Методические указания разработаны проф. Башировым Р.М., доц. Динисламовым М.Г. и асс. Гайсиным Э.М.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

 

к лабораторным работам

ДС.01.02.01 Основы теории и расчёта

автотракторных двигателей

ДС. 04.02 Автомобильные двигатели

 

 

Специальности

110301 Механизация сельского хозяйства

190601 Автомобили и автомобильное хозяйство

 

УФА 2011

Методические указания разработаны проф. Башировым Р.М., доц. Динисламовым М.Г. и асс. Гайсиным Э.М.

 

Рекомендовано к печати кафедрой «Автотракторные двигатели и теплотехника» (протокол № 30 от 28 января 2008 г.) и методической комиссией факультета «Механизация сельского хозяйства» (протокол № 43 от 28 января 2008 г.).

 

Рецензент: доцент Тюр А.А.

 

Ответственный за выпуск: зав. кафедрой, д.т.н., проф. Баширов Р.М.

 

Лабораторная работа № 1

ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА РАБОТЫ

ПЛУНЖЕРНЫХ ПАР, НАГНЕТАТЕЛЬНЫХ КЛАПАНОВ

И РАСПЫЛИТЕЛЕЙ ФОРСУНОК

Задача - освоить методику оценки качества работы плунжерных пар, нагнетательных клапанов, распылителей и технологию регулировки давления начала впрыска форсунок.

Оборудование: стенд для испытаний топливной аппаратуры КИ-157-11 (КИ-22205, КИ-921Н и др.), топливный насос 4УТНМ, стенд для испытаний форсунок КИ-562 (КИ-15706-01 или КИ-3333), стенды для оценки гидроплотности плунжерных пар КИ-1640 и нагнетательных клапанов КИ-1086, набор слесарного инструмента, секундомер.

Общие сведения

Основные показатели качества работы распылителей (подвижность иглы, её гидроплотность по направляющей части и герметичность по запирающему конусу, качество распыливания, пропускная способность) и методы их проверки регламентируются ГОСТ 10579-88, ГОСТ 15059-88.

Определяются они на стенде с ручным (механическим) приводом или аккумуляторной установке, оборудованными приспособлениями для крепления форсунки или распылителя и манометром по ГОСТ 2405.

Подвижность иглы характеризует наличие необходимого зазора между её направляющей поверхностью и корпусом распылителя, а также отсутствие механических частиц в этом зазоре. Оценивается способностью иглы свободно перемещаться под действием собственной массы в корпусе распылителя.

Гидравлическая плотность - это способность зазора между сопрягающимися поверхностями сопротивляться просачиванию между ними жидкости (топлива). Характеризует величину зазора между направляющей поверхностью иглы и корпусом распылителя.

Герметичность по запирающему конусу иглы характеризует состояние запирающих конусов распылителя. Она оценивается визуально по отсутствию подтеканий топлива с носка распылителя в течение определенного времени при заданном перепаде давлений.

Качество распыливания оценивается тонкостью и равномерностью распыливания (туманообразностью), четкостью начала и конца впрыска, правильностью топливного факела. Оно определяется визуально, впрыскивая топливо с определенной частотой при номинальном значении давления начала впрыскивания.

Давлением начала впрыска называется такое давление топлива в системе «прибор – форсунка», при котором происходит подъём иглы форсунки и осуществляется впрыск топлива. Оно является регулировочным показателем, устанавливаемым в зависимости от марки двигателя.

Пропускная способность форсунки характеризует общее эффективное проходное сечение её распыливающих отверстий и оценивается временем истечения через них определенного количества топлива под постоянным давлением. По этому показателю форсунки разбивают на группы и на двигатель устанавливают форсунки одной группы.

Показатели качества работы испытуемой форсунки сравниваются с заданными по техническим условиям и, в случае несоответствия, форсунка бракуется или ремонтируется. Технические характеристики и регулировочные параметры некоторых форсунок отечественного производства приведены в таблице 1.1.

