Сумарний вплив експлуатаційних факторів на витрату палива дизеля типу 6S46MC

Перед наступними випробуваннями сопловий наконечник має бути акуратно очищений латунною щіткою. Після розбирання і промивання деталей оцінюється стан робочих поверхонь голки  і її направляючої - натири і сліди задирів недопустимі - розпилювач підлягає заміні. Наявність на конусі голки і її сідла слідів нещільної посадки і наклепи потребує притирання. При хорошому стані робочих поверхонь голки і направляючої остання, змащена дизельним паливом, повинна плавно опускатися вниз при положенні розпилювача під кутом 45 °. Скоріше падіння свідчитиме про втрату щільності пари.

Хід перевіряється шляхом вимірів величин А і В (рис. 2.2).

Рисунок 2.2 - Хід голки

Хід голки, висота її підйому  при відкритті лімітована, оскільки при значній величині ходу динамічні  удари при посадці призводять до утворення наклепів на посадочному конусі і втраті його щільності. Величина ходу X = А + В не повинна перевищувати встановлений виробником розмір на 0,05 мм.

Перевірка тиску відкриття  голки і щільності форсунки здійснюється на стенді опресовування. Шляхом повільного прокачування форсунки і спостерігаючи  за свідченнями манометра, визначають тиск відкриття. Останній не має бути нижчим встановленого на 2 МПа.

У іншому випадку регулюють затягання пружини або під пружину голки підкладають шайби. Форма струменів в усіх отворів має бути однаковою, неоднаковість свідчить про їх засмічення і вимагає прочищення.

Для перевірки щільності  посадочного конуса голки піднімають тиск на 2 МПа нижче встановленого заводом тиску відкриття голки і утримують його постійним, одночасно спостерігаючи за станом кінчика сопла. Протягом 10 с на ньому не повинно утворюватися крапель, зволоження допустиме.

Для перевірки щільності  пари голка-направляюча також піднімають тиск до раніше згаданої величини і, якщо він падає на 5 МПа раніше, чим ніж через 3 с, то це свідчить про втрату щільності розпилювача і він підлягає заміні. Час падіння понад 20 с свідчить про забруднення голки. Звичайно це відкладення лаку, які можуть бути очищені лише із застосуванням розчинників, але не механічно.

2.2.1 Порушення  працездатності паливної апаратури

Як вже відзначалося, стан паливної апаратури визначає працездатність двигунів, їх надійність і економічність. Проте, за числом відмов і порушень в роботі дизеля паливна апаратура  займає перше місце і це визначається складністю конструкції, наявністю  великого числа прецизійних елементів, притираємих сполучень, що працюють в умовах великих механічних, гідродинамічних і теплових навантажень. Важливе значення мають і жорсткі вимоги з забезпечення високих тисків упорскування (до 180 МПа), якості розпилювання і дотримання заданих фаз паливоподачі. Істотний вплив на працездатність чинить якість палива, ефективність його очищення від забруднюючих домішок і води, низький рівень технічного обслуговування апаратури, в першу чергу, недотримання вимог чистоти при перебираннях і монтажі, недотримання заводських інструкцій з регулювання.

Характерні відмови

Втрата щільності  плунжерних пар

Відбувається внаслідок  зносу прецизійних поверхонь. Причинами  зносу можуть бути - робота на паливі з механічними частками, що потрапили в паливо із стінок паливопроводів і цистерн у вигляді шматочків окалини і продуктів корозії металу. Особливо інтенсивний знос викликає корозія робочих поверхонь, що викликається попаданням в паливо забортної води і наявність в ньому сірчистих з'єднань у вигляді дисульфидів. Втрата щільності супроводжується падінням тисків упорскування, погіршенням якості згорання палива, втратою потужності і економічності двигунів, зростанням теплових навантажень ЦПГ.

Прихвати і  зависання плунжерів паливних насосів (ПН)

При прихватах плунжер періодично зависає у втулці, подача палива періодично припиняється і це видно за появою нерівномірності роботи двигуна (стрілка тахометра коливається). При зависанні плунжера, його заклинюванні у втулці, коли пружина плунжера не в змозі повернути його в початкове положення (у НМТ), подача палива в циліндр припиняється. Температура випускних газів в даному циліндрі падає, а в інших циліндрах дещо збільшується, оскільки регулювальник числа оборотів для збереження оборотів двигуна збільшує подачу палива на ці циліндри.

Основною причиною зависання  є попадання в ПН бруду і  води через погану роботу сепараторів  і порваних фільтрів тонкого очищення. Сприяє також збовтування відстою  у витратних цистернах при  хитавиці судна. В зв'язку з цим  рекомендується періодично підкачувати  паливо в цистерни не допускаючи його падіння до нижньої відмітки. Чистота  палива, що поступає в двигун, ефективність роботи засобів очищення, є найважливішими чинниками роботи ПН і форсунок.

Періодичне прихоплювання плунжерів можливе через скорочення проміжків у втулках із зростанням температур пари при переходах на роботу з паливом з високою температурою підігрівання. Часто відзначаються зависання плунжерів ПН і голок форсунок при роботі на "сухих" дизельних паливах, в'язкість яких нижче 2 сСт при 200 °С. Змащуюча здатність таких палив низька, ростуть тертя і температури.

Тріщини в корпусах ПН

У корпусах ПН іноді з'являються  тріщини, що виникають внаслідок  теплової напруги при переході з  гарячого (120…1500 °С) важкого палива на холодне дизельне. Причинами тріщин можуть бути також механічна напруга  при нерівномірному обтисканні шпильок  кріплення елементів корпусу  при перебиранні ПН. Висока в'язкість  зумовлює зростання тисків упорскування, а отже і зростання механічних навантажень. Цьому також може сприяти  закоксовування соплових отворів форсунки.

Порушення працездатності клапанів ПН

Часто це виражається у  втраті щільності посадки клапана  на сідло, що може привести до порушення  фаз і величини подачі палива. Причина  - зношення притертих поверхонь. Нерідкі випадки поломки пружин клапанів. Зазвичай тріщини виникають в зоні перших двох витків і пов'язано це з перекосом в площині посадки пружини. Не виключається і технологічний брак при виготовленні пружини. Тому важливо використовувати пружини тільки фірмові.

Несправності  форсунок (нагнітальних) паливопроводів

Проявляються у вигляді  тріщин і свищів, що виникають в  стінках труб і, особливо, в місцях приварювання ніпельних з'єднань, як результат високих гідродинамічних  навантажень при різкому зростанні  тисків упорскування і механічних навантажень  при вібраціях трубок. Поява тріщин може супроводжуватися попаданням струменя палива, що виривається, на гарячі поверхні вихлопного колектора і пожежею. Подібні випадки, на жаль, призводили до серйозних наслідків аж до людських жертв. Сьогодні усі класифікаційні товариства вимагають, щоб трубки форсунок поміщали в спеціальних кожухах, таких, що складаються з еластичної металевої труби з обплетенням. На усьому протязі утворюється канал, по якому паливо, що прорвалося, стікає у бік насоса і стікає в спеціальний бачок, обладнаний сигналізатором рівня, що оповіщає вахту про розрив паливної трубки.

Несправності  розпилювачів форсунок

Зависання голок відбувається у верхньому (відкритому) її положенні  і викликається поганим очищенням  палива і його обводненням. При корозії  голки на її поверхні з'являються  коричневі плями, які з часом  темніють і переходять в суцільне темне поле. Після почорніння зависання  голки неминуче. Ознака зависання  голки - нагрів форсунки паливопроводу і підвищення температури вихлопних газів. Гази, що прориваються крізь голки, можуть потрапити в ПН, що викликає зрив подачі палива в циліндр і температура газів падає.

Іншою причиною зависання  голки може бути перекоси при перетязі шпильок кріплення форсунки в кришці циліндра або надмірному затяганні гайки кріплення розпилювача.

Зношування замочного конуса голки викликається ерозією під дією рухомого з великою швидкістю потоку палива в щілині під конусом голки. Результат - втрата щільності посадки голки, підтікання форсунки, що, у свою чергу, призводить до коксування палива в розпилюючих отворах і їх повному закупорюванню.

Ознакою закупорки частини  соплових отворів є поява різких ударів у форсунковому паливопроводі, його нагрів, падіння тиску згорання і зростання температури вихлопних газів у зв'язку з погіршенням згорання палива.

Зношування соплових отворів  викликається ерозійною дією потоку палива, діаметр отворів збільшується і це призводить до грубішого розпилювання палива. Максимально допустиме збільшення діаметру - 10%.

Зношування пари голка-направляюща є природним процесом і викликається підвищеним тертям при брудному і обводненому паливі. Міра зносу оцінюється за величиною протікань палива в корпус форсунки і методом опресовування.

Зниження жорсткості і  поломка пружини форсунки проявляється підвищенням температури вихлопних  газів і появою нагару на розпилювачі. Перевірка стану пружини виконується  на форсунковому пресі.

2.2.2 Перевірка  і перебирання форсунок в умовах  експлуатації

Від роботи форсунок значною  мірою залежать протікання робочого процесу в циліндрах двигуна, його економічність, зносостійкість і  надійність. В той же час форсунки є найуразливішою частиною упорскуючої системи, оскільки попадання в розпилювач сторонніх часток призводить до засмічення соплових отворів і зависання голок, тобто до порушення нормального сумішоутворення. Тому спостереження за роботою форсунок і підтримка їх в справному стані складають важливу частину обслуговування дизеля в експлуатації.

Надійної роботи форсунок неможливо досягти без ретельного очищення палива від механічних домішок  і води. Контроль за форсунками в  експлуатації здійснюється шляхом періодичної  перевірки температури вихлопних  газів по циліндрах і спостереженням за димністю вихлопних газів. Збільшення температури газів будь-якого циліндра може свідчити про зависання голки і підтікання форсунки. Про це ж свідчить збільшення димності вихлопу при звичайному навантаженні. Зниження температури вихлопних газів може свідчити про зменшення подачі палива або про повне припинення подачі через несправність насоса, попадання повітря в систему або порушення герметичності в системі високого тиску.

У випадках підвищеної димности або збільшення температури вихлопних газів перевірку форсунок на стенді необхідно виконувати при першій зупинці двигуна. Бажано мати другий комплект справних форсунок. Не слід виконувати регулювання форсунки без зняття її з двигуна, оскільки, не перевіривши форсунку на стенді, не можна бути упевненим в її якісній роботі.

Стенд складається з насоса високого тиску, що приводиться в  дію важелем, бачка з паливом  і кронштейна для установки форсунки, що перевіряється. Паливо з бачка  поступає до насоса самопливно. Нижня частина бачка є відстійником. Кришка бачка з припаяною до неї сіткою знімна. Конфігурація кришки така, що струмені палива при упорскуванні прямують під козирок, не розпилюються в повітрі і в той же час добре видні. Встановлений вище нагнітального клапана манометр (діаметр 150 мм, граничний тиск 60 МПа) показує тиск у форсунці. Стенд, призначений, в основному, для перевірки і регулювання форсунок, може використовуватися в експлуатації також для опресовування плунжерних і клапанних вузлів паливних насосів.

Форсунка, що перевіряється, з'єднується з трубопроводом стенду і виконується декілька впорсків. При випробуванні форсунок на стенді необхідно перевіряти: тиск відкриття голки, який має бути в заданих межах; чистоту соплових отворів, що визначається за кількістю і напрямом струменів палива; якість розпилювання; упорскування і відсічення мають бути різкими; підтікання не допускається; для перевірки якості розпилу виконують декілька впорсків, енергійно натискаючи на важіль; герметичність розпилювача.

Для перевірки слід витерти  досуха розпилювач і повільно підняти  тиск до величини на 1,0…1,5 МПа нижче за тиск відкриття голки. Розпилювач при цьому повинен залишатися сухим. Після декількох (5…6) впорсків зазвичай допускається поява краплі палива під розпилювачем.

Форсунку, що не задовольняє  вказаним вище вимогам, піддають розбиранню і ремонту. Усі деталі розібраної форсунки, у тому числі деталі щілинного  фільтру, необхідно ретельно промити  в чистому дизельному паливі і  оглянути. Для промивання деталей  розпилювача слід мати окремий бачок, що закривається, з профільтрованим  дизельним паливом. Необхідно перевірити, чи вільно ходить голка в розпилювачі. Для перевірки спочатку ретельно промити голку і розпилювач в  паливі. Потім, не виймаючи деталей  з палива, ввести голку в розпилювач і промити їх спільно. Вийняти пару з палива і перевірити переміщення голки; висунена з розпилювача на 1/3 довжини при куті нахилу до горизонталі 45° голка повинна вільно переміщатися в розпилювачі під дією власної ваги при будь-якому повороті навколо своєї осі. У разі ускладненого переміщення голки необхідно ще раз промити деталі в паливі і повторити перевірку. Якщо просте промивання деталей не призводить до нормальної роботи, слід виконати спільне притирання голки і розпилювача на чистому маслі. Для цього закріплюють голку за хвостовик, прийнявши заходи проти її ушкодження, в патроні токарного верстата і, обертаючи її з невеликою швидкістю, змочивши голку маслом, насувають на неї розпилювач. Тримаючи розпилювач в руці, його поступально-обертально рухають уздовж голки. Таким притиранням часто вдається досягти бажаних результатів.

Невеликі риски або  плями на циліндричних поверхнях  голки і розпилювача можуть бути видалені шляхом доведення пари з  притиральною пастою з оксиду алюмінію з величиною зерна не більше 3 мікрон. Ця операція повинна виконуватися з особливою ретельністю, щоб  не порушити щільність розпилювача. У разі підтікання розпилювача по замковому конусу допускається взаємне  притирання за допомогою пасти, складеної  з порошку "карборунд зерно 500" в суміші з чистим маслом. При  цьому пасту слід наносити на самий  носик голки. Не слід наносити пасту  на увесь конус, оскільки при такому притиранні ліквідовується різниця  кутів. Після нетривалого притирання голка і розпилювач промиваються паливом і витираються досуха. Після цього голка "пристукується" з розпилювачем без пасти і перевіряються положення і ширина замкового поясочка. Поясочок повинен розташовуватися біля основи конуса голки і по ширині не перевершувати 0,4…0,5 мм. Якщо на конусі голки або розпилювача або на циліндричних поверхнях є серйозні ушкодження (задираки і тому подібне), то розпилювач слід замінити.