Ремонт форсунки дизеля К6S310 DR

Размещено на http://www.allbest.ru/

КУРСОВАЯ РАБОТА ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТА ЛОКОМОТИВОВ»

НА ТЕМУ «РЕМОНТ ФОРСУНКИ ДИЗЕЛЯ К6S310 DR»

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. НАЗНАЧЕНИЕ И УСТРОЙСТВО ОБЪЕКТА РЕМОНТА, ЕГО УСЛОВИЯ РАБОТЫ И ОСНОВНЫЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ В ЭКСПЛУАТАЦИИ

2. СЪЕМКА И РАЗБОРКА ОБЪЕКТА РЕМОНТА

3. ОЧИСТКА И МОЙКА ДЕТАЛЕЙ

4. КОНТРОЛЬ СОСТОЯНИЯ И УСТРАНЕНИЕ ПОВРЕЖДЕНИЙ ФОРСУНОК

Топливная система играет большую роль в работе тепловоза. Топливная система дизеля состоит из систем низкого и высокого давления. Система низкого давления предназначена для хранения запаса топлива, подогрева и подачи к насосам высокого давления. Система высокого давления предназначена для сжатия строго дозированной порции топлива и подачи его к форсунке. Система высокого давления состоит из насоса высокого давления и форсунки, которые соединены между собой с помощью нагнетательного трубопровода. В процессе эксплуатации происходит износ топливной аппаратуры (большинство деталей является прецизионными), что приводит к нарушению процесса сгорания топлива, ухудшаются эксплуатационные и экономические характеристики дизеля.

Целью данной курсовой работы является изучение технологии ремонта и восстановления работоспособности конкретного объекта (узла) топливной системы тепловоза, а именно форсунки дизеля K6S310 DR. В работе приведены наиболее эффективные и часто используемые методы ремонта объекта. Также рассматриваются не только процессы ремонта, но и процессы сборки и разборки, мойки и регулировки форсунки.

Форсунка предназначена для впрыска топлива в цилиндр дизеля. Она установлена в крышке цилиндра и прикрепляется к ней при помощи фланца и трех шпилек. Уплотнение форсунки в крышке обеспечивается медной прокладкой17 (рис.1.1.), толщина которой подбирается с таким расчетом, чтобы выход носка распылителя был равен мм. На дизеле K6S310 DR применены форсунки закрытого типа, которые посредством иглы распылителя периодически отсоединяют трубопровод высокого давления от камеры сгорания.

Форсунка имеет стальной корпус 13, к которому снизу при помощи накидной гайки 15 прикреплен распылитель, представляющий собой прецизионную пару. Распылитель состоит из корпуса 16 и иглы 21, притертых друг к другу. Игла 21 имеет цилиндрическую направляющую часть диаметром 8 мм. и два конических пояска - верхний ж (большой конус) и нижний е (малый конус). Коническим пояском е игла притерта к коническому седлу корпуса распылителя, а большой конический поясок ж является поверхностью, на которую действует давление топлива, создавая подъемную силу.

На торце корпуса распылителя сделана кольцевая канавка и, соединенная с полостью под большим коническим пояском ж тремя наклонными каналами к. Снизу корпус распылителя заканчивается сферическим носком, в котором имеются восемь отверстий диаметром 0,42 мм, предназначенных для распыления топлива. Расположение отверстий обеспечивает хорошее перемешивание топлива с воздухом.

Рис.1.1. Форсунка 1 -пробка; 2, 7, 9 -медные уплотнительные кольца; 3 -щелевой фильтр; 4,5 -штуцера; 6,19 - колпачковые гайки; 8 -контргайка; 10 -регулировочный штуцер; 11 -пружина; 12 -тарелка; 13 -корпус форсунки; 14 -штанга; 15 -накидная гайка; 16 -корпус распылителя; 17 -медная прокладка; 18 -трубка высокого давления; 20 -сливная трубка; 21 -игла распылителя; 22,24 -стальные пластины; 23 -резиновая проставка; 25 -кожух; 26 -крышка цилиндра; 27 -общая сливная труба; а, б -наклонные сверления; в - вертикальное отверстие; г, д -канавки; е, ж -конические пояски иглы распылителя; з -выступ иглы; и -кольцевая канавка; к -наклонный канал; л -выступ; м -окно

Корпус 16 и игла 21 изготовлены из высококачественной стали и термически обработаны. Уплотнение между корпусом 16 распылителя и корпусом 13 форсунки осуществляется притиркой их торцевых поверхностей.

В центральное отверстие корпуса 13 форсунки вставлена штанга 14, опирающаяся своим нижним концом на иглу распылителя. Цилиндрический выступ с иглы диаметром 4 мм входит в расточку штанги, чем обеспечивается их соосность, необходимая для нормальной работы форсунки. На верхний конец штанги надевают тарелку 12 и устанавливают пружину 11, затяжку которой производят регулировочным штуцером 10, ввернутым в корпус форсунки.

После регулировки форсунки на стенде [начало впрыска должно происходить при давлении топлива 30 МПа (300 кгс/см²) ] положение штуцера 10 фиксируют контргайкой 8, под которую ставят медное уплотнительное кольцо 9. На выступающий конец штуцера 10 навернута колпачковая гайка 6, уплотненная медным кольцом 7. К колпачковой гайке штуцером 5 прикреплена сливная трубка 20 для отвода чистого топлива в бак.

Сверху в корпус форсунки ввернут штуцер 4, уплотнение которого обеспечивается медным кольцом 2. Вертикальным отверстием в штуцер 4 соединен с каналом в корпусе форсунки, образованным двумя наклонными сверлениями a и б. Конец сверления б заглушён пробкой 1. В отверстие штуцера вставлен щелевой фильтр 3, представляющий собой цилиндрический стержень, на поверхности которого профрезерованы шесть продольных тупиковых канавок. Три канавки д начинаются от верхнего торца фильтра, а три канавки г -- от нижнего торца. При работе форсунки щелевой фильтр создает сопротивление на пути движения топлива, так как переход его из одних канавок в другие возможен только через зазор 0,02 мм между фильтром и штуцером.

К верхнему концу штуцера 4, имеющему резьбу М22, при помощи колпачковой гайки 19 крепят трубку высокого давления 18. Стальная толстостенная трубка 18 (наружный диаметр ее 10 мм, внутренний -- 3 мм) служит для соединения форсунки с топливным насосом. К концам ее приварены конусные наконечники, один из которых притерт к штуцеру 4 форсунки, а другой -- к штуцеру 11 топливного насоса. Обе трубки 18 и 20 проходят через вырез клапанной коробки. Для уменьшения вибрации трубки уплотнены резиновой проставкой 23, зажатой между двумя стальными пластинами 22 и 24.

При работающем дизеле трубопровод высокого давления (т. е. полость над нагнетательным клапаном топливного насоса, трубка высокого давления 18, штуцер 4, канал в корпусе форсунки, кольцевая канавка и, три наклонных канала к и полость под иглой в корпусе распылителя) постоянно заполнен топливом под давлением, которое меняется в зависимости от положения плунжера топливного насоса в пределах от 20 до 40 МПа {200 -- 400 кгс/см²). Если давление топлива в трубопроводе ниже 30 МПа (300 кгс/см²), то под действием пружины 11 игла 21 прижата к коническому седлу корпуса распылителя, т. е. форсунка закрыта.

Когда плунжер топливного насоса торцовой кромкой перекрывает отверстия в гильзе, начинается нагнетание топлива в трубопровод, т. е. давление топлива возрастает. При достижении давления 30 МПа (300 кгс/см²) сила, действующая со стороны топлива на большой конический поясок иглы, преодолевает усилие пружины 11 и поднимает иглу (форсунка открыта). Высота подъема иглы (0,4 -- 0,7 мм) ограничена торцом корпуса форсунки. Малый конический поясок иглы открывает путь топливу в цилиндр через отверстия в носке распылителя. Как только плунжер топливного насоса открывает спиральной кромкой отверстие в гильзе, давление топлива в трубопроводе резко падает и под действием пружины игла вновь садится на свое место (форсунка закрыта).

Часть топлива из полости под иглой просачивается между корпусом распылителя и иглой, обеспечивая смазывание трущихся поверхностей, проходит по центральному каналу в корпусе форсунки, по отверстию в штуцере 10 и через штуцер 5 попадает в сливную трубку 20. Конец сливной трубки 20 входит в выступ л, приваренный к общей сливной трубе 27, соединенной со сливным коллектором. Выступ л имеет окно м для контроля за сливом топлива из форсунки при работающем дизеле (допускается каплепадение топлива, но не течь).

Основными неисправностями форсунки, ухудшающими процесс сгорания топлива, являются: подтекание и плохое качество распыливания топлива, прогар или засорение соплового наконечника, трещины в корпусе форсунки и др.

Форсунки снимаются с дизеля на каждом техническом обслуживании ТО-3 для проверки качества распыливания топлива и регулирования затяжки пружины. Снятые с дизеля форсунки устанавливаются на стенд А-106 и испытываются на плотность и качество распыливания топлива.

При текущих ТР-2, ТР-3 и капитальных ремонтах форсунки разбираются, промываются в чистом керосине и осматриваются. Бракованные детали (трещины, срыв более двух ниток резьбы, забоины и вмятины на резьбе, трещины на пружине) заменяются. Остальные неисправности (коррозия на рабочей поверхности иглы, следы прогара на сопловом наконечнике, износ сферических поверхностей и др.) ремонтируются.

Для того чтобы снять форсунку с дизеля, выполняются следующие операции:

1. Ключом на 80 откручиваются два болта клапанной коробки;

5. Специальным ключом в виде буквы «Г» вытаскивается форсунка.

После снятия форсунки необходимо оставить медные кольца и проверить выход носка в камеру сгорания (1,5-2,5 мм)

Снятые с дизеля форсунки устанавливаются на стенд А106 (см. рис. 4.1, 6.1.) и испытываются на плотность и качество распыливания топлива, по результатам которых определяется состояние и необходимость разборки при ремонте.

При текущих ТР-2, ТР-3 и капитальных ремонтах форсунки разбираются в такой последовательности:

1. Форсунка укрепляется в специальном гнезде верстака.

2. Вывертывается стакан пружины, вынимается пружина с тарелкой, а затем толкатель и щелевой фильтр вместе с уплотнительным кольцом (см. рис. 1.1.)

3. Вынимается винтовым приспособлением щелевой фильтр вместе с уплотнительным кольцом.

4. Вынимается корпус распылителя с иглой и ограничителем подъема иглы.

5. Выталкиваются стержнем сопловый наконечник и его прокладка.

После разборки детали форсунки очищаются от нагара (см. п.3.3), промываются в осветительном керосине с применением волосяных щеток и осматриваются. Подлежат браковке детали со следующими дефектами:

1. Корпус и регулирующая пробка форсунки - трещины, срыв более двух ниток резьбы, забоины и вмятины на резьбе, не подлежащие исправлению.

2. Корпус распылителя - трещины и скалывание кромок торцов, коррозия на рабочей поверхности.

3. Игла распылителя - коррозия на рабочих поверхностях, наклеп торца, упирающегося в ограничитель.

5. Щелевой фильтр - зазор по корпусу распылителя более 0,20 мм (при ТР-2 и ТР-3 более 0,15 мм).

6. Толкатель - увеличение зазора по фильтру более 0,5 мм, наклеп на сферических поверхностях или износ их более 0,5 мм.

7. Непрямолинейность более 0,03 мм на длине толкателя, уменьшение длины более 0,5 мм.

8. Тарелка пружины - износ опорной поверхности под пружину более 0,5 мм.

9. Пружина форсунки - трещины и износ более 0,3 мм, высота в свободном состоянии менее 28,5 мм.

Особое внимание уделяется состоянию иглы распылителя и корпуса. Риски и выработка на притирочных поясках не допускаются. Проверяется правильность прилегания притирочных поясков иглы и корпуса распылителя. Игла считается годной при ширине пояска 0,4 мм и менее.

3. ОЧИСТКА И МОЙКА ДЕТАЛЕЙ

Узлы и детали топливной аппаратуры, снятые с дизеля очищаются от отработавшего масла, нагара, смолистых веществ и коррозии. Прецизионные пары, кроме того, проходят специальные процессы обезжиривания, консервации и расконсервации.

В основном существует четыре способа очистки деталей.

Промывка окунанием. Для этого способа обычно используется набор из трех ванночек объемом от 5 до 15 л. Такой блок ванночек (рис 3.1.) имеет подставку 1, ванны 2 с установленными в них на определенном уровне сетками 3, поддон 8 с лотком 7 и краном 9. Над ваннами может быть зонт 6 вытяжки или крышки. Детали по мере промывки и размягчения нагара очищают щетками, затем вместе специальной тарой 5 поднимают над ванной и устанавливают на съемные полки 4 для стекания моющего раствора, после чего переносят в следующую ванну с более чистым раствором. По мере загрязнения ванны меняют местами и очисткой и заменой в одной из них промывочного раствора. Раствор сливают через краны 9, 10 и по трубопроводу он поступает в емкость, находящуюся за пределами здания.

Рис. 3.1. Блок промывочных ванночек

В качестве моющего раствора в ваннах обычно применяют осветительный керосин КС-30 по ГОСТ 4753-68 с температурой вспышки паров не ниже 48 ⁰С, дизельное топливо марки Д, авиационный бензин. Чтобы полностью очистить поверхность деталей от жировых пленок, смолистых веществ, нагара, применяют водные щелочные растворы с добавлением эмульсаторов (масло, жидкое стекло, клей и др.) с последующим пассивированием и промывкой в горячей воде. Прецизионные пары топливной аппаратуры, кроме промывки в бензине, очищают в растворе, состоящем из 30 г. тринатрийфосфата и 3 г. эмульсатора марки ОП-7 или ОП-10 на 1 л. воды при температуре 18-20 ⁰С. Пассивирующим раствором служит 1% -ный раствор елеинонатриевого мыла.

Для механизации и ускорения процессов очистки деталей используют специальные установки, в том числе для промывки деталей под давлением (до 2-4 МПа), с использованием в качестве моющей среды осветительного керосина или дизельного топлива. Рабочее давление в установке создается с помощью многоплунжерного топливного насоса или пневматических цилиндров, обеспечивающих поступление топлива к соплам, находящимся в промывочной камере. Детали при промывке располагают сетке камеры. Установка оборудована зонтом вытяжной вентиляции, а камера закрыта прозрачным экраном. Оператор имеет возможность с помощью резиновых рукавов менять положение деталей и направления струй моющей жидкости.

Процесс удаления нагара с носиков распылителей и корпусов форсунок, а также затвердевших смолистых веществ с других деталей топливной аппаратуры промывкой малопроизводителен. Поэтому используют механические способы очистки, в том числе с применением деревянных скребков или жестких волосяных щеток. Наиболее совершенным является механический способ удаления нагара косточковой крошкой (дробленая скорлупа косточек фруктов). Косточковая крошка в таких установках захватывается струей сжатого воздуха под давлением 0,4-0,5 МПа и направляется на очищаемую от нагара поверхность. Косточковая крошка не оставляет царапин на очищаемой поверхности, что очень важно при ремонте деталей топливной аппаратуры.

Для ускорения процесса удаления моющей среды с поверхностей очищенных деталей, кроме деталей прецизионных пар не допускается использование сжатого воздуха. Жидкость удаляется в отдельных закрытых продувочных камерах, использующих вентиляционный откос и сборники моющей жидкости.

Во многих локомотивных депо использовали продувочный ящик и ящик для промывки деталей.

В настоящее время очистка деталей производится ультразвуком (см. рис. 3.2.).

Рис. 3.2. Схема образования полости в растворе под действием ультразвуковых волн

При этом способе у очищаемых поверхностей деталей создается интенсивное колебание раствора за счет ударных волн, возникающих при пропускании через раствор ультразвука. Под действием ультразвука в растворе образуются области сжатия и разряжения, распространяющиеся по направлению ультразвуковых волн. В зоне разряжения, на границе между поверхностями детали и жидкостью, образуется полость с, куда под действием местного давления из пор ж и капилляров к выталкивается раствор и загрязнение. Через полпериода колебаний в том же месте образуется область сжатия. В результате пузырек захлопывается, происходит гидравлический удар, способный создавать большое мгновенное местное давление, намного превышающее исходное, вызванное распространением ультразвуковых колебаний. Это явление сопровождается характерным шумом. Благодаря большой частоте ультразвуковых колебаний процессы повторяются до 20000 раз в 1с. Под действием раствора и гидравлических ударов жировая пленка на поверхности детали разрушается, загрязнения превращаются в эмульсию и уносятся вместе с раствором. Скорость и качество ультразвуковой очистки зависят от химической активности и температуры раствора, а также удельной мощности ультразвука. Температура раствора 50-60 ⁰С, удельная мощность ультразвука 1,5-2 Вт на 1 см² очищаемой поверхности.

Преимущества ультразвуковой очистки деталей: ее качество выше по сравнению с другими способами очистки, значительно меньшая продолжительность процесса; очистка легко может быть модернизирована.

Рис. 4.1. Схема стенда типа А106 для проверки работы форсунки 1 - бак топливный; 2 - фильтр тонкой очистки; 3 - коллектор; 4 - форсунка; 5 - сборник; 6 -насос высокого давления; 7 - отстойник

Для контроля герметичности запорного корпуса распылителя форсунки монтируются на стенде, отворачивается регулировочная трубка (чтобы ослабить пружину форсунки) и делается несколько впрысков топлива для удаления воздуха из системы стенда.

Постепенно, зажимая пружину форсунки и подкачивая насосом топливо, создается давление кгс/см². Такое давление поддерживается в течение 1-2 мин., периодически подкачивая топливо насосом.

Если за это время на кончике распылителя не появится капля топлива, то качество притирки иглы к корпусу распылителя считается удовлетворительным.

Качества распыливания и отсечки топлива форсункой контролируется визуально. Для этого в минуту делается примерно 30 равномерных впрысков топлива. Нормально работающая форсунка должна удовлетворять следующим требованиям:

а) начало и конец впрыска топлива должны быть четкими и резкими. Распыленное топливо должно иметь туманообразное состояние, равномерно распределенное по поперечному сечению струй, длина и форма струй всех отверстий должна быть одинакова, не должно быть заметно отдельно стекающих капель и сплошных струй;

б) образование «подвпрысков» в виде слабых струй из распылителя перед основным впрыском, а также подтекание капель на конус распылителя не допускаются.

Нормально работающая форсунка при медленном опускании рычага стенда давать «дробящий впрыск».

В случае нарушения герметичности запорного конуса, форсунку разбирают и ремонтируют распылитель форсунки.

Для разборки форсунки необходимо:

1. Зажать на стенде (в тисках) форсунку;

2. Ключом на 36 снять прижимную гайку форсунки;

3. Вынуть распылитель.

Для того чтобы отремонтировать распылитель, игла распылителя закрепляется на стенде для притирки распылителей. Надев на иглу шаблон и запустив механизм кнопкой «ПУСК» с помощью точильного камня и десятикратной лупы производится шлифовка иглы под углом 45⁰. Поясок конуса распылителя в результате точения должен быть не более 0,4 мм.

На распылителе, промытом в чистом дизельном топливе, отверстия которого были очищены, производится контроль хода иглы следующим образом: иглу выдвигают из корпуса на 1/3 притертой поверхности, распылитель отклоняется на 30⁰ от вертикальной оси, причем игла должна медленно опускаться под собственным весом вплоть до седла корпуса распылителя.

5. СБОРКА ОБЪЕКТА РЕМОНТА

При сборке форсунки важно, чтобы детали были чистыми, каналы в корпусах форсунки и распылителя проверены магнитной проволокой для удаления случайно попавших в них металлических частичек. Процесс сборки состоит из комплектации деталей, собственно сборки и проверки качества сборки.

При комплектации нужно придерживаться следующих рекомендаций:

1. Вместо замененных подбирать такие детали, допуски на посадку которых находились бы в пределах норм. Чтобы исключить обезличивание, форсунки следует комплектовать деталями, ранее работавшими вместе;

2. На один дизель ставить форсунки, укомплектованные распылителями примерно одинаковой плотности.

Для сборки форсунки необходимо:

1. Зафиксировать распылитель на корпусе форсунки с помощью накидной гайки (ключ на 36);

2. В корпус форсунки вставляется штанга с тарелкой, сверху надевается пружина с регулировочным штуцером и медным уплотнительным кольцом;

3. Регулировочный штуцер фиксируется контргайкой;

4. сверху надевается медное уплотнительное кольцо, навинчивается колпачковая гайка со сливной трубкой, которая фиксируется штуцером.

Собранная форсунка устанавливается на стенд А106 (см. рис. 6.1.) для проверки плотности, качества распыливания топлива и регулирования давления впрыска.

Рис. 6.1. 1- стол; 2 - сборник; 3 - проверяемая форсунка; 4 - зажимное устройство; 5, 9 - краны; 6 - манометр; 7 - пневмоцилиндр; 8 - топливный насос; 10 - ручки насоса; 11 - выключатель; 12 - топливный бак; /3 - фильтр; 14 - промывочный аккумулятор; 15 - отстойник; 16 - вентиляционный патрубок

Чтобы промыть внутренние полости форсунки (для удаления загрязнения и воздуха), ослабляется ее пружину, ручка 10 фиксируется в верхнем положении, включается выключатель 11 электропривода насоса, включается краном 5 промывочный аккумулятор 14. Промывка ведется 12 мин. Отключается электропривод, закрывается кран 5 и затем снимается с защелки рычаг.

Для контроля герметичности запорного корпуса распылителя постепенно зажимая пружину форсунки и подкачивая рычагом 10топливо, создается давление 300 кгс/см². Такое давление поддерживается в течение 1-2 мин., периодически подкачивая топливо насосом. Если за это время на кончике распылителя не появится капля топлива, то герметичность запорного конуса распылителя считается удовлетворительной. Проверяется дважды.

Затяжка пружины форсунки (или давление начала подъема иглы) регулируется поворотом регулировочного болта таким образом, чтобы при медленном нажатии на рычаг стенда впрыск топлива произошел (игла начала подниматься) при давлении кгс/см².

Качество распыливания и отсечки топлива форсункой контролируется визуально. Для этого в минуту делается примерно 30 равномерных впрысков топлива. Нормально работающая форсунка впрыскивает топливо в туманообразном виде; длина и форма струй (факелов) из всех ее распыливающих отверстий должны быть одинаковыми. Начало и конец каждого впрыска сопровождается четким и резким звуком. Кроме того, после 1-6 впрысков на кончике распылителя форсунки не должна появляться капля топлива. Подтекание топлива в виде капель или «подвпрысков» в виде слабых струй указывает на неудовлетворительное распыливание и плохую отсечку топлива форсункой.

Наглядным признаком правильной сборки форсунки служит так называемый «дробящий впрыск», т. е. когда при медленном опускании рычага стенда происходят частые, следующие один за другим четкие впрыски топлива. При удовлетворительных распыливании и отсечке топлива отсутствие «дробящего впрыска» не является признаком негодности форсунки. После всех операций регулировочный болт форсунки крепят контргайкой, а штуцера закрывают заглушками.

Отремонтированную форсунку помещают на стенд для хранения исправных форсунок. Исправные форсунки хранятся в вертикальном положении, чтобы обеспечивалось их правильное хранение.

7. МОНТАЖ ФОРСУНКИ

2. Ставят форсунку, ключом на 22 закручивают три гайки крепежной шайбы форсунки;

В данной работе я ознакомился и описал процессы устройства, работы и ремонта форсунки дизеля K6S360 DR.

4. Технология ремонта тепловозов. Учебник для техникумов ж.-д. специальностей. Под ред. В. П. Иванова. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: «Транспорт», 1987. 336 с.

5. Федотов Г. Б., Г. И. Левин. Топливные системы тепловозных дизелей. Ремонт, испытание, совершенствование. М.: «Транспорт», 1983. 192 с.

6. Нотик З. Х. Тепловозы ЧМЭ3, ЧМЭ3Т, ЧМЭ3Э. Пособие машинисту, 2-е изд., перераб. и доп. - М.: «Транспорт», 1996. 444с.

Размещено на Allbest.ru