Главная » Справочные материалы » Проверка производительности форсунок и их комплектование

Проверка производительности форсунок и их комплектование

Форсунки, устанавливаемые на один дизель, должны иметь одинаковое давление начала впрыска, а также величину подъема иглы распылителя, качество распыла и производительность. В противном случае цилиндры дизеля будут работать неравномерно, т. е. мощность, вырабатываемая отдельными цилиндрами, не будет одинаковой. Последнее приводит к неравномерной работе дизеля, быстрому его износу, падению мощности и ухудшению экономичности. Поэтому при проверке форсунки комплектуют по одинаковым показателям.

Производительность форсунки характеризуется количеством топлива, впрыснутого в атмосферу (в мерный сосуд), при ее работе от одной секции насоса, который отрегулирован на полную подачу и работает на скоростном режиме, соответствующем максимальной мощности двигателя.

Производительность зависит от: давления впрыска, величины подъема иглы, диаметра отверстия и штифта иглы распылителя. Поэтому перед проверкой производительности форсунку регулируют на давление начала впрыска, на величину подъема иглы и, если необходимо, тщательно промывают и очищают.

Производительность форсунки определяют замером расхода топлива на специальном регулировочном стенде СДТА-1 или на стенде КО-1608 с, действующим топливным насосом, затем сравнивают производительности испытываемой и эталонной форсунок. Допускается отклонение производительности проверяемой форсунки от -эталонной на 1 — 1,5%. При большем отклонении пару распылитель — игла заменяют, если невозможно восстановить нормальную производительность промывкой, очисткой (в частности, для форсунки дизеля КДМ-100), регулировкой величины подъема иглы (0,20—0,25 мм).

Производительность эталонной форсунки устанавливают, исходя из номинальной производительности насосного элемента, данной в таблице 9.

Проверка и регулировка топливных насосов. В топливных насосах регулируют:

  1. момент начала действия регулятора;
  2. максимальную подачу и равиохмерность подачи топлива секциями насоса;
  3. подачу топлива на минимальных оборотах вала насоса;
  4. момент начала впрыска;
  5. ограничение разносных оборотов.

Помимо перечисленных регулировок, у топливного насоса проверяют: давление нагнетания топлива в магистрали низкого давления, герметичность пар плунжер — гильза и обратный клапан — седло, гидравлическое сопротивление топливопроводов высокого давления и производительность подкачивающего насоса (помпы). Все эти проверочные и регулировочные операции проводят в строго определенной последовательности. Но на практике часто возникает необходимость повторения одной или нескольких регулировочных операций. Это объясняется тем, что изменение одной регулировки вызывает необходимость в дополнительном корректировании другой. Важной заключительной операцией по проверке н регулировке топливной аппаратуры является установка топливного насоса на двигатель, включая связанные с этим проверочные, а иногда и регулировочные операции.

Техника проверки и регулирования топливных насосов типа ТП-8,5Х Ю и насосов дизеля КДМ-100 различна. Двухплунжерные топливные насосы 2ТН-8,5Х10, представляющие собой двухсекционную модель насоса 4ТН-8,5Х10, а также насосы типа ТН-8,5ХЮ проверяют и регулируют аналогично. Поэтому отдельно рассматривается техника проверки и регулировки насосов 4ТН-8,5ХЮ и насосов дизеля КДМ-100. Кроме того, отдельно поясняются особенности проверки, регулировки, а также установки на дизель других насосов и их регуляторов.

Лабораторию для проверки и регулировки топливной аппаратуры оборудуют специальными приборами и стендами. Рассмотрим вначале устройство и действие основного оборудования лаборатории, используемого при регулировке насосов.

Рис. 13. Прибор КП-1640А для проверки герметичности прецизионных пар

Прибор КП-1640А (рис. 13) служит для проверки герметичности прецизионных пар плунжер — гильза и обратный клапан — седло. Он состоит из корпуса 10, прикрепленного при помощи стойки 2 и плиты 14 к столу.

В корпусе сделан вертикальный колодец. В него вставлен подпятник 11, верхний торец которого тщательно обработан. Подпятник поддерживается штоком 12 со сферической головкой. Установочную головку 7 вместе с испытываемой плунжерной парой закрепляют на корпусе сверху. Винтом 8 стопорят в головке гильзу насоса типа ТН-8,5Х 10, а винтом 15 — гильзу насоса дизеля КДМ-100. Перед началом опрессовки открывают кран бачка, поднимают плунжер, и тогда топливо заполняет всю полость гильзы. Затем плунжер опускают в гильзу и на его подпятник устанавливают поворотный рычаг 5.

Вес рычага создает определенное давление в замкнутом пространстве под плунжером. Для плунжеров диаметром 10 мм (КДМ-100) это давление равно 16 кГ/см2, а для плунжеров диаметром 8,5 мм —22 кГ/см2.

Поскольку между плунжером и гильзой есть зазор, то из этого пространства топливо под давлением вытекает наружу, и рычаг вместе с плунжером,плавно опускаются. В момент, когда плунжер’ подойдет своей отсечной кромкой к выпускному отверстию в гильзе, топливо свободно выходит из пространства под плунжером, что сопровождается быстрым опусканием («сбросом») рычага. По времени удержания давления можно судить о степени износа плунжерной пары; чем меньше время падения давления, тем больше изношена пара. Эти показатели получают на приборе КП-1640А при таком взаимном положении плунжера и гильзы, когда плунжер повернут относительно выпускного окна в гильзе на 60° от положения, соответствующего нулевой подаче в сторону ее увеличения. Для характеристики износа пары установлены технические нормы, позволяющие определить ее пригодность к дальнейшей эксплуатации. Кроме того, зти нормы дают возможность сгруппировать плунжерные нары, имеющие приблизительно одинаковую изношенность, и при сборке топливных насосов устанавливать комплектно пары одинаковой герметичности. Комплектовка пар имеет большое практическое значение, так как близкие по герметичности плунжерные пары во время эксплуатации будут иметь примерно одинаковую интенсивность износа, а значит, во время работы секции насоса будут более равномерно подавать топливо к цилиндрам и, кроме того, потребуют одинаковую периодичность регулировки.

Плунжерные пары по величине износа разделены на пять групп. К первой группе относятся те, которые удерживают давление в течение 66—41 сек, ко второй — 40—21 сек, к третьей — 20—11 сек, к четвертой — 10— 5 сек и к пятой — 4—1 сек. Плунжерные пары пятой группы настолько изношены, что к дальнейшей эксплуатации не пригодны.

Порядок проверки герметичности плунжерной пары заключается в следующем. В момент опускания рычага на плунжер включают, секундомер и выключают его в момент сброса. Разница в показаниях есть время падения давления. Опыт проделывают не менее трех раз и подсчитывают среднее время. Полученные результаты сопоставляют с техническими условиями и группируют прецизионные пары в комплекты для постановки на топливный насос.

Прибор КП-1609А можно использовать для проверки герметичности обратного клапана. Для атого изготавливают несложное приспособление, показанное на рисунке 14. Оно состоит из корпуса 1, стяжной муфты 4 и винта 6. Корпус снабжен штуцером, с помощью которого его крепят к установке на место форсунки. В стяжной муфте сделано отверстие для стока топлива, прошедшего через зазор обратный клапан — седло. Топливо под давлением подается в полость пружины 2.

Рис. 14. Приспособление к прибору КП-1640А для проверки плотности прецизионной нары (обратный клапан — седло)

Герметичность обратного клапана проверяют в два этана. Сначала контролируют герметичность или плотность прилегания запорного конуса к седлу и разгрузонного пояска к цилиндрической поверхности седла, а затем проверяют герметичность только одной пары: разгрузочный поясок — цилиндрическая поверхность седла.

Недостаточная герметичность указанных сопряжений приводит к тому, что во время работы топливной аппаратуры нарушается нормальный режим подачи топлива в цилиндры дизеля, форсунка работает с плохой отсечкой. Все это ухудшает процессы смесеобразования и сгорания, вызывает закоксовывание соплового отверстия II штифта у иглы форсунки из-за капель топлива на распылителе. При проверке герметичности в основном определяют пригодность пары к дальнейшей работе. Если потребуется, плотность прилегания запорного конуса к седлу восстанавливают притиркой.

В обоих случаях в замкнутую полость над клапаном нагнетается под определенным давлением топливо, единственным местом для выхода которого наружу являются зазоры между деталями проверяемой пары. Показателем герметичности служит время падения давления топлива в паре.

Для определения плотности прилегания запорного клапана к седлу необходимо нагнетательным рычагом прибора КП-1609А довести давление топлива в полости обратного клапана до 150 кг/см2, контролируя его по манометру. Прекратив нагнетание, нужно следить за смещением стрелки манометра, характеризующим скорость падения давления. У исправной пары эта скорость не должна быть более 20 кГ/см2 за минуту. В противном случае проверяемую пару либо дополнительно притирают для улучшения ее плотности, либо выбраковывают. Скорость падения давления определяют с помощью секундомера. В случае проблем с давлением светозвуковой оповещатель на стенде подаст сигнал.

Чтобы проверить герметичность разгрузочного пояска, под запорный клапан подкладывают конусную шайбу с прорезыо для прохода топлива. Толщина шайбы должна быть 0,2—0,5 мм. При испытании разгрузочного пояска создается первоначальное давление топлива 150 кГ/см2. Время падения давления от 150 до 20 кГ/см2 должно быть не менее 4—5 сек. В противном случае клапан и седло выбраковывают.

Стенд КО-1608 служит для проверки и регулировки топливных насосов и регуляторов. На нем можно испытывать подкачивающие насосы и топливные фильтры. На литом чугунном столе 2 (рис. 15) стенда закреплены: кронштейн 3, на котором устанавливают топливные насосы типа ТН-8,5Х10, и кронштейн 15 для топливного насоса дизеля КДМ-100. Кулачковый вал насоса получает вращение от электродвигателя 21 через механизм привода.

От шкива электродвигателя вращение передается клиновидным ремнем вариатору 22, который предназначен для бесступенчатого изменения оборотов вала насоса. Вращением маховичка, закрепленного на червячном валу, смещают диски каждого шкива. Благодаря этому диаметры окружностей, па которых уложен клиновидный ремень, изменяются: у ведущей пары диаметр уменьшается, а у ведомой увеличивается, или наоборот. Таким образом, передаточное число вариатора плавно изменяется, и вал ведомой пары постепенно замедляет или ускоряет свое вращение при постоянных оборотах вала электродвигателя.

Рис. 15. Стенд КО-1608 для испытания и регулирования топливной аппаратуры дизелей

Таким способом можно изменить частоту вращения от 200 до 900 об/мин. Клиноременной передачей вращение передается валу насоса, установленного на стенде. Скорость вращения вала контролируют приставным тахометром. Для нагнетания топлива в магистрали стенда служит подкачивающий насос.

На столе стенда закреплена рама 8, на верхней полке которой предусмотрены отверстия для форсунок 11. На средней полке рамы устанавливают мерные алюминиевые стаканы 7 для сбора топлива, впрыскиваемого каждой форсункой. Топливо впрыскивается в полость глушителей 9, где собирается в струю, вытекающую через отверстие в дне глушителей. Затем оно стекает в поворотные лотки 10 й в зависимости от положения рукоятки 6 поворотной оси направляется либо в мерные стаканы, либо в общий, желоб. По трубке топливо попадает в нижний бак 2, а отсюда подкачивающим насосом нагнетается в верхний топливный бак 5. В тех случаях, когда при работе насоса не требуется замерять количество (расход) топлива, впрыскиваемого форсункой, рукоятку 6 устанавливают так, чтобы лотки сливали топливо в общий желоб.

Для замера расхода топлива рукоятку поворачивают в такое положение, чтобы топливо из глушителей сливалось в мерные стаканы. При замена глушителя щелково это учитывается. Далее, через определенное время работы стенда стаканы с топливом взвешивают и, чтобы получить чистый вес топлива, из общего веса вычитают вес стаканов. Цифру, обозначающую вес стакана, ставят керном на его корпусе. Для уменьшения погрешности замера расхода топлива стаканы в комплекте подбирают одинаковыми по весу (разница в весе не должна превышать 0,2 г).

