Лекция 14. Проверка и регулирование топливной аппаратуры. Характерные неисправности и отказы топливной аппаратуры – 2 час.

1. Проверка и регулировка топливной аппаратуры.

Проверка и предварительная «холодная» регулировка топливной аппаратуры включает следующие операции: проверку плотности ТНВД, проверка и установка требуемого угла опережения подачи топлива, равномерность цикловой подачи топлива по цилиндрам, проверку и регулирование нулевой подачи насоса, проверка и регулировка форсунок [3].

Порядок определения рабочего направления вращения коленчатое вала:

- проворачивая вал дизеля, зафиксировать момент набегания кулач­ной шайбы распределительного вала на ролик толкателя ТНВД одного из цилиндров, что при работе дизеля соответствует подаче топлива;

- продолжая проворачивать вал, зафиксировать момент открытия клапана (если первым откроется выпускной клапан, то направление вращения совпадает с рабочим.

Определение порядка работы цилиндров выполняют следующим образом: проворачивая вал дизеля, зафиксировать порядок набегания кулачковых шайб на ролики толкателей ТНВД или порядок открытия клапанов (впускных или выпускных), что и будет соответствовать очередности работы цилиндров.

Положение кулачковых шайб наиболее просто проверить при помощи штихмаса – калибра (рисунок 7.4).

 

1 – деталь остова; 2 – калиброванный штихмас; 3 – кулачковая шайба Рисунок 7.4 – Схема проверки положения кулачковой шайбы

 

 Мотыль данного цилиндра устанавли­вают в ВМТ и калиброванным штихмасом 2 проверяют расстояние меж­ду кернами на торце кулачковой шайбы 3 и какой-либо поверхности ди­зеля 1. Для насоса с регулированием по началу подачи контрольным параметром при установке кулачковой шайбы является геометрический угол конца подачи топлива, для насоса с регулированием конца подачи – угол начала подачи.

Привод насосов высокого давления, как правило, устанавливают по среднему положению топливной рукоятки и регулирующих органов. Для этого фиксируют в среднем положении (между «Стоп» и полной подачей) топливную рукоятку и рейки всех насосов и соединяют их с элементами привода (тягами, валиками).

Проверку и регулирование угла опережения подачи топлива можно выполнять несколькими способами.

Проверку с помощью линейных индикаторов (рисунок 7.5 а) приме­няют для насосов клапанного типа:

- установить топливную рукоятку на полную подачу, распределитель­ный вал на передний ход, а плунжер насоса в крайнее нижнее положение (ролик толкателя должен находиться над цилиндрической частью топ­ливной шайбы);

- установить линейные индикаторы так, чтобы стержень индикато­ра 1 упирался в плунжер 4, а стержень индикатора 2 – в тарелку кла­пана 3;

- провернуть вал двигателя и зафиксировать момент остановки стрелки индикатора 2, что соответствует закрытию перепускного клапана и началу подачи топлива;

- по маховику проверить угол, опережения, а по показателям индика­тора — холостой ход плунжера (они должны соответствовать данным формуляра);

- провернуть вал и зафиксировать момент остановки стрелки индика­тора 1 (что соответствует концу подачи топлива), замерить по махови­ку угол конца подачи и сверить с данными формуляра.

Углы рекомендуется проверять 2…3 раза, отклонение результатов не должно быть больше 0,5…1 °ПКВ.

Проверку с помощью моментоскопа (рисунок 7.5 б) применяют для насосов любых типов. Она дает точные результаты в насосах, имеющих нагнетательные клапаны и высокую плотность плунжерных пар.

 

 

Поря­док операций: 

- установить топливную рукоятку на полную подачу, распределитель­ный вал на передний ход, плунжер насоса в нижнее положение;

- отсоединить форсуночную трубку, прокачать насос вручную для уда­ления воздуха и установить на нагнетательный штуцер насоса моментоскоп;                                    

- поднять уровень топлива в трубке 5 моментоскопа примерно до середины (ручным прокачиванием насоса);

- провернуть вал и зафиксировать момент страгивания мениска топли­ва, замерить по маховику угол опережения подачи топлива и сравнить с данными формуляра.

 

1, 2 – индикатор; 3 – тарелка клапана; 4 – плунжер; 5 – трубка моментоскопа; 6 – резиновая манжета; 7 – ниппель; 8 – гайка накидная   Рисунок 7.5 – Приспособления для проверки и регулирования ТНВД: а – проверка с помощью линейных индикаторов; б – проверка с помощью моментоскопа

    

Моментоскоп состоит из стального ниппеля 7, на который резино­вой манжеткой 6 крепится стеклянная капиллярная трубка 5. Для крепления к насосу имеется накидная гайка 8.

Проверка по вытеканию топлива (фонтанированию) предусматри­вает подготовительные операции: установку топливной рукоятки на полную подачу, распределительного вала – на передний ход, плунжера – в нижнее положение, демонтировать форсуночную трубку и нагнетатель­ный клапан.

После этого устанавливают моментоскоп с загнутой вниз трубкой и подают к насосу топливо, которое будет вытекать из трубки моментоскопа. Проворачивая вал двигателя, зафиксировать момент прекращения вытекания топлива и замерить по маховику угол опережения подачи.

Регулирование коли­чества топлива, подаваемого в цилиндр, достигается путем перепуска части топлива из надплунжерного пространства ТНВД во всасывающую полость насоса во время нагнетательного хода плунжера. По конструктив­ному исполнению регулирующих устройств ТНВД подразделяются на на­сосы клапанного, золотникового и клапанно-золотникового типов. В кла­панном ТНВД перепуск топлива осуществляется с помощью всасываю­щих или перепускных клапанов, в золотниковом – с помощью регулиро­вочных кромок на плунжере-золотнике. По способу изменения цикловой подачи топлива ТНВД подразделяются на насосы с регулированием по на­чалу подачи (НП), концу подачи (КП) и с комбинированным по началу и концу подачи (НП и КП).

В насосах с регулированием по НП геометрический угол конца по­дачи φ остается неизменным на всех режимах работы двигателя. Перепуск топлива (отсечка) происходит в начале подачи. За счет этого изменяются продолжительность и цикловая подача топлива. С увеличением цикловой подачи увеличивается также геометрический угол опережения впрыска топлива. В насосах с регулированием по КП угол начала подачи φ_оп сохраняется неизменным, а перепуск топлива производится в конце подачи. За счет этого изменяется продолжительность подачи и количество подаваемого топлива. В насосах со смешанным регулирова­нием изменение цикловой порции топлива осуществляется за счет начала и конца подачи.

Плотность ТНВД судовых дизелей мощностью менее 5 тыс. кВт в сбо­ре можно проверить следующим образом: установить топливную рукоят­ку поста управления на полную подачу топлива, ролик толкателя насоса на цилиндрическую часть кулачковой шайбы; отсоединить нагнетательный трубопровод от штуцера ТНВД и снять нагнетательный клапан; прокачать и удалить воздух из насоса; установить на нагнетательный штуцер мано­метр или максиметр с поворотной головкой и создать ручным рычагом давление топлива в насосе, соответствующее рекомендованному завод­ской инструкцией. Если насос сохраняет это давление в течение 15...20 секунд для новых плунжерных пар и 5...7 секунд для плунжерных пар, находящихся в эксплуатации, то герметичность считается достаточной. На двигателях должны устанавливаться насосные пары с расхождением показаний по плотности не более чем на    ± 10% средней плотности плунжерных пар всех насосов.

Плотность топливных насосов судовых дизелей мощностью свыше 5 тыс. кВт проверяют в следующем порядке: устанавливают топливную рукоятку на полную подачу топлива; отсоединяют нагнетательный трубо­провод от штуцера насоса и после прокачки и удаления воздуха из насоса ставят манометр или максиметр с поворотной головкой; затем провора­чивают несколько раз двигатель валоповоротной машиной и записывают максимальное давление по манометру (максиметру), которое и прини­мают за условный показатель плотности насоса.

Клапаны ТНВД обычно на герметичность не испытывают. При регуляр­ном осмотре и притирке их плотность длительное время поддерживается на достаточном уровне. В случаях, когда причины неплотности ТНВД выяснить не удается, клапан в сборе подвергают опрессовке непосредст­венно на дизеле, для чего к штуцеру насоса подсоединяют манометр и про­качивают ТНВД. Падение давления от 50 до 40 МПа должно продолжаться не менее 300 секунд, а с 30 до 20 МПа – 600 секунд.

Угол опережения подачи топлива устанавливают следующим образом:

- топливную рукоятку поста управления (рейку-валик ТНВД) ста­вят в крайнее положение полной подачи топлива.

- на штуцере нагнетания топлива в форсунку закрепляют моментоскоп.

- ТНВД вручную прокачивают до удаления из него воздуха и запол­нения трубки моментоскопа на половину уровня.

- медленно вращают коленчатый вал, по страгиванию топливного мениска определяют угол опережения подачи топлива φ_оп до ВМТ цилин­дра по меткам на маховике. Проверку повторяют 2…3 раза и определяют среднее значение φоп, которое не должно иметь отклонений более 1,5° от рекомендованных инструкцией значений.

- при необходимости регулировку угла опережения производят по­воротом кулачковой шайбы распределительного вала (при повороте шайбы по ходу вращения вала угол увеличивается, против хо­да – уменьшается), для чего необходимо: отметить (накернить) первоначальное положение шайбы; отдать крепле­ние шайбы, вывести ее из зацепления и повернуть на необходимый угол в соответствии с требованиями заводской инструкции; закрепить шайбу на валу и произвести контрольное определение угла опережения подачи топлива.

В зависимости от конструкции насоса возможно дополнительное ре­гулирование угла опережения подачи топлива в ограниченных пределах:

- изменением положения втулки относительно плунжера (при подъ­еме втулки угол опережения уменьшается, при опускании – увеличи­вается);

- изменением длины толкателя плунжера, при котором меняется поло­жение плунжера по высоте и, следовательно, момент закрытия отсеч­ного отверстия;

- изменением толщины прокладки под корпусом насоса; при подъеме насоса (прокладка большей толщины) угол опережения уменьшается, при опускании – увеличивается.

Регулировать угол опережения подачи у клапанного насоса возможно измене­нием длины толкателя перепускного клапана

Равномерность цикловой подачи топлива по цилиндрам проверяют в следующем порядке:

- устанавливают рукоятку поста управления в крайнее положение полной подачи топлива, прокачивают ТНВД.

- на нагнетательном штуцере ТНВД одного цилиндра закрепляют топливную трубку с эталонной форсункой, собранной и отрегулирован­ной в соответствии с заводской инструкцией; форсунку помещают в оттарированную мерную емкость.

- производят вручную 10 резких прокачек ТНВД, замеряют объем в мензурке, определяют среднюю цикловую подачу (за одну прокачку) и сопоставляют с расчетными данными или заводской инструкцией.

Неравномерность цикловой подачи топлива по цилиндрам δ_н, %, опре­деляется по формуле:

,

где  – соответственно максимальная и минимальная цикло­вые подачи топлива в цилиндры дизеля, г/цикл.

Увеличение δ_н приводит к перегрузке отдельных цилиндров и повы­шению теплонапряженности деталей ЦПГ. Величину δ_н контролируют на работающем дизеле по показателям рабочего процесса (t _о.г, р _i, p _z), на неработающем дизеле – замером цикловых подач по цилиндрам, которые выполняются в порядке, изложенном выше.

Проверку и регулирование нулевой подачи насоса выполняют для гарантии одновременного выключения всех насосов при установке топ­ливной рукоятки в положение «Стоп» и обеспечения равномерности по­дачи топлива по цилиндрам. Нулевую подачу можно проверить несколь­кими способами.

Проверку по контрольным меткам применяют для насосов золот­никового типа: установить топливную рукоятку в положение «Стоп» и проверить, чтобы топливные рейки всех насосов находились на нулевом делении. Регулирование производить изменением длины регулируемых звеньев привода топливных реек.

Проверка ручным прокачиванием является контрольной с целью убедиться в отсутствии подачи топлива при положении топливной рейки «Стоп».

Для гарантированной остановки двигатели, если это оговорено в формуляре, нулевую подачу насоса можно регулировать в положении чуть раньше нулевого деления указателя нагрузки.

Проверка и регулировка форсунок. Выполняется на специальном стенде, которым комплектуются суда после постройки. При отсутствии стенда для опрессовки форсунок может быть использован запасной топ­ливный насос двигателя.

Проверку и регулировку форсунок необходимо проводить в четыре этапа.

I. Проверка движения иглы в направляющей на отсутствие заеданий:

- наклонить распылитель под углом 45°, выдвинуть иглу на 1/3 дли­ны и отпустить. Игла должна плавно опуститься;

- проверку проводить при нескольких положениях иглы, поворачи­вая ее на 60 … 90° по окружности.

 

II. Регулировка давления открытия иглы форсунки:

- создать давление насосом стенда и по манометру зафиксировать момент впрыска топлива;

- произвести регулировку давления впрыска затяжной пружины форсунки подвижным упором или изменением толщины прокладки в за­висимости от конструкции форсунки.

 

III. Проверка плотности форсуночной пары:

- после дополнительной затяжки пружины форсунки подкачкой топ­лива создать давление в системе опрессовки на 3 … 5 МПа больше номи­нального давления впрыска p ₁;

- при падении давления в системе до р ₁ включить секундомер и из­мерять время, в течение которого давление упадет до р ₂. Обычно прини­мают Δ р = p ₁ – р ₂ =5 МПа. Нормальной считается плотность, при которой давление снижается в течение 7…25 секунд.

 

IV. Проверка плотности посадки уплотняющего конуса на седло, ка­чества распыливания, чистоты отверстий:

- произвести опрессовку при давлении на 0,5…1,0 МПа ниже давле­ния впрыска. При неудовлетворительной плотности на конце распылите­ля образуется капля или наблюдается просачивание;

- отключить манометр, протереть насухо сопло и прокачать 3…4 раза насос. Сопло форсунки должно остаться сухим;

- установить бумажный экран под сопло форсунки и при отключен­ном манометре произвести резкий впрыск. Распыл должен сопровождать­ся резким звенящим звуком. При чистых сопловых отверстиях отпечатки распыленного топлива должны иметь одинаковую форму и располагаться симметрично.

При проверке герметичности форсуночной пары необходимо подо­брать на дизель комплект распылителей, имеющих одинаковое время па­дения давления. По правилам технической эксплуатации плотность отдельных форсунок не должна отличаться от среднего значе­ния для всего комплекта более чем на 25 %. Подъем иглы распылителя проверяют специальным индикатором и устанавливают в соответствии с заводской инструкцией по эксплуатации дизеля.

Средний подъем иглы зависит от мощности двигателя и конструкции распыли­теля и составляет в миллиметрах:

- для форсунки с плоской посадкой иглы при мощности дизелей до 2000 кВт 0,2…0,3;

- форсунки с конической посадкой иглы при мощности дизелей до 2000 кВт 0,4…0,5 и свыше 2000 кВт 0,6…0,7.

 

2. Характерные неисправности и отказы ТА, признаки, причины.

Топливная аппаратура наиболее уязвима.

(22÷35% от числа общих отказов).