 

Таблица 1.1 Показатели форсунок отечественного производства

Показатели	Форсунки
ФШ6-2005	ФД-22	6Т2	236,240	33,1120 КамАЗ
Марка дизеля	СМД-14 Д-50	СМД-14Н Д-240 Д-65Н СМД-60	Д-21 Д-120 Д-37 Д-144	ЯМЗ-238 ЯМЗ-240	КамАЗ-740 КамАЗ-741
Количество сопловых отверстий		4(5)
Их диаметр, мм	2^=0,18	0,32…0,34	0,34…0,36	0,34…0,36	0,34
Ход иглы, мм	0,35^=0,05	0,2^=0,05	0,2^=0,05	0,28^=0,07	0,2^=0,05
Давление начала впрыска, МПа	13 ± 0,25	17,5 ± 0,5	17,5 ± 0,5	17,5+0,5 (21,0+0,8	21,0+0,8

ПОДГОТОВКА ФОРСУНОК К ИСПЫТАНИЯМ

Испытания форсунок и распылителей проводятся на профильтрованном дизельном топливе по ГОСТ 305 или технологической жидкости вязкостью 9,9—10,9 мм²/с.

Температура окружающей среды при испытаниях форсунок и распылителей автотракторных дизелей должна быть 20⁺⁵ °С. В случае проведения испытаний при температурных условиях, отличающихся от указанных, результаты испытаний следует сравнивать с результатами испытаний контрольных форсунок и распылителей, полученных при тех же температурных условиях.

Форсунку, бывшую в эксплуатации, очистить, разобрать, промыть.

Проверить подвижность иглы её распылителя:

- предварительно смочить распылитель в дизельном топливе;

- выдвинуть иглу из корпуса распылителя на 1/3 длины направляющей части и наклонить вместе с корпусом примерно на 45 град. к горизонтали. При этом игла, имеющая нормальную подвижность, должна свободно опускаться в корпус распылителя под действием собственной массы.

Проверить торцовую поверхность распылителя и корпуса форсунки (у форсунок дизеля КамАЗ проверит торцевые поверхности проставки). На обеих поверхностях не должно быть вмятин и выработки. В случае необходимости вытащить установочные штифты и восстановить плоскостность на шлифплите. Установочные штифты заменить.

При сборке в форсунку устанавливают распылитель в соответствии с маркой двигателя. Многодырчатые распылители устанавливаются в строго определенном положении, которое фиксируется штифтами. Гайки штифтовых распылителей затягивают с усилием 100…120 Н×м, бесштифтовых – 70…80 Н×м, контргайку регулировочного болта пружины – 100…200 Н×м, колпак форсунки – 80…100 Н×м.

Собрать форсунку и установить на прибор КИ-562 (рисунок 1.1) или КИ-3333 (рисунок 1.2).

 

ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА РАБОТЫ

ПРОВЕРКА ПРЕЦИЗИОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ТНВД

Общие сведения

Основными элементами топливного насоса, определяющими как количественные, так и качественные показатели процесса впрыска, являются его прецизионные пары – плунжер - втулка и нагнетательный клапан - седло. Топливные насосы многоцилиндровых двигателей должны укомплектовываться прецизионными парами, имеющими одинаковые характеристики.

Основной характеристикой плунжерных пар является гидроплотность, от которой зависят утечки топлива через зазор между плунжером и его втулкой в период впрыскивания. Гидроплотность влияет на величину цикловой подачи, геометрический угол начала подачи топлива и закон подачи топлива.

Основной характеристикой нагнетательных клапанов является герметичность, которая также характеризует утечки топлива через запирающие сопряжения в период между впрысками и влияет на стабильность остаточного давления. Остаточное давление, в свою очередь, оказывает влияние на геометрический угол начала впрыска топлива, максимальное давление впрыска и величину цикловой подачи.

Методики определения гидроплотности плунжерной пары и герметичности нагнетательного клапана в принципе одинаковы: измеряется время утечки определенного количества топлива через, зазор между деталями (плунжерная пара) или неплотность запирающих сопряжений (нагнетательный клапан).

Гидроплотность плунжерных пар определяется временем перемещения плунжера относительно втулки на величину активного хода под воздействием груза, создающего в надплунжерном пространстве давление 15…20 МПа.

