Загальні положення з ремонту дизельних двигунів
Завантажити книгу у форматі “word” ви можете в кінці опису.
Технічна ремонтна документація
Основним документом, який регламентує ремонтні роботи є Керівництво з деповського ремонту (Керівництво ДР) ЦР 3887/ ЦР 3731, що визначає: загальну характеристику кожної деталі (матеріал, термообробку, твердість і основа йзчіри): порядок дефектації деталей (пояси вимірювання, місця огляду тощо): можливі дефекти і способи їх виявлення; допустимі розміри деталей без ремонту; ознаки кінцевого браку; рекомендовані способи відновлення деталей.
Керівництво з ДР є відомчим документом, який вводиться в дію відпо-відним наказом по галузі, що керує ремонтом, а також розповсюджується тільки на певний тип двигунів внутрішнього згоряння.
Керівництво з ДР складається а трьох частин:
– технічних умов на дефектяцію і ремонт деталей та вузлів;
– технічних умов на складання і випробування агрегатів, вузлів і двигуна в цілому;
– альбому креслень ремонтних і додаткових деталей.
Керівництво з ДР є основою для дефектації деталей двигуна після його розбирання. При дефектації результати вимірювань, огляду, гідравлічних випробувань заносять у відомість дефектації. Використовуючи Керівництво з ДР, у відомості записують дані про стан деталей і визначають їх групу залежно від ступення придатності.
Відомість дефектації є основою для уточнення ремонтної відомості і загального об’єму ремонтних робіт, одержання запасних частин складання відповідних замовлень на відновлення деталей або на їх виготовлення.
На вагоноремонтних підприємствах, які ремонтують двигуни середньої і великої потужності, до складу документації на ремонт двигунів внутрішнього згоряння входять: правила деповського ремонту; карти технологічного процесу ремонту; графік ремонту, який вивчає послідовність робіт; інструкції на розбирання, дефекттацію, ремонт, складання і регулювання окремих вузлів і двигуна в цілому; технологічні інструкції на виготовлення окремих відповідальних деталей; опис пристосувань, які застосовуються при ремонті, та їх креслення; відомості норм витрати матеріалів і технічні умови на обкатку та випробування двигуна з бланками таблиць вимірювання.
Несправності дизелів та причини їх виникнення
Несправності дизеля часто виникають через порушення теплових і навантажувальних режимів роботи, а також в результаті використання недоброякісного дизельного палива і мастильних матеріалів. Наприклад, при запуску охолодженого дизеля температура повітря в циліндрі у кінці такту стиснення може бути недостатньою для само за-палення паливно-повітряної суміші, через що дизель довго не запускаться і його вал не розвиває потрібної частоти обертання.
На цьому режимі масляний насос не розвиває продуктивності, яка передбачена технічною характеристикою, масло з картера не розбризкується на стінки циліндрів. В результаті виникає інтенсивне спрацювання деталей циліндро-во-поршневої групи. Неприпустимо важкі умови виникають для шатунних підшипників дизеля при запуску в холодному стані.
При роботі охолодженого дизеля, відразу після запуску, в’язкість масла в картері у декілька разів перевищує в’язкість при нормальному теп-ловому режимі, що не сприяє утворенню масляного клину між деталями, які труться одна об одну. Тому на спряжених деталях виникає під-вищене тертя з виділенням тепла.
При збільшенні навантаження зростає тиск на поверхнях тертя, і тепловиділення різко підвищується. Це викликає розрідження масла, що знаходиться між поверхнями тертя і посилено витікає із зазорів. Надходження на поверхню тертя свіжого масла через його загуснення практично не відбувається і деталі працюють в умовах напівсухого тертя.
Це викликає посилене молекулярно-механічне спрацювання поверхонь тертя. Особливо несприятливі умови складаються в кривошипно-шатунному механізмі, який зазнає значних знакозмінних навантажень від тиску робочих газів та інерційних сил. Тому одночасно з інтенсивним спрацюванням деталей на них з’являються задири ( нап-рилад, на шатунних шийках колінчатого валу, підшипникових циліндрових втулках).
Завдяки розігріванню деталей і циркуляції по його системі масла невідповідність між кількістю масла, що витікає, і його подачею до підшип-ників зменшується і при досягненні нормальної температури повністю усувається.
