Износ форсунок

Для испытания форсунок на каждом теплоходе имеется стенд, оборудованный ручным гидравлическим прессом. Установленную на стенд форсунку испытывают следующим образом.
Открывают игольчатый клапан и прокачивают форсунку топливом до тех пор, пока она полностью не освободится от воздуха.
Закрывают игольчатый клапан и медленно нажимают на рычаг пресса, наблюдая за манометром. Игла форсунки должна подняться при давлении, близком к рабочему. Если игла поднялась бесшумно и из отверстий сопла форсунки выливаются сплошные струйки топлива, а после посадки иглы на место на сопле повисает капля, значит игла форсунки требует притирки. У исправной форсунки игла при достижении рабочего давления открывается резко, с характерным звуком, и топливо вылетает из отверстий в виде тумана. После посадки иглы на место нижняя часть сопла у такой форсунки только смочена топливом и капли на ней не образуется.
Одновременно проверяют, не засорились ли сопловые отверстия. Для этого обвертывают сопло листом тонкой бумаги, но не вплотную к соплу и только в один слой, и резко нажимают рычаг пресса. Струйки топлива, вылетающие из отверстий, пробивают бумагу и на ней можно сосчитать число отверстий, пробитых струями. Если оно совпадает с числом сопловых отверстий, значит, форсунка и с этой стороны исправна.
В том случае, если какие-либо из сопловых отверстий засорены, их прочищают тонкой проволокой, диаметр которой на 0,05 мм меньше диаметра соплового отверстия. Проволоку зажимают в специальный патрон (рис. 80).

Рис 80 Патрон с иглой для прочистки отверстий распылителей
Для прочистки сопел распылитель нужно снять и иглу вынуть, а после прочистки промыть и продуть его воздухом. Если этого не сделать, грязь останется внутри сопла и попадет под иглу или снова засорит отверстия.
Плотность иглы в направляющей части также проверяют на прессе. Для этого создают в форсунке давление меньшее, чем рабочее, чтобы игла форсунки не поднялась, и отпускают ручку пресса. Если зазор в цилиндрической части не превышает допустимого, давление некоторое время останется постоянным, затем будет медленно падать. При большом зазоре давление падает в первые же 10 с.

Рис 81. Кривая времени выдержки постоянного давления в зависимости от величины зазора между цилиндрической частью иглы и корпусом распылителя
На рис. 81 представлена экспериментальная кривая, показывающая время сохранения постоянного давления в зависимости от зазора между цилиндрической частью иглы и корпусом распылителя при давлении топлива 300—350 кгс/см2.
Такими испытаниями обычно и ограничивается профилактический осмотр форсунки. Остальные ее детали промывают, очищают от грязи и осматривают.
Перед сборкой все медные прокладки отжигают.
Некоторые из дефектов форсунок можно обнаружить во время работы дизеля. На малооборотных главных дизелях хорошо работающую форсунку можно отличить по характерному звуку, напоминающему удар двух металлических предметов. Этот удар хорошо передается руке на топливной трубке, подающей топливо в форсунку. Если звук неясен или отсутствует вовсе, можно полагать, что происходит заедание иглы форсунки и она садится на место не сразу после прекращения подачи топливным насосом. Это явление возможно и в том случае, если приемный клапан топливного насоса имеет сильные пропуски, а также если сломалась пружина иглы форсунки.
При засорении отверстий у распылителя форсунки топливо не будет распыляться должным образом и процесс его сгорания настолько замедлится, что в выпускных газах появится темный дымок. То же самое произойдет и в случае значительного износа отверстий.
Пропуски в направляющей части иглы обнаруживают по обильному вытеканию топлива из контрольной трубки форсунки. Этот дефект в судовых условиях неисправим. Однако он неизбежно возникает в процессе длительной работы форсунки и относится к естественному износу. То же самое можно сказать и об увеличении диаметров сопловых отверстий.
Пропуски иглы форсунки устраняют путем притирки. У правильно притертой иглы поле должно иметь минимально возможную ширину (ОД4-0,2 мм).

Рис. 82. Различные стадии притирки иглы форсунки
Поле прилегания иглы должно находиться в верхней части основания конуса (рис. 82, а). В процессе работы форсунки поле гнезда распылителя и поле иглы деформируются (рис. 82,6); рабочее поле иглы перемещается от основания к вершине. Это ухудшает процесс распыливания форсунки, так как топливо давит не только на поясок открытия иглы, но и на образовавшееся клиновое пространство между полем иглы и полем гнезда (рис. 82,в), вследствие чего форсунка начинает открываться преждевременно. Кроме того, при посадке иглы на гнездо в этом пространстве образуется амортизирующая подушка из топлива, поступающего в клин; посадка иглы замедляется, давление выталкиваемого из форсунки топлива падает не мгновенно, а в какой-то промежуток времени, форсунка подтекает.
Перед установкой форсунки на испытательный стенд нужно осмотреть кончик ее распылителя. Если форсунка работала нормально, поверхность распылителя, обращенная в сторону цилиндра, покрыта тонким, ровным слоем сажи. Если распыление было плохим, на кончике распылителя образуется твердый нарост.
Перед тем как начинать притирку иглы, необходимо проверить, где находится поле иглы и какой оно имеет характер. Для этого нужно нанести на поле немного пасты ГОИ и несколько раз протереть иглу по гнезду. После такой пробы поле на игле обозначится вполне ясно. Если поле переместилось в сторону вершины конуса иглы, то пасту наносят только в этом месте.
В начале притирки пасту нужно менять как можно чаще, вплоть до того момента, когда паста станет располагаться по притираемой поверхности ровным слоем. Во всех случаях пасту нужно класть в возможно меньшем количестве (на кончике остро заточенной спички). Одинаково однородный цвет слоя пасты указывает на то, что поле притирается равномерно, тогда как более светлая окраска слоя указывает на наличие выступов, а более темная — впадин.
Когда удается достигнуть ровного слоя пасты, последнюю часть кладут на самый конец притираемого поля, в сторону вершины конуса (рис. 82, г). На этом этапе притирки большую роль играет качество пасты на притираемых поверхностях. Нужно добиваться того, чтобы паста по мере притирки и измельчения передвигалась от конца притираемой площади в сторону основания конуса и достигала его будучи в самом мелком состоянии. При этом конус иглы будет истираться (рис. 82,(б), а рабочая площадка — перемещаться в сторону основания конуса.
Если на первой стадии притирки удалось достигнуть ровной поверхности, то перемещение поля к его основанию произойдет довольно быстро; если же поверхность имела дефект в виде выступа, он сразу обнаружится, так как на поле в этом месте появится блестящая полоска, а само поле здесь и останется, не дойдя до основания конуса. Впадина проявит себя тем, что на ее высоте окажется не светлая, а темная полоска. В таком случае притирку нужно начинать по сути дела снова, но пасту класть в еще меньшем количестве, учитывая, что к основанию конуса она должна подходить совершенно размельченной и в конце концов постепенно исчезать.
В конечной стадии притирки поле переместится к основанию конуса, а угол конусности иглы станет меньше, чем был раньше. Это достигается тем, что свежую пасту наносят ближе к вершине конуса. По мере притирки слой пасты перемещается к основанию, все более измельчаясь и снимая поэтому все меньший слой металла. При угле конусности иглы меньшем, чем угол гнезда (см. рис. 82,в), получается наилучшее посадочное поле и соответственно наилучшая работа форсунки.
После неоднократной притирки на конусе в том месте, откуда начиналась притирка, возникнет впадина, а за впадиной — выступ (см. рис. 82, г), который необходимо выравнять шлифовкой и лучше всего на станке. Но поскольку на судах такие станки встречаются редко, то образующую иглы исправляют вручную. Для этого иглу зажимают в патрон токарного станка и осторожно снимают выступ при помощи мелкого карборундового бруска.
Затем рабочее поле необходимо хорошо отшлифовать. Для этого на нижний край поля (см. рис. 82, д, е) наносят пасту ГОИ самой тонкой марки (2—3 раза). Когда пасту наносят последний раз, иглу притирают некоторое время и затем обтирают ее, не задевая гнезда. После каждого раза пасте не надо давать просыхать, иначе на поле может появиться задир.
Во всех случаях притирку заканчивают на чистом масле, без пасты.
Окончательной операцией является тщательное промывание иглы и распылителя чистым топливом, продувание воздухом и сборка форсунки. Решающее значение в этой работе имеет чистота рабочего места, рук и обтирочного материала. В процессе притирки нужно также следить за тем, чтобы паста не попала на направляющую часть иглы. Если направляющая часть будет притираться вместе с полем, распылитель и игла будут безнадежно испорчены.
Притирочные пасты применяют в следующем порядке. При плохом состоянии иглы притирку начинают карборундовой пастой мелкого помола (английской № 361), после чего переходят на грубую, а затем на мелкую пасту ГОИ .
На пасту ГОИ следует переходить, когда поле переместилось к основанию конуса. Осматривая поле в лупу при сильном освещений, можно по характеру освещенности убедиться в том, что образующая поля является прямой линией, а на конусе не имеется сферической выпуклости. Если конус правилен, на поле не появится светового блика, под каким бы углом на него ни смотреть, и границы поля будут видны ясно. Если же поверхность поля сферическая, на нем будет виден световой «зайчик» и границы поля будут неясными. Сферическую поверхность необходимо исправить в процессе притирки.
Притирка иглы значительно облегчится, если середину ее конуса обработать специальным мелким шлифовальным камнем, закрепив иглу в патроне токарного станка. В этом случае время притирки сокращается во много раз.
Из перечисленных дефектов, встречающихся в форсунках, полностью поддаются исправлению только подтекание форсунки и засорение сопловых отверстий. Но имеются и исключения. На отдельных наших судах механики высокой квалификации не только изготавливают новые детали форсунок, но и очень удачно модернизируют их.
В том случае, когда иглу форсунки заест в направляющей и она не может подниматься даже под напором топлива и опускать ся под действием пружины, ее выпрессовывают при помощи различных приспособлений.

Рис 83.  Приспособления для выпрессовки пригоревших игл форсунок
Приспособление (рис. 83, а) состоит из штуцера 4, в который закладывается направляющая иглы 5, накидной гайки 2 и переходного штуцера 1, в который ввертывается муфта 5 трубки гидравлического пресса. Приспособление в собранном виде устанавливают в пресс, который создает давление, достаточное для выпрессовки иглы. Это приспособление применяют на серийных танкерах типа «Казбек».
Для форсунок дизелей Поляр в Северном пароходстве применяют другое приспособление (рис. 83, б), принцип работы которого тоже прост. Приспособление состоит из корпуса 8, крышки 6 и штуцера 5. В корпус 8 вставляют форсуночную пару с заклиненной иглой 7 и затягивают крышкой 6. Штуцер 5 присоединяется к прессу, который подает топливо по штуцеру под иглу через сверление в крышке, кольцевую канавку и сверление в распылителе; создаваемое высокое давление выбрасывает иглу через сверление в крышке.
Причиной заедания иглы обычно является грязь в направляющей части, более часто это наблюдается у сильно изношенных игл. Заедание сопровождается задиром, который можно отшлифовать, но это еще более увеличит зазор между иглой и направляющей, в результате чего срок службы такой пары значительно сократится. Такие дефекты, как чрезмерный зазор между иглой и направляющей и значительное увеличение диаметров сопловых отверстий вследствие износа, ни в судовых, ни в береговых условиях исправить нельзя.