Удаление нагара

В процессе работы двигателя внутреннего сгорания нагар откладывается на стенках камер сгорания в головке, на днище и в канавках поршней, а также на тарелках клапанов. У дизелей нагаро-образование наблюдается также па корпусе распылителя и в гайке корпуса форсунки. Нагар представляет продукт неполного сгорания топлива и масла. При ремонте машин нагар тщательно удаляют с поверхности деталей. Для удаления нагара применяют химический и механический способы. За последние годы начали применять ультразвуковую очистку.

При удалении нагара первым способом детали на 40—60 мин. погружают в щелочной раствор (табл. 3), подогретый до 95—100° С.

Таблица 3. Растворы для удаления нагара

Наименование компонентов	Состав раствора в г на 1 л воды
	для деталей из чугуна и стали	для деталей из алюминиевых сплавов
Кальцинированная сода	35	10
Каустическая сода	25	—
Жидкое стекло	1,5	10
Мыло	24	10
Хромник	—	1

Точные детали (корпус распылителя и другие) на несколько часов опускают в ванночку, наполненную керосином. Приведенные растворы не обеспечивают полного удаления нагара. В этих растворах нагар только размягчается, поэтому его счищают при помощи жестких волосяных щеток или деревянных скребков.

Не рекомендуется применять для удаления нагара с поверхности поршней и головок блоков металлические щетки и скребки, так как при этом на деталях появляются риски, которые в дальнейшем могут служить новыми очагами для образования нагара. Если нагар не удалось полностью удалить, то деталь повторно погружают в ванну со щелочным раствором на 10—15 мин.

Очищенные в щелочном растворе детали промывают в ванне, наполненной раствором, имеющим следующий состав: 0,2% кальцинированной соды, 0,2% жидкого стекла и 0,1% хромника. Затем детали продувают сжатым воздухом.

Химический способ очистки деталей от нагара малопроизводителен и не обеспечивает полного удаления нагара с деталей сложной конструкции. Кроме того, концентрированные щелочные растворы могут вызвать поражение кожного покрова рук рабочих.

Для крупных деталей наиболее совершенным является механический способ удаления нагара косточковой крошкой, широко применяемый в последнее время на ремонтных заводах. Сущность этого способа заключается в том, что деталь обрабатывают мелкой косточковой крошкой (скорлупа фруктовых косточек). Струя воздуха под давлением 4—5 кг/см2 увлекает косточковую крошку, которая по шлангу направляется на обрабатываемую деталь. Частицы крошки, с силой ударяясь о поверхность детали, разрушают слой нагара.

Вследствие того, что мягкая косточковая кротка при ударе деформируется, на поверхности детали не образуются риски и царапины.

Этот способ наиболее производительный, экономичный и обеспечивает хорошую очистку детали. Продолжительность очистки одной головки дизеля Д6 или В2-З00 составляет 14—15 мин. При этом расходуется около 2 кг крошки.

На рис. 18 показана конструкция установки для очистки деталей косточковой крошкой.

Сухую косточковую крошку через дверцу 4 загружают в корпус 2. Крошка через сетку 13 и клапан 12 поступает в бункер 11, а затем в смеситель 8. Клапан 12 открывается рычагом 3. Сжатый воздух, подаваемый в смеситель по трубке 1, увлекает косточковую крошку в рукава 9 и 10 к наконечникам 15 и 16. Количество воздуха, поступающего в смеситель, регулируют крапом 19, который поворачивают педалью 18.

Обрабатываемые детали укладывают на вращающийся стол 14. Рабочий через отверстия в передней дверце 4 вставляет руки и защитные нарукавники и с помощью наконечников производит обработку деталей. За процессом очистки деталей наблюдают через смотровое стекло 5, Внутреннее (рабочее) пространство камеры освещается светильниками 6. Пыль косточковой крошки и взвешенные частицы нагара через патрубок 7 отсасываются вытяжной вентиляцией. Если клапан 12 забивается комками крошки, то его очищают сжатым воздухом, который поступает по трубке 20 при открытии крана 17. Для удобства очистки громоздких деталей, например головок блока, установку оборудуют выдвижным столом. Рис. 18. Установка для очистки деталей косточковой крошкой.

Для очистки внутренней поверхности трубопроводов с напаянными на концах поворотными угольниками (трубопроводы воздухо-пуска, топливной и масляной систем) применяют установку, показанную на рис. 19. Благодаря наличию поворотных угольников такие трубопроводы невозможно очистить проволочным или щетинным ершом; промывка их, без предварительной очистки, не обеспечивает удаления грязи, приставшей к внутренней стенке. Конструкция установки принципиально не отличается от конструкции универсального аппарата. Для уменьшения габаритов корпус 5 этой установки выполнен в виде узкого высокого (2500 мм) шкафа. Внутри шкафа смонтирован небольшой бункер 10 с воронкой 8, клапаном 9 и смесителем 11. Труба 2 соединяет смеситель со струбциной 3 для крепления очищаемого трубопровода. Косточковая крошка загружается в бункер при открытом клапане, после чего поворотом рукоятки 6 клапан закрывается. Подлежащий очистке трубопровод вводят в аппарат через откидную дверцу 4. Сжатый воздух под давлением 9—5 кг/см2 поступает в бункер по трубе 7. При открытии золотника 12 смесителя, посредством рычага 1, косточковая крошка вместе с воздухом по трубе 2 поступает с большой скоростью в отверстие струбцины 3 и далее и очищаемый трубопровод. Использованная крошка вылетает через верхний конец трубопровода и ссыпается в воронку. Часть крошки в результате трения о стенки трубки измельчается. Пыль отсасывается вентилятором, установленным на верху корпуса установки. Продолжительность очистки трубопровода составляет 1— 2 мин. Рис. 19. Установка для очистки трубопроводов.

Очищенный косточковой крошкой трубопровод сначала промывают в ванне с дизельным топливом, а затем через трубопроводы прокачивают дизельное топливо на специальной установке.

С поверхности клапанов, корпусов распылителей и других мелких деталей нагар и жировую пленку целесообразно удалять ультразвуковой обработкой, которая обеспечивает достаточно высокое качество очистки деталей. Принцип очистки заключается в том, что электрическая энергия в специальных преобразователях преобразуется в ультразвуковые колебания, которые направляются в pacтворитель (трихлорэтилон, бензин или щелочный раствор). Ультразвуковые волны вызывают   кавитационное разрушение пленки жира или слоя нагара. Сущность кавитационного процесса заключается в следующем. В полупериод разряжения ультразвуковые колебания вызывают образование полостей (пузырьков), заполненных газом. В полупериод сжатия пузырьки захлопываются. Возникающие при этом гидравлические удары создают такие давления, которые намного превышают исходные, вызванные распространением ультразвуковых колебаний.

Под действием ударных волн разрушается покрывающая поверхность детали жировая пленка, слой нагара или накипи. Вследствие ослабления молекулярных сил сцепления частицы нагара или накипи и жировая пленка легко срываются с поверхности металла. Качество и скорость очистки деталей зависят от температуры и состава применяемой моющей жидкости. Для ультразвуковой очистки деталей применяют химически активные и не растворяющие загрязнения жидкости. При использовании последних очистка детали происходит только за счет механического воздействия ударных волн. Под воздействием ударных волн хорошо очищаются невязкие загрязнения — нагар, коррозия и другие. Для удаления эластичной масляной пленки рекомендуется применять растворители, оказывающие химическое воздействие на пленку.

Интенсивность кавитационного разрушения масляной пленки повышается при добавлении в жидкость активизаторов, которые уменьшают сцепление между масляной пленкой и металлом. Так, например, интенсивность кавитационного разрушения масляной пленки значительно повышается при добавлении в керосин активизатора марки ОП-7 или ОП-10. Эти активизаторы представляют собой полиэтиленгликолевый эфир и обладают хорошей моющей способностью. Кроме того, они повышают смачиваемость поверхности деталей. Трихлорэтилен и другие хлористые углеводороды также ускоряют процесс очистки деталей. Детали из стали в алюминиевых сплавов хорошо очищаются от жировой пленки и притирочной пасты в растворе такого состава: тринатрийфосфат 30 г/л и активизатор ОП-7 или OП-10 3 г/л. Температура раствора рекомендуется 60—70° С.

Для удаления нагара на поверхности деталей из алюминиевых сплавов применяют раствор такого состава: кальцинированная сода 18 г/л, хозяйственное мыло 10 г/л и жидкое стекло 8,5 г/л. Этот раствор нагревают до температуры 50—60° С. Остальные детали от нагара очищают ультразвуковым способом в растворе такого состава: едкий натр 25 г/л; кальцинированная сода 33 г/л; хозяйственное мыло 8,5 г/л и жидкое стекло 1,5 г/л.

Интенсивность кавитационного разрушения загрязнений в значительной мере зависит от температуры раствора (рис. 20). Повышение интенсивности очистки при определенной температуре раствора объясняется образованием большего количества кавитационных пузырьков на единицу объема жидкости. Количество кавитационных пузырьков увеличивается в результате тепловых флуктуации (образования мелких пузырьков пара). При дальнейшем повышении температуры раствора интенсивность кавитационного разрушения загрязнений уменьшается. Это происходит потому, что повышенное давление паров жидкости противодействует давлениям, образующимся при захлопывании кавитационных пузырьков.

Рис. 20. Интенсивность кавитационного разрушения загрязнений в зависимости от температуры раствора: 1 — керосин; 2 — вода (Δ G — разница в весе озвученных и неозвученных пластин из алюминиевого сплава).

В качестве источников ультразвуковых колебаний применяют магнитострикционные (рис. 21, а) и электрострикционные (рис. 21,б) преобразователи. Магнитострикционным эффектом называют способность ферромагнитных материалов и их сплавов изменять линейные размеры в магнитном поле. Магнитострикционным эффектом обладают никель, кобальт, сплав пермаллой и другие. Рис. 21. Схема установок для ультразвуковой очистки деталей: а — преобразователь магнитострикционный; б — преобразователь электрострикционный.

Промышленность изготовляет магнитострикционные преобразователи трубчатого и пакетного типов. Пакетные преобразователи ПМС-4 (рис. 22, а) и ПMC-8 собирают из тонких (0,2 мм) изолированных пластин никеля. Такая конструкция преобразователей позволяет значительно уменьшить потери на гистерезис и вихревые токи. Магнитострикционные преобразователи эффективно используются на низких частотах 18—25 кгц. В диапазоне этих частот наблюдается более интенсивная кавитация, которая сопровождается сильными локальными гидравлическими ударами. При низких частотах практически не проявляется эффект экранировки, и поэтому хорошо очищаются детали сложной конфигурации. При повышении частоты более 30 кгц уменьшается интенсивность кавитации и понижается к. п. д. преобразователя. При понижении частоты колебания до 8 кгц требуется увеличить размеры преобразователя и амплитуду колебания его диска. Рис. 22. Установка для ультразвуковой очистки деталей: а — магнитострикционный преобразователь ПMC-4; б — ванна.

Магнитострикционный эффект значительно ослабевает при нагреве преобразователя. Поэтому магнитострикционные никелевые преобразователи рекомендуется охлаждать проточной водой.

Электрострикционным (пьезоэлектрическим) явлением называют способность диэлектриков деформироваться (изменять свои размеры) в электрическом поле. Свойством электрострикции обладают кварц, титанат бария, турмалин и другие. Преобразователи из кварцевой пластины работают в широком диапазоне частот. Однако иx применение ограничено потому, что необходимо подводить ток высокого напряжения. Преобразователи на титаната бария работают при низком напряжении, но требуют интенсивного охлаждения. При повышении температуры до 80—90° С ухудшается электрострикционный эффект материала и понижается мощность ультразвуковых волн.

Мощность ультразвукового генератора (табл. 4) выбирают в зависимости от количества установленных в ванне преобразователей. Качественная очистка деталей

На рис. 22, б показана схема ванны для ультразвуковой очистки мелких деталей. К днищу сварной металлической ванны 6 прикреплены два магнитострикционных преобразователя 3, которые получают питание от ультразвукового генератора УЗГ-2,5. В процессе работы установки преобразователь ПMC-4 охлаждается проточной водой. Охлаждающая вода подводится по трубопроводу 2 и сливается через трубопровод 4. Для подсоединения преобразователей к ультразвуковому генератору предусмотрена колодка 1 для клемм. При использовании агрессивной моющей жидкости в металлическую ванну устанавливают резервуар 5 из винипласта. Пространство между ваннами заполняют водой.

Обрабатываемые детали навешивают в ванне в специальной корзине. Ультразвуковые колебания, возбуждаемые преобразователем, распространяются в моющий раствор через стенку винипластовой ванны и вызывают кавитационные разрушение нагара на поверхности деталей. В такой ванне корпусы распылителей очищаются от нагара в течение 2—3 мин., жировая пленка удаляется за 30—40 сек. Для ультразвуковой очистки мелких деталей (клапанов, деталей топливной аппаратуры и подшипников) хорошо зарекомендовали себя автоматические установки карусельного типа и с цепным транспортером.

обеспечивается при интенсивности ультразвуковой энергии 2—5 вт/см2.

Таблица 4.Техническая характеристика ультразвуковых генераторов

Показатели	Марка генератора
	УЗГ-10	УЗГ-2,5	УЗГ-1
Мощность в квт:
потребляемая	15	5	3,4
выходная	8	2,5	1,25
Тип генераторной лампы	Триод ГУ-10А	Триод ГУ-5А	Триод ГУ-27А
Расход охлаждающей воды в л/мин	25	8	3
Напряжение питающей сети в в	220/380	220/380	220
Число фаз	3	3	1
Количество применяемых преобразователей	4	1	1