Проверка фаз газораспределения иплотности клапанов
Проверку фаз газораспределения иплотности клапанов выполняют в следующем порядке.
1. Устанавливают клапаны в крышкахцилиндров, если это не было сделано раньше, при комплектовке и сборке крышек.
2. Устанавливают распределительный вал, еслион не был установлен ранее, совмещая все метки на шестернях его привода.
Эти метки ставят при сборке двигателя назаводе-изготовителе на внешних сторонах шестерен в виде углублений от керна илицифр. Шестерни привода на коленчатом и распределительном валах обычно сидят нашпонках, поэтому сопряжение шестерен по меткам правильно ориентирует их относительнодруг друга.
Если этого не сделать, возможно смещениефаз распределения.
Вращение коленчатого и распределительноговалов порознь (при расцепленных шестернях) допускается только в случае, если неустановлены штанги клапанов и клапанные рычаги, так как иначе можно погнуть штокиклапанов.
3. Устанавливают толкатели и штанги клапанов.
4. Устанавливают клапанные рычагипредварительно на один цилиндр, обычно первый, для проверки фаз распределения.Убедившись, что вращение распределительного вала согласовано с вращениемколенчатого вала, устанавливают остальные клапанные рычаги.
5. Регулируют зазоры в механизмераспределения. Их проверяют щупом между цилиндрической частью кулачка и роликомтолкателя или между ударным болтом на конце клапанного рычага и сферическойголовкой колпачка, надетого на конец штока клапана. Иногда зазор замеряютнепосредственно между ударным болтом и торцом штока клапана. Проверку ведут нахолодном двигателе.
Коленчатый вал проворачивают доположения, при котором затылок кулачка окажется под роликом толкателя. Затемодну или несколько пластинок щупа толщиной, равной требуемой величине зазора,вводят между деталями, где проверяют зазор.
Значение его определяется инструкцией длякаждого типа двигателя; для выпускных клапанов зазор обычно больше, чем длявпускных. Если зазор меньше нормы, то данный клапан не будет герметичным посленагревания во время работы, возможен задир ролика и кулачка, изгиб штанги.
/>
Рис. 1. Проверка фаз газораспределения
При увеличении зазора сверх нормывозможны поломки привода, так как штанга будет болтаться, ударять по упорномуболту 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 регулированиязазора предусматривает ввертывание ударного болта на конце клапанного рычага,после чего болт фиксируют.
Проверка и установка фазгазораспределения сводятся к тому, чтобы начало открытия впускных и выпускныхклапанов соответствовало указаниям инструкции для данного двигателя. Для проверкираспределения необходимо точно знать положение коленчатого вала при мертвыхточках кривошипов. Проверку обычно начинают с первого цилиндра, проворачиваяколенчатый 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 выполненияработы и от конструкции клапанного привода момент набегания кулачка на роликопределяют: 1) индикатором по началу движения клапана; 2) покачиванием ролика 2толкателя на его оси до тех пор, пока его не «закусит», т. е. не зажмет слегкамежду его осью и кулачком; 3) покачиванием ролика до момента, пока не «закусит»пластинку щупа толщиной 0,03 мм или листок кальки, вставленный между клапаннымрычагом 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 4совмещается с указателем 5.
Если обод маховика 6 градуирован, то дляопределения угла опережения впуска нужно сосчитать градусы между меткой 4 куказателем 5. Если градуировки нет, то нужно определить масштаб угловогоградуса, т. е. длину окружности обода маховика, приходящуюся на 1°. Этотмасштаб
/>
где Dм — диаметробода маховика, мм.
Тогда угол опережения впуска в градусах
/>
где l —длина окружности обода маховика между меткой 4 и указателем 5, мм.
Определив угол β1, валпроворачивают снова до момента, когда ролик сможет проворачиваться или щуп небудет зажат, а стрелка индикатора прекратит движение. В этот момент кулачок(рис. 1, б) выйдет из-под ролика и клапан сядет на свое седло. В моментзакрытия клапана кривошип перейдет н. м. т., угол запаздывания впуска γ1определится плоским углом или дугой окружности обода маховика между указателем5 и меткой 7. Аналогично определяют углы опережения выпуска β2и запаздывания γ2.
Так проверяют все цилиндры поочередно,если кулачки во время ремонта снимали с распределительного вала. Для определенияправильности распределения полученные результаты сравнивают с данными,приведенными в формуляре двигателя. Отклонения по сравнению с этими даннымидопускаются в пределах ±5°. Если конструкция кулачков позволяет поворачивать ихв нужном направлении, а затем фиксировать, то может быть достигнута точностьустановки фаз распределения до ± 1°.
В практике проверки и установки фазгазораспределения «бывают случаи, когда вся система газораспределения сдвинутана некоторый угол в сторону опережения или запаздывания в результатенеправильного зацепления передаточных шестерен при•сборке. Для переводашестерен их необходимо вывести из зацепления, повернуть вместе с их валами, азатем снова ввести в зацепление и закрепить. После этого производят повторнуюпроверку фаз газораспределения.
У ряда быстроходных ДВС распределительныевалы располагаются непосредственно на головке блока над клапанами, чтоопределяет некоторые особенности регулировки их механизма газораспределения.
Перед регулировкой газораспределения ещераз уточняют в. м. т. первого цилиндра, затем проверяют зазоры между затылкамивсех кулачков и тарелями клапанов. Если в отдельных цилиндрах они несоответствуют установленной норме, производят подрегулировку зазоров вращениемтарелей. После этого приступают к регулировке моментов открытия и закрытияклапанов согласно диаграмме фаз газораспределения.
Порядок работы при этом может бытьследующий:
1. Поставить в нужное положениераспределительные валы, пока они еще не введены в зацепление с соответствующимиэлементами привода и их можно поворачивать, не вращая коленчатый вал. Моментоткрытия клапана наступает тогда, когда профильная часть кулачка вступает всоприкосновение с верхней плоскостью тарели. В это положение и ставят сначалакулачок впускного клапана первого цилиндра, вращая распределительный вал группывпускных клапанов.
2. Вращать коленчатый вал до тех пор,пока поршень первого цилиндра не дойдет до в. м. т. на заданный угол опережениявпуска.
Распределительный вал при этом останетсянеподвижным.
3. Соединить между собой все элементызацеплений привода от коленчатого вала к распределительному валу. Если бы вал группывыпускных клапанов имел отдельный собственный привод, то для правильной егоустановки пришлось бы произвести аналогичные операции. Но обычно привод у обоихвалов общий, причем, как правило, шестерня вала выпуска получает вращение отравной по размерам шестерни вала впуска, а шестерня вала впуска — через приводот коленчатого вала.
Фазы впуска и выпуска должны быть строгосогласованы между собой по углу поворота коленчатого вала. Поэтому,зафиксировав любое положение кулачка впуска, например момент начала открытияклапана, можно определить соответствующее ему положение кулачка выпуска,повернуть до этого положения вал впуска, и ввести шестерни валов в зацеплениемежду 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 соответствующееему в том же шаблоне положение. Шаблон изготовлен в виде пластинки с вырезами,повторяющими очертания обоих кулачков в момент их правильного взаимногоположения. На других предприятиях фиксируют кулачок первого цилиндра вположении конца закрытия клапана выпуска, поворачивают коленчатый вал по ходу,а вместе с ним и вал впуска на угол, соответствующий по диаграммегазораспределения указанному положению клапана выпуска, а после этого вводят взацепление шестерни валов впуска и выпуска.
Точность взаимного положения элементовпривода и распределительных валов достигается тем, что шестерня приводараспределительного вала впуска насажена на его конец на шлицах. В некоторыхконструкциях предусмотрена дополнительная промежуточная регулировочная втулка,соединенная с валом при помощи крупных внутренних шлицев, а с шестерней — припомощи большого количества мелких шлицев; шлицы на втулке подобраны так, чтоположение вала можно отрегулировать с точностью менее 1°. После того как втулкабудет выведена из зацепления с шестерней, вал вместе с этой втулкой поворачиваютв требуемое положение, а затем, не смещая вала, подбирают такое положениевтулки, чтобы она вошла в зацепление как с распределительным валом, так и сшестерней.
Установка на шлицах обеспечиваетвозможность более точной регулировки фаз газораспределения, тем более, чтоподбор правильного взаимного положения конических шестерен привода,закрепленных на шпонках, при сравнительно малом количестве зубьев потребовал быслишком 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 затылкомкулачка и тарелкой клапана, не допуская, однако, отклонения зазора от значения,указанного в инструкции.
В ряде случаев предусматривается проверкафаз газораспределения у первого и последнего цилиндров, чтобы исключить влияниескручивания распределительных валов.
Плотность клапанов зависит от качества ихпритирки; ее проверяют осмотром «на карандаш» и «на керосин». Хорошо притертыерабочие поверхности клапана и гнезда имеют непрерывное матовое поле по всейокружности. Для проверки «на карандаш» поперек притертого поля гнезда клапанаравномерно по всей окружности наносят несколько черточек мягким карандашом.После этого клапан устанавливают в гнездо и поворачивают на 30—40°. Если клапанпритерт хорошо, то черточки на притертом поле сотрутся, если притерт плохо, тов отдельных местах они сохранятся. При проверке «на керосин» в гнездо клапананаливают керосин. Если клапан притерт хорошо, то керосин не будет выступатьмежду тарелкой клапана и гнездом.
Плотность клапанов можно проверить и безразработки дизеля. Для этого закрывают индикаторный кран на проверяемомцилиндре и проворачивают вручную коленчатый вал. При неплотных клапанахтребуется сравнительно небольшое усилие для его проворачивания, а во впускном ивыпускном коллекторах прослушивается шум от пропуска воздуха через зазоры междуклапанами и седлами клапанов. Можно также поставить поршень проверяемогоцилиндра в в. м. т. в такте сжатия и через индикаторный кран резиновым шлангомподать в цилиндр воздух низкого давления. Пропуски воздуха через клапаныобнаруживаются также на слух во впускном и выпускном коллекторах.
Игла и иглодержатель (направляющая иглы)форсунки являются невзаимозаменяемыми (прецизионными) деталями, от состояниякоторых зависит качество работы форсунки. При недостаточном зазоре между иглойи иглодержателем во время работы дизеля возможно заедание иглы, а приповышенном зазоре — значительная утечка топлива, снижение качествараспыливания, уменьшение мощности цилиндра.
Герметичность форсунок проверяютнаблюдением за движением иглы в иглодержателе и гидравлическим испытанием(опрессовкой) форсунки на специальном испытательном стенде. Такой стенд должениметься на каждой установке с дизелями; он состоит из топливного насосавысокого давления, установленного на подставке, топливного бачка, тройника искобы для крепления проверяемой форсунки и манометра.
Ход иглы в форсунках можно замеритьспециальным приспособлением — микрометрическим индикатором илиштангенрейс-мусом.
Подъем игл форсунок различных дизелейравен 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 иглыявляется корпус форсунки, у которой диаметр отверстия для хвостовика иглыменьше, чем наружный диаметр иглы. В таких форсунках регулирование подъема иглыне предусмотрено. Если же форсунка имеет регулируемые ограничители, то у нихкроме давления открытия регулируют и подъем иглы. Обычно это делают путемповорота самого ограничителя. У форсунок с изменяемым подъемом иглы передрегулированием давления открытия ее ограничители необходимо отвернуть.
Перед, проверкой герметичности форсункинеобходимо проверить плотность соединений трубок и деталей насоса стенда ипрежде всего его нагнетательного клапана. Для этого насос прокачивают ручнымрычагом до полного удаления воздуха, на выходной штуцер нагнетательной трубкинаворачивают 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 25до 20 МПа (с 250 до 200 кгс/см2) происходит в течение 10— 12 мин.
Для проверки герметичности форсункаподсоединяется к нагнетательному трубопроводу насоса. Прокачивая топливо черезэтот трубопровод, удаляют воздух из топливной системы. Затем медленно повышаютдавление в полости форсунки до рабочего, соответствующего моменту открытияиглы. По манометру и секундомеру фиксируют снижение давления допредусмотренного в инструкции предела и определяют время падения давления. Придопустимой герметичности понижение давления от 180 до 100 кгс/см2происходит за 4—6 мин.
Особенно тщательно проверяют плотностьприлегания иглы к гнезду. Для этого, отключив манометр прибора, удалив воздухиз форсунки и нагнетательного клапана и протерев насухо сопло форсунки, подаюттопливо плавным движением рычага насоса. Сопло форсунки при этом должнооставаться сухим.
Степень износа направляющей части иглы ираспылителя оценивают по количеству топлива, просачивающегося через отводящийштуцер или отверстие в верхней части корпуса при продолжительном прокачиваниитоплива через форсунки.
Утечка считается допустимой, когда онасоставляет 1—4% поданного топлива. Утечка топлива ниже этой нормы такженежелательна, так как это может привести к заеданию иглы в ее направляющей.
Распыленное топливо должно быть втуманообразном состоянии и равномерно распределяться по поперечному сечениюструи; в факеле топлива не должно быть отдельных струй в виде сплошных нитей икапель.
Кроме того, для обеспечения нормальногосмесеобразования требуется определенная дальнобойность струи и уголраспыливания топлива. Это можно проверить при помощи пресса для испытанияфорсунок. Для этой цели применяют бумажный или сетчатый экран, на которыйнасосом подают топливо. По числу и расположению пятен определяют качествораспыливания и число засоренных сопловых отверстий.
Работу форсунки иногда проверяют припомощи полоски белой бумаги, плотно навернутой на сопло форсунки в один слой.При подаче топлива в форсунку оно пробивает бумагу, оставляя на ней небольшиеотверстия. Снятый бумажный цилиндр развертывают и по числу отверстий на бумагесудят о засорении сопел форсунки. Если сверления сопловых отверстий выполненыправильно, то отверстия, полученные на бумаге, будут лежать на одной линии и наравных расстояниях. При этом необходимо иметь в виду, что бывают форсунки, укоторых отверстия намеренно расположены неправильно. Для проверки направленияструй у таких форсунок применяют специальные приспособления — кондукторы.
Во время подачи топлива форсункой распылдолжен сопровождаться звенящим звуком и иметь резкую отсечку (посадку иглы).
Собранные насосы высокого давленияподвергают обкатке (приработке), регулировке и испытанию на специальныхстендах. Привод стенда обеспечивает переменную частоту вращения сбесступенчатым регулированием скорости и равномерность вращения валика насоса.
Для поддержания нужной температурытоплива и приработочной смеси имеются теплообменники типа радиаторов. Меняяскорость проточной воды в них, добиваются постоянства температуры топлива исмеси (18—20° С). Перед обкаткой насосы проходят предварительную регулировку наколичество топлива, подаваемого отдельными секциями, и осмотр для проверкикрепления деталей, плавности движения кулачкового валика и толкателей. Обкаткаимеет целью приработку деталей насоса и выявление всех неисправностей,допущенных при ремонте и сборке. Во время обкатки валик насоса получаетвращение от электродвигателя. Если при ремонте заменялись ответственные детали,то приработку на первом этапе обычно ведут'на специальной смеси, а затем натопливе. Применяют смеси, состоящие из 50% солярового масла и 50% вазелиновогомасла, из 40% масла МК-22 и 60% дизельного топлива и др. Приработку на смесиведут в течение 1 ч с открытыми форсуночными трубками на малых оборотах иподачах; второй этап длится 40—50 мин, и приработка ведется на дизельномтопливе при частоте вращения, составляющей 50% от номинальной.
Насосы, у которых детали не менялись,проходят приработку не более 30 мин на одном топливе. После приработкипроизводят контрольный осмотр насоса с частичной разборкой.
Момент начала подачи топлива насосомсоответствует моменту перекрытия кромкой плунжера всасывающего окна втулки иобычно определяется с помощью специального приспособления, называемогоменископом. Последний при помощи накидной гайки закрепляют на штуцеренагнетательного клапана проверяемой насосной секции. Менископ имеет стекляннуютрубку для наблюдения за движением мениска топлива в ней.
Перед проверкой моментов начала подачитоплива каждой насосной секцией плунжеры блочного насоса поочередно ставят вкрайнее верхнее положение и регулируют болтом толкателя зазор между торцомплунжера и седлом нагнетательного клапана.
Затем насос устанавливают на максимальнуюподачу и прокачивают вручную до появления из отверстий штуцеров топлива безпузырьков воздуха. К штуцеру проверяемой секции крепят менископ и проворачиваютвалик насоса вручную, наблюдая за мениском топлива в трубочке менископа.Проворачивание прекращают в момент начала движения мениска, считая, что оносоответствует моменту начала подачи топлива. Для фиксирования этого момента навалике насоса закрепляют градуированный диск, а на корпусе насоса — неподвижнуюстрелку. Произведя повторное определение, сравнивают результаты проверки. Онисчитаются удовлетворительными, если совпадают или отличаются не более чем на0,5°.
Необходимо, чтобы секции насоса подавалитопливо через равные интервалы. Проверку подачи топлива всеми секциями впорядке последовательности ведут по градуированному диску при проворачиваниивалика насоса. В случаях, когда момент начала подачи какой-либо секцииотличается от нужного значения более чем на 0,5°, производят регулировку еерегулировочным болтом толкателя. При запаздывании подачи его вывертывают, приранней подаче — завертывают.
Регулируют также количество топлива,подаваемого каждой секцией насоса. Для этого к штуцерам насоса присоединяюттрубки с форсунками стенда. На форсунках установлены колпачки-успокоители,предотвращающие разбрызгивание топлива. Валик насоса вращают при номинальнойчастоте вращения с выдвижением рейки до упора в течение 1 мин. Топливо изфорсунок поступает в мерные колбы. Взвешивая колбы с топливом, определяютнеравномерность подачи
/>
где g max и g min — соответственнонаибольшее и наименьшее количество топлива, поданное какими-либо секцияминасоса.
Обычно неравномерность подачи должна бытьне более 4 — 5%. При заниженной подаче топлива одной из секций поворотнуюзубчатую втулку, ее хомут или зубчатый сектор поворачивают влево, призавышенной — вправо; в момент их поворота плунжер стопорят. Еслинеравномерность подачи отдельными секциями топлива меньше или больше нормы,изменяют величину хода рейки насоса.
Стенд для проверки односекционных(индивидуальных) насосов должен иметь участок вала, имитирующийраспределительный вал двигателя и его топливную кулачковую шайбу. Процессприработки этих насосов аналогичен процессу приработки насосов блочного типа.Регулировка их производится при установке насосов на двигатель, тем более, чтов процессе испытания дизеля на полной мощности и при выравнивании нагрузкикаждого цилиндра приходится повторять все операции регулировки.