Паливні насоси високого тиску

Паливна апаратура повинна забезпечувати вприскування точно дозованої циклової подачі палива; якісне розпилювання палива на всіх експлуатаційних режимах дизеля, включаючи малі навантаження і неробочий хід; стабільні параметри процесу уприскування палива і надійність протягом тривалої експлуатації. Оскільки паливна апаратура виконує дуже точні функції в забезпеченні нормальної роботи дизеля, то прецизійні деталі її виготовляють з великою точністю, а в сполученнях допускають зазори не більше 2,0-3,0 мкм.

Основними несправностями паливного насоса двигуна є: тріщини корпусу, втрата пружності і тріщини у витках пружини; сколювання і викришування кромок торців деталей і похилої кромки головки плунжера, односторонній і місцевий натир плунжерних пар; зношування плунжерної пари і нагнітального клапана; тріщини і злам плунжера або втулки, пошкодження плунжера або втулки корозією і кавітацією; зависання (заклинювання) плунжера у втулці; зношування зубчатої рейки і зубців поворотного пристрою; пропуск палива між деталями, що сполучаються; зношування пазів плунжера під виступи; зношування різьблення, зрив і забоїни на різьбленні.

Заклинювання плунжерних пар паливних насосів відбувається унаслідок попадання води в паливо, порушення технології ремонту і збиранні фільтруючих елементів фільтру тонкого очищення, коли паперові фільтри встановлюють без гумових сальників, з незатягнутими гайками елементів і пошкодженими пакетами. В цих випадках погано очищене паливо потрапляє в паливний насос, абразивні частинки зношують прецизійні деталі, викликають задири і заклинювання. Іншою причиною заклинювання плунжерних пар є порушення технологічного процесу їх виготовлення, особливо режимів термообробки, яке приводить до розпаду залишкового аустеніту, зростання об'єму металу, зменшенню зазору між плунжером і втулкою і заклинюванню.

При виконанні технічного обслуговування ТО-3 і поточного ремонту ПР-1 перевіряють легкість переміщення рейок насоса. На ПР-1, крім того, перевіряють регулювання паливних насосів на рівномірність виходу рейок. На ПР-2 паливні насоси знімають з дизеля для контролю стану, на ПР-3 паливні насоси знімають з дизеля для огляду, ремонту і регулювання. При демонтажі насосів перш за все необхідно протиранням видалити забруднення навколо від’єднаних гайок і фланців паливопроводів. Після від’єднання паливопроводів високого тиску і колекторів підведення палива і масла на штуцери насосів надівають захисні ковпачки або вставляють гумові пробки. Зняті насоси укладають в контейнерну тару.

Насоси, що демонтуються, направляють в мийне відділення, де їх разом з тарою поміщають в обмивальні ванни з гасом. Після видалення бруду із зовнішніх і відкритих внутрішніх поверхонь струменем гасу, очищення щітками і скребками, а також просушування у вентиляційній камері насоси передають для розбирання на спеціалізовані слюсарні робочі місця. При розбиранні слід зберігати комплектність деталей у вузлі з поверхнями, що притерті. Розбирання і збирання паливних насосів проводять з використанням пристосувань і спеціального інструменту.

З'єднання зі щільною і тугою посадкою розбирають, застосовуючи знімачі (рис. 2.29).

Рис. 2.29 – Пристосування-знімач для випресовування нагнітального клапана: 1 - знімач;

2 - клапан; 3 - корпус насоса

Після розбирання насосів прецизійні пари і рухомі деталі штовхача промивають в окремих ваннах з освітлювальним гасом і бензином. Решту деталей миють в машині типу А328 (рис. 2.30).

В якості миючої рідини в машині може бути використаний освітлювальний гас або підігрітий до температури 50-60°С водний розчин з тринатрійфосфату — 3%, кальцинованої соди — 1,5% і поверхнево-активних миючих речовин марки ОП-7 або ОП-10. Мийна машина має герметично ущільнену обмивальну камеру 1, яка за допомогою витяжної труби 4 із заслінкою приєднана до витяжної вентиляції цеху. Стіл 3, на який укладають для обмивання деталі, обