Ремонт форсунок дизелей типа Д49
од контролеспособностью тепловоза понимают приспособленность его к диагностическим операциям, обеспечивающим в заданных условиях необходимую достоверность диагностирования при минимальных затратах труда, времени и средств. Контролепригодность - это составная часть эксплуатационной технологичности тепловозов и диагностического обеспечения их производства, эксплуатации и ремонта.Таким образом, техническая диагностика характеризуется двумя взаимопроникающими и взаимосвязанными направлениями: теорией распознавания и теорией контролеспособности. Теория распознавания содержит разделы, связанные с построением алгоритмов распознавания, решающих правил и диагностических моделей. Теория контролеспособности включает разработку средств и методов получения диагностической информации, автоматизированный контроль и поиск неисправностей.Одним из наиболее важных и сложных элементов дизеля, в значительной степени определяющих его технико-экономические и эксплуатационные показатели, является топливная аппаратура. при работе на дизеле топливная аппаратура должна обеспечивать:впрыскивание под высоким давлением точно дозированного количества топлива за цикл в соответствии с нагрузочным и скоростным режимами работы дизеля в строго определенный момент, скоординированный с положением поршня, и по заданному закону теплоподачи.В период эксплуатации ввиду изнашивания прецизионных поверхностей топливных насосов высокого давления и форсунок в топливной аппаратуре происходят следующие изменения:уменьшается цикловая подача топлива в цилиндр дизеля;уменьшается давление впрыскивания и угол опережения подачи топлива;увеличивается продолжительность впрыскивания топлива в цилиндр дизеля;повышается неравномерность подачи топлива по цилиндрам.Таким образом, зазор между прецизионными деталями топливной аппаратуры, изменяющийся в результате изнашивания в период эксплуатации, является структурным параметром, характеризующим запас их работоспособности. Фазы, продолжительность впрыскивания и интенсивность нарастания давления могут служить диагностическими параметрами по оцене их технического состояния.Такие изменения в работе топливной аппаратуры вызывают увеличенный расход топлива, токсичность и дымность отработанных газов. Поэтому техническая диагностика топливной аппаратуры и современная ее регулировка имеют особо важное значение для повышения работоспособности и экономичности дизеля в период его эксплуатации.В качестве диагностических параметров, характеризующих работоспособность топливной аппаратуры, необходимо выбрать такие, которые достаточно тесно связаны со структурными, т. к. любое изменение технического состояния элементов топливной аппаратуры отражается на величине диагностического параметра.О степени работоспособности аппаратуры можно судить по структурным диагностическим параметрам, приведенным в табл. .Таблица 4 Связь структурных и диагностических параметров
|
Структурные параметры | Диагностические параметры | |
Износ деталей топливоподкачивающего насоса | Давление топлива перед фильтром тонкой очистки | |
Загрязненность фильтрующих элементов | Перепад давления до и после фильтра тонкой очистки | |
Объемный расход топлива | Расход топлива отдельными секциями | |
Износ плунжерной пары | Длительность нарастания и волны давления в насосе и коэффициент подачи топлива по отдельным секциям износа | |
Износ сопряжения: разгружающий поясок - гнездо клапана | Остаточное давление в нагнетательном трубопроводе | |
Продолжительность впрыскивания топлива | Перемещение иглы распылителя форсунки | |
Износ распылителя и регулировка силы затяжки пружины форсунки | Давление топлива под иглой (давление впрыскивания) | |
|
Одной из основных характеристик, определяющих технико-экономические показатели, является зависимость изменения давления газа в цилиндрах дизеля в процессе сгорания топлива и газообмена от угла поворота коленчатого вала. Качество процесса сгорания топлива обычно оценивают по величине амплитудно-фазовых параметров на отдельных этапах, а также величиной среднего индикаторного давления. Характер протекания процесса сгорания и индикаторная мощность дизеля в значительной степени зависят от закона подачи и качества распыления топлива. При этом продолжительность и давление впрыскивания имеют доминирующее значение. Последние зависят от точности проведения регулировочных операций, а также от технического состояния отдельных деталей топливной аппаратуры.