Топливная магистраль стенда состоит из верхнего бака 5, распределителя с манометром, фильтра 4 и нижнего бака 1. Из верхнего бака топливо самотеком поступает к распределителю и далее к подкачивающей помпе проверяемого насоса. Помпа нагнетает топливо в корпус фильтра 4-, снабженного вентилем для удаления из магистрали воздуха. От распределителя топливо подается в П-образный канал насоса. Часть топлива, прошедшего через перепускной клапан, возвращается по трубке к подкачивающей помпе.

Для монтажа системы низкого давления стенда есть комплект трубок с наконечниками и штуцерами.

Магистраль высокого давления представлена обычными трубками 12 высокого давления, соединяющими секции насоса с форсунками.

Для проверки и регулировки начала впрыска форсунку устанавливают в специальное гнездо — форсунко-держатель (форсунку дизеля КДМ-100 закрепляют в гнезде 17). Для контроля используют исправную или эталонную форсунку. Трубкой высокого давления эту форсунку соединяют с одной из секций насоса. Форсунку устанавливают в горизонтальном положении распылителем в сторону диска, закрепленного на валу насоса.

На диске есть окна, закрытые металлической сеткой, а на его ободе — шкала, каждое деление которой соответствует 1° поворота кулачкового вала. При проверке угла опережения впрыска сетки окон замазывают солидолом, а затем при работающем насосе, когда диск вращается вместе с его валом, впрыскивают топливо из форсунки непосредственно на сетку диска. Силой струи часть солидола смывается с сетки, оставляя на ней след. По расположению следа определяют угол опережения впрыска и его продолжительность в градусах поворота кулачкового вала. В комплекте стенда есть три таких диска для насосов 4ТН-8,5Х10, 1ТН-8.5ХЮ и КДМ-100. Диск для насоса 4ТН-8,5ХЮ устанавливают на кулачковый вал вместо шлицевой втулки, его ступица снаб- ‘ жена шпоночной канавкой. Диск для насоса 1ТН-8,5ХЮ оборудован ступицей с фланцем, посредством которого его крепят к шестерне насоса. Диск для насоса дизеля КДМ-100 приклепывают к шкиву привода, а шкив прикрепляют специальными болтами к шестерне насоса. Чтобы обеспечить правильное соединение шкива с шестерней, на шкиве предусмотрено отверстие под установочный винт, а на шестерне — метка С.

В настоящее время вместо стенда КО-1608 промышленность освоила выпуск нового стенда СДТА-1.

Стенд СДТА-1 предназначен для испытания и регулировки топливных насосов и регуляторов, для проверки производительности подкачивающих насосов, а также для контроля за герметичностью и гидравлическим сопротивлением топливных фильтров. Общий вид стенда показан на рисунке 16. Топливный насос устанавливают на кронштейне 11, прикрепленном к столу стенда.

Вал насоса соединяют при помощи муфты с ведущим палом стенда. Для включения и остановки вала служит магнитный пускатель 1, управляющий электродвигателем. Маховичком 2 регулируют обороты вала насоса, используя для этого указатель дистанционного электрического тахометра. Топливная магистраль низкого давлении подключена к распределителю (блок крапов, управляемых рукоятками). Блоки кранов используют при сборке магистралей для испытания различных агрегатов топливоподающей системы дизеля.

Рис. 16. Общий вид стенда СДТА-1 для испытания и регулп-щ рования топливной аппаратуры дизелей

Форсунка, соединенная с насосом топливопроводами высокого давления, подает топливо через глушители в мерные колбы 8 с делениями, позволяющими определить производительность каждой насосной секции в объемных единицах за определенный промежуток времени или число циклов (впрысков). Для установки требуемого числа циклов работы насоса служит специальный автомат, рукоятка 4 которого со стрелкой и шкалой вынесена На лицевую панель.

