3. Технология диагностирования дизельной топливной аппаратуры, влияние эксплуатационных регулировок на показатели работы двигателя.

Ремонт дизельной топливной аппаратуры – процедура дорогостоящая

Потому что не проводя диагностику произвести ремонт ТНВД и топливной аппаратуры практически не возможно. Одним из важных отличий дизельного агрегата является высокое рабочее давление в сравнении с бензиновыми двигателями. Необходимо постоянно следить за составом топливной смеси, поскольку не качественное топливо, это основополагающий фактор для того, чтобы сделать ремонт авто и топливной аппаратуры.

Проверка элементов топливной системы:

- Подача топлива ТНВД. Проверяется давление, равномерность подачи топлива и количество горючего;

- Проверка рабочих характеристик топливного насоса высокого давления. При пуске двигателя, осуществляется проверка вращения вала и завершение подачи топлива;

- Проверяются форсунки;

- Проверяется ритм подачи горючего секциями ТНВД.

Проведя диагностику всех составляющих топливной системы дизеля, можно сделать объективное заключение о ее состоянии и определить последовательность ремонта элементов. Будет ли это капитальный ремонт топливной аппаратуры или только ремонт форсунок, ремонт ТНВД или топливных баков, а также затраты на его проведение.

Регулировка или ремонт ТНВД производится если:

- Увеличен расход топливной смеси;

- Слетает ремень газораспределительного механизма с шестерни;

- Отсутствует подача горючего от ТНВД к форсункам;

- Подтекает топливо из ТНВД;

- Слышатся посторонние шумы в насосе высокого давления;

- Обильное количество дыма из выхлопной системы.

Обслуживание топливного насоса высокого давления. Перед началом регулировки масляную полость насоса и регулятора промыть чистым дизельным топливом и заполнить свежим маслом, применяемым для двигателя, до уровня сливного отверстия. На время испытаний штуцер слива масла заглушить.

Перед установкой насоса на стенд:

Проверить отсутствие осевого люфта кулачкового вала. При наличии люфта обеспечить натяг 0,01-0,07 мм, предварительно отрегулировав люфт кулачкового вала 0,03-0,09 мм установкой регулировочных прокладок, контролируемый усилием 90-100 Н (9-10 кГс), а затем убрать две прокладки толщиной по 0,05 мм.

При затянутых болтах крышки кулачковый вал должен свободно проворачиваться в подшипниках.

Проверку и регулировку топливного насоса следует проводить со стендовым комплектом форсунок модели 26-03С, имеющих эффективное проходное сечение m¦= 0,244 мм2.

Допускается выполнять проверку и регулировку топливного насоса с рабочим комплектом форсунок. Каждая форсунка должна быть закреплена за соответствующей секцией топливного насоса и в дальнейшем, устанавливаться в том цилиндре двигателя, который соединен с данной секцией.

Для стендового комплекта топливопроводов высокого давления следует применять трубки длиной 415±3 мм, разница в пропускной способности топливопроводов, составляющих стендовый комплект, не должна превышать 0,5 мм3/цикл.

Пропускную способность топливопровода определять на одной секции высокого давления, с одной форсункой и на одном пеногасителе стенда.

Перед проверкой и регулировкой

Нужно убедиться в герметичности системы низкого давления и масляной полости топливного насоса высокого давления, для чего:

Заглушить отверстие перепускного клапана, отводящее отверстие топливоподкачивающего насоса, штуцеры ТНВД, ввертыш подвода масла корректора по наддуву, отверстие отбора топлива для электрофакельного устройства, установить крышку рейки.

К ввертышу слива масла в корпусе ТНВД герметично присоединить трубку с внутренним объемом не более 25 см3 (внутренний диаметр не более 8 мм). Свободный конец трубки опустить в сосуд с топливом на глубину не более 20 мм.

Подвести сжатый воздух к ввертышу подвода топлива ТНВД и к отверстию подвода топлива топливоподкачивающего насоса.

ТНВД считать годным, если при равномерном (в течение 10-20 с) повышении давления в системе от 0 до 0,5 МПа (от 0 до 5 кгс/см2) не наблюдается выделение пузырьков воздуха в сосуде с топливом.

Подвести сжатый воздух к ввертышу слива масла и погрузить ТНВД в емкость с дизельным топливом.

ТНВД считается герметичным, если при давлении 0,01-0,015 МПа (0,1-0,15 кгс/см2) не наблюдается выделение пузырьков воздуха через соединения ТНВД в течение 20 с, кроме следующих соединений: стопорный винт рейки - корпус ТНВД, ось рычага корректора по наддуву - корпус мембраны.

При проверке топливного насоса контролируется:

геометрическое начало нагнетания топлива секциями насоса;

величина и неравномерность подачи топлива по секциям насоса.

Начало нагнетания топлива секциями насоса определяется величиной подъема толкателя по моменту прекращения истечения топлива из штуцеров топливного насоса при заглушенном отверстии перепускного клапана и положении рейки, соответствующем номинальной подаче, т.е. положении, при котором рейка выступает от торца насоса на величину (11±1) мм.

Начало нагнетания топлива первой секцией насоса должно соответствовать подъему толкателя: 5,2±0,05 мм для ТНВД 175-01; 5,8±0,05 мм для ТНВД 173-11, 173.6-11, 173.6-01. Величину подъема толкателя измерять индикатором.

В момент начала нагнетания топлива первой секцией риски на указателе начала нагнетания топлива и на гасителе крутильных колебаний должны совпадать. Несовпадение рисок не должно превышать 0,5°.

Секции насоса должны начинать нагнетание в следующем порядке (в градусах поворота кулачкового вала):

Секция № 1 - 0° Секция № 4 - 180°

Секция № 3 - 45° Секция № 5 - 225°

Секция № 6 - 90° Секция № 7 - 270°

Секция № 2 - 135° Секция № 8 - 315°

Отклонение указанных углов поворота кулачкового вала, соответствующих началу нагнетания топлива секциями насоса относительно геометрического начала нагнетания топлива первой секцией насоса, должно быть не более ±30'.

Регулировка начала нагнетания топлива осуществляется прокладками, устанавливаемыми под фланцы корпуса секции, причем их количество и толщина должны быть одинаковыми с обеих сторон, а наиболее толстая прокладка должна быть сверху.

При увеличении толщины прокладок нагнетание топлива начинается позже, при уменьшении - раньше.

Во избежание поломки насоса минимальная толщина прокладок не должна быть меньше 0,6 мм.

Обслуживание форсунок.

При обслуживании каждую форсунку необходимо отрегулировать на давление начала впрыскивания 26,5 +0,8 МПа (270+8 кГс/см2). Регулировку рекомендуется производить на специальном стенде ДД-2110, удовлетворяющем требованиям ГОСТ 10579-88. Давление начала впрыскивания регулируется винтом при снятом колпаке форсунки и отвернутой контргайке. При ввертывании винта давление повышается, при вывертывании - понижается.

Проверить герметичность распылителя по запирающему конусу иглы и отсутствие течей в местах уплотнений линий высокого давления. Для этого создать в форсунке давление топлива на 1-1,5 МПа (10-15 кГс/см2) ниже давления начала впрыскивания. При этом в течение 15 секунд не должно быть подтекания топлива из распыливающих отверстий; допускается увлажнение носика распылителя без отрыва топлива в виде капли. Герметичность в местах уплотнений линии высокого давления проверить при выдержке давлением в течение 2-х минут; на верхнем торце гайки распылителя (при установке форсунки под углом 15° к горизонтальной поверхности) не должно образовываться отрывающейся капли топлива.

Подвижность иглы. Проверить прокачкой топлива через форсунку, отрегулированную на заданное давление начала впрыскивания на опрессовочном стенде, при частоте впрыскивания 30-40 в минуту.

Допускается подвижность иглы проверять одновременно с проверкой качества распыливания.

Качество распыливания. Проверять на опрессовочном стенде прокачкой топлива через форсунку, отрегулированную на заданное давление начала впрыскивания при частоте 60-80 впрыскиваний в минуту. Качество распыливания считается удовлетворительным, если топливо впрыскивается в атмосферу в туманообразном состоянии и равномерно распределяется как по всем струям, так и по поперечному сечению каждой струи. Начало и конец впрыскивания при этом должны быть четкими. После окончания впрыскивания допускается увлажнение носика распылителя без образования капли.

Впрыскивание топлива у новой форсунки сопровождается характерным резким звуком. Отсутствие резкого звука у бывших в эксплуатации форсунок не означает снижения качества их работы.

Герметичность. Уплотнений, соединений и наружных поверхностей полости низкого давления форсунок проверять опрессовкой воздухом давлением 0,45±0,05 МПа (4,5±0,5 кГс/см2). Пропуск воздуха в течение 10 секунд не допускается.

Герметичность соединений "распылитель - гайка распылителя" проверять опрессовкой воздухом давлением 0,5±0,1 МПа (5±1 кГс/см2) в течение 10 секунд при подводе воздуха со стороны носика распылителя на специальном стенде.

Пропуск воздуха по резьбе гайки распылителя при погружении форсунки в дизельное топливо не допускается.

При засорении или закоксовке одного или нескольких распыливающих отверстий распылителя форсунку разобрать, детали форсунки прочистить и тщательно промыть в профильтрованном дизельном топливе.

При негерметичности по запирающему конусу распылитель в сборе подлежит замене. Замена деталей в распылителе не допускается. Разборку форсунки выполнять в следующей последовательности:

- отвернуть колпак форсунки

- ослабить контргайку и вывернуть регулировочный винт на 3-4 оборота для разгрузки пружины

- отвернуть гайку распылителя

- снять распылитель, предохранив иглу от выпадания

Нагар с корпуса распылителя счищать металлической щеткой или шлифовальной шкуркой с зернистостью не грубее "М40". Распыливающие отверстия прочистить стальной проволокой диаметром 0,3 мм. Применять для чистки внутренних полостей корпуса распылителя и поверхностей иглы твердые материалы и шлифовальную шкурку не допускается.

Перед сборкой распылитель и иглу тщательно промыть в профильтрованном дизельном топливе. Игла должна легко перемещаться: выдвинутая из корпуса распылителя на одну треть длины направляющей, при наклоне распылителя на угол 45° от вертикали игла должна плавно, без задержек полностью опуститься под действием собственного веса.

Сборку форсунки производить в последовательности обратной разборке. При затяжке гайки развернуть распылитель против направления навинчивания гайки до упора в фиксирующие штифты и, придерживая его в этом положении, навернуть гайку рукой, после чего гайку окончательно затянуть.

Момент затяжки гайки распылителя 60-70 Н*м (6-7 кгс*м), штуцера форсунки - 80-100 Н*м (8-10 кгс*м).

После сборки отрегулировать форсунку на давление начала впрыскивания и проверить качество распыливания топлива и четкость работы распылителя.

Порядок проверки и регулировки величины и равномерности подачи топлива

1. Проверить давление начала открытия нагнетательных клапанов, которое должно быть (0,02…0,1) МПа [(0,2…1,0) кГс/см2]. Контроль давления начала открытия нагнетательных клапанов производить по моменту начала истечения топлива из топливопровода с внутренним диаметром (2±0,05) мм при плавном повышении давления на входе в топливный насос и положении рейки, соответствующем выключенной подаче топлива.

2. Проверить давление топлива в магистрали на входе в топливный насос. Давление должно быть (0,175±0,025) МПа [(1,75±0,25) кГс/см2] при номинальной частоте вращения кулачкового вала и упоре рычага управления в болт ограничения максимального скоростного режима. При необходимости вывернуть пробку перепускного клапана и шайбами отрегулировать давление открытия.

3. Проверить наличие запаса хода рейки. Под запасом хода рейки понимать свободный ход рейки (люфт) в сторону выключения подачи при 450-600 мин-1 и при упоре рычага управления регулятором в болт ограничения минимальной частоты вращения. В случае отсутствия запаса хода рейки необходимо вывернуть до упора винт подрегулировки мощности и далее винтом кулисы отрегулировать запас хода рейки в пределах 1-1,3 мм и законтрить его.

4. Проверить начало выключения пусковой подачи топлива при 230-250 мин-1 при упоре рычага управления в болт ограничения минимального скоростного режима по началу движения рейки. Если требуется увеличить обороты, снять зацеп пружины с рычага рейки и ввернуть его в пружину. Для уменьшения оборотов зацеп выворачивается. После этого поставить зацеп на рычаг рейки.

5. Проверить величину средней пусковой подачи топлива, которая должна быть в пределах 210-240 мм3/цикл при 80±10 мин-1 кулачкового вала насоса. Регулируется болтом регулировки пусковой подачи 10 (рисунок 1). При выворачивании болта из рейки пусковая подача - уменьшается, при вворачивании - увеличивается.

6. При упоре рычага управления в болт ограничения максимального скоростного режима проверить частоту вращения кулачкового вала насоса, соответствующую началу действия регулятора частоты вращения, определяемую по моменту начала движения рейки в сторону выключения подачи. Начало действия регулятора должно происходить при частоте вращения 980-1000 мин-1 для двигателя ЯМЗ-7511, 1080-1100 мин-1 для двигателей ЯМЗ-238ДЕ2, ЯМЗ-238ДЕ2-2 и 1030-1050 мин-1 для двигателя ЯМЗ-238БЕ2. Подрегулировку проводить болтом ограничения максимального скоростного режима.

7. Проверить частоту вращения, соответствующую полному выключению подачи топлива, определяемую по моменту прекращения подачи топлива форсунками. Полное выключение подачи должно происходить при частоте вращения на 50-120 мин-1 больше частоты вращения начала выброса рейки. Подрегулировку проводить винтом двуплечего рычага. При ввертывании винта частота вращения кулачкового вала, соответствующая полному выключению подачи топлива уменьшается, при вывертывании - увеличивается. При этом изменяется и начало выключения, поэтому необходима его последующая проверка и подрегулировка по п. 6. По окончании регулировки винт двуплечего рычага и болт ограничения максимального скоростного режима надежно законтрить гайками.

8. Проверить и при необходимости отрегулировать со стендовым комплек-том форсунок модели 26-03С при упоре рычага управления регулятором в болт ограничения максимального скоростного режима среднюю цикловую подачу топлива, приращение средней цикловой подачи и неравномерность подачи топлива по секциям.

8.1. Величину средней цикловой подачи на номинальном режиме подрегулировать винтом номинальной подачи: при вращении винта по часовой стрелке подача уменьшается, против часовой стрелки – увеличивается. Регулировку равномерности цикловой подачи топлива каждой секцией насоса регулировать поворотом корпуса секции относительно корпуса насоса, предварительно ослабив гайки крепления фланца. При повороте секции по часовой стрелке цикловая подача увеличивается, против часовой стрелки – уменьшается. После регулировки надежно затянуть гайки крепления фланца.

Влияние эксплуатационных регулировок на показатели работы двигателя. Исследованиями в эксплуатационных условиях установлено влияние отклонений основных регулировок топливной аппаратуры от нормальных установочных значений на износ деталей цилиндро-поршневой группы и кривошипно-шатунного механизма двигателя. Износ двигателей, происходят из-за следующих нарушений: угол опережения начала подачи топлива, цикловая подача топлива, давление начала подъема иглы форсунки.Определялся износ следующих деталей и сопряжений двигателя: 1) верхнего поршневого кольца (изменение массы; увеличение зазора в замке; уменьшение высоты; уменьшение толщины); 2) цилиндра в верхней зоне (в зоне остановки верхнего поршневого кольца при положении поршня в ВМТ); 3) сопряжения верхнего поршневого кольца с канавкой поршня; 4) сопряжения подшипника с шатунной шейкой коленчатого вала.

Износ детален и сопряжений двигателя определялся через каждые 480 моточасов работы путем микрометриро-вания и взвешивания детален.

Установлено, что все варианты нарушения регулировок топливной аппаратуры вызывает форсированный износ деталей двигателя. Наибольшее увеличение износа наблюдается при комплексном нарушении регулировок.

Полученные данные свидетельствуют о необходимости поддержания нормальных регулировок топливной аппаратуры, а также разработки методов и средств контроля этих регулировок.

В дизельных двигателях рассматривается влияние на износ таких факторов, как состояние регулировок топливной аппаратуры, тепловой режим двигателя, содержание серы в топливе, неустановившийся характер нагрузки. Применительно к карбюраторным двигателям рассматривается влияние на износ регулировок системы питания и зажигания, скоростного и нагрузочного режимов работы, теплового режима двигателя и содержания серы в топливе.

Также влияет на износ двигателей загрязнения воздуха, масла и топлива пылью, а также цетанового или октанового числа топлива, наличия и изменения в процессе работы специальных противоизносных присадок.

Ждановский Н.С., Николаенко А.В. Надежность и долговечность авторнакторных двигателей