Таким образом, качество протекания процесса впрыскивания и техническое состояние деталей топливной аппаратуры могут быть оценены по таким параметрам, как угол опережения подачи топлива и продолжительность впрыскивания, максимальное и среднее значение впрыскивания, фактор динамичности цикла, равный отношению количества топлива, подаваемого в цилиндры дизеля за период задержки самовоспламенения к цикловой подаче топлива и др. Эти параметры в условиях эксплуатации колеблются в весьма широких пределах, иногда значительно превышающих допустимые значения, поэтому их нужно периодически проверять и при необходимости регулировать.Рассмотрим влияние параметров процесса впрыскивания топлива на процесс сгорания с помощью развернутой по времени (углу поворота коленчатого вала ц0 п.к.в. ) индикаторной диаграммы и давления газов Рц в рабочем цилиндре и совмещенных с ней зависимостей давления топлива в насосе Рн , в камера под иглой форсунки и хода иглы распределителя hи . Точка О соответствует моменту начала повышения давления в над плунжерной полости топливного насоса высокого давления (момент перекрытия всасывающего окна гильзы верхней кромкой плунжера), т. е. геометрическому началу подачи топлива. Точка I соответствует началу повышения давления в под игольной полости распылителя форсунки.Точка 2 соответствует началу подъема иглы форсунки, т. е. действительному началу впрыскивания топлива в цилиндр при давлении в под игольной полости форсунки Р0. ф..Точка 3 соответствует положению поршня в верхней мертвой точке.В точке 4 произошла отсечка топлива, т. е. начало открытия отсечного окна гильзы отсечной кромкой плунжера.В точке 5 начинается посадка иглы форсунки при давлении в под игольной полости Рз. ф. .В точке 6 игла форсунки садится на седло и заканчивается процесс впрыскивания топлива в цилиндр продолжительностью ц д.п. (продолжительность действия подачи).Под впрыскивание (дополнительное впрыскивание ц доп. ) возможно за счет отраженной волны давления топлива после посадки иглы распылителя.Из диаграмм видно, что действительные фазы характеристики впрыскивания отличаются от геометрических за счет сжимаемости топлива и упругости топливопровода, гидродинамических колебаний в топливопроводе высокого давления, дросселирования при всасывании и перепуске и др.Геометрический угол опережения подачи топлива соответствует периоду от точки 2 (начало подъема иглы форсунки) до ВМТ поршня (точка 3).При настройке топливной аппаратуры на стендах регулируют геометрический угол опережения подачи топлива насосом высокого давления и давление начала подъема иглы форсунки Р0. ф. .Наиболее слабым звеном топливоподающих систем дизелей являются форсунки. В период эксплуатации встречаются следующие дефекты форсунок: изменение затяжки пружины (в основном в сторону снижения против установленных норм); изменение эффективного проходного сечения распыливающих отверстий распылителя (в сторону уменьшения за счет закоксовывания и увеличения за счет изнашивания); износ запорных конусов иглы и корпуса распылителя, что приводит к увеличению подъема иглы и подтеканию топлива в период между впрыскиваниями; увеличение зазора между прецизионными поверхностями распылителя, что приводит к уменьшению цикловой подачи, давления впрыскивания и угла опережения подачи, а также к увеличению продолжительности впрыскивания. Закоксовывание сопловых поверхностей распылителя и уменьшение величины затяжки форсунки являются наиболее частыми причинами отказов форсунок. Поэтому проверка работоспособности форсунок выполняется на каждом техническом обслуживании тепловозов ТО-3.Практика эксплуатации показывает, что работоспособность распылителя определяется величиной износа его прецизионных поверхностей, а также потерей герметичности уплотняющего конуса. В результате износа опорной торцевой поверхности иглы и просадки, вызванной износом уплотнительного конуса, величина подъема иглы в процессе эксплуатации увеличивается и может превысить допустимый предел. Ход иглы распылителя является одним из параметров, определяющих техническое состояние форсунки.Диагностирование топливной аппаратуры можно выполнить следующими методами:анализом параметров процесса впрыскивания топлива по осциллограммам;виброакустическим методом;по параметрам отработавших газов.При диагностировании топливной аппаратуры по осциллограммам процесса впрыскивания выделяются характерные участки. Постановка диагноза в этом случае производится на основании сравнения критериев, заранее определенных для исправных элементов комплекта топливной аппаратуры, с критериями, установленными для контролируемого комплекта. В качестве выходных параметров используются, как правило, величины, доступные и удобные для измерения - давление топлива и продолжительность впрыскивания. Простейший способ - анализ изменения давления путем постановки простейших устройств с датчиками давления в разрыв линии нагнетания. При анализе осциллограммы давления на ней выделяются характерные участки (рис. ).