Після запуску непрогрітого дизеля між кільцями і втулкою циліндра, а також в замках кілець можуть з’являтися зазори, які зникають в міру підвищення температури цих деталей і відповідно об’ємного розшире-ння або лінійного подовження металу. Тому під час прогрівання двигу-на виникає збільшений прорив робочих газів з надпоршневого просту в картер дизеля і відчутна втрата потужності агрегату.
Це може супро-воджувати посилене винесення масла в зворотному напрямку і за коксову-ння, а не згоряння його в кільцевих канавках поршнів через недостатню для повного згоряння температури. Такий процес, зазвичайно, супроводжується викидом в атмосферу густого сизобілого диму.
Окрім того, в непрогрітому маслі внаслідок підсиленого окислення виникають смолянисті речовини, які також сприяють пригорянню (заляганню) поршневих кілець. Причиною підвищеного смоловиникнення може бути недостатня фільтрація холодного масла. Смолянисті осади, які накопичуються на поверхні компресійних кілець, поступово заповнюють зазори між канавками і кільцями, а це запобігає їх вільно-му пересуванню. Під тиском робочих газів накопичені відкладання виштовхуються всередину канавок і просуваються далі навколо кілець. Рух кілець дещо утруднюється, якщо вони втрачають здатність пружинити.
На технічний стан дизеля негативно впливає його перенаваження і перегрівання.
При перегріванні може закипіти вода в сорочці охолодження блоку і головках циліндрів а одночасним підвищенням температури масла в картері вище 100 ’С. Поряд з приско-реним старінням масла зростає інтенсивність спрацювання деталей (в результаті надмірного розрід-ження шару мащення і значних температурних деформацій деталей). При перегріванні дизеля в його водяній сорочці і зонах найбільшого нагрівання перемичках між клапанними гніздами в головках циліндрів і верхніх поясах втулок циліндрів виникають парові мішки, які спричи-няють інтенсивне жолоблення перерахованих деталей, прогоряння прокладок між головками циліндрів і блоком та утворення тріщин в дни-щах головок.
При надмірно високій температурі стінки камери згоряння. Через масляний шар, який осів на них, швидко покриваються нагаром, що погір-шує відведення тепла від нагрітих поверхонь. Перегрівання двигуна найчастіше виникає через його перевантаження, наявність в системі охолодження великої кількості накипу, забруднення охолоджувача води, вихід з ладу електродвигуна водоохолоджувача або через не спра-вність водяного насосу.
Залежно від спрацювання деталей шатунно-поршневої групи при перегріванні двигуна зростає угар масла. Угар — це втрати масла в картері через попадання його в камеру згоряння і винесення з випускними газами, а також випарювання, згоряння і термічного розкладання (старіння) в умовах підвищених температур і тиску. Угар масла зале-жить головним чином від ступеня спрацювання деталей, а також режи-му роботи двигуна.
Підвищене спрацювання і несправності окремих вузлів або систем дви-гуна викликають, як правило, глухий стук в місцях спряження деталей, погіршують процеси згоряння палива, зниження показників потужності і економічності, збої в роботі двигуна тощо.
Двигун е складною системою взаємопов’язаних елементів, тому багато його несправностей проявляються однаково. Щоб розпізнати їх, не обхідні досвід і навички. Несправності двигуна досить часто знаходять методом вимкнення. Наприклад, циліндр чотирициліндрового дизеля перевіряють почерговим відключенням подачі палива у форсунки і циліндри.
Щоб попередити передчасне спрацювання двигуна і виникнення різномунітних несправностей, необхідно дотримуватися таких вимог:
– перед запуском дизеля в холодну пору року прогрівати масло в картері. волу в системі охолоді;
– при прогріванні дизеля навантажувати його поступово, доводячи до повного навантаження при температур води в системі охолодження не нижче 70 °С і масла в картері — не нижче 50 °С;
– слідкувати за тим, щоб дизель довго не працював з перевантаженням, і не допускати його перегрівання;
– не допускати роботу дизеля з перебоями;
– не експлуатувати двигун на холостому ходу більше 20 хв.
Несправності паливної системи, що виникають під час експлуатації, складають 75% всіх несправностей і відмов у дизелю рефрижераторного рухомого складу. Найбільш частими з них є незадовільна робота форсунок; занадто раннє або пізнє впорскування палива в циліндри; нерівномірна подача палива насосними елементами; задири на робочих поверхнях, заклинювання і передчасне спрацювання прецизійних пар; незадовільна робота регулятора частоти обертання колінчастого валу тощо.
