Лабораторная работа по МДК 01.02 Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта: Технология производства, дефектации и ремонта форсунок.

 Лабораторная работа № 8

Технология производства, дефектации и ремонта форсунок.

Задание: Изучить технологии производства, дефектации и ремонта основных деталей форсунок.

Цель задания: Изучить технологию производства ремонта, а также произвести дефектовку иглы и распылителя:

1. на герметичность запирающего конуса;

2. на гидроплотность и подвижность цилиндрического сопряжения;

3. по состоянию распыливающих отверстий;

4. по качеству распыливания и направлению топливных струй.

Характеристика деталей форсунок.

Тип форсунки	Материал	Термообработка	Твёрдость
Закрытая много сопловая, модель 33 1. Распылитель. 2. Игла. 3. Пружина	___________________________________________________________________________	___________________________________________________________________________	___________________________________________________________________________

Сведения о материалах и технологии производства форсунок.

          Для изготовления деталей форсунок требуются материалы, обладающие сопротивлением удару,                               износостойкостью, прочностью и жаропрочностью, высокой твердостью и антикоррозионной стойкостью, хорошей обрабатываемостью.

Целые распылители изготовляют из стали 18Х2Н4МА или инструментальной стали ХВГ. Для отдельных сопловых наконечников применяют шарикоподшипниковую сталь ШХ15 или быстрорежущую Р18. Гайку распылителя выполняют из стали 45 или легированных сталей, иглу - из ШХ15, ХВГ и Р18. Твердость деталей из трех последних сталей доводится до HRC 60-65. Корпус форсунки выполняют литьем по выплавляемым моделям или штамповкой. Материалом служат стали 45, 12ХНЗА и др. Вторая сталь требует цементации на глубину 1,1-1,6 мм по торцу.

 Пружину форсунки, воспринимающую большие динамические нагрузки, изготовляют из шлифованной полированной проволоки (сталь 50ХФА или 60С2А), закаливают до твердости HRC 42-47, для повышения сопротивления усталости подвергают дробеструйной обработке и азотированию на глубину 0,15-0,3 мм. Для уменьшения усадки пружин приме­няют перераспределение напряжений по сечению витков-заневоливание. При этом пружину обжимают в рабочем на­правлении до появления пластических деформаций в поверхностном слое. Торцы пружин сошлифовываются до прилега­ния к плоскости на участке 0,75 длины окружности. Неравномерность витков допускается не более 0,2 мм, непараллель­ность двух торцов— менее 0,1 мм. С учетом высоких нагрузок на штангу ее изготовляют также из высококачественных сталей ХВГ и ШХ15 и закаливают сопрягающиеся поверхности до HRC 56-60.

Цикл термической обработки деталей начинают с закалки. Нагрев осуществляют в расплаве солей NaCI, KC1, Bad; при температуре 850-1250°С в течение 12-18 мин и охлаждают в масле 5-10 мин. Детали подвергают одному-двум цик­лам отпуска. При высоком отпуске детали нагревают в печи до 550-560°С, а охлаждают на воздухе. Низкий отпуск длится в течение часа в масляной ванне при температуре 170-190°С. При использовании малоуглеродистых сталей закалке предшествует цементация при температуре 900-910°С в течение 4-5 ч в твердом карбюризаторе.

 Для стабилизации размеров и исключения деформаций в процессе сборки и эксплуатации применяют обработку холодом и искусственное старение. Обработку холодом проводят при температуре  65  ¸ 100°С в течение 30 мин в атмосфере жидкого азота или смеси этилового спирта с сухим льдом. После этого детали подвергают новому отпуску в масле при температуре 100°С в течение 3 ч Старение, часто двукратное, проводят также в масляной ванне при температуре 150 -180°С в течение 3-25 ч После окончательного шлифования цилиндрических поверхностей и кромок производят притирку и окончательную доводку, а также антикоррозионную обработку.

Распыливающие отверстия, несмотря на малый диаметр, хорошо цементуются и закаливаются, однако слой металла с максимальной твердостью располагается не на поверхности, а на глубине 0,1 мм и соответствует HRC 62-63 вместо HRC 60. Удалить с поверхности более мягкий слой можно абразивным гидрополированием. С помощью этой операции или электрохимической обработки распылителя удаляют заусенцы в труднодоступных местах, что позволяет стабилизировать значения коэффициентов расхода дросселирующих сечений. Если распыливающие отверстия образованы не сверлением, а электроискровой прошивкой, то они содержат «калибровочный» твердый слой, замедляющий их изнашивание. Элек­троискровую прошивку проводят в масле или керосине. Катодом является распылитель, с инструмента-анода-подаются короткие мощные импульсы. При разряде металл катода оплавляется, испаряется-происходит взрывообразный выброс вещества, улавливаемого средой. Этот метод, однако, пока не обеспечивает такую же, как при сверлении, точность. На рис. представлены чертежи длиннокорпусного распылителя и иглы форсированного среднеоборотного дизеля. К ме­ханической обработке деталей предъявляют жесткие технические требования. Свободные размеры выполняют с допу­ском по квалитету 14, шероховатость специально не оговоренных поверхностей распылителя Ra = 2,6 ¸ 1,25 мкм, иглы Rа = 0,25— 0,16 мкм, Перед началом производства материал поставки проверяют на соответствие специальным требованиям. После предварительной обработки и округления острых кромок распылитель подвергают азотированию на глубину 0,3-0,5 мм. Иглу изготовляют из стали Р18, распылитель из стали ЗОХЗВА. После термообработки их твердость соответственно HRC 58-62 и HRC 60-68. В пределах чувствительности измерительного прибора с ценой деления 0,0005 мм. Граненость прецизионных цилиндрических поверхностей А деталей не допускается, при наружном осмотре они не должны иметь следов обработки. Конусность поверхностей А иглы и распылителя должна быть не более 0,001 и 0,002 мм, вершина конуса - со стороны запирающей конической поверхности. Детали проверяют на магнитном дефектоскопе и размагничивают - дефекты не допускаются. Дополнительно к распылителю предъявляют следующие технические требо­вания: распыливающие отверстия должны сверлиться равномерно по коническому пояску В; его ширина составляет 2-2,3 мм; биение конуса относительно оси Г-не более 0,2 мм; отклонение между осями отверстий - не более 1°; выходные кромки отверстий - ровные, острые, без заусенцев. Правильность расположения и качество обработки распыливающих отверстий проверяют на специальном стенде проливкой дизельным топливом под давлением 0,2 МПа, струи топлива должны быть ровными и гладкими. Суммарная подача распылителя при проливе дизельным топливом под давлением 1 МПа должна соответствовать 850 г. за 20 с. при температуре 15-25°С. Разница в пропускной способности отверстий одного распылителя - не более 8%. Проверяют выход отверстия диаметром ЗН12 в карман распылителя; перепонки и за­усенцы не допускаются.

Широко используют селективную сборку распылителя и иглы. При этом детали топливных систем крупных дизелей обычно подвергают притирке по цилиндрической поверхности с использованием полировальной пасты в каждой размер­ной группе. В любом случае добиваются такой подвижности иглы, чтобы она, будучи вынутой, на 1/3 длины при наклоне под углом 45° к горизонтали, опускалась в распылителе под действием веса. Между операциями соединения сопряжен­ных деталей обязательны тщательная промывка, продувка сжатым воздухом, смазывание дизельным топливом.

Испытание распылителей на герметичность ведут на стенде с аккумулятором топлива. При повышении давления, меньшего на 1-2 МПа давления начала впрыскивания, в течение 10-15 с не допускается появление на носике распылителя капли или его потения. В противном случае применяют последовательно промывку, притирку по конусам, замену иглы, повторное шлифование распылителя по конусу.

Для оценки гидроплотности пружины затягивают в 1,5-2 раза больше нормы, создавая давление в аккумуляторе руч­ным плунжерным насосом, отключаемым после этого от аккумулятора краном. Для много струйных распылителей дав­ление в системе с 35 до 30 МПа должно уменьшиться не быстрее чем за 15с; для одноструйных-с 20 до 18 МПа не быст­рее чем за 5 с., для контроля состояния стенда производят его опрессовку - падение давления с 30 до 25 МПа должно происходить не быстрее чем за 3 мин. Испытания ведут, используя смесь вязкостью 10-11 мПа-с; перед опрессовкой рас­пылителя производят одно контрольное впрыскивание.

Расходные характеристики распыливающих отверстий в первую очередь определяют гидравлическое единообразие форсунок. Для контроля этого показателя форсунки подвергают статической проливке заданным количеством топлива и определяют необходимое для этого время. Используют также измерение мгновенного расхода воздуха, обеспечиваемого форсункой при статической продувке. Допускаемое отклонение от номинального значения ограничивают ± 10%. Приме­няют также сортировку по группам, каждую топливную систему укомплектовывают в этом случае из одной группы. Ох­лаждаемые форсунки проверяют, кроме того, на герметичность полости охлаждения. В ряде случаев распылители могут подвергаться выборочному контролю на точность соблюдения направления топливных струй и равномерность или за­данное соотношение топлива, подаваемого через отверстия. Для этого впрыскивание осуществляют соответственно в секционированный сборник и прозрачную градуированную полусферу.

Далее производят регулировку давления начала впрыскивания (+ 4%), одновременно контролируя качество впрыски­вания. Оно должно быть с четким началом и концом и сопровождаться характерным резким дробящим звуком-«скрипом». Не допускается появление отдельных капель или струек, заметных сгущений, а также подтекание. В заклю­чение форсунку обкатывают, осматривают, клеймят, заполняют защитной смесью, отверстия закрывают заглушками. Рис. 1

                                   Основные дефекты:

риски и следы износа на торцовой поверхности корпуса распылителя 1 (см. Рис.1), на на­правляющей 2, на конусных 3 поверхностях иглы и корпуса и износ сопловых отверстий 4. Корпус 5 распылителя с увеличением сопловых отверстий и со следами оплавления носика бракуется. Сопловые отверстия контролируют калибром 0 0,370 мм (если калибр проходит хотя бы в одно из отверстий — корпус распылителя бракуется).

Ремонт основных дефектов.

Риски и следы износа на торцовой поверхности корпуса распылителя удаляют путем при­тирки и доводки до зеркального блеска на плите, применяя соответствующие притирочные пасты в зависимости от глубины рисок. Риски и следы износа на направляющей и конусной поверхностях отверстий в корпусе удаляют при помощи притиров, доводя поверхность до тре­буемой геометрической формы и шероховатости и затем в зависимости от диаметра разбивают на группы.

Иглу 6 обрабатывают на соответствующем притире, закрепляя ее через обойму в патрон то­карного станка, притир же при помощи оправки держат в руке. При обработке корпуса притир закрепляют в патрон, корпус держат в руке (частота вращения шпинделя 200—350 об/мин, притирку заканчивают при появлении на корпусе притира пояска шириной до 0,5 мм).    Основные дефекты

корпуса распылителя

 и иглы форсун­ки двигателя ЯМЗ

        Рис. 2. Рабочие чертежи деталей форсунки форсированного среднеоборотного дизеля:

а - распылитель; б - игла форсунки.

Иглы разбивают на группы по диаметру направляющей поверхности, подбирают по соответствующим группам кор­пусов распылителей и доводят притиркой сопряженных деталей после нанесения тонкого слоя пасты сначала на цилинд­рическую поверхность иглы, затем на конусную (предварительно промыв и смазав дизельным топливом цилиндри­ческую поверхность).

Притирку и доводку производят тремя пастами: притирку — пастой 28 мкм (светло-зеленого цвета), доводку — пас­той 7 мкм (темно-зеленого цвета), освежение — пастой 1 мкм (черного цвета с зеленым оттенком). После каждого про­цесса притирки и доводки детали необходимо тщательно промывать в чистом дизельном топливе.

Сопряжение корпус распылителя — игла после ремонта должно соответствовать следующим техническим требовани­ям:

1. расстояние между торцом иглы и корпуса должно быть 0,34 мм, этот размер обеспечивается доводкой торца;
2. игла после тщательной' ее промывки и смазки дизельным топливом, выдвинутая на 1/3 своей длины из корпуса, накло­ненного на угол 45°, должна плавно без задержек опускаться до упора под действием собственной массы (проверка плотности, качества распыливания и герметичности запорного конуса производится при испытании форсунки в сборе).

Заключение о детали.

                                             (Негодная, годная, требует ремонта с указанием способа ремонта .)

1. По результатом внешнего осмотра_____________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________                                                                                                                                                                                                                                      

2. по состоянию распиливающих отверстий________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. по качеству распыливания и направлению топливных струй_______________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. на герметичность запирающего конуса__________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. на гидроплотность и подвижность цилиндрического сопряжения___________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Общее заключение________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Контрольные вопросы и задания

1. Почему сопла форсунки просверлены под разными углами?

2.  Что произойдёт с работой двигателя при сборке и установке форсунки при нерезком окончании впрыска?

3.  Почему нельзя затягивать гайки при сборке и установке форсунки, нажимных штуцеров насоса, свыше усилия, пре­дусмотренного техническими условиями?

4.  Оборудование и приборы, применяемые при проверке и регулировке форсунок.

Подпись студента               ————————

Подпись преподавателя ————————      "————"—————————200- г