Меню раздела

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 НКС 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 НКС 42-47, для повышения сопростивления 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, не параллельность 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 НКС 56-60.
Термообработка деталей форсунок аналогична обработке деталей ТНВД. Распыливающие отверстия, несмотря на малый диаметр, хорошо цементуются и закаливаются, однако слой металла с максимальной твердостью располагается не на поверхности, а на глубине ОД мм и соответствует НКС 62-63 вместо НКС 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. 171 представлены чертежи длинно-корпусного распылителя и иглы форсированного среднеоборотного дизеля. К механической обработке деталей предъявляют жесткие технические требования. Свободные размеры выполняют с допуском по квалитету 14, шероховатость специально неоговоренных поверхностей распылителя Ка = 2,6 4-1,25 мкм, иглы - Ка — 0,254-0,16 мкм. Перед началом производства материал поставки проверяют на соответствие специальным требованиям. После предварительной обработки и скругления 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 НКС 58-62 и НКС 60-68. В пределах чувствительности измерительного прибора с ценой деления 0,0005 мм граненость прецизионных цилиндрических поверхностей Л деталей не допускается, при наружном осмотре они не должны иметь следов обработки. Конусность поверхностей Л 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 проливке дизельным топливом под давлением 1 МПа должна соответствовать 850 г за 20с 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 многоструйных распылителей давление в системе с 35 до 30 МПа должно уменьшиться не быстрее чем за 15 с; 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.