаимной пригарки конусов. Возможные случаи взаимного расположения поверхностей запирающих конусов при их притирании представлены на рис. 37, где изображены схема и реальные образующие конусов в продольном сечении (профилограммы) и в поперечном сечении (круглограммы) по месту контакта. Для нового распылителя (рис. 37, б, в, I), взаимная притирка конусов которого выполнена на заводе после финишных операций шлифования (игла) и электроискровой обработки (корпус), характерно неглубокое на 1 - 2 мкм взаимное втирание конических запирающих поверхностей. При этом притарочный поясок (место взаимного контакта) по ширине, как правило, не превышает 0,15 - 0,25 мм и располагается на игле, начиная с кромки большого основания конуса, а на конусе корпуса - ниже на 0,1-0,3 мм от кромки большего основания конуса. В поперечном сечении притирочные пояски иглы и корпуса плотно прилегают друг к другу и обеспечивают необходимую герметичность. Конусное соединение после притирочного пояска в этом случае сохраняет заложенную технологическим процессом разницу (0,5-1,5°) углов конусов, а линейность образующих мало искажается во время притирки. При потере герметичности конусного соединения, вызванной разрушением или износом притарочного пояска в поперечном сечении (рис. 37, в, II), что характеризуется при испытании форсунки на опрессовочном стенде появлением отрывающейся капли или подтеканием до и после впрыскивания при ухудшении качества распиливания, работоспособность вос станавливается взаимной притиркой конусов только в области самого притирочного пояска.

Притирка выполняется при частоте вращения шпинделя доводочного станка 80-150 об/мин с применением пасты М5, М7. Пасту тонким слоем накладывают на конус иглы, хвостовик которой закреплен в цанге шпинделя, а цилиндрическую поверхность смазывают чистым маслом МС-20 или дизельным. После этого корпус распылителя во избежание попадания пасты на цилиндр аккуратно надвигают до соприкосновения конусов. Процесс притирания состоит в чередовании соприкосновения конусов в течение 3 - 5 с с усилием 3 - 7 Н (300 - 700 гс) с поворачиванием корпуса на 30 - 60° по направлению и против вращения шпинделя и соударением конусов в течение 1-2 с с частотой, превышающей частоту вращения шпинделя в 1,5 - 3 раза, при выдвижении корпуса до 25 % длины направляющей части. В первом случае обеспечивается съем металла из дефектной зоны пояска, во втором при соударении происходит разрушение кольцевых рисок с образованием нового притирочного пояска с зоной уплотнения, смещающейся в сторону вершины конусов. Общее время притирочной операции зависит от характера дефекта, при этом работоспособность пасты в зоне притирки сохраняется в течение не более 20 - 30 с. На профилограмме (рис. 37,6, 11) восстановленного таким способом распылителя можно видеть уже более глубокое до 2 - 3 мкм взаимное внедрение конических поверхностей с увеличением общей ширины притирочного пояска, которая не должна во всех случаях превышать более 0,5 мм. Это контролируется визуально с помощью лупы на предварительно протертой или промытой бензином кониче ской поверхности иглы. Окончательный контроль качества этой восстановительной операции выполняют путем проверки работоспособности собранного в форсунке распылителя на опрессовочном стенде типа А106.

При неудовлетворительных показателях качества распыливания топлива или герметичности распылителя и ширине притирочного пояска более 0,5 мм дальнейшее совместное притирание конусов с введением пасты в область уплотнительного пояска

Взаимное расположение образующих запирающих конусов в распылителе

Рис. 37. Взаимное расположение образующих запирающих конусов в распылителе: а - схема (корпус К, игла И)\ б - профилограммы продольного сечения; в - круглограммы поперечного сечения по месту контакта; /-/К-различные случаи притирания конусов может привести к слиянию образующих (рис. 37, б, III). Распылители с таким конусным соединением уже не будут обеспечивать необходимого качества распылива-ния вследствие изменения гидравлических свойств проточной части (отсутствия разницы углов конусов), а также достаточной герметичности из-за контактирования сопряженных конических поверхностей в отдельных точках их поперечных сечений. Восстановление таких распылителей, а также распылителей, имеющих значительные дефекты (сколы и трещины глубиной более 5-10 мкм с большим углом раскрытия), на притирочном пояске может быть выполнено только с помощью специальных технологических приемов и операций, которые, как правило, дают положительные результаты только при определенных навыках у доводчиков. Одним из таких приемов является использование при ремонте конусного соединения распылителя крупного свободного абразива - микропорошка М20 (экстра 500) или пасты М28. Микропорошок, разведенный на масле МК22, наносят на конусную поверхность иглы, не тронутую совместной притиркой. В процессе совместного притирания крупные зерна порошка попадают в первую очередь в область начала слияния конусов и, разрушаясь, выцарапывают между ними зазор. Разрушенные и размельченные при этом зерна постепенно вклиниваются все дальше между слитыми поверхностями конусов, вытирая металл и образуя таким образом клиновидный зазор (рис. 37,6, IV). Процесс притирания ведется до образования пояска шириной 0,3 - 0,1 мм. После этого в область пояска наносят пасту М5 -М3 и совместно притирают для получения герметичности пояска по методике, рассмотренной для предыдущего случая (см. рис. 37, в, 11).

Восстановление угла конуса корпуса распылителя и профиля его образующей возможно также с помощью специальной доводочной технологической операции, предусматривающей применение набора притиров (ПР299, ПР435 и др., см. рис. 30). Шлифование конусной рабочей поверхности притира выполняется на станке для притирки деталей напильником и с использованием клинового приспособления типа ПР2717 (см. рис. 31). В этом случае угол конусной поверхности притира должен быть на 1,0-1,5° меньше угла конуса иглы, что технологически обеспечивает упомянутое выше приспособление. Для выборочного контроля угла конуса отшлифованного притира можно использовать малый инструментальный микроскоп.

При шлифовке притиров следует обращать внимание на необходимость плотного зажима направляющей оправки притира в разрезной втулке приспособления. При качке направляющей во время операции шлифования возможны отклонения угла конуса за счет перекоса осей оправки и приспособления, а также отклонения от прямолинейности образующей конической поверхности (завал, бочкообразность) и его радиального биения относительно направляющей более 4-5 мкм. Такие притиры не могут обеспечить необходимой точности при восстановлении геометрии конуса корпуса.

Для доводки конуса подбирают притиры с зазором по прецизионным поверхностям не более 4 мкм (свободное проворачивание корпуса без качки сопрягающихся поверхностей при смазке маслом МС20). В процессе доводки производится 3 - 6 шлифований притира. После первого шлифования на конус притира наносят пасту MIO -М14. Притирка ведется в течение 30 - 40 с при частоте вращения шпин деля 200 - 300 об/мин с периодическим поворачиванием корпуса по направлению и против вращения шпинделя на 30 - 40° и усилии нажатия 4-8 Н. После второго-третьего шлифования перед нанесением пасты конусные поверхности вводят в соприкосновение для оценки площади их соприкосновения. При недостаточно четком отпечатке доводку на пасте MIO - М14 повторяют. При отпечатке на образующих более 80 % их длины наносят пасту М7 - М5 и ведут вторую доводку в течение 20-30 с. Третья доводка выполняется на пасте М3 - М5 при уменьшении до 50-100 об/мин частоты вращения шпинделя и чередовании притирочного процесса с периодическим соударением силой в 2 - 4 Н и с частотой, превышающей частоту вращения шпинделя в 2 - 3 раза.

После восстановления таким образом геометрии конуса корпуса производится его взаимная притирка с конусной поверхностью иглы в области притирочного пояска. В отдельных случаях, там где есть необходимость в увеличении разницы углов или снятии глубоких дефектов (до 7-10 мкм) на притирочном пояске конуса иглы, производится предварительная совместная притирка конусов с использованием свободного абразива микропорошка М20. В результате последней операции может потребоваться дополнительная повторная притирка конуса корпуса отшлифованным притиром и взаимная притирка конусов в области притирочного пояска.

Для распылителей, ремонт конического соединения которых не обеспечивает удовлетворительного качества распыливания и герметичности при испытаниях в контрольной форсунке, допустима замена одной из деталей. Ремонт в этом случае начинают с подбора и спаривания (взаимной притирки) деталей по цилиндру. Гео метрию конуса корпуса рекомендуется предварительно восстанавливать с применением набора притиров. В качестве игл, как правило, используются иглы, не подвергавшиеся неоднократной взаимной притирке по конусу, не имеющие глубоких (более 4-5 мкм) дефектов на конусе, а также иглы, конусы которых предварительно прошлифованы на специальном шлифовальном оборудовании. Восстановление рабочих поверхностей корпусов распылителей ограничивается как наличием эксплуатационных дефектов (глубокими задирами, эрозионно-кавитационными пора-

Приспособление для измерения подъема иглы форсунок дизелей 2Д100 (а) и</p>
<p>Д50 (б)

Рис. 38. Приспособление для измерения подъема иглы форсунок дизелей 2Д100 (а) и

Д50 (б):

1 - наконечник; 2 - корпус; 3 - цанговый зажим; 4 - измерительная головка жениями конуса), так и толщиной оставшегося после многократных восстановительных операций упрочненного поверхностного слоя (для цементации не менее 0,4 мм, для азотации 0,25 мм).

При взаимном притирании конусов распылителя, а также во время его работы в эксплуатации из-за износа рабочего пояска происходит просадка иглы. Допустимый подъем иглы при его увеличении на 0,10 - 0,25 мм восстанавливают путем шлифования торца корпуса распылителя на плоскошлифовальном станке с последующей притиркой торцовой уплотнительной поверхности на доводочных чугунных плитах. Технологический процесс притирки аналогичен разобранному выше при притирке уплотнительных торцов корпусов форсунок. Подъем иглы измеряют с помощью приспособления, представленного на рис. 38. Общая толщина металла, снятого с торцовой уплотнительной поверхности корпуса распылителя, ограничивается глубиной упрочненного слоя (цементации, азотации), при этом допускается понижение твердости на уплотнительном торце до НЯС 54. Для распылителей дизелей типа Д100 подъем иглы в пределах (0,45 + ±0,05) мм может быть восстановлен таким же путем или подбором ограничителя необходимой высоты.

Для оценки состояния площади проходного сечения распыливающих отверстий носик распылителя или сопла очищают от нагара. Загоревшие отверстия прочищают латунной проволокой, после чего распылитель промывают на стенде А106 под давлением топливом из аккумулятора большой вместимости. Визуальным осмотром с помощью лупы проверяют состояние кромок на выходе из распыливающих отверстий; недопустимы сколы, оплавленные, рваные или неравномерно из ношенные края. Предельный износ распыливающих отверстий контролируют по эталонам пропускной способности на воздушных или гидравлических стендах.

Сборка, испытания и монтаж форсунок на дизеле. Форсунки собирают, применяя приспособления, обеспечивающие в первую очередь удобство и возможность создания нормальных монтажных усилий, а также строгое взаимное положение отдельных деталей. Осевые усилия при сборке форсунок устанавливают динамометрическими или специальными тарировочны-ми ключами, определяющими крутящий момент затяжки накидной гайки или нажимного стакана (форсунки типа Д100). Кроме того, усилие затяжки может быть проконтролировано по углу поворота накидной гайки от момента полного соприкосновения уплотнительных поверхностей деталей. Расчетные оптимальные осевые усилия для различных конструкций форсунок и соответствующие технические требования, обеспечивающие при сборке эти усилия, имеют следующие значения:

Тип Осевое усилие,

Н

Технические
дизеля требования
Д100 23000 Тарированный ключ с усилием, обеспечивающим момент 120±55 Н-м
Д50, Д70 40000 Полное усилие руки на ключе с рычагом 600-700 мм
11Д45 50000 От полного соприкоснове
ния торцов довернуть ключом на 2,5 - 3 деления (~20°)
Д49 60000 От полного соприкоснове-

ни я торцов довернуть ключом на 5 - 6 делений на накидной гайке (~40°)

Особое внимание уделяют технологическому процессу сборки форсунок дизелей типа Д100. Перекосы, вызванные чрез мерным обжатием прокладок, и повышенные торцовые биения деталей неизбежно вызывают в этой форсунке деформации прецизионных поверхностей, соизмеримые с допустимыми отклонениями к их геометрической форме и взаимному положению. В связи с этим необходимо ставить при каждой сборке только отожженные медные прокладки, соответствующие техническим требованиям чертежа. Использование бывшей в употреблении прокладки разрешается в том случае, если она не имеет коробления, заусенцев, глубоких (более 0,2 мм) рисок и снята путем легкого обстукивания.

При сборке форсунок угловое расположение (в пределах 1-2°) распыливающих отверстий сопел (корпусов распылителей) относительно корпуса форсунки обеспечивается либо конструктивно, например совмещением контрольной плоскости сопла с ограничивающей проворачивание плоскостью в корпусе форсунки (форсунки дизелей типа Д100), или путем постановки штифтов, либо с помощью специальных кондукторных приспособлений (рис. 39). Это приспособление обеспечивает путем совмещения контрольных плоскостей сопла и кондуктора, правильное положение распыливающих отверстий относительно диаметральной плоскости, проходящей через оси шпилечных отверстий корпуса форсунки. В форсунках дизелей типов Д50 и Д70, где допуск на расположение любого из распыливающих отверстий относительно вертикальной диаметральной плоскости, проходящей через ось штуцера подвода топлива, составляет ±5°, установка распылителей может быть выполнена на опрессовочном стенде по направлению вытекающей струи топлива при прокачке.

При постановке в форсунки новых деталей, имеющих взаимное перемещение при работе, а также при их ремонте с примене нием механических и доводочных операций собранные форсунки должны пройти обкатку продолжительностью не менее 20 - 40 мин. Допустимо совмещение обкатки форсунок с обкаткой топливных насосов, а также с обкаточными реостатными испытаниями дизелей. После проведения обкатки форсунки обязательно испытывают на качество распыливания и герметичность.

Для равномерного распределения топлива по цилиндрам форсунки при постановке на один двигатель должны Иметь пропускную способность на режиме номинальной частоты вращения и средней подачи с отклонениями в комплекте, не превышающими более ±2%. Для тепло-

Приспособление для сборки форсунок дизелей типа Д49

Рис. 39. Приспособление для сборки форсунок дизелей типа Д49:

/-основание; 2 - кондуктор для фиксации сопла; 3 - форсунка; 4 - стойка; 5 - подвеска; 6 - штифты для шпилечных отверстий корпуса; 7 - подвижная планка; 8 - эксцентриковый зажим сопда возных дизелей, значительную часть времени работающих на холостом ходу, не меньшую роль играет и обеспечение равномерной подачи по цилиндрам на режимах малых подач и минимальных частот вращения. Требования по допустимым отклонениям пропускной способности форсунок в первую очередь обеспечиваются контролем истечения распыливающих отверстий при комплектовке форсунки соплом и распылителем. Для дизелей типов Д70 и Д50 для снижения отклонений в пропускной способности в комплекте форсунок, идущих для установки на один двигатель, разница по времени истечения между двумя любыми распылителями желательна не более одной секунды. Для дизелей типа Д49 рекомендуется проверять идентичность подачи форсунок на технологической секции топливного насоса. Для дизелей типов 11Д45 и М756, имеющих многоплунжерные блочные топливные насосы, допускается сортировка форсунок по пропускной способности на группы. Установка на каждом дизеле форсунок только одной группы позволяет заменять любую вышедшую из строя форсунку, без опасения резко изменить регулировку насоса и ухудшить равномерность работы секций. Технические условия для определения пропускной способности форсунок тепловозных дизелей типов 11Д45, М756, Д49 и разбивка их на группы по минимальной подаче приведены в табл. 8. Форсунки проверяют (сортируют) на специальном односекционном стенде или на регулировочных стендах с использованием контрольной секции технологического насоса. Перед началом работы на стенд ставят эталонные комплекты с аттестованной на заводе подачей и фиксированными положениями реек.

Распылители, поступающие в запас, а также после ремонта конусного уплотнения сортируют по такой же методике, устанавливая в контрольный корпус фор-

Таблица 8

Тип Контрольная секция с эталонной Контрольная секция с испытываемой
форсункой форсункой
дизеля
п, об/мин е л, об/мин е № группы
750 (550 ± 5) г/мин (140 + 20) г* 1
11Д45 400 (100 + 20) г* 2
400 (130+5) г* (60 ±20) г* 3
(180 ±10) г/мин 1
М756,

М753

900 (12 + 0,15) кг/ч 900 (190± 10) г/мин (200+ 10) г/мин 2

3

(210 ± 10) г/мин 4
1А-5Д49 500 (565 ± 5) г/мин 500 (565І$)) г/мин 1

сунки. Номер группы маркируют рисками, нанося их на поверхности бурта распылителя.

Рабочую камеру цилиндра дизеля при монтаже форсунки уплотняют медной прокладкой (дизели типов Д100, Д70, М756), устанавливаемой между уплотнительным торцом форсунки и посадочным местом в крышке цилиндра или адаптере. Надежным также является уплотнение газового стыка с помощью неширокого конусного пояска, выполненного на накидной гайке и в форсуночном отверстии цилиндровой крышки (дизели 11Д45 и Д49). Уплотнение осуществляется приложением осевого усилия (5000-10000 Н) путем затяжки гаек на крепящих форсунку шпильках. В эксплуатации отказы форсунок могут быть из-за монтажных деформаций, проявляющихся главным образом при неравномерной затяжке гаек. Более других подвержены деформациям от монтажных усилий форсунки дизелей типа Д100 вследствие недостаточной их жесткости в поперечном сечении. На рис. 40 показана схема возможных деформаций этой форсунки при неравномерной и чрезмерной затяжке шпилечных гаек адаптера. При неравномерной затяжке гаек (перекос на одну-полторы грани) вследствие возникновений изгибающего момента, действующего на ствол форсунки, корпуса форсунки и распылителя испытывают не только усилия сжатия, но и изгиба.

Во время установки форсунок дизелей типов Д70 и Д50 неравномерное обжатие прокладки, уплотняющей газовый стык, а также при разностенности прокладки может возникнуть поперечное одностороннее воздействие на корпус распылителя. Все это приводит к изменению формы прецизионной цилиндрической поверхности, ухудшая подвижность иглы, а также смещение оси конической поверхности, вызывая нарушение герметичности. У форсунок дизелей типа Д100, подвергшихся чрезмерной де-

Схема возможных деформаций форсунки дизелей типа Д100 при неравномерных усилиях и Л', затяжки шпилечных гаек

Рис. 40. Схема возможных деформаций форсунки дизелей типа Д100 при неравномерных усилиях и Л', затяжки шпилечных гаек:

N - суммарное усилие; М - изгибающий момент; 8 - деформационный изгиб ствола корпуса формации, даже при ослаблении гаек и их последующей равномерной затяжке, качественная работа форсунки может не восстановиться. Для восстановления работоспособности такой форсунки необходима полная ее переборка с заменой прокладок.

Гайки крепления форсунки, как правило, затягивают в три этапа. Сначала равномерно затягивают гайки ключом, но не создают полного рабочего осевого усилия, частично обжимая прокладку, уплотняющую газовый стык. Затем, отвернув гайки, завертывают их вручную до отказа. Окончательно затягивают усилием одной руки, ключом с длиной рукоятки не более 200 мм на две с половиной - три с половиной грани за 5 - 7 приемов, равномерно и поочередно поворачивая гайки на половину грани за прием. Достаточно эффективным мероприятием по снижению монтажных деформаций, но не устраняющим их полностью при неравномерной затяжке, является крепление форсунок дизелей типа Д100 с помощью дополнительного центрирующего фланца. Форсунки дизелей Д50, Д70, 11Д45 и Д49 можно крепить ключом с длиной рукоятки не более 250 мм при усилии одной руки человека. Для крепления форсунок дизелей Д49 рекомендуется использование динамометрического ключа с фиксированным моментом (100±20)Н м.

При монтаже очень важно проверить состояние уплотнительной прокладки и чистоту форсуночного отверстия. Не допускается уплотнение газового стыка с помощью двух прокладок или прокладок, имеющих отклонения от чертежных размеров, так как в этих случаях нарушится положение распыливающих отверстий по отношению к объему камеры сгорания. Допуск на выступание носика соплового наконечника из форсуночного отверстия крышки цилиндра (адаптера) не превышает 1 мм. Перед монтажом форсунок с коническим уплотнением газового стыка необходимо проверить состояние уплотнительных поверхностей. На этих поверхностях не допускаются забоины, вмятины, следы коррозии. Конус контролируется калибром по краске. Прилегание должно быть по всему периметру уплотнительного пояска и не менее 50% высоты пояска, а шероховатость конических поверхностей, уплотняющих газовый стык, не выше Да =1,25 мкм.

Оборудование и стенды | Топливные системы тепловозных дизелей. Ремонт, испытания, совершенствование. | Топливопроводы