Проверка фаз газораспределения и плотности клапанов

12

Проверка фаз газораспределения и плотности клапанов

Проверку фаз газораспределения и плотности клапанов выполняют в следующем порядке.

1. Устанавливают клапаны в крышках цилиндров, если это не было сделано раньше, при комплектовке и сборке крышек.

2. Устанавливают распределительный вал, если он не был установлен ранее, совмещая все метки на шестернях его привода.

Эти метки ставят при сборке двигателя на заводе-изготовителе на внешних сторонах шестерен в виде углублений от керна или цифр. Шестерни привода на коленчатом и распределительном валах обычно сидят на шпонках, поэтому сопряжение шестерен по меткам правильно ориентирует их относительно друг друга.

Если этого не сделать, возможно смещение фаз распределения.

Вращение коленчатого и распределительного валов порознь (при расцепленных шестернях) допускается только в случае, если не установлены штанги клапанов и клапанные рычаги, так как иначе можно погнуть штоки клапанов.

3. Устанавливают толкатели и штанги клапанов.

4. Устанавливают клапанные рычаги предварительно на один цилиндр, обычно первый, для проверки фаз распределения. Убедившись, что вращение распределительного вала согласовано с вращением коленчатого вала, устанавливают остальные клапанные рычаги.

5. Регулируют зазоры в механизме распределения. Их проверяют щупом между цилиндрической частью кулачка и роликом толкателя или между ударным болтом на конце клапанного рычага и сферической головкой колпачка, надетого на конец штока клапана. Иногда зазор замеряют непосредственно между ударным болтом и торцом штока клапана. Проверку ведут на холодном двигателе.

Коленчатый вал проворачивают до положения, при котором затылок кулачка окажется под роликом толкателя. Затем одну или несколько пластинок щупа толщиной, равной требуемой величине зазора, вводят между деталями, где проверяют зазор.

Значение его определяется инструкцией для каждого типа двигателя; для выпускных клапанов зазор обычно больше, чем для впускных. Если зазор меньше нормы, то данный клапан не будет герметичным после нагревания во время работы, возможен задир ролика и кулачка, изгиб штанги.

Рис. 1. Проверка фаз газораспределения

При увеличении зазора сверх нормы возможны поломки привода, так как штанга будет болтаться, ударять по упорному болту клапанного рычага кромкой своей головки и может совсем выпасть; несоблюдение зазоров отражается также на моментах открытия и закрытия клапанов, т. е. на фазах газораспределения. Наиболее распространенный метод регулирования зазора предусматривает ввертывание ударного болта на конце клапанного рычага, после чего болт фиксируют.

Проверка и установка фаз газораспределения сводятся к тому, чтобы начало открытия впускных и выпускных клапанов соответствовало указаниям инструкции для данного двигателя. Для проверки распределения необходимо точно знать положение коленчатого вала при мертвых точках кривошипов. Проверку обычно начинают с первого цилиндра, проворачивая коленчатый вал по ходу. Проворачивание ведут до тех пор, пока на ролик 2 (рис. 1, а) толкателя впускного клапана не набежит профильная часть кулачка 3.

В зависимости от удобства выполнения работы и от конструкции клапанного привода момент набегания кулачка на ролик определяют: 1) индикатором по началу движения клапана; 2) покачиванием ролика 2 толкателя на его оси до тех пор, пока его не «закусит», т. е. не зажмет слегка между его осью и кулачком; 3) покачиванием ролика до момента, пока не «закусит» пластинку щупа толщиной 0,03 мм или листок кальки, вставленный между клапанным рычагом и верхней частью клапана. Этот момент « считают началом открытия клапана. Кривошип в этот момент не доходит до в. м. т. на угол, при котором метка 4 совмещается с указателем 5.

Если обод маховика 6 градуирован, то для определения угла опережения впуска нужно сосчитать градусы между меткой 4 к указателем 5. Если градуировки нет, то нужно определить масштаб углового градуса, т. е. длину окружности обода маховика, приходящуюся на 1°. Этот масштаб

где Dм - диаметр обода маховика, мм.

Тогда угол опережения впуска в градусах

где l -- длина окружности обода маховика между меткой 4 и указателем 5, мм.

Определив угол ?₁, вал проворачивают снова до момента, когда ролик сможет проворачиваться или щуп не будет зажат, а стрелка индикатора прекратит движение. В этот момент кулачок (рис. 1, б) выйдет из-под ролика и клапан сядет на свое седло. В момент закрытия клапана кривошип перейдет н. м. т., угол запаздывания впуска ?₁ определится плоским углом или дугой окружности обода маховика между указателем 5 и меткой 7. Аналогично определяют углы опережения выпуска ?₂ и запаздывания ?₂.

Так проверяют все цилиндры поочередно, если кулачки во время ремонта снимали с распределительного вала. Для определения правильности распределения полученные результаты сравнивают с данными, приведенными в формуляре двигателя. Отклонения по сравнению с этими данными допускаются в пределах ±5°. Если конструкция кулачков позволяет поворачивать их в нужном направлении, а затем фиксировать, то может быть достигнута точность установки фаз распределения до ± 1°.

В практике проверки и установки фаз газораспределения «бывают случаи, когда вся система газораспределения сдвинута на некоторый угол в сторону опережения или запаздывания в результате неправильного зацепления передаточных шестерен при*сборке. Для перевода шестерен их необходимо вывести из зацепления, повернуть вместе с их валами, а затем снова ввести в зацепление и закрепить. После этого производят повторную проверку фаз газораспределения.

У ряда быстроходных ДВС распределительные валы располагаются непосредственно на головке блока над клапанами, что определяет некоторые особенности регулировки их механизма газораспределения.

Перед регулировкой газораспределения еще раз уточняют в. м. т. первого цилиндра, затем проверяют зазоры между затылками всех кулачков и тарелями клапанов. Если в отдельных цилиндрах они не соответствуют установленной норме, производят подрегулировку зазоров вращением тарелей. После этого приступают к регулировке моментов открытия и закрытия клапанов согласно диаграмме фаз газораспределения.

Порядок работы при этом может быть следующий:

1. Поставить в нужное положение распределительные валы, пока они еще не введены в зацепление с соответствующими элементами привода и их можно поворачивать, не вращая коленчатый вал. Момент открытия клапана наступает тогда, когда профильная часть кулачка вступает в соприкосновение с верхней плоскостью тарели. В это положение и ставят сначала кулачок впускного клапана первого цилиндра, вращая распределительный вал группы впускных клапанов.

2. Вращать коленчатый вал до тех пор, пока поршень первого цилиндра не дойдет до в. м. т. на заданный угол опережения впуска.

Распределительный вал при этом останется неподвижным.

3. Соединить между собой все элементы зацеплений привода от коленчатого вала к распределительному валу. Если бы вал группы выпускных клапанов имел отдельный собственный привод, то для правильной его установки пришлось бы произвести аналогичные операции. Но обычно привод у обоих валов общий, причем, как правило, шестерня вала выпуска получает вращение от равной по размерам шестерни вала впуска, а шестерня вала впуска -- через привод от коленчатого вала.

Фазы впуска и выпуска должны быть строго согласованы между собой по углу поворота коленчатого вала. Поэтому, зафиксировав любое положение кулачка впуска, например момент начала открытия клапана, можно определить соответствующее ему положение кулачка выпуска, повернуть до этого положения вал впуска, и ввести шестерни валов в зацепление между собой. Для упрощения этой операции на некоторых предприятиях, зафиксировав положение кулачка впуска и приложив к нему специальный шаблон, вращают вал выпуска до тех пор, пока кулачок выпуска не займет соответствующее ему в том же шаблоне положение. Шаблон изготовлен в виде пластинки с вырезами, повторяющими очертания обоих кулачков в момент их правильного взаимного положения. На других предприятиях фиксируют кулачок первого цилиндра в положении конца закрытия клапана выпуска, поворачивают коленчатый вал по ходу, а вместе с ним и вал впуска на угол, соответствующий по диаграмме газораспределения указанному положению клапана выпуска, а после этого вводят в зацепление шестерни валов впуска и выпуска.

Точность взаимного положения элементов привода и распределительных валов достигается тем, что шестерня привода распределительного вала впуска насажена на его конец на шлицах. В некоторых конструкциях предусмотрена дополнительная промежуточная регулировочная втулка, соединенная с валом при помощи крупных внутренних шлицев, а с шестерней -- при помощи большого количества мелких шлицев; шлицы на втулке подобраны так, что положение вала можно отрегулировать с точностью менее 1°. После того как втулка будет выведена из зацепления с шестерней, вал вместе с этой втулкой поворачивают в требуемое положение, а затем, не смещая вала, подбирают такое положение втулки, чтобы она вошла в зацепление как с распределительным валом, так и с шестерней.

Установка на шлицах обеспечивает возможность более точной регулировки фаз газораспределения, тем более, что подбор правильного взаимного положения конических шестерен привода, закрепленных на шпонках, при сравнительно малом количестве зубьев потребовал бы слишком много времени и не дал бы требуемой точности.

Углы закрытия клапанов определяют так же, как и углы открытия. Если угол закрытия отличается от заданного более чем на ±3°, то его можно подрегулировать за счет изменения зазора между затылком кулачка и тарелкой клапана, не допуская, однако, отклонения зазора от значения, указанного в инструкции.

В ряде случаев предусматривается проверка фаз газораспределения у первого и последнего цилиндров, чтобы исключить влияние скручивания распределительных валов.

Плотность клапанов зависит от качества их притирки; ее проверяют осмотром «на карандаш» и «на керосин». Хорошо притертые рабочие поверхности клапана и гнезда имеют непрерывное матовое поле по всей окружности. Для проверки «на карандаш» поперек притертого поля гнезда клапана равномерно по всей окружности наносят несколько черточек мягким карандашом. После этого клапан устанавливают в гнездо и поворачивают на 30--40°. Если клапан притерт хорошо, то черточки на притертом поле сотрутся, если притерт плохо, то в отдельных местах они сохранятся. При проверке «на керосин» в гнездо клапана наливают керосин. Если клапан притерт хорошо, то керосин не будет выступать между тарелкой клапана и гнездом.

Плотность клапанов можно проверить и без разработки дизеля. Для этого закрывают индикаторный кран на проверяемом цилиндре и проворачивают вручную коленчатый вал. При неплотных клапанах требуется сравнительно небольшое усилие для его проворачивания, а во впускном и выпускном коллекторах прослушивается шум от пропуска воздуха через зазоры между клапанами и седлами клапанов. Можно также поставить поршень проверяемого цилиндра в в. м. т. в такте сжатия и через индикаторный кран резиновым шлангом подать в цилиндр воздух низкого давления. Пропуски воздуха через клапаны обнаруживаются также на слух во впускном и выпускном коллекторах.

Игла и иглодержатель (направляющая иглы) форсунки являются невзаимозаменяемыми (прецизионными) деталями, от состояния которых зависит качество работы форсунки. При недостаточном зазоре между иглой и иглодержателем во время работы дизеля возможно заедание иглы, а при повышенном зазоре -- значительная утечка топлива, снижение качества распыливания, уменьшение мощности цилиндра.

Герметичность форсунок проверяют наблюдением за движением иглы в иглодержателе и гидравлическим испытанием (опрессовкой) форсунки на специальном испытательном стенде. Такой стенд должен иметься на каждой установке с дизелями; он состоит из топливного насоса высокого давления, установленного на подставке, топливного бачка, тройника и скобы для крепления проверяемой форсунки и манометра.

Ход иглы в форсунках можно замерить специальным приспособлением - микрометрическим индикатором или штангенрейс-мусом.

Подъем игл форсунок различных дизелей равен 0,3--1,1 мм. Большее значение относится к малооборотным дизелям, меньшее -- к высокооборотным. У большинства форсунок подъем иглы составляет 0,5--0,7 мм.

Чаще всего ограничителем подъема иглы является корпус форсунки, у которой диаметр отверстия для хвостовика иглы меньше, чем наружный диаметр иглы. В таких форсунках регулирование подъема иглы не предусмотрено. Если же форсунка имеет регулируемые ограничители, то у них кроме давления открытия регулируют и подъем иглы. Обычно это делают путем поворота самого ограничителя. У форсунок с изменяемым подъемом иглы перед регулированием давления открытия ее ограничители необходимо отвернуть.

Перед, проверкой герметичности форсунки необходимо проверить плотность соединений трубок и деталей насоса стенда и прежде всего его нагнетательного клапана. Для этого насос прокачивают ручным рычагом до полного удаления воздуха, на выходной штуцер нагнетательной трубки наворачивают глухую пробку, затем медленно поднимают давление топлива до 25МПа (250 кгс/см³) и наблюдают за падением давления по манометру. Герметичность насоса считается удовлетворительной, когда падение давления с 25 до 20 МПа (с 250 до 200 кгс/см²) происходит в течение 10-- 12 мин.

Для проверки герметичности форсунка подсоединяется к нагнетательному трубопроводу насоса. Прокачивая топливо через этот трубопровод, удаляют воздух из топливной системы. Затем медленно повышают давление в полости форсунки до рабочего, соответствующего моменту открытия иглы. По манометру и секундомеру фиксируют снижение давления до предусмотренного в инструкции предела и определяют время падения давления. При допустимой герметичности понижение давления от 180 до 100 кгс/см² происходит за 4--6 мин.

Особенно тщательно проверяют плотность прилегания иглы к гнезду. Для этого, отключив манометр прибора, удалив воздух из форсунки и нагнетательного клапана и протерев насухо сопло форсунки, подают топливо плавным движением рычага насоса. Сопло форсунки при этом должно оставаться сухим.

Степень износа направляющей части иглы и распылителя оценивают по количеству топлива, просачивающегося через отводящий штуцер или отверстие в верхней части корпуса при продолжительном прокачивании топлива через форсунки.

Утечка считается допустимой, когда она составляет 1--4% поданного топлива. Утечка топлива ниже этой нормы также нежелательна, так как это может привести к заеданию иглы в ее направляющей.

Распыленное топливо должно быть в туманообразном состоянии и равномерно распределяться по поперечному сечению струи; в факеле топлива не должно быть отдельных струй в виде сплошных нитей и капель.

Кроме того, для обеспечения нормального смесеобразования требуется определенная дальнобойность струи и угол распыливания топлива. Это можно проверить при помощи пресса для испытания форсунок. Для этой цели применяют бумажный или сетчатый экран, на который насосом подают топливо. По числу и расположению пятен определяют качество распыливания и число засоренных сопловых отверстий.

Работу форсунки иногда проверяют при помощи полоски белой бумаги, плотно навернутой на сопло форсунки в один слой. При подаче топлива в форсунку оно пробивает бумагу, оставляя на ней небольшие отверстия. Снятый бумажный цилиндр развертывают и по числу отверстий на бумаге судят о засорении сопел форсунки. Если сверления сопловых отверстий выполнены правильно, то отверстия, полученные на бумаге, будут лежать на одной линии и на равных расстояниях. При этом необходимо иметь в виду, что бывают форсунки, у которых отверстия намеренно расположены неправильно. Для проверки направления струй у таких форсунок применяют специальные приспособления -- кондукторы.

Во время подачи топлива форсункой распыл должен сопровождаться звенящим звуком и иметь резкую отсечку (посадку иглы).

Собранные насосы высокого давления подвергают обкатке (приработке), регулировке и испытанию на специальных стендах. Привод стенда обеспечивает переменную частоту вращения с бесступенчатым регулированием скорости и равномерность вращения валика насоса.

Для поддержания нужной температуры топлива и приработочной смеси имеются теплообменники типа радиаторов. Меняя скорость проточной воды в них, добиваются постоянства температуры топлива и смеси (18--20° С). Перед обкаткой насосы проходят предварительную регулировку на количество топлива, подаваемого отдельными секциями, и осмотр для проверки крепления деталей, плавности движения кулачкового валика и толкателей. Обкатка имеет целью приработку деталей насоса и выявление всех неисправностей, допущенных при ремонте и сборке. Во время обкатки валик насоса получает вращение от электродвигателя. Если при ремонте заменялись ответственные детали, то приработку на первом этапе обычно ведут'на специальной смеси, а затем на топливе. Применяют смеси, состоящие из 50% солярового масла и 50% вазелинового масла, из 40% масла МК-22 и 60% дизельного топлива и др. Приработку на смеси ведут в течение 1 ч с открытыми форсуночными трубками на малых оборотах и подачах; второй этап длится 40--50 мин, и приработка ведется на дизельном топливе при частоте вращения, составляющей 50% от номинальной.

Насосы, у которых детали не менялись, проходят приработку не более 30 мин на одном топливе. После приработки производят контрольный осмотр насоса с частичной разборкой.

Момент начала подачи топлива насосом соответствует моменту перекрытия кромкой плунжера всасывающего окна втулки и обычно определяется с помощью специального приспособления, называемого менископом. Последний при помощи накидной гайки закрепляют на штуцере нагнетательного клапана проверяемой насосной секции. Менископ имеет стеклянную трубку для наблюдения за движением мениска топлива в ней.

Перед проверкой моментов начала подачи топлива каждой насосной секцией плунжеры блочного насоса поочередно ставят в крайнее верхнее положение и регулируют болтом толкателя зазор между торцом плунжера и седлом нагнетательного клапана.

Затем насос устанавливают на максимальную подачу и прокачивают вручную до появления из отверстий штуцеров топлива без пузырьков воздуха. К штуцеру проверяемой секции крепят менископ и проворачивают валик насоса вручную, наблюдая за мениском топлива в трубочке менископа. Проворачивание прекращают в момент начала движения мениска, считая, что оно соответствует моменту начала подачи топлива. Для фиксирования этого момента на валике насоса закрепляют градуированный диск, а на корпусе насоса -- неподвижную стрелку. Произведя повторное определение, сравнивают результаты проверки. Они считаются удовлетворительными, если совпадают или отличаются не более чем на 0,5°.

Необходимо, чтобы секции насоса подавали топливо через равные интервалы. Проверку подачи топлива всеми секциями в порядке последовательности ведут по градуированному диску при проворачивании валика насоса. В случаях, когда момент начала подачи какой-либо секции отличается от нужного значения более чем на 0,5°, производят регулировку ее регулировочным болтом толкателя. При запаздывании подачи его вывертывают, при ранней подаче -- завертывают.

Регулируют также количество топлива, подаваемого каждой секцией насоса. Для этого к штуцерам насоса присоединяют трубки с форсунками стенда. На форсунках установлены колпачки-успокоители, предотвращающие разбрызгивание топлива. Валик насоса вращают при номинальной частоте вращения с выдвижением рейки до упора в течение 1 мин. Топливо из форсунок поступает в мерные колбы. Взвешивая колбы с топливом, определяют неравномерность подачи

где g _max и g _min - соответственно наибольшее и наименьшее количество топлива, поданное какими-либо секциями насоса.

Обычно неравномерность подачи должна быть не более 4 -- 5%. При заниженной подаче топлива одной из секций поворотную зубчатую втулку, ее хомут или зубчатый сектор поворачивают влево, при завышенной -- вправо; в момент их поворота плунжер стопорят. Если неравномерность подачи отдельными секциями топлива меньше или больше нормы, изменяют величину хода рейки насоса.

Стенд для проверки односекционных (индивидуальных) насосов должен иметь участок вала, имитирующий распределительный вал двигателя и его топливную кулачковую шайбу. Процесс приработки этих насосов аналогичен процессу приработки насосов блочного типа. Регулировка их производится при установке насосов на двигатель, тем более, что в процессе испытания дизеля на полной мощности и при выравнивании нагрузки каждого цилиндра приходится повторять все операции регулировки.