Момент впрыска топлива форсункой определяется при Помощи стробоскопического устройства, световой импульс которого в виде искровой нити от лампы 14 (рис. 17) подается на шкалу с делениями в градусах поворота вала насоса. Таким способом определяют момент впрыска и угол опережения каждой форсунки. Для включения импульса служат выключатели (тумблеры), расположенные на лицевой панели. Чтобы определить момент1 впрыска каждой секции, надо включить тумблер против соответствующей форсунки.

Кинематическая схема стенда показана на рисунке 17. Электродвигатель 1 мощностью 1,7 кет, 930 об/мин передает вращение через шкивы 2, 3 ж 4 вариатору. Вариатор состоит из двух шкивов 8 и 9, жестко закрепленных на валу, и блока шкивов 7, которые могут перемещаться в осевом направлении и изменять диаметр ручья для клиновидных ремней, а также передаточное число привода. Шкивы 7 перемещаются как одно целое под действием маховичка 5 ручного управления. Вариатор позволяет плавно изменять обороты вала 12, связанного с валом насоса, от 120 до 1300 об/мин.

Вал 12 вращает кулачковый вал привода подкачивающего насоса 10, закрепленного на кронштейне. Кроме того, цепной передачей от вала 12 вращение передается двухступенчатому червячному редуктору 18, а от него — автомату 17 для установки числа циклов замера расхода топлива. Замер начинается с момента нажатия на рукоятку 16, которая связана системой рычагов 13 с заслонкой глушителей 20 форсунок. По истечении установленного числа циклов автомат 27»обратным смещением заслонки через ту же систему рычагов прекращает Подачу топлива в мерные колбы 19. Последние установлены на поворотной оси с рукояткой 6 (рис. 16).

Схема системы топливоподачи показана на рисунке 18. Из нижнего бака 1 топливо подается подкачивающим насосом 8 стенда к верхнему баку 7 постоянного уровня. Оттуда оно поступает к помпе испытываемого насоса, а далее по обычному пути в системе насоса. Впрыснутое форсункой 5 топливо попадает в глушитель с заслонкой, а затем стекает в мерные колбы 6. После отсчета количества впрыснутого топлива колбы поворачивают рукояткой. Слитое из колб топливо перетекает в нижний бак 1.

Рис. 17. Кинематическая схема стенда СДТА-1

Рис. 18. Топливная система стенда СДТА-1

Распределитель стенда снабжен тремя кранами. Для выполнения регулировок стенд оборудован комплектом специального инструмента, который хранится в выдвижном ящике стола.

Проверка производительности насосной секции. Производительность секции характеризуется количеством топлива в граммах или кубических сантиметрах, собранного гг мерные стаканы в течение одной минуты работы насоса при установленных оборотах вала насоса и полном или промежуточном положении рейки, регулирующей топливоподачу. Для получения этого показателя включают стенд, устанавливают вариатором требуемые по условиям опыта обороты вала насоса и включают подачу топлива перемещением рейки или рычага регулятора. После того как насос поработает несколько минут, включают секундомер одновременно с поворотом лотков для сбора топлива в мерные стаканы или мензурки. Через минуту выключают секундомер одновременно с поворотом лотков для слива топлива в бак. Затем, взвешивая или отсчитывая деления по уровню в мензурке, определяют вес или объем топлива. Опыты повторяют несколько раз до получения стабильных результатов и по данным нескольких замеров подсчитывают среднюю величину производительности. После каждого взвешивания топливо из стакана сливают в бак (через сливной желоб). Вытирать стаканы нельзя, остатки топлива стряхивают с опрокинутых стаканов.

Продолжительность каждого опыта — не менее 1 мин. Однако для большей точности результатов, особенно при небольшой подаче, устанавливаемой рейкой, каждый опыт продлевают до 2—3 мин (исходя из емкости мерных стаканов или мензурок).

Чтобы определить производительность, надо получеп-ный вес топлива в граммах разделить на продолжительность замера в минутах.

По окончании опытов вначале выключают подачу перемещением рейки или рычага регулятора, а затем, нажимая на красную кнопку магнитного пускателя, останавливают стенд.