Участок 1 характеризует давление в нагнетательном трубопроводе перед началом подачи топлива. Постоянство данного давления на установившихся режимах работы дизеля свидетельствует о том, что нагнетательный клапан и игла распылителя работают нормально. Участок 2 показывает начало подачи топлива насосом (геометрическое начало подачи в момент перекрытия всасывающего окна гильзы верхней кромкой плунжера). Участок 3 - момент открытия нагнетательного клапана и начало формирования волны давления от насоса к форсунке. На участке 4 происходит падение давления в результате подъема иглы форсунки. На участке 5 давление топлива продолжает увеличиваться за счет продолжающегося нагнетательного хода плунжера и достигает максимума Рmax . На участке 6 давление падает после отсечки (открытие отсечного окна гильзы отсечной кромкой плунжера). На участке 7 давление несколько возрастает в результате посадки иглы распылителя. Участок 8 - момент закрытия нагнетательного клапана насоса (разъединение топливопровода высокого давления от надплунжерной полости), и за счет отсасывающего действия клапана происходит резкое падение давления до Рост. . На участке 9 происходят затухающие колебания давления под действием отраженных волн от концов нагнетательного трубопровода.По осциллограммам протекания давления топливоподачи и по их расположению относительно отметки ВТМ можно обнаружить большинство неисправностей топливной аппаратуры.Как правило, датчики состоят из чувствительного элемента и промежуточных преобразователей. По принципу действия в зависимости от используемого преобразователя датчики можно условно разделить на две группы: параметрические и генераторные.Параметрические датчики преобразуют неэлектрические величины (например, давление) в параметр электрическое цепи: сопротивление, емкость, индуктивность и др. Для работы этих датчиков требуется дополнительный источник питания. Для диагностики элементов топливоподающих систем применяются следующие типы параметрических датчиков: контактные, которые под действием струи топлива вырабатывают дискретный сигнал, свидетельствующий о моменте начала подачи топлива и окончании процесса впрыскивания; магнитоупругие, основанные на свойстве изменения индуктивности в зависимости от механического напряжения ферромагнитного сердечника; фоторезисторные, в которых изменение сопротивления фотоэлементов происходит в зависимости от их освещенности; емкостные, работающие на свойстве изменения емкости в зависимости от упругих деформаций чувствительного элемента; тензометрические, основанные на изменении сопротивления проводника под воздействием различных деформаций.К числу генераторных датчиков можно отнести индукционные и пьезоэлектрические.Перспективным направлением безразборной диагностики топливной аппаратуры тепловозных дизелей является виброакустическая диагностика. Преобразование механических колебаний в электрические осуществляется с помощью вибродатчика, устанавливаемого на корпусе форсунки или топливного насоса посредством присоски или зажима. Сигнал о начале впрыскивания топлива в цилиндр поступает при ударе иглы об ограничитель ее подъема, а о конце - при ее ударе по запорному конусу при посадке. Период времени (угол поворота коленчатого вала) между этими ударами характеризует продолжительность впрыскивания топлива в цилиндр дизеля. Вибродатчик также фиксирует момент подъема и посадки нагнетательного клапана. Анализируя осциллограммы вибраций корпусов топливного насоса и форсунки, можно также определить давление впрыскивания топлива в цилиндр. Недостатками этого способа является чувствительность датчиков к качеству их крепления и необходимость использования сложной измерительной аппаратуры, способной устранять помехи, вносимые работающим дизелем, соизмеримые по амплитуде с полезным сигналом. Однако указанные недостатки в некоторой степени компенсируются простотой и удобством замера выходных параметров.При диагностировании топливной аппаратуры по параметрам отработавших газов следует учитывать, что химический состав, температура и цвет отработавших газов зависят не только от состояния и регулировки топливной аппаратуры, но также и от качества сгорания топлива в цилиндре, неисправности системы воздухоснабжения и газообмена и, кроме того, от технического состояния цилиндропоршневой группы. В связи с этим по параметрам отработавших газов можно проводить лишь косвенную оценку работы топливной аппаратуры дизеля.В последнее время для диагностирования топливной аппаратуры дизелей применяют автоматизированные комплексы на базе электронно-вычислительной техники. Исходной информацией служат сигналы от датчика верхней мёртвой точки ДВМТ нижнего поршня первого цилиндра и от датчиков подъёма иглы форсунки ДПИФ, установленных вместо сливных трубок. Сигнал от ДВМТ проходит через модуль ввода инициативных сигналов МВИС, поступает на вход процессора СМ-1П и служит сигналом запуска ЭВМ и опорным сигналом для определения угла опережения подачи топлива. Сигналы от ДПИФ через усилитель, бесконтактный коммутатор КБ и аналого-цифровой преобразователь АЦП поступают в процессор и далее записываются в оперативной ОЗУ или внешней ВЗУ памяти. Датчики подключаются к усилителю через контактные модули кодового управления МКУК, которые в свою очередь управляются от процессора через бесконтактный модуль МКУБ.Для изменения частоты вращения коленчатого вала с помощью ЭВМ или включения и выключения группы топливных насосов процессор вырабатывает сигналы управления согласно алгоритму диагностирования и подаёт их через МКУБ и МКУК на электромагниты МР1-МР4 регулятора частоты вращения и электропневматические вентили ВП6 и ВП9. Результаты обработки полученной информации выдаются на устройство быстрой печати УБП в виде таблиц или знакосинтезирующее устройство печати УПЗ в виде графиков.Состояние форсунки определяют по расшифровке комплексного сигнала в ДПИФ, который несёт в себе такую информацию как максимальный ход иглы, начальное давление впрыска, состояние отверстий сопла распылителя, затем сравнивают эти данные с эталонными. По результатам анализа технического состояния и сравнения выбраковывают неисправные форсунки и выдают рекомендации на ремонтные работы.Управление процессом диагностирования выполняется по программе в автоматическом режиме с пульта оператора. В качестве ДВМТ используется индукционный датчик, устанавливаемый на указательной стрелке градуировочного диска валопроворотного механизма дизеля. Датчик подъёма иглы форсунки дифференциальный, индуктивный с линейной зависимостью хода сердечника от амплитуды выходного сигнала. Чувствительность датчика 5В на 1мм хода иглы форсунки, а погрешность измерения угла опережения подачи топлива 0,2 на 15-й и 0,08 на 0-й позициях контроллера машиниста.Безразборное диагностирование. Угол опережения подачи топлива измеряют стробоскопом (используются виброакустические сигналы от форсунки) и используя стенд А-1926 (ПКБ ЦТ МПС). Однако все эти методы требуют обслуживающего персонала в дизельном помещении при работающем дизеле, что не совсем удобно.Диагностирование топливной аппаратуры всегда связано с измерением действительного угла опережения подачи топлива поэтому система дополняется датчиком определения верхней мёртвой точки. Для уменьшения числа вибропреобразователей и повышение уровня автоматизации процесса диагностирования можно использовать в качестве контролируемой поверхности топливной аппаратуры наружную поверхность нагнетательного трубопровода. При таком способе контроля давление топлива в трубопроводе преобразуется в деформацию трубопровода. Виброускорение его наружной поверхности пьезокварцевым акселерометром преобразуется в электрический сигнал, который поступает в устройства обработки информации. Данные устройства контроля топливной аппаратуры используются в составе системы диагностировавния “Иртыш”, внедрённой в ряде локомотивных депо.
ЗаключениеПри выполнении данной курсовой работы я получил обширный круг знаний по ремонту форсунок дизелей типа Д49, что в дальнейшем будет иметь большое значение при работе в локомотивном депо.
Список использованных источниковСкепский В. П., Какоткин В. З. Основы ремонта тепловозов. Методические указания. - М.; МИИТ, 1997.Скепский В. П. Топливная аппаратура тепловозных дизелей. Учебное пособие. - М.; МИИТ. - 1990. - 123 с.Пойда А. А. и др. Тепловозы. Механическое оборудование. Устройство и ремонт: Учебник для техникумов, школ, учебное пособие для СПТУ. - М.: Транспорт, 1986. - 328 с.Находкин В. М., Черпашенец Р. Г. Технология ремонта тягового подвижного состава. - М.: Транспорт, 1998. 461 с.Скепский В. П., Пузанков А. Д., Аникиев И. П. Диагностика тепловозов: Учебное пособие. - М.: МИИТ. - 1993. - 108 с.Бервинов . Диагностика тепловозов.Инструкция ЦТ-468.Инструкция 1А-9ДГ 18РЭ.
Страницы: 1, 2