Diagnostyka

Parametry oceny działania wtryskiwacza
Parametrami oceny działania wtryskiwacza na próbniku są:
1. Szczelność gniazda stożkowego rozpylacza (podciekanie rozpylacza).
2. Własności dźwiękowe, tzw. chrypienie rozpylacza.
3. Ciśnienie otwarcia rozpylacza.
4. Szczelność wewnętrzna rozpylacza (wyciek paliwa przez szczelinę pomiędzy powierzchniami prowadzącymi korpusu i igły rozpylacza).
5. Rozpylenie paliwa, kształt i kąty (położenie) strug paliwa.

Szczelność gniazda rozpylacza
Ocenę szczelności gniazda rozpylacza przeprowadza się obserwując czy z rozpylacza nie oderwie się kropla paliwa w czasie 10 s przy ciśnieniu niższym o 2 MPa od ciśnienia otwarcia rozpylacza. Najpierw należy sprawdzić ciśnienie otwarcia rozpylacza, a następnie, po wysuszeniu końcówki rozpylacza, powoli (1 ruch dźwigni na sekundę) naciskać dźwignię próbnika aż do osiągnięcia ciśnienia o 2 MPa niższego od ciśnienia otwarcia. Jeżeli gniazdo jest nieszczelne, to występuje zjawisko podciekania rozpylacza i należy go wymienić, chyba że przyczyną nieszczelności jest zabrudzenie gniazda. Dlatego przed tą próbą należy wykonać kilka szybkich ruchów dźwignią próbnika w celu spłukania ewentualnych zanieczyszczeń. Inną przyczyną nieszczelności gniazda może być zużyta obsada rozpylacza – stąd rozpylacz nowy sprawdzać się powinno przy zastosowaniu specjalnej obsady kontrolnej.



Rys. 1. Dopuszczalne zawilgocenie rozpylacza czopikowego podczas oceny szczelności gniazda na próbniku.

Własności dźwiękowe rozpylacza

Drgający ruch igły rozpylacza, podczas przetłaczania oleju probierczego przez wtryskiwacz, wywołuje przerywanie strugi wypływającego oleju – towarzyszy dźwięk (chrypienie rozpylacza). Próbę tę przeprowadza się przy zamkniętym zaworze odcinającym dopływ paliwa do manometru próbnika. Charakterystyka dźwięku zależy od konstrukcji rozpylacza, szybkości poruszania dźwignią próbnika oraz od tego czy badany rozpylacz jest nowy, czy używany. W praktyce, ocenę dźwięku rozpylacza przeprowadza się przy płynnych ruchach dźwigni próbnika w ilości od 0,5 do 5 ruchów na sekundę, przy czym właściwy dobór prędkości pompowania zależy od konstrukcji rozpylacza.



Rys. 3. Trzy zakresy chrypienia rozpylaczy czopikowych z dławieniem:
Zd – dolny zakres drgań,
Zb – zakres bez drgań,
Zg – górny zakres drgań.



Rys. 2. Dopuszczalne zawilgocenia kulistego lub stożkowego zakończenia korpusu rozpylacza otworowego podczas oceny szczelności gniazda na próbniku
3M – powierzchnia rozpylacza sucha – olej wypełnia otworki rozpylające – rozpylacz bardzo dobry;
2M – na powierzchni rozpylacza tworzy się film olejowy – rozpylacz można dopuścić do eksploatacji, jeżeli kropla paliwa nie oderwie się od rozpylacza w ciągu 10 s przy ciśnieniu niższym
o 2 MPa od ciśnienia otwarcia;
M – na powierzchni tworzy się kropla paliwa – rozpylacz nie nadaje się do eksploatacji.

Rozpylacze czopikowe bez działania dławiącego chrypią w całym zakresie ruchów dźwignią próbnika.
Rozpylacze czopikowe z działaniem dławiącym mają trzy zakresy chrypienia, uzależnione od prędkości pompowania:
- przy wolnych ruchach dźwignią (do dwóch ruchów na sekundę) występuje tak zwany dolny zakres drgań igły, w którym generowany jest cichy szmer;
- przy ruchach dźwignią z prędkością do czterech ruchów na sekundę – zakres bez drgań igły. Igła zawisa w czasie skoku dławienia i nie występuje dźwięk;
- przy szybkich ruchach dźwignią (powyżej 4 ruchów na sekundę) – zakres górny drgań igły, w którym generowany jest wysoki dźwięk.



Rys. 4. Kształty strug paliwa dla różnych zakresów drgań igły w rozpylaczu czopikowym: a – dolny zakres drgań; b – zakres bez drgań; c – górny zakres drgań.

Rozpylacze otworowe klasyfikowane są w trzech grupach dźwiękowych.

Ta klasyfikacja odnosi się do nowych rozpylaczy, ponieważ rozpylacze używane, “po silniku”, powinny być badane przy szybkich, energicznych ruchach dźwignią próbnika (powyżej 2 ruchów na sekundę), niezależnie od tego do jakiej grupy dźwiękowej należał rozpylacz w stanie nowym. W rozpylaczach używanych zanika różnica kątów igły i stożka. Przyleganie liniowe krawędzi stożkowej igły zmienia się na przyleganie na całym stożku gniazda oraz występuje nagar w otworkach rozpylających. Te zmiany powodują, że przy małych prędkościach pompowania występuje hamowanie drgań igły, stąd rozpylacze używane powinny głośno chrypieć w górnym zakresie prędkości ruchów dźwignią próbnika. Dobre własności dźwiękowe i dobre rozpylenie paliwa oznacza, że igła porusza się swobodnie, i że używany rozpylacz będzie nadal dobrze pracował na silnika. Rozpylacze otworowe nowe, o średnicy gniazda 3 mm lub większej i średnicy igły 6 mm (wskaźnik różnicowy równy 0,5 lub powyżej) należą do I grupy dźwiękowej. Chrypią one głośno i twardo w całym zakresie prędkości ruchów dźwignią. Obraz strumienia wypływającego paliwa: “gruby” strumień paliwa, przy wolnych ruchach dźwignią próbnika, przechodzi w dobrze rozpylone paliwo podczas szybkich ruchów. Rozpylacze otworowe nowe, o średnicy gniazda mniejszej niż 3 mm, ale stosunkowo dużym przekroju otworków rozpylających (II grupa dźwiękowa) chrypią głośno w dolnym (do 2 ruchów dźwignią) i górnym zakresie prędkości (powyżej 4 ruchów dźwignią). Obraz strumienia wypływającego paliwa: strumień, z dużymi kroplami paliwa przy niskich prędkościach ruchów dźwignią, przechodzi w zwarty strumień paliwa w zakresie bez drgań. Ze wzrostem prędkości ruchów dźwignią próbnika uzyskuje się pełne i dokładne rozpylenie paliwa. Rozpylacze otworowe nowe, o średnicy gniazda poniżej 3 mm oraz stosunkowo małym przekroju otworków rozpylających (III grupa dźwiękowa) chrypią słabo w wąskim dolnym i górnym zakresie prędkości ruchów dźwignią.
Obraz strumienia wypływającego paliwa: w miarę zwiększania prędkości pompowania, strumień paliwa ze zwartego przechodzi w dobrze rozpylone paliwo.



Rys. 5. Przebieg drgań igły w rozpylaczach otworowych:
I grupa dźwiękowa – głośno i twardo chrypiące rozpylacze w całym zakresie prędkości ruchów dźwignią (o dużym wskaźniku różnicowym – powyżej 0,5)
II grupa dźwiękowa – rozpylacze głośno chrypiące w dolnym i górnym zakresie. Długość zakresu chrypienia zależy od wskaźnika różnicowego – mały wskaźnik różnicowy oraz małe otworki rozpylające mogą powodować zanik chrypienia w dolnym zakresie.



Tablica. Wpływ temperatury otoczenia na zmianę szczelności wewnętrznej rozpylacza.

Ciśnienie otwarcia rozpylacza
Kontrolę i regulację ciśnienia otwarcia przeprowadza się przy całkowicie otwartym zaworze odcinającym dopływ oleju do manometru, wolno naciskając dźwignię próbnika i obserwując moment oderwania się igły od gniazda rozpylacza. Towarzyszy temu cichy dźwięk; na manometrze wystąpi wtedy punkt, w którym ciśnienie przestanie wzrastać lub zacznie opadać oraz rozpocznie się wypływ paliwa z rozpylacza. Ciśnienie w tym punkcie jest ciśnieniem otwarcia rozpylacza. Jeżeli różni się ono od podanego w “Karcie prób i regulacji”, to należy je wyregulować za pomocą śruby regulacyjnej lub podkładek regulacyjnych. W przypadku zbyt niskiego ciśnienia, w stosunku do wymaganego, należy włożyć grubszą podkładkę, a przy ciśnieniu bliskim regulowanemu – cieńszą podkładkę. Należy przy tym pamiętać, że na każde 0,1 mm przyrostu grubości stosu podkładek uzyskuje się przyrost ciśnienia o 0,1 MPa. Po naprawie wtryskiwacza (wymianie rozpylacza), zaleca się wyregulować ciśnienie (tak zwane ciśnienie regulowane) na około 1 – 1,5 MPa wyższe od ciśnienia otwarcia występującego podczas eksploatacji wtryskiwacza (tak zwane ciśnienie robocze). W czasie pierwszych godzin pracy wtryskiwacza, w wyniku dotarcia i ułożenia się części ruchomych, następuje spadek napięcia wstępnego sprężyny obniżający ciśnienie otwarcia. Spadek ciśnienia otwarcia występuje szczególnie szybko we wtryskiwaczach nowych. Podczas regulacji ciśnienia otwarcia za pomocą podkładek regulacyjnych niedopuszczalne jest używanie różnych “ zastępczych” podkładek wykonanych z materiałów miękkich, ponieważ wyregulowane ciśnienie będzie niestabilne.



Rys. 6. Kształty strug paliwa dla różnych zakresów drgań igły w rozpylaczu otworowym o małym wskaźniku różnicowym:
a1 – dolny zakres drgań, rozpylacz o dużych otworkach rozpylających;
a2 – dolny zakres drgań, rozpylacz o małych otworkach rozpylających;
b1 – zakres bez drgań, rozpylacz o dużych otworkach rozpylających;
b2 – zakres bez drgań, rozpylacz o małych otworkach rozpylających;
c – górny zakres drgań.

Szczelność wewnętrzna rozpylacza
Szczelność wewnętrzna rozpylacza określa wielkość luzu między igłą a korpusem rozpylacza, wpływa na wielkość dawki wtryśniętej do komory spalania oraz o rozbieżność dawek wtryskiwanych do poszczególnych cylindrów silnika. Nieszczelny rozpylacz, podobnie jak element tłoczący pompy wtryskowej, może spowodować zmianę dawki paliwa, a stąd zmianę parametrów pracy silnika. Miarą szczelności wewnętrznej rozpylacza jest czas spadku ciśnienia od założonej górnej wartości do określonej wartości dolnej. Spadek ten jest wywołany przeciekiem paliwa między powierzchniami prowadzącymi igły i korpusu rozpylacza. Ciśnienie górne powinno być niższe o 2,5 MPa od ciśnienia otwarcia rozpylacza, a różnica ciśnień górnego i dolnego powinna wynosić nie mniej niż 3 MPa. Minimalny czas spadku ciśnienia określa producent rozpylaczy. W praktyce, nie powinien być on mniejszy niż 4 sekundy, mierzony w temperaturze otoczenia 200C. Poza minimalnym czasem spadku ciśnienia, określającym pośrednio wielkość przecieków paliwa przez rozpylacz, ważnym parametrem jest także maksymalny czas spadku ciśnienia. Jeżeli ten czas jest duży, to rozpylacz podatny jest na zawieszanie się igły na skutek oddziaływania temperatury lub nieprawidłowego montażu rozpylacza we wtryskiwaczu. W praktyce, maksymalny czas nie powinien być większy od 15 – 17 sekund. Może się zdarzyć, że przyczyną niskiego czasu spadku ciśnienia są przecieki paliwa między czołem korpusu wtryskiwacza i rozpylacza lub na połączeniu króćca paliwowego z wtryskiwaczem. Dlatego zaleca się wykonywać kontrolę szczelności wewnętrznej rozpylacza zamontowanego w obsadzie kontrolnej.

Rozpylenie paliwa, kształt i położenie strug paliwa
Kontrola jakości rozpylenia paliwa oraz położenia strug paliwa w rozpylaczu otworowym lub kształtu strugi paliwa wypływającego z rozpylacza czopikowego, zależy w dużej mierze od umiejętności i doświadczenia osoby sprawdzającej.

Materiał jest przedrukiem z poradnika firmy Wuzetem pt. “Obsługa wtryskiwaczy silników diesla”.