Регулирование дизеля

Дизель регулируют для обеспечения заданных показателей его работы на эксплуатационных режимах по мощности, экономич­ности, приемистости, надежности и т. д. Нарушение заводских рекомендаций по регулировке дизеля в эксплуатации, порой мало­заметное по регистрируемым параметрам, может привести к серьез­ным отрицательным последствиям.

К конструктивным факторам, с которыми приходится сталки­ваться при регулировке дизеля, относятся общий угол опережения подачи топлива; фазы газораспределения; цикловая подача топ­лива и угол опережения подачи топлива по цилиндрам; взаимо­действие привода управления топливными насосами с регуля­тором частоты вращения и предельным выключателем.

Определение положения поршня в верхней мертвой точке. Поршень имеет два характерных положения: верхнее положение, когда расстояние между поршнем и крышкой минимальное, называется верхней мертвой точкой (в. м. т.), и нижнее, когда это расстояние максимальное, — нижней мертвой точкой (н. м. т.). Разница между этими характерными точками составляет 180° поворота коленчатого вала.

Основные положения поршня служат началом отсчета для всех конструктивных регулировок дизеля. Приспособление для определения верхней мертвой точки имеется в комплекте инстру­мента и приспособлений к каждому дизель-генератору. Отсчет градусов поворота коленчатого вала ведется по ведущему диску муфты, который имеет градуировку от 0 до 360°. Здесь же нане­сены метки в. м. т. поршней, расположенные по порядку, работы цилиндров.

Градуировка диска и нанесение меток в. м. т. осуществляются на заводе; в эксплуатации иногда приходится уточнять правиль­ность установки стрелки, от которой ведется отсчет положения коленчатого вала. Обычно эта операция выполняется после ре­монта дизеля.

Приспособление для проверки в. м. т. состоит из индикатора, кронштейна и штока. Шток через индикаторный канал вводят в цилиндр до упора в головку поршня (индикаторный кран при этом должен быть снят). Перемещение поршня при проворачивании коленчатого вала передается штоку и фиксируется индика­тором, установленным на кронштейне. Поставив приспособление, необходимо повернуть коленчатый вал дизеля до полной оста­новки стрелки индикатора, который после этого устанавливают с натягом 5—6 мм, а цифру «нуль» шкалы индикатора необходимо совместить со стрелкой.

Для того чтобы выбрать зазоры в приводе распределительного вала коленчатый вал поворачивают вначале против направления его вращения до тех пор, пока шток приспособления не переме­стится на 3—4 мм, а затем по направлению вращения до тех пор, когда индикатор покажет 1,5—2,00 мм (например, 1,80 ± 0,02 мм) до нулевого положения. В этот момент на диске муфты отмечается положение стрелки.

Затем коленчатый вал дизеля поворачивают по направлению вращения так, чтобы шток приспособления переместился на 3—4 мм от нулевого положения (при этом поршень пройдет в. м. т.), а потом, выбирая зазоры, против направления вращения так, чтобы стрелка индикатора приспособления не доходила 1,50— 2,00 мм (в данном случае 1,80 ± 0,02 мм) до нулевого положения, и отмечают на диске муфты положение стрелки. Верхнюю мерт­вую точку находят делением пополам расстояния между полу­ченными отметками на диске муфты.

Проверка и регулирование общего угла опережения подачи топлива. От угла опережения подачи топлива в цилиндр в боль­шой мере зависит характер протекания рабочего процесса и тем­пература деталей цилиндро-поршневой группы. Для дизелей типа Д49 при применении поршней по чертежу 5Д49.22СБ-6 общий угол опережения подачи топлива устанавливался в поло­жении 22—23° поворота коленчатого вала до в. м. т., а для поршней по чертежу 5Д49.22СБ-9 в положении 25—28° поворота ко­ленчатого вала до в. м. т. в зависимости от форсировки дизеля. Неправильная установка угла опережения подачи топлива может вызвать ряд нежелательных явлений. Угол опережения подачи топлива устанавливается более ранним, чем положено. В этом случае увеличиваются давление сгорания (неточность в 1° п. к. в. дает изменение максимального давления сгорания от 0,3 до 0,4 МПа в зависимости от форсирования двигателя) и жесткость работы двигателя (ощущаются «на слух» звонкие удары в цилин­драх, особенно в диапазоне частоты вращения коленчатого вала от 400 до 700 об/мин). В результате снижается ресурс дизеля за счет роста динамических нагрузок на детали цилиндро-поршне­вой группы и подшипники коленчатого вала.

При установке более позднего момента начала подачи топлива происходит уменьшение максимального давления сгорания и жесткости работы двигателя, дымность выпуска увеличивается, снижается экономичность в диапазоне 70—100 % N_НОМ и, хотя температура крышки цилиндров и поршня при уменьшении угла опережения подачи топлива на 2—3° п. к. в. относительно рекомендованного несколько умень­шается, возрастает температура выпускных клапанов и деталей турбины за счет роста темпера­туры выпускных газов. В обоих случаях пропорционально эко­номичности изменяется мощ­ность двигателя.

При доводке дизеля угол опережения подачи топлива выбирается с учетом вышепри­веденных факторов и допуска на индивидуальную регули­ровку угла по цилиндрам, за счет прокладок под топливные насосы высокого давления. Поэтому необходимо тщательно придерживаться рекомендаций завода при регулировке угла опережения подачи топлива.

Конструкция распредели­тельного вала дизеля обеспе­чивает фиксированное (в соот­ветствии с порядком работы цилиндров) расположение ку­лачковых шайб привода впускных, выпускных клапанов и то­пливных насосов. Привод распределительного вала позволяет устанавливать взаимное положение коленчатого и распреде­лительного валов с точностью 0,27° п. к. в. за счет раз­ницы шлицев соединительной втулки и приводного вала. Уста­новка и проверка общего угла опережения подачи топлива вы­полняются только при ремонтах двигателя, связанных с разбор­кой узла привода распределительного вала.

Соединение распределительного вала с коленчатым валом. Пред­варительно штанги привода впускных и выпускных клапанов снимают, так как при начальных стадиях процесса соединения валов можно погнуть штанги и клапаны от соприкосновения их с поршнями. Соединение распределительного вала с коленчатым валом производится после проверки в. м. т.

Вместо первого топливного насоса устанавливают приспособ­ление (рис. 113) для замера общего угла опережения подачи топ­лива и в любом положении распределительного и коленчатого валов вводят шлицевую втулку (см. рис. 36) в зацепление с шестер­ней привода распределительного вала и распределительным валом.

Медленно поворачивая валоповоротным механизмом коленча­тый вал по направлению вращения, определяют, когда толкатель приспособления будет находиться на цилиндрической части топ­ливной шайбы. В этом положении распределительного вала устанавливают индикатор с натягом 2—3 мм, а цифру «нуль» шкалы индикатора совмещают с его стрелкой. Далее поворачивают ко­ленчатый вал по направлению вращения до подъема толкателя приспособления на 5 мм (отчет ведется по шкале индикатора). Специальным съемником выводят шлицевую втулку из зацепле­ния с распределительным валом, коленчатый вал проворачивают по направлению вращения и устанавливают в положение, соответ­ствующее размеру опережения подачи топлива в градусах, при­веденных в формуляре дизель-генератора. После этого шлицевую втулку вводят в зацепление с шестерней распределительного вала и распределительным валом: снимают съемник, ставят маслоотбойник, регулировочное кольцо и при помощи специальных щип­цов устанавливают стопорное кольцо. Правильность соединения распределительного вала с коленчатым валом проверяют по об­щему углу опережения подачи топлива.

Проверка угла опережения подачи топлива. Общий угол опере­жения подачи топлива проверяют в порядке, установленном ин­струкцией, по первому цилиндру с использованием того же при­способления, что и для соединения распределительного вала с ко­ленчатым (см. рис. 113). Для этого валоповоротным механизмом поворачивают коленчатый вал по направлению вращения до тех пор, пока толкатель 2 приспособления станет на цилиндрическую часть топливной шайбы. В этом положении индикатор приспособ­ления устанавливают с натягом 2—3 мм и цифру «нуль» шкалы индикатора 1 совмещают со стрелкой. Затем коленчатый вал по­ворачивают по направлению вращения до подъема толкателя приспособления на 5 мм (отсчет ведется по шкале индикатора). Это положение соответствует началу подачи топлива, которое определяется по числу градусов на диске муфты между стрелкой и меткой в. м. т. проверяемого цилиндра.

Угол опережения подачи топлива регулируют в случае, если его величина не соответствует записанной в формуляре дизеля. Для этого нажатием на рычаги специальным приспособлением снимают штанги привода клапанов во избежание их повреждения при соприкосновении с поршнем. Затем открепляют и снимают крышку (см. рис. 36) привода распределительного вала; специаль­ными щипцами, имеющимися в комплекте инструмента, снимают стопорное кольцо, вынимают регулировочное кольцо и маслоотбойник; снимают индикатор приспособления. На шлицевую втулку устанавливают съемник и медленным вращением колен­чатого вала по направлению вращения находят положение, при котором шлицевая втулка свободно выходит из зацепления, отме­чают на диске муфты показание стрелки и вынимают шлицевую втулку. После этого поворачивают коленчатый вал:

· при уменьшении общего угла опережения подачи топлива — по направлению вращения коленчатого вала на необходимый угол уменьшения опережения подачи топлива от полученного при про­верке;

· при увеличении общего угла опережения подачи топлива — против направления вращения коленчатого вала на угол 5—6° больше, чем угол, на который требуется изменить опережение, а затем по направлению вращения коленчатого вала на необхо­димый угол увеличения опережения подачи топлива.

Затем шлицевую втулку вводят в зацепление с шестерней привода распре­делительного вала и самим валом, устанавливают маслоотбойник, регулировочное и стопорное кольца. После контрольной проверки полученного угла опережения подачи топлива устанавливают крышку на привод распределительного вала и штанги.

Проверка фаз газораспределения. Фазы газораспределения определяют начало открытия и конец закрытия впускных и вы­пускных клапанов относительно верхней и нижней мертвых точек. От правильности установки фаз зависит процесс газообмена в ци­линдре двигателя и как следствие мощность, расход топлива, температура выпускных газов, дымность и т. д. С проверкой фаз газораспределения на двигателе приходится сталкиваться обычно в процессе ремонта, когда распределительный вал разбирают. Фазы газораспределения проверяют после проверки опережения подачи топлива, т. е. если есть уверенность в правильности соеди­нения распределительного вала с коленчатым валом.

Перед проверкой необходимо удалить масло из гидротолка­телей и выбрать в них зазоры. Масло из гидротолкателей удаляется с помощью специального приспособления (рис. 114).

Зазор в ги­дротолкателях выбирается с помощью мерного набора пластин щупа, устанавливаемых между колпачками клапана и гидротол­кателя. Проверка фаз газораспределения на дизеле производится с помощью приспособления, показанного на рис. 115.

При заводской сборке распределительного вала все кулач­ковые шайбы устанавливают на фиксирующие шпонки, пазы под которые в вале сделаны в строгом соответствии с порядком работы цилиндров. Поэтому проверку фаз достаточно вести по одному цилиндру, в соответствии с заводской инструкцией — по первому правому. Для этого снимают крышку кожуха крышки ци­линдра, валоповоротным ме­ханизмом проворачивают ко­ленчатый вал по направлению вращения и устанавливают кри­вошип проверяемого цилиндра в положение 85—90° после н. м. т., когда проверяют на­чало открытия впускных кла­панов, и в положение 85—90° за в. м. т., когда проверяют начало открытия выпускных клапанов. Устанавливают на колпак крышки цилиндра при­способление для проверки фаз газораспределения так, чтобы шток приспособления опирался на тарелку одного из клапанов, индикатор устанавливают с натягом 7—8 мм, а цифру «нуль» шкалы индикатора совмещают с его стрелкой. Медленно прово­рачивают коленчатый вал дизеля по направлению вращения и отмечают по шкале индикатора 5 мм открытия клапана. В этом положении коленчатого вала отсчитывают число градусов на шкале муфты между положением стрелки и меткой в. м. т. при проверке начала открытия впускных клапанов и н. м. т. при про­верке начала открытия выпускных клапанов.

Полученные значения фаз газораспределения должны соответ­ствовать указанным в формуляре дизель-генератора.

Проверка и установка зазоров в гидротолкателях. Торцовый зазор между корпусом и плунжером гидротолкателя подобран из расчета компенсации температурных удлинений деталей клапан­ного механизма и одинаков для всех модификаций дизелей типа Д49. На холодном двигателе при температуре охлаждающей воды, масла и температуре окружающей среды около 20 °С он равен для впускных клапанов 0,4—0,6 мм, для выпускных клапанов 0,6—0,8 мм. При недостаточном зазоре клапан не будет полностью закрываться и в результате прорыва газов в процессе сгорания температура его тарелки недопустимо повысится. Это может при­вести к повреждению клапана и седла в крышке цилиндра. Внеш­ним признаком недостаточных зазоров в гидротолкателях яв­ляется повышение температуры выпускных газов соответству­ющих цилиндров, а в отдельных случаях прекращение работы этих цилиндров на холостом ходу.

При увеличенном зазоре в гидротолкателе может повыситься скорость посадки клапана на седло и как следствие вызовет ин­тенсивный износ фасок клапана и седла. Чтобы для каждого впускного и выпускного клапанов одной крышки цилиндра зазоры в гидротолкателях нахо­дились в пределах допуска, необходимо установить неодно­временность открытия клапанов не выше 0,2 мм.

Проверка и установка од­новременности открытия кла­панов и зазоров на масло про­изводятся с помощью приспосо­бления (рис. 116).

Вначале поршень проверяемого цилин­дра устанавливают в в. м. т. при такте сжатия (ролики ры­чагов распределительного вала должны находиться на цилин­дрической части шайбы), затем снимают штанги и вынимают из рычагов гидротолкатели.

После удаления масла из гидротолкателей их устанавли­вают обратно в рычаги согласно маркировке, а на рычаг крышки цилиндра устанавливают при­способление так, чтобы его штоки стояли на тарелках кла­панов в плоскости, проходящей через оси клапанов, или не­сколько ближе к лотку.

Индикаторы устанавливают с натягом 1,5—2 мм и совме­щают цифру «нуль» шкал индикаторов с их стрелками.

Нажатием на рычаг определяют зазор на масло и одновремен­ность открытия клапанов (стрелки индикаторов при выборе за­зора перемещаются на плюс; при начале открытия клапанов или стоят, или незначительно перемещаются на минус), зазор определяется по окончании движения стрелок индикаторов на плюс. Одновременность открытия клапанов в пределах допуска достигается подбором или шлифовкой колпачков клапанов.

Если зазоры на масло в гидротолкателях при удовлетворитель­ной одновременности будут больше или меньше допустимых пре­делов, их регулируют увеличением или уменьшением длины штанг. После регулировки необходимо законтрить штанги и за­стопорить контргайки, после чего вновь проверить зазоры на масло.