В соответствии с ГОСТ 25708-83 при опрессовке прецизионных элементов применяется профильтрованная технологическая жидкость (смесь дизельного топлива с маслом) вязкостью 9,9…10,9 мм²/с при температуре 20 °С.

Возможны и другие способы оценки плотности плунжерных пар - по количеству просочившегося через зазор топлива, по продолжительности падения давления и др. В практике применяется также метод оценки плотности по максимальному давлению, развиваемому насосной секцией на пусковом режиме, определяемому с помощью максиметра, в качестве которого может использоваться обычная форсунка. При такой проверке новая плунжерная пара должна обеспечивать впрыск топлива при затяжке пружины форсунки до давления, не ниже 50 МПа.

Если плунжерные пары разделяют на группы по гидроплотности, то в одну упаковку подбирают плунжерные пары одной группы гидроплотности.

Плунжерные пары и нагнетательные клапана, бывшие в эксплуатации, следует очистить, разобрать, промыть, осмотреть подетально с тем, чтобы убедиться в отсутствии на сопряжённых поверхностях рисок, задиров и коррозии.

Плавность передвижения плунжера во втулке следует проверять после их тщательной промывки и смачивания в профильтрованном дизельном топливе (или технологической жидкости).

Плунжер, выдвинутый из втулки на одну треть длины рабочей цилиндрической поверхности, должен плавно и безостановочно опускаться под воздействием силы тяжести при любом угле поворота вокруг своей оси и вертикальном положении оси втулки.

Гидроплотность плунжерных пар автотракторных дизелей должна быть не менее 15 с при давлении в надплунжерном пространстве 20±1 МПа для рядных ТНВД и не менее 5 с при падении давления в надплунжерном пространстве от 34,3 до 24,5 МПа для распределительных насосов.

Проверка проводится на стенде КИ-1640 (рисунок 1.3) в следующей последовательности:

- втулка устанавливается в головку стенда и фиксируется направляющим винтом;

Рисунок 1.3 Схема работы стенда КИ-1640:

1 и 2 – испытываемые плунжер и втулка; 3 – уплотнение;

4 – фиксатор положения плунжера; 5 – рычаг (груз).

- уплотнение 3 устанавливается под головку втулки и прижимается винтом;

- открывается кран бачка и полость втулки заполняется топливом;

- убеждаются в отсутствии пузырьков воздуха в топливе и устанавливается плунжер во втулку (при этом поводок плунжера должен входить в отверстие фиксатора 4);

- нагружается плунжер рычагом и в момент прикосновения рычага с торцом плунжера включите секундомер;

- наблюдая за плавностью снижения рычага вместе с плунжером в момент их резкого падения выключается секундомер;

- испытание повторяется 3 раза и определяется среднеарифметическое значение гидроплотности; оно не должна отличаться от полученных в каждом опыте более чем на ±3%;

- испытанные плунжерные пары разделяются на группы по их гидравлической плотности согласно рекомендациям (таблица 1.4).

ТНВД рекомендуется комплектовать плунжерными парами одинаковой группы гидроплотности.

Результаты испытаний заносятся в таблицу 1.5.

 

Таблица 1.4 Показатели группы плотности плунжерных пар

Тип плунжерной пары	Время опрессовки, с	Группа плотности
Рядные ТНВД (ТН, УТН, ЯМЗ, КАМАЗ)	Менее 15 21 – 30 31 – 40 41 - 50	Брак I II III
Распределительные ТНВД (НД-21/2, НД-21/4, НД-22/6)	Менее 5	Брак - -

 

Таблица 1.5 Результаты проверки плунжерных пар

Плунжерная пара	Замеры времени падения давления, с	Подвижность	Оценка качества
			Сред.
I
II
III
IV

Гидроплотность нагнетательных клапанов проверяют в сборе с седлом и прокладкой:

- помещают его на шарикоподшипник затворного устройства прибора КИ-1086 (рисунок 1.4);

- затворное устройство закрывают и затягивают упором;

- убеждаются в отсутствии контакта нагнетательного клапана с винтом запорного устройства, вращая винт в обе стороны микрометрической головкой;

Рисунок 1.4 Схема прибора КИ – 1086:1– подкачивающий насос; 2– рукоятка; 3– гидроаккумулятор; 4– манометр; 5– пружина; 6– испытываемый клапан с седлом 7 и прокладкой 8; 9– упорный шариковый подшипник; 10– упор; 11– винт; 12– трещетка микрометрического винта; 13 и 14– клапаны; 15– бак для топлива.

 

- действуя рычагом прибора поднимается давление топлива в гидроаккумуляторе 3 до 0,85 МПа и ведётся наблюдение за снижением давления;

- при давлении 0,8 МПа включается секундомер, а при давлении 0,7 МПа он выключается; нагнетательный клапан считается работоспособным, если измеренное время (герметичность по разгрузочному поясу и запирающему конусу) составляет более 30с;

- приподнимается нагнетательный клапан над седлом на 0,2 мм, (повернув головку микрометрического винта на 2 деления после срабатывания трещотки микрометрической головки);

- поднимается давление топлива в гидроаккумуляторе до 0,25 МПа и ведётся наблюдение за его снижением;

- при давлении 0,2 МПа включается секундомер, а при 0,1 МПа - выключается;

- по измеренному времени определяется группа плотности по разгрузочному поясу; время падения давления при испытании для 1 группы составляет 2…10 с, для 2 группы – более 10 с. Если время менее 2 с., то нагнетательный клапан подлежит браковке.

ТНВД рекомендуется комплектовать нагнетательными клапанами одинаковой группы гидроплотности.

Таблица 1.6 Результаты проверки герметичности нагнетательных клапанов

Порядковый номер нагнетательных клапанов	Герметичность, с	Оценка качества
По запирающему конусу	По разгрузочному поясу
			сред.				сред.
I
II
III
IV
V

Отчет по работе

В отчете отражаются все показатели технического состояния испытанных распылителей, плунжерных пар, нагнетательных клапанов (с соответствующими выводами).

 

Контрольные вопросы

1. Каков порядок испытания и регулирования форсунки?

2. Укажите основные показатели, определяющие качество работы форсунки.

3. Расскажите порядок проверки гидроплотности плунжерных пар.

4. Расскажите порядок проверки гидроплотности нагнетательных клапанов.

5. Что называется давлением начала впрыска?

6. По какому параметру и на сколько групп гидроплотности делятся плунжерные пары?

АВТОТРАКТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

 

Цель - изучение зависимости цикловой подачи топлива от:

- положения рейки топливного насоса (дозатора у насосов НД) при постоянной частоте вращения и отключенном регуляторе (характеристика насоса по подаче топлива):

- частоты вращения валика насоса при закреплённой рейке топливного насоса;

- частоты вращения валика насоса при работе топливного насоса совместно с регулятором.

Характеристики топливных насосов определяются экспериментально с использованием соответствующих испытательных стендов и измерительных приборов.

Схема стенда

По результатам испытаний оформляется рабочая тетрадь, где приводятся краткие сведения по методике снятия характеристик, использованные расчетные формулы, протокол испытаний, графический материал и даётся анализ характеристик.

 

 

Лабораторная работа № 2

 

Общие сведения

Цикловая подача представляет собой объём (весовое количество) топлива, подаваемого в цилиндр за один впрыск.

Величина её определяется по выражению:

g_ц = ,

где N_e и g_e – мощность двигателя (в кВт) и его удельный расход топлива (г/ кВт ч);

n и i - частота вращения кулачкового вала насоса (мин^-1) и число цилиндров;

ρ_т – плотность топлива (г/см³).

Неравномерность подачи топлива при зафиксированном положении рейки определяют по выражению:

δ =

где g_max и g_min – наибольшая и наименьшая подачи топлива (по секциям).

Неравномерное распределение топлива насосом по цилиндрам обуславливает неравномерность мощностей этих цилиндров и заметно снижает технико-экономические показатели работы двигателя. Поэтому топливные насосы до установки их на двигатель подвергаются регулировке на равномерность подачи.

Обычно на равномерность подачи топлива насос регулируют на номинальном режиме работы. При переходе на другие режимы (например, на холостой ход) неравномерность подачи заметно возрастает.

Характеристикой насоса по подаче топлива называется зависимость цикловой подачи и неравномерности подачи от перемещения рейки насоса при постоянной частоте вращения кулачкового вала (рисунок 2.1). Характеристики насоса по подаче определяются точностью изготовления, состояния и форм дозирующих кромок плунжерной пары и механизма изменения подачи топлива и др.

 

Рисунок 2.1 Характеристика топливного насоса по подаче

 

Следует отметить, что при одинаковых гидравлических характеристиках элементов секции системы изменение величины неравномерности подачи при перемещении рейки происходит в меньшей степени. Поэтому необходимо комплектовать насос прецизионными парами, трубопроводом и высокого давления и форсунками с возможно близкими гидравлическим характеристиками.

 

Порядок выполнения работы

2.2.1 Проверить осмотром надежность крепления насоса и соединения его привода к стенду.

2.2.2 Снять регулятор и закрепить приспособление для перемещения рейки насоса, установить рейку насоса в положение выключенной подачи (выдвинуть рейку из корпуса насоса).

2.2.3 Включить стенд, установить номинальную частоту вращения вала насоса для заданной марки дизеля.

2.2.4 Первый опыт необходимо провести закрепив рейку в положении, соответствующем минимальной подаче топлива (2 мм³). Записать минутную подачу каждой секций насоса.

2.2.5 Последующие замеры необходимо провести перемещая рейку насоса каждый раз на 2 мм в сторону увеличения подачи и закрепив в этом положении.

2.2.6 Всего следует провести замеры при 5-6 различных положениях рейки.

 

Отчет по работе

2.3.1 Дать определение характеристики и кратко описать методику её снятия.

2.3.2 Обработать экспериментальные данные и заполнить протокол испытаний (приложение 1).

2.3.3 Построить графики зависимостей g_ц = f (h_p) и d = f (h_p).

2.3.4 Объяснить причины изменения неравномерности подачи при перемещении рейки и дать заключение о возможности использовании насоса в эксплуатации.

Контрольные вопросы

1. С какой целью снимается характеристика насоса по подаче?

2. Расскажите порядок снятия характеристики насоса по подаче.

3. Почему кривая цикловой подачи изменяется по прямолинейной зависимости?

4. Что представляет собой цикловая подача?

5. На каком режиме работы обычно регулируют равномерность подачи топлива?

6. Что представляет собой неравномерность топливоподачи?

7. Почему при переходе, например, на холостой ход неравномерность топливоподачи возрастает?

Лабораторная работа № 3

НАЧАЛА ВПРЫСКА ТОПЛИВА

 

Задача - изучение влияния регулировки форсунки на подачу топливного насоса.

 

Общие сведения

Зависимость подачи топливного насоса от давления начала впрыска топлива форсункой (рисунок 3.1) называется характеристикой насоса по давлению начала впрыска. Она снимается при закреплённой рейке насоса и позволяет оценить влияние давления впрыска топлива на цикловую подачу НВД.

В процессе эксплуатации давление начала впрыска форсунки снижается из-за происходящих смятия торца штанги форсунки и запорного конуса распылителя, изменения характеристики пружины и др.

В результате технико-экономические показатели работы дизеля существенно ухудшаются.

 

Порядок выполнения работы

3.2.1 Проверить (осмотром) надежность крепления насоса и соединения его привода к стенду.

3.2.2 Снять форсунку, отрегулировать ее на пониженное давление начала впрыска (5 МПа) и затем вновь соединить с насосной секцией.

3.2.3 Включить стенд, установить частоту вращения вала насоса (по указанию преподавателя - номинальную или минимальную) для данной марки дизеля. Измерить минутную подачу топлива насосом.

3.2.4 Изменяя регулировку начала впрыска форсунки через 2,5 МПа измерять минутную подачу топлива.

3.2.5 Оформить отчет по лабораторной работе.

Отчет по работе

3.3.1Определить величину цикловой подачи каждой секции подачу от принятых значений давления впрыска.

Рисунок 3.1 Характеристика топливного насоса

по давлению начала впрыска

 

3.3.2 Заполнить журнал испытаний (приложение 1).

3.3.3 Построить зависимости g_ц = f (Р_ф) и δ = f (Р_ф).

3.3.4 Объяснить причины изменения подачи насоса от давления впрыска и дать заключение о техническом состоянии прецизионных пар и возможности допуска насоса к эксплуатации.

 

Контрольные вопросы

1. С какой целью снимается характеристика насоса по давлению начала впрыска топлива?

2. Расскажите порядок снятия характеристики насоса по давлению начала впрыска топлива.

3. Из-за чего в процессе эксплуатации происходит снижение давления впрыска топлива?

4. Что представляет собой цикловая подача?

5. Расскажите порядок регулирования форсунок.

6. На каком стенде регулируют форсунки?

7. Какие существуют типы форсунок?

8. Что представляет собой минутная подача топлива насосом?

Лабораторная работа № 4

СКОРОСТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

ТОПЛИВНОГО НАСОСА

Задача – выявить зависимость цикловой подачи от частоты вращения валика насоса при его закреплённой рейке.

Общие сведения

Скоростной характеристикой называется зависимость цикловой подачи насоса от частоты вращения кулачкового вала при постоянном положении рейки насоса (рисунок 4.1).

В процессе эксплуатации дизель работает на разных скоростных режимах. Скоростную характеристику насоса снимают с целью оценки влияния частоты вращения на цикловую подачу топливного насоса.

При закрепленной рейке геометрический активный ход плунжера остается постоянным и от частоты вращения не зависит. Поэтому на первый взгляд может показаться, что подача топливного насоса дизеля не будет зависеть от частоты вращения. Но при дозировании топлива плунжерной парой во время закрытия и открытия окон втулки возникает дросселирование потока топлива, протекающего через окна. Дросселирование зависит от частоты вращения коленчатого вала. При возрастании частоты вращения давление над плунжером начинает возрастать раньше (до полного закрытия впускного окна втулки), а после начала открытия отсечного окна снижается позднее.

Кроме этого по мере изменения частоты вращения кулачкового вала (т.е. скорости перемещения плунжера), изменяются утечки топлива через зазоры плунжерной пары, что также влияет на подачу топлива секций.

Ко всему прочему при высокой частоте вращения может ухудшится заполнение топливом надплунжерного пространства. Это приводит к уменьшению и нестабильности подачи топлива. Чтобы обеспечить полноту заполнения надплунжерного пространства в рабочем диапазоне частот вращения, в головке насоса поддерживается повышенное давление перепускным клапаном. Если этот клапан неисправен, то даже в рабочем диапазоне частот вращения ухудшается заполнение надплунжерного пространства и в секциях насоса появятся пузырьки воздуха, нарушающие подачу топлива в цилиндры и приводящие к перебоям в работе двигателя.

Таким образом, дросселирование топлива в наполнительных и отсечных окнах, утечки топлива через зазоры прецизионных пар и полнота заполнения топливом надплунжерного пространства непосредственно влияют на протекание скоростной характеристики насоса.

Рисунок 4.1 Скоростная характеристика топливного насоса

 

Порядок выполнения работы

4.2.1 Включить стенд, установить номинальную частоту вращения, а рычаг регулятора - в положении полной подачи топлива. При этом рейка насоса установится в положение, соответствующем номинальной подаче топлива. Заметить это положение. Выключить стенд. Открыть верхнюю крышку корпуса регулятора. Отсоединив рейку от пружины регулятора зафиксировать её в положении номинальной подачи (предназначенным для этого фиксирующим устройством).

4.2.2 Запустить стенд и устанавливая частоту вращения от 400 мин^-1 через 100 мин^-1 до 1000 мин^-1, измерять минутную подачу топлива.

4.2.3 Выключить стенд.

Отчет по работе

4.3.1 Дать определение скоростной характеристики топливного насоса и кратко описать методику ее снятия.

4.3.2 Обработать экспериментальные данные и заполнить протокол испытаний (приложение 1).

4.3.3 Построить зависимость g_ц = f (n).

4.3.4 Объяснить причины изменения величины цикловой подачи топлива по мере изменения оборотов.

4.3.5 Объяснить изменение показателей работы дизеля, если после закрепления рейки насоса:

- увеличить нагрузку на двигатель;

- уменьшить нагрузку на двигатель.

Дать заключение о возможности эксплуатации дизеля при закрепленной (заклиненной) рейке насоса.

 

 

Контрольные вопросы

 

 

1. Что понимается под скоростной характеристикой насоса высокого давления?

2. С какой целью снимается скоростная характеристика насоса высокого давления?

3. Расскажите порядок снятия скоростной характеристики насоса высокого давления.

4. Расскажите, на каких режимах работает дизель?

5. Какие основные причины уменьшения подачи топлива при понижении оборотов?

6. Что такое дросселирование топлива?

7. Для чего нужен перепускной клапан в головке насоса?

8. С какой целью увеличивается цикловая подача топлива на пусковом режиме работы двигателя?

 

 

Лабораторная работа № 5

 

РЕГУЛЯТОРНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

ТОПЛИВНОГО НАСОСА

 

Задача - изучение зависимости цикловой подачи топлива от частоты вращения кулачкового вала насоса при работе с регулятором.

 

Общие сведения

 

Зависимость цикловой подачи топлива от частоты вращения вала при работе совместно с регулятором называется регуляторной характеристикой насоса (рисунок 5.1).

Рисунок 5.1 Регуляторная характеристика топливного насоса.

 

При эксплуатации машины (трактора, комбайна, автомобиля) нагрузка на двигатель меняется и вызывает изменение частоты вращения коленчатого вала. Скоростная характеристика насоса не обеспечивает устойчивую работу дизеля при изменении нагрузки. Поэтому рейку топливного насоса дизеля соединяют с дополнительным устройством-регулятором.

При работе на регуляторной ветви с уменьшением нагрузки регулятор перемещает рейку НВД в сторону уменьшения подачи топлива, а при увеличении нагрузки –,наоборот, в сторону увеличения подачи.

На безрегуляторной ветви работает корректор; по мере снижения оборотов он также перемещает рейку в сторону увеличения подачи топлива, помогая дизелю кратковременно преодолевать возросшую нагрузку.

Таким образом, регуляторная характеристика насоса имеет корректурную часть с достаточно полно меняющимися подачами и регуляторную часть с крутым их изменением.

В зоне соединения этих двух частей корректор и регулятор не действуют, а подача соответствует скоростной характеристике насоса. Этот режим работы соответствует номинальному. При нём дизель имеет наилучшие технико-экономические показатели, указанные в технической документации.

Насос, дополненный регулятором и корректором, обеспечивает устойчивую работу дизеля в номинальном режиме, на полных нагрузках и с небольшой (10 и 20%) перегрузкой. При отклонениях от номинальной нагрузки технико-экономические показатели дизеля снижаются. Поэтому желательно эксплуатировать дизель вблизи номинального режима (с полной нагрузкой) подбором (включением) соответствующей передачи КП трактора (автомобиля и др).

 

Порядок выполнения работы

5.2.1 Проверить надежность крепления насоса и его привода к стенду.

5.2.2 Включить стенд, установить и закрепить рычаг регулятора в положении полной подачи топлива.

5.2.3 Увеличить частоту вращения до прекращения подачи топлива. Затем, снижая частоту вращения, замерить частоту, при которой появилась подача топлива.

5.2.4 Снижая частоту вращения через 25 мин^-1 до начала работы корректора, измерить подачу на регуляторной части характеристики (3…5 точек).

5.2.5 Снижая далее частоту вращения через 100 мин^-1 до минимальных по стенду, измерить подачу на корреторной части характеристики.

5.2.6 Увеличивая частоту вращения, повторить те же измерения подачи (при тех же скоростных режимах).

5.2.7 Аналогично снять характеристику при указанном преподавателем промежуточном положении рычага регулятора.

5.2.8 Оформить отчет по работе.

Отчет по работе

5.3.1 Дать определение регуляторной характеристики и кратко описать методику ее снятия.

5.3.2 Обработать экспериментальные данные и заполнить журнал испытаний (приложение 1).

5.3.3 Построить регуляторную и совмещённую с ней скоростную характеристику насоса.

5.3.4 Выделить штриховкой на регуляторной характеристике зоны работы регулятора и корректора.

5.3.5 Объяснить изменение показателей работы дизеля по регуляторной характеристике насоса, если нагрузка от номинального значения:

- увеличивается;

- уменьшается.

5.3.6 Дать заключение о возможности допуска в эксплуатацию испытанного насоса. Указать марку дизеля, для которого отрегулирован этот насос.

 

Контрольные вопросы

 

1. С какой целью снимается регуляторная характеристика насоса высокого давления?

2. Расскажите порядок снятия регуляторной характеристики насоса высокого давления.

3. Каким устройством обеспечивается пусковая цикловая подача топлива?

4. Каким устройством обеспечивается увеличение цикловой подачи топлива при перегрузках двигателя?

5. Каким образом работает устройство, обеспечивающее снижение дымления двигателя при перегрузках?

 

 

Лабораторная работа № 6

АВТОТРАКТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Цель работы -изучение оборудования испытательной станции, освоение методов тарировки стендов и методики определения основных показателей работы двигателя и обработки результатов испытаний.

Задачи:

- ознакомление с содер­жаниями ГОСТ 18509-93 “Двигатели тракторные и ком­байновые. Методы стендовых испытаний” и ГОСТ 14846-93 “Двигатели автомобильные. Методы стендовых испы­таний”;

- изучение тормозных уста­новок;

- ознакомление с порядком проведения работ и обработки результатов испытаний;

- тарировка тор­мозных стендов и приборов.

Оборудование: Обкаточно-тормозной стенд КИ-4893 ГОСНИТИ, тракторный дизель, расходомер воздуха РГ-250-1-1,5, секундомер, барометр, мерные весы, тарировочное устройство и др.

Условия испытаний

 

Испытания проводят при температуре окружающего воздуха 10...40°С и атмосферном давлении 80... 110 кПа (600...825 мм рт. ст.). Допускается проводить их в помещении с кондиционированным воздухом.

При проведении испытаний двигателей воздушного охлаждения температуру окружающей среды поддержи­вают в пределах, указанных в технических условиях на двигатель. При отсутствии таких указаний температура окружающего воздуха не должна превышать +40 ⁰С. Результаты испытаний приводят к стандартным усло­виям. Значения крутящего момента, частоты вращения и расхода топлива должны определяться одновременно. При ручном управлении стендом продолжительность измерения расхода топлива должна быть не менее 30 с.

Общие сведения

Характеристиками дви­гателя называют зависимости основных показателей его работы (мощности, крутящего момента, часо­вого и удельного расходов топлива и др.) от того или иного фактора. Различают: регулировочные, нагрузочные, скоростные, регуляторные и др. характе­ристики.

6.1.1Регулировочные характеристики - зависимости основных показателей работы двигателя от регулировочного параметра, напри­мер, коэффициента избытка воздуха, угла опережения впрыска топлива и т.д.

6.1.2 Нагрузочная характеристика -зависимости основных показателей работы двигателя от степени его загрузки; снимаются при постоянной частоте вращения коленчатого вала.

6.1. Скоростная характеристика – зависимости основных показателей работы двигателя от частоты вращения коленчатого вала; если снимается при положении органа управления топливоподачей, соответствующем подачам топлива максимальной подаче, то называют её внешней, а при промежуточных положениях - частичными.

По ней оценивают динамические качества двигателя, в частности его спо­собность преодолевать временно возрастающие сопро­тивления, возникающие, например, при выполнении ра­бот машинно-тракторным агрегатом.

6.1.4Регуляторную характеристику снимают при работе дизельного двигателя с регулятором. По ней оценивают экономичность работы двигателя при работе с регулятором.

 

Цель лабораторных работ – выяснение влияния регулировочных параметров (угла опережения и др.) и скоростного и нагрузочного режимов работы на основные показатели работы двигателей.

Задачи:

- изучение методик снятия характеристик и оборудования, применяемого при этом;

- снятие характеристик и построение графиков зависимостей основных показателей работы двигателя от регулировочных параметров и скоростного и нагрузочного режимов работы;