AKADEMIA MORSKA W GDYNI Silniki Spalinowe - laboratorium
Nazwisko i imię: Jarosław Neubauer		REGULACJA STATYCZNA SILNIKA -rozrząd i pompa wtryskowa
Wydział: MECHANICZNY Kierunek: MiBM STUDIA NIESTACJONARNE G2		Data wykonania	Data złożenia	Imię i nazwisko prowadzącego	Ocena	Data	Podpis
Semestr V		22.11.14		Mirosław Tyliszczak

1. Cel ćwiczenia: Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z czynnościami wchodzącymi w zakres regulacji statycznej pompy wtryskowej z obrotowym tłokiem.

Zgodnie z zaleceniami producenta, przeprowadza się na stanowisku badawczym regulację statyczną pompy wtryskowej.

Pomoce i urządzenia: stanowisko do regulacji statycznej pompy.

Wstęp teoretyczny:

Zadaniem pompy wtryskowej jest dostarczenie do wtryskiwaczy dokładnie odmierzonych dawek paliwa pod wymaganym ciśnieniem (rzędu kilkudziesięciu tysięcy kilopaskali). Wielkość tych dawek oraz chwile ich wtryskiwania zależą od chwilowych warunków pracy silnika.

Pompy wtryskowe są konstrukcji nurnikowej. Każdy cylinder posiada osobną pompę wtryskową. Podstawowe elementy robocze pompy to: cylinder, tłok, zawór, zawór zwrotny, i napęd tłoka. Z reguły przewody paliwowe wysokiego ciśnienia są jednakowej długości. W pompie wtryskowej tłok z cylindrem tworzą tzw. parę precyzyjną, i nie wolno ich zmieniać. W razie uszkodzenia wymienia się oba elementy, czyli parę precyzyjną

Obecnie stosuje się pompy wtryskowe tłoczkowe. Jeżeli każdy z cylindrów silnika jest zasilany oddzielną sekcją pompy wtryskowej, pompę taką nazywa się wielosekcyjną. Jeżeli wszystkie cylindry silnika są kolejno zasilane jedną sekcją pompy, pompę nazywa się jednosekcyjną z rozdzielaczem.

Zasadę działania pompy z obracanymi tłoczkami firmy Maier i Friedman przedstawia rysunek poniżej. Kształt tłoczka jest widoczny na rysunku a. W czasie ruchu tłoczka ku dołowi do cylinderka przez otwór dolotowy 1 jest zasysane paliwo (rysunek b). W pierwszej fazie ruchu tłoczka ku górze jego główna krawędź zasłania otwory dolotowy i przelewowy. Rozpoczyna się wytłaczanie paliwa do wtryskiwacza (rysunek c). W końcowej fazie ruchu ku górze dolna krawędź śrubowego wycięcia na tłoczku odsłania otwór przelewowy, powodując zakończenie tłoczenia (rysunek d). Do wtryskiwacza została podana określona dawka paliwa.

Zasada działania zespołu tłoczącego pompy wtryskowej z obracanym tłoczkiem.

1. Otwór dolotowy

2. Otwór przelewowy

Zmianę dawki paliwa uzyskuje się przez obrócenie tłoczka wokół osi. śrubowy kształt dolnej krawędzi tłoczka sprawia, że na skutek obrotu tłoczka zmienia się chwila odsłonięcia otworu przelewowego, a tym samym zmienia się dawka paliwa (rysunek e). Ustawienie tłoczka w położeniu, w którym przestrzeń nad tłoczkiem jest stale połączona z otworem przelewowym sprawia, że paliwo nie jest tłoczone pomimo ruchu tłoczka (rysunek f).

Mechanizm obracania tłoczka pompy wtryskowej

1.-Listwa zębata

2.-Koło zębate

3.-Tuleja

4.-Występy

5.-Tłoczek

Instrukcja obsługi stanowiska regulacji pompy wtryskowej.

1. Rolkę regulowanej pompy ustawić w dolnym położeniu. Odpowiada to położeniu na kole podstawowym krzywki. Obracając kołem przyrządu można podnosić i opuszczać rolkę (tłoczek) pompy.

2. Czujnik zegarowy napiąć wstępnie i ustawić na”0”.

3. Lewą śrubę zderzakową (ogranicznik) wykręcić na tyle, żeby wystawała jeszcze około 5 mm po wewnętrznej stronie pompy.

4. Dźwignię regulacyjną pompy ustawić na lewo, aż do jej przylegania do śruby zderzakowej.

5. Otworzyć ostrożnie kurek na zbiorniku paliwa do momentu wypływu paliwa z rurki kontrolnej urządzenia do regulacji pompy wtryskowej. Ustalić nieduży wypływ.

6. Powoli obracać kołem przyrządu unosząc tłoczek pompy, do chwili gdy paliwo przestanie wypływać z rurki kontrolnej urządzenia. Oznacza to osiągnięcie początku tłoczenia. W tym stanie zanotować odczyt z czujnika pomiarowego. Aby dokładnie zaobserwować moment końca wypływu paliwa, należy zetrzeć palcem lub cienkim drucikiem menisk wypukły paliwa na rurce kontrolnej by sprawdzić czy poziom przestał przyrastać i paliwo przestało wypływać.

7. Do odczytanego wymiaru dodać wielkość wymaganego suwu tłoczenia. Dla średnicy tłoczka - 20 mm, wymagany suw tłocznenia - 8,2 mm (tylko dla tego typu pompy wtryskowej).

8. Następnie przez dalsze obracanie kołem, unieść tłoczek tak, aby czujnik wskazywał wartość uzyskaną z dodania tych dwóch wielkości.

9. W tym położeniu tłoczka należy przesuwać dźwignię regulacyjną pompy tak, aż znajdzie się punkt, w którym z rurki kontrolnej przyrządu zacznie ponownie wypływać paliwo. Dźwignię regulacyjną najlepiej przesywać śrubą zderzakową. Podczas przesuwu dźwignię regulacyjną przyciskać palcem do śruby zderzakowej. W takim położeniu dźwigni regulacyjnej dokręcić i zabezpieczyć przeciwnakrętką lewą śrubę zderzakową. W ten sposób ustawiony jest wymagany maksymalny suw tłoczący. Nie mylić maksymalnego suwu tłoczącego z maksymalnym suwem tłoczka. Zamknąć dopływ paliwa.

10. Teraz należy jeszcze tak ustawić prawą śrubę zderzakową, aby odcinek regulacji na cięgle regulacyjnym wyniósł 60 mm i zabezpieczyć w tym położeniu przeciwnakrętką. Ustalamy w ten sposób położenie zerowej dawki paliwa.

2. Celem ćwiczenia było pomiar kątów otwarcia i zamknięcia zaworów ssącego i wydechowego

Pomoce i urządzenia: Silnik spalinowy.

Ćwiczenie zostało przeprowadzone zespołowo pod nadzorem wykładowcy. Zadanie polegało na zaobserwowaniu momentu początku i końcu otwarcia i zamknięcia zaworu ssącego i wylotowego, zapisanie wyników i porównaniu ich z wykresem teoretycznym. Następnie narysowanie wykresu kołowego obejmującego fazy rozrządu (kąty wyprzedzenia, otwarcia oraz zamknięcia zawodów względem OWK.

Wstęp teoretyczny:

Funkcją mechanizmu rozrządu jest sterowanie napływem do cylindrów silnika świeżej mieszaniny i sterowanie, niszczenie z nich spalin. W nowych czterosuwowych silnikach spalinowych wykorzystuje się rozrząd górnozaworowy. W skład takiego mechanizm rozrządu wchodzi między innymi zasadnicza część: zawory, wałek rozrządu, popychacze, dźwigienki zaworowe i fragmenty napędu wałka rozrządu pasek rozrządu, łańcuch rozrządu. Zawory ulokowane są w głowicy silnika. Stąd określenie rozrząd górnozaworowy, w odróżnieniu od nie wykorzystywanego już aktualnie układu dolnozaworowego, gdzie zawory były umieszczone w kadłubie silnika.

W głowicy ulokowane są co najmniej dwa otwory. Wykorzystywane są one do zaopatrywania silnika w świeżą mieszaninę i do pozbywania się go z gazów spalinowych. Tam właśnie działają zawory. Zawór dolotowy zezwala mieszaninie paliwowo-powietrznej zapełnić cylinder, natomiast na skutek zaworowi wylotowemu spaliny zużytej mieszaniny mogą ulotnić się z cylindra do rury wydechowej poprzez kanał wylotowy.

Zawór złożony jest z dwóch głównych części: trzonka oraz grzybka. Grzybek zamyka otwór w głowicy cylindra. Trzonek przekazuje grzybkowi ruch posuwiście zwrotny, zatem steruje zamykaniem oraz otwieraniem zaworu. Większa część zaworów skonstruowana jest z jednolitego metalu. Natomiast w latach 80. bardzo często wykorzystywano po jednym zaworze dolotowym oraz wylotowym na cylinder. Aktualnie stosuje się formy czterech zaworów na cylinder (dwa dolotowe oraz dwa wydechowe) i pięciu zaworów (trzy dolotowe oraz dwa wylotowe). Znaczna część zaworów zezwala na zbudowanie silnika o ogromnej mocy.

W ogromnym uproszczeniu wałek rozrządu to układ wirujących dźwigni. Za każdym razem kiedy dźwignia trafi na zawór naciska na niego. Na wałkach umieszczonych jest kilka takich dźwigni, gdyż na wszystkie zawory przypada jedna dźwignia. Są one poprzestawiane we wszelkich kierunkach wokół osi wałka. Wałek rozrządy przedstawia się w następujący sposób:

Wałek rozrządu napędzany jest przez siłę, która pochodzi z wału korbowego. By pasek się nie ześlizgnął z kół zębatych wykorzystuje się napinacze, które temu zapobiegają. Aktualnie pasek oraz łańcuch posiadają swoich zwolenników jak również i przeciwników. Mercedes jest przeciw paskom, nigdy ich nie wprowadził, gdyż konieczne jest zbyt częste wymienianie oraz naciąganie. Japońscy producenci samochodów stosują paski, ponieważ uważają, iż łańcuchy są za bardzo głośne. Projektanci cały czas próbują skonstruować nowoczesne optymalne rozwiązanie, które wyeliminuje dotychczasowe kłopoty

Wnioski:

Na podstawie otrzymanych wyników pomiarów otrzymaliśmy kołowy wykres obrazujący fazy rozrządu. Jak zauważyliśmy, nieco różni się od wykresu teoretycznego. Efektem tego może być nie do końca poprawne wykonanie tej części ćwiczenia bądź też fakt iż podziałka na kole zamachowym może nie przedstawiać realnych wartości położenia tłoka.

Literatura:

"Okrętowe Silniki Spalinowe" Ildenfons Piotrowski, Kazimierz witkowski

"Okrętowe układy napędowe" Leszek Chybowski

"Siłownie Okrętowe" materiały dydaktyczne AM Szczecin

---