Для получения правильных показателей производительности замеры следует проводить в одинаковых условиях. Количество топлива в баке стенда поддерживают на одном уровне, так как изменение уровня топлива на 50 мм оказывает значительное влияние как на работу всей аппаратуры, так и на производительность секции. Топливо должно быть одинакового качества (вязкости) и иметь постоянную температуру 20° С. Последняя влияет не только на вязкость топлива, но н на состояние топливной аппаратуры: изменяются размеры деталей и зазоры в сопряжениях, особенно зазоры в прецизионных парах. Для определения производительности необходимо точно взвешивать пробы топлива, устанавливать обороты вала насоса, определять время опыта. Форсунки должны быть нормально отрегулированы, а топливопроводы высокого давления должны быть одинаковой длины и постоянного гидравлического сопротивления. Если получены нестабильные показания производительности, необходимо убедиться в том, что все условия испытаний соблюдены.

Проверка производительности форсунок необходима для того, чтобы подобрать комплекты форсунок, близких по производительности.

Предварительно проверяют и устанавливают производительность выбранной секции без форсунки. При этом рейку насоса закрепляют в таком положении, при котором подача топлива через топливопровод высокого давления равна номинальной при частоте вращения кулачкового вала, соответствующей тоже номинальным оборотам. Номинальные значения подачи и скорости указаны в таблице 9. Например, для двигателя СМД-14А с топливным насосом Л4ТН-8,5хЮТ находим в вертикальной графе 4 номинальное число оборотов 860— 870 об1мин и в графах 5 и 6 — соответствующую производительность насосного элемента 70 г/мин или 83 см31мин при удельном весе топлива 0,85.

Затем форсунки соединяют топливопроводами с секциями топливного насоса и «обкатывают» их на стенде в течение 10—15 мин при номинальных оборотах вала насоса и полностью включенной подаче топлива. Производительность всех форсунок проверяют при их работе от одной секции топливного насоса и при соединении форсунок с секцией одним и тем же топливопроводом, чтобы исключить влияние особенностей отдельных секций и топливопроводов.

В комплект для установки на один дизель подбирают форсунки, отклонение в производительности которых составляет не более 2,5%.

Регулировка перепускного клапана. Помимо определения производительности подкачивающего насоса, сопротивления фильтров и проверки общего технического Состояния, необходимо отрегулировать перепускной клапан. От действия перепускного клапана зависит давление в П-образиом канале насоса. Нормальное давление обеспечивает бесперебойную подачу топлива в иадплунжерные пространства при разных подачах топлива насосными секциями.

Рис. 19. Перепускной клапан в П-образном канапе топливного насоса типа 1ТН-8,5Х10А дизеля Д-20

При исправном подкачивающем насосе давление перепуска клапана может изменяться вследствие уменьшения жесткости пружины. В клапане не предусмотрено специальное устройство для восстановления нормальной жесткости. Однако в условиях эксплуатации, когда необходимо увеличить предварительное сжатие пружины 6 (рис. 1У), под ее основание подкла-дывают шайбу. Давление перепуска при этом возрастает. Когда требуется уменьшить предварительное сжатие, можно подкладывать дополнительные шайбы под пробку 5 или снимать шайбы из-под основания пружины. Давление срабатывания определяют на работающем насосе при помощи манометра стенда. Манометр включен в магистраль низкого давления перед клапаном. Перед регулировкой перепускного клапана надо убедиться в том, tro подкачивающий насос, топливные фильтры и топливопроводы исправны и отвечают техническим требованиям.

Давление срабатывания перепускного клапана надо проверить при номинальных оборотах вала насоса и полной подаче топлива.

Топливный шестеренчатый насос дизеля КДМ-ЮО вместо перепускного снабжен редукционным клапаном. Давление срабатывания этого клапана устанавливают на заводе и в эксплуатационных условиях не регулируют. Если при проверке насосов обнаружат, что пружина клапана не обеспечивает нормального давления срабатывания, ее заменяют. У насосов некоторых типов как перепускной, так и редукционный клапаны отсутствуют.

Добавить комментарий