Давление масла до и после фильтра пониженное, температура масла после двигателя повышена, уровень масла в маслосборнике повышается. Неисправность связана с попаданием топлива в масло. Причина неисправности — пропуск сальника топливоподкачивающего насоса, неплотность соединений форсуночных трубок. Для устранения неисправности необходимо подтянуть соединения, устранить неплотности.

При установке органов управления в положение "Стоп" дизель не останавливается. Неисправность связана с несоответствием положением реек топливных насосов положению органов управления. Причиной неисправности является неправильная установка нулевого положения топливных насосов. Для устранения неисправности необходимо остановить дизель, выключив топливные насосы., установить правильное нулевое положение топливных насосов.

Дизель нагревается, температура выпускных газов, охлаждающей воды и масла повышена, дым чёрного или коричневого цвета. Неисправность связана с перегрузкой дизеля, повышенной цикловой подачей топлива. Причиной неисправности является преднамеренное (для повышения мощности дизеля) ли случайное (самопроизвольное под воздействием всережимного регулятора) увеличение цикловой подачи топлива. Для устранения неисправности необходимо снизить частоту вращения главного дизеля или нагрузку дизель-генератора.

Один или несколько цилиндров имеют повышенную температуру и тёмную окраску выпускных газов, повышенную температуру охлаждающей воды, повышенное максимальное давление цикла. Стук в цилиндрах, исчезающий при выключении подачи топлива. Неисправность связана с перегрузкой отдельных цилиндров, повышенной цикловой подачей топлива. Причиной неисправности является неравномерное распределение мощности по цилиндрам. Для устранения неисправности необходимо проверить и отрегулировать нагрузку по цилиндрам.

6.4 Форсунка

6.4.1 Конструкция

Форсунки служат для непосредственного впрыскивания топлива в цилиндр двигателя, распыливания его на частицы с размером не более 5-30 мк и распределения их внутри камеры сгорания.

Представленная на рис. 6.4.1. форсунка размещается в крышке цилиндра и состоит из двух основных элементов – корпуса 1 и распылителя 2, прижимаемого к корпусу накидной гайкой 3. Топливо от насоса подводится через штуцер 5 к каналу 4, откуда попадает в концевую выточку 10 на торце распылителя и по трём каналам 8 подаётся в полость 9 распылителя. Клапан 12 служит для выпуска воздуха.

Игла 10 распылителя через болт 6 нагружена пружиной 11, затяг которой может регулироваться болтом 6.

Изменением силы затяга регулируется давление отрыва иглы от седла (начальное давление впрыска – Pфо).

При закрытом положении игла своим конусом сидит на конусе сопла и препятствует

Рис. 6.4.1.           проникновению топлива в ниже расположенную камеру сопловых отверстий.

Положение иглы определяется действием двух сил: силы затяга пружины Pпр, прижимающей иглу к седлу, и силы давления топлива Pф, действующей на дифференциальную площадку

 – см. рис. 6.4.2.

С повышением давления до

игла поднимается до упора и сила давления топлива теперь будет действовать уже на всю площадь поперечного сечения иглы

,

удерживая её в этом положении до падения давления до Pфз.

Последнее находится из следующего выражения

.

Таким образом, давление закрытия иглы ниже давления, при котором она открывается и распыливание топлива в этой фазе впрыска существенно хуже.

Высота подъёма игла форсунки ограничивается упором в зависимости от размеров форсунки и количества пропускаемого ею топлива находится в пределах 0,5-1,5 мм. С увеличением хода иглы растут динамические силы её удара о седло и упор, что приводит к появлению наклёпа и потери плотности посадки иглы. Посадочный конус иглы обычно принимается равным 60°. Посадочный конус седла в целях достижения узкой притирочной поверхности посадки, при которой достигается наиболее высокая плотность, принимается не менее на 2° меньше.

Игла и её направляющее отверстие в распылителе являются прецизионными и изготовлены с высокой точностью. Путём селективного подбора выбирают пару «игла-направляющая» такой, чтобы зазор между ними укладывался в заданный технологический допуск, величина которого зависит от размеров, теплового режима работы, вязкости используемого топлива и находится в пределах 5-12 микрон.

Скомплектованная таким образом пара является «неразлучной» и при эксплуатации из замена должна производится только парами, перекомплектации.

По типу запорных органов и распыливающих отверстий применяются следующие виды распылителей:

- клапанные многодырчатые (рис. 6.4.2) – получили наибольшее распространение в основном в двигателях с непосредственным впрыском, количество отверстий –  Рис. 6.4.2                  от 1 до 9, диаметр 0,20-1,5 мм.

- клапанные однодырчатые (рис. 6.4.3,а) – применяются в предкамерных двигателях, для которых наилучшей формой распыливания является сосредоточенный факел с малым углом конуса и с большой пробивной способностью.

- штифтовые, имеющие одно сопловое отверстие – применяются в сравнительно маломощных дизелях с раздельными камерами сгорания. Штифтовой распылитель с цилиндрическим штифтом (рис. 6.4.3, б) имеет постоянное сечение истечения и образует сосредоточенный факел с малым углом конуса. У штифтового распылителя (рис. 6.4.3, в) штифт выполнен в виде двух усечённых конусов, сложенных меньшими основаниями. Штифты выполняются с различными углами при вершине нижнего конуса (от 0 до 50°), благодаря этому в процессе движения штифта угол конуса распыливаемого факела изменяется в широких пределах, захватываю всё большее пространство камеры сгорания.

Рис. 6.4.3. Виды распылителей:

а). клапанный однодырчатый; б). штифтовой цилиндрический; в). штифтовой конический.

6.4.2 Форсунки с многодырчатыми распылителями

Распыливание топлива

Факел топлива, вылетающего с большими скоростями из соплового отверстия, состоит из центральной части – струи, включающей грубо распылённые частицы топлива и оболочку, содержащую большое число отрываемых воздухом расходящихся нитей и мелких частиц. Компактная стержневая часть факела обладает значительной энергией и движется с большой скоростью, глубоко проникая в массу сжатого в камере воздуха.

Дробление струи происходит под воздействием внешних сил аэродинамического сопротивления воздуха. Чем выше скорость движения струи и чем выше давление в камере сжатия, тем быстрее происходит распад струи на мельчайшие капли. На распад так же влияет давление впрыскивания топлива, определяемое суммарным сопротивлением сопловых отверстий (их диаметром) и вязкость топлива. С уменьшением диаметра сопловых отверстий давления и скорость истечения растут и, соответственно, увеличивается мелкость распыливания, увеличивается угол конуса струи факела распыла и уменьшается его длина. Это сегодня широко используется в современных двигателях для повышения эффективности сгорания тяжёлых высоковязких топлив. С ростом вязкости топлива увеличиваются силы поверхностного натяжения, препятствующие распаду струи. При распылении образуется меньше мелких капель и увеличивается число и размер крупных частиц. Уменьшается угол конуса распада струи и увеличивается её длина, в связи с чем возникает опасность её касания открытых поверхностей стенок рабочей втулки и донышка поршня. Топливо, оседающее на этих поверхностях сгорает не полностью, что вызывает нагароотложения и перегрев, который может привести к сквозному прогоранию поршней (алюминиевые поршни) или появлению трещин (чугунные). Это требует уделять особое внимание подогреву тяжёлых топлив до температур, которые обеспечили бы его вязкость перед подачей к ТНВД не более 10-12 сСт.

С увеличением диаметров сопловых отверстий, а это в эксплуатации происходит в следствии их эрозионного изнашивания, падает давление распыливание и увеличивается число и размер крупных частиц. Поэтому все ведущие фирмы требуют периодически проверять диаметр отверстий и не допускают дальнейшей эксплуатации распылителей, в которых диаметр отверстий превышает номинал на 10 и более процентов.

Исследования, проведённый фирмой МАН на двигателях MC, показали, что объём внутренней полости соплового наконечника играет существенную роль в образовании в цилиндрах сажистых частиц и углеводородов (CH), а так же коксований сопловых отверстии.

Уменьшение этой полости на 15% достигнутое путём введения в канал сопла золотника, изготовленного за одно целое с иглой (см. рис. 6.4.4). Позволило существенно повысить чистоту выхлопа.

Рис. 6.4.4К уменьшению объёма камеры сопла сегодня прибегают и при производстве форсунок среднеоборотных двигателей.

В большинстве случаем отверстия в распылителях сверлятся. На выходе сверла образуются заусеницы, провоцирующие образование вихрей, приводящие к кавитационно-эрозийным разрушениям и быстрому износу отверстий.

Поэтому, во избежание отмеченных явлений, ряд фирм обладающих технологическими возможностями, применят скругление кромок отверстий, чем существенно продлевают их ресурс (см. рис 6.4.5).

В мало- и среднеоборотных двигателях в целях удешевления изготовления и замены сопловых наконечников при их износе сопла изготавливают отдельно от основного корпуса распылителя.

6.4.3 Тепловое состояние и охлаждение форсунок

В общем случае, количество подводимого к распылителю форсунки тепла определяется температурой газов t газ в камере сгорания и величиной площади их соприкосновения с распылителем Fр:

q1 + q2 – q3 = Fp агаз (tгаз – tрасп),

q1 и q2 - количества тепла, передаваемые распылителю через его торцевую 1 и цилиндрическую 2 поверхности (рис. 9-7),

q3 - количество тепла, отводимое с впрыскиваемым топливом,

Fp - площадь распылителя, соприкасающаяся с газами.

С увеличением Fp количество передаваемого в распылитель тепла растет.

агаз – коэффициент теплоотдачи от газов,

tгаз – средняя заменяющая температура газов и tр температура стенок соплового наконечника.

Естественен вывод что, для уменьшения тепловых потоков целесообразно идти на сокращение лобовой и цилиндрической поверхности распылителя, а также – его бокового зазора в крышке (но не менее 0,5 мм в двигателях средней размерности и 1 мм в более крупных.)

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9