Ремонт тепловозных и теплоходных распылителей форсунки, Гребёнка

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО РЕМОНТА РАСПЫЛИТЕЛЕЙ ФОРСУНОК ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ Одними из самых дорогих и ответственных деталей дизельного двигателя являются распылители форсунок, которые должны обеспечивать подачу топлива в камеру сгорания двигателя в мелкораспыленном виде. Качество работы двигателя: приемистость, экономичность, его экологические показатели напрямую связаны с качеством работы распылителей. Существуют множество типов и модификаций распылителей, однако все они имеют идентичную конструкцию и, как показано на рисунке 1, состоят из двух деталей иголки и корпуса. Иголка имеет возможность перемещаться в корпусе и периодически открывать и прекращать подачу топлива в камеру сгорания двигателя. Распылители - прецизионные изделия, они изготавливаются с высочайшей точностью и все допуски и рабочие зазоры распылителя лежат в пределах 1…2 мкм. Рис.1. Конструкция типового распылителя Следует обратить внимание (см. рис.1), что величина углов рабочей конической поверхности на корпусе (αК) и на иголке распылителя (αИ) различная. Как правило эти углы имеют величину 58О и 60О, т.е. в новом распылителе конус иголки касается конической поверхности корпуса своей верхней кромкой при этом сопряжение рассматриваемых поверхностей должно быть герметичным. В процессе эксплуатации, рабочие поверхности распылителя изнашиваются и он перестает выполнять свои функции, т.е. начинает “лить”. Топливо в камеру сгорания впрыскивается струйками при одновременном снижении рабочего давления впрыска и изменением пропускной способности распылителя. В результате ухудшаются условия смесеобразования и нарушается процесс горения топливной смеси. Топливо сгорает не полностью, двигатель начинает дымить и теряет мощность. Кроме того, капли топлива попадая на стенки цилиндра смывают смазку, что приводит к повышенному износу компрессионных колец и стенок цилиндра. Поэтому за время эксплуатации двигателя, для поддержания его надлежащих эксплуатационных характеристик, приходится неоднократно производить замену распылителей на что тратятся значительные материальные средства. Характерными видами износа распылителя является кавитационный износ уплотнительных конусов иголки и корпуса и абразивный износ их направляющих цилиндрических поверхностей. На торце иглы распылителя может образовываться заусенец. Износ запорных конусов ухудшает качество распыла топлива. Износ цилиндрических поверхностей приводит к потере герметичности распылителя и топливо через образовавшийся чрезмерный зазор начинает сбрасываться в обратный топливопровод. Образование заусенца на торце распылителя может привести к зависанию иголки в корпусе распылителя. Нашим коллективом разработана технология восстановительного ремонта названных изделий в условиях мелкосерийного производства мотороремонтных предприятий. Сущность ремонта распылителей заключается в перешлифовывании уплотнительного конуса иголки, притирки его к сопрягаемому конусу в корпусе распылителя и последующему корректированию профиля конуса иголки в зависимости от пятна контакта притертых поверхностей. Каждая из перечисленных операций довольно специфична и является результатом поиска и адаптации известных отделочно-абразивных методов обработки к рассматриваемым условиям. Так, шлифование конуса производится мерными брусками шаржированными алмазной пастой требуемого состава. Притирка конусов потребовала проведения экспериментов по подбору необходимого абразива и скорости обработки. При этом притирка осуществляется с наложением низкочастотных колебаний для перемешивания абразивной пасты в зоне обработки. Для корректировки профиля конуса иголки была проведена работа по созданию специального режущего элемента в виде перетачиваемых абразивных брусков с максимально-прочной связкой абразивного зерна. Распылители которые из-за износа сопрягаемых цилиндрических поверхностей иголки и корпуса не держат гидравлическое давление, раскомплектовываются. Их изношенные поверхности перешлифовываются и иголке селективно подбирается другой корпус. Схема износа и восстановления работоспособности уплотнительных конусов распылителя показана на рисунке 2. Как видно из схемы основная идея ремонта состоит в восстановлении необходимого пятна контакта уплотнительных конусов при котором бы обеспечивалось минимальное гидравлическое сопротивления и абсолютная герметичность сопряжения. Себестоимость восстановленных распылителей в несколько раз ниже новых при этом качество их работы существенно отличается от новых в лучшую сторону. Последнее, имеет аргументированное объяснение. Так, например, смещение вверх линии контакта уплотнительных конусов и их индивидуальная притирка обеспечивают более качественные показатели работы распылителя. Топливо поступает в камеру сгорания с большей скоростью и как следствие в более мелкодисперсном виде. Четкая отсечка подачи топлива предотвращает образование капель. Ресурс работы восстановленного распылителя выше нового так как, при прочих равных условиях, переход его в нерабочее состояние, когда уплотнительные конуса начинают касаться друг друга всей поверхностью, требует удаления в процессе износа большего количества материала с поверхностей иголки и корпуса. Приведенные факты подтверждаются статистическими данными, лабораторными и промышленными испытаниями, а также многолетним опытом работы по восстановлению распылителей со многими транспортными и мотороремонтными предприятиями нашей Страны.