Основними причинами перерахованих несправностей є ворушених умов зберігання дизельного палива, недотримання правил технічного обслуговування системи живлення, несвоєчасне і неякісне регулювання пали-вної апаратури. Для забезпечення безперебійної роботи паливної апаратури протягом тривалого часу необхідно ретельно фільтрувати дизельне паливо, не допускати потрапляння в нього водо, своєчасно зливати відстій з паливного бака і корпусів фільтрів. промивати і замінювати фільтруючі елементи, своєчасно доливати масло в корпус паливного насосу і регулятора частоти обертання та промивати їх при заміні масла.
Діагностика дизеля без розбирання
Діагностику дизеля здійснюють тільки під час деповського ремонту (ДР). Діагностику умовно поділяють на загальну, коли оцінюють
фактичний технічний стан дизеля в цілому за сукупністю параметрів, і поелементну (локальну), яка дозволяє оцінити технічний стан окремих вузлів або систем двигуна (паливний насос високого тиску, водяний насос, форсунка тощо).
Загальна діагностика побудована на аналізі різних зовнішніх ознак і на результатах інструментального дослідження. Найбільшого поширення набули методи, засновані на вивченні кольору випускних газів, шумів у працюючому двигуні й визначенні потужності, яка розвивається. За кольором продуктів згоряння можна робити висновки про технічний стан окремих систем дизеля:
– білий колір газів вказує на неповне згоряння палива (пізнє впорскування або погане розпилення), низьку компресію циліндра, попадання в циліндр води, переохолодження дизеля, пропускання спалахів палива, спрацювання робочих поверхонь плунжерів і втулок паливного насосу високого тиску або забруднення фільтрів тонкої очистки;
– темно- або світло-сірий колір газів свідчить про на несправність форсунки, вигоряння масла або переповнення картера, залягання поршне-вих кілець, спрацювання направляючих втулок робочих клапанів;
– чорний колір вихлопних газів свідчить про погане розпилення палива форсункою або зменшення кута випередження впорскування. Ця ознака характерна також для недостатньої подачі повітря і завищеної подачі палива;
– сизий або світло-сірий колір газів спостерігається при запуску двигуна після ремонту, коли деталі поршневої групи ще не встигли припрацюватися або у випадку залягання поршневих кілець та при спрацюванні деталей поршневої групи.
Якщо після запуску дизеля відсутній дим або він викидається рідкими клубами, то це свідчить про: недостатню подачу палива, зламану пружину паливопідкачуючого насосу, заклинення плунжера або тріснуту його пружину, про можливу відмову форсунки або зворотного клапана паливного насосу високого тиску.
Метод діагностики дизеля за шумом поширений не менше, ніж за кольором газів, що випускаються. Він також не потребує застосування дорогого обладнання, хоча й доступний тільки кваліфікованим спеціалісттам. За останні роки створено цілий ряд механічних і електричних стетоскопів, що значно полегшує виявлення несправного з’єднання деталей. На рис. 228 а, б показані (заштриховані) рекомендовані зони проелуховування деталей.
Рис. 228. Зови прослуховування дизеля при діагностуванні
Залізничною лабораторією технічного діагностування рефрижераторного депо “Передпортова” розроблено метод діагностування технічного стану дизелів, що дозволяє прогнозувати залишковий моторесурс найбільш відповідальних деталей. Потужність дизеля перевіряють підключенням до електрогенератора печей обігріву вантажних вагонів. При нормально відрегульованій паливній апаратурі частотні обертання колінчастого валу 1000 об/хв. за тахометром або 50 Гц за частотоміром на головному розподільному щиті дизель 4ВД- 21/15 повинен стійко віддавати потужність 62-70 кВт, що відповідає струму генератора 93-104 А. Перевищення потужності вказує на порушення регулювання паливної апаратури і не повинно прийматися за позитивний фактор. Перевищення потужності дизеля порівняно з номінальною більше ніж на 5%, як і зниження її на 7% і більше, вважається відмовою.
Перевищення верхньої межі потужності на 10% веде за собою збільшення швидкості спрацювання окремих деталей на 25-30%.
Регулятор частоти обертання перевіряють на стійкість роботи миттєвим відключенням від генератора максимального навантаження. Після цього частота обертання колінчастого валу не повинна перевищувати 1000 об/хв. Рівномірність розподілення навантаження по циліндрах визначають за ефективною потужністю дизеля при роботі на трьох циліндрах з почерпанім відключенням подачі палива в кожний з чотирьох. Різниця потужностей (струм за амперметром), заміряних при роботі на чотирьох і трьох циліндрах, дорівнює умовній індикаторній потужності відключеного циліндра. Після замірювання по всіх циліндрах визначають коефіцієнт рівномірності їх роботи.
Спрацювання циліндрів, погіршення технічного стану компресійних кілець супроводжується збільшеним пропусканням газів у картер дизеля.
Спрацювання нижніх і верхніх підшипників призводить до дострокового виходу з ладу шатунно-поршневих вузлів. Відхилення від норми виявляють пристосуванням і приладами, які підключені до дизеля (рис. 229).
Для створення в циліндрі дизеля 1 підвищеного проти атмосферного тиску або розрідження використовують компресорно-вакуумну установку 5. Витратомір 2 з напороміром дозволяють визначити кількість повітря; що просочується з камер через нещільності між поршнями з кільцями і циліндровими втулками. Пневмовимірювач 3 з індикатором годинникового типу дозволяє; не демонтуючи головку циліндра і не виймаючи з дизеля поршень з шатуном, визначити зазор у нижньому і верхньому підшипниках шатуна.
Розподільна станція 4 є своєрідним пультом управління, з якого переключаються трубопроводи для підсмоктування повітря з циліндра; або навпаки, для створення в ньому тиску. Крім того, пристроєм з індикатором заміряють вісевий розбіг колінчастого вала; а за показниками контрольного манометра слідкують за тиском масла в системі змащення.
Рис. 229. Схема підключення до дизеля засобів діагностування
Стан циліндрово-поршневої групи дизеля в цілому визначають на працюючому без навантаження агрегаті. При цьому дизель повинен мати температуру води 75-80 С, тиск масла 0,5 МПа; частоту обертання колінчастого валу — 800-850 об/хв; що відповідає показанням вольтметра – 240- 250 В на головному розподільному щиті.
Для визначення величини спрацювання циліндрів і компресійних кілець поршнів; необхідно відокремити від сапуна вентиляційний шланг і на його місце підключити газовий витратомір. При пропусканні в картер газів більше 60 л/хв необхідно перевірити герметичність кожного циліндра окремо; особливу увагу звертаючи на стан клапанів газорозподілу.
Герметичність циліндра перевіряють з частковим розбиранням дизеля: знімають кришки клапанних коробок; коромисли клапанів газорозподілу, демонтують форсунки і на їх місце встановлюють пневмовимірювачі.
Перевірка полягав у створенні тиску в камері згоряння циліндра, який мас складати 0,6-0,7 МПа. Та у визначенні кількості повітря, що проривається через компресійні кільця і клапани газорозподілу.
Якщо тиск в камері згоряння повітря буде більше 0,5 МПа, а витоки його складатимуть менте 40 л/хв. То стан циліндрово-поршневої групи буде задовільний і дизель можна експлуатувати далі.
Коли при тиску менше 0,5 МПа витоки складають більше 40 л/хв. То деталі циліндрово-поршневої групи або клапани газорозподілу необхідно ремонтувати.
Якщо загальний прорив газів циліндрово-поршневої групи у картер менше 50 л/хв; то значні витоки повітря при обпресуванні циліндрово-поршневої групи вказують на необхідність ремонту місць посадки клапанів газорозподілу.
Якщо загальний прорив газів циліндрово-поршневої групи у картер більше 50 л/хв; то несправним є один з циліндрів або група циліндрів.
Загальний стан системи змащення дизеля перевіряють методом порівняння показників контрольного і встановленого на дизелі манометрів.
Якщо їх показання розходяться більше ніж на 0.05 МПа. То здійснюється подетальна перевірка стану системи, при цьому контролюється щільність посадки редукційного клапана; справність самого манометра, відповідність масла вимогам, що пред’являються, щільність масляної магістралі, чистоту масляних фільтрів.
Якщо при перевірці перерахованих елементів відхилень від норми не виявлено; тоді перевіряють зазори у вузлах підшипників колінчастого вала.
Зазори в корінних підшипниках вала визначають непрямим шляхом. Для цього затягують редукційний клапан до межі, при якій тиск масла в магістралі повинен становити для дизеля не менше 0,7 МПа.
Найскладніше перевіряються зазори у верхніх і нижніх підшипниках шатунів. Заміряють їх за допомогою спеціального пристрою, встановленого замість форсунки на головку циліндра. Для цього поршень циліндра ставлять в положення, при якому обидва клапани закриті. За допомогою вакуумної установки в циліндрі плавно створюють розрідження. За рахунок вакууму поршень м’яко переміщується вгору спочатку на розмір зазору у верхньому підшипнику шатуна (зазор між пальцем і втулкою); а потім на розмір зазору в нижньому підшипнику.
Лінійні розміри зазорів фіксуються за Індикатором, встановленому на пристрої. Цю операцію повторюють два або три рази і середній результат записують у карту обмірювання. Практика показала, що перший замір не завжди забезпечує потрібну достовірність.
Загальні витрати палива визначають витратоміром рідини при роботі дизеля під повним навантаженням мережі — 380 В. Після цього його поступово знижують при 50, 65, 80 і 110 А повторно заміряють витрати палива.
Результати заміру порівнюють з даними, одержаними на еталонному дизелі.
Демонтаж і розбирання дизеля
Перед початком демонтажу або розбирання необхідно звільнити всі трубопроводи і порожнини систем двигуна від масла; води і палива; відокремити муфту від вала генератора, а трубопроводи систем двигуна — від трубопроводів систем дизельного приміщення. Вільні кінці труб повинні бути заглушені. Потім звільняють болти, які кріплять двигун на фундаментальній рамі; піднімають його з фундаменту і транспортують на ремонтну дільницю.
Послідовність розбирання дизельного двигуна залежить від конструктивних особливостей агрегату; тому не існує єдиного для всіх дизелів технологічного процесу розбирання, але є загальні правила. Для прикладу наведемо послідовність розбирання дизеля К-461М рефрижераторної одиниці ВО БМЗ:
– зняти контрольно-вимірювальні прилади;
– відокремити електрообладнання і всі трубопроводи паливної, водної, масляної і повітряної систем;
– демонтувати вузли систем впускання повітря і наддуву. щиток управління і коробку а релерегулнтором;
– зняти газовипускний колектор і кришки головок циліндрів;
– зняття турбонагнітача;
– зняти паливний фільтр, масляну центрифугу і полинний насос високого тиску та закрити штуцери пробками;
– зняття кронштейнів коромисел з осями і коромислами;
– зняти головки циліндрів з ущільнюючими прокладками;
– демонтувати електростартер і зняти кришки люків блоку циліндрів;
– розібрати і зняти нижні кришки шатунів та вийняти поршні з шатунами, попередньо очистивши нагар на верхній частині втулок;
– демонтувати маховик з колінчастого вала; розібрати вузол сальника колінчастого вала; зняти водяний і масляний насоси, холодильник для масла та передню кришку;
– вийняти штовхані;
– відкрутити на 10-12 мм фіксатори опорних підшипників розподільного валу; .
– відкрутити болти кріплення упорного підшипника розподільного валу до блоку циліндрів;
– вийняти розподільний вал;
– зняти проміжні шестерні з осей, вийняти вісь проміжної шестерні приводу зарядного генератора і болти кріплення коробки шестерні;
– зняття коробки розподільних шестерень:
– зняти піддон (картер), попередньо перекантувавши дизель блоком циліндрів донизу; .
– відкрутити гайки болтів кріплення кришок корінних підшипників і зняти кришки з нижніми половинками вкладишів;
– демонтувати колінчастий вал і вийняти верхні половинки вкладишів підшипників;
– випресувати втулки циліндрів.
Під час розбирання будь якого двигуна необхідно дотримуватися таких загальних правил: деталі, груби, прилади укладають на завчасно підготовлені місця; розбирання здійснюють тільки спеціально призначеними для цього інструментами і пристроями; при розбиранні не доклада ти надмірних зусиль, а якщо вузол не піддається розбиранню — з’ясувати причину; всі відкриті порожнини закрити спеціальними кришками; кінці труб заглушати дерев’яними пробками абоспеціальними заглушками.
Якщо деталі кріпляться декількома гайками то спочатку послідовно ослабити їх, а потім відкрутити. Гайки після розбирання накрутити знову на болти або шпильки. Звертати увагу на позначки, які є на деталях, і визначити їх взаємне положення. А якщо їх погано видно – перед розбиранням відновити.
Наступний етап — подетальне розбирання. Тобто розбирання на окремі деталі, які перед дефектаціею необхідно жирати, очистити від нагару, накипу і корозії.
Також вас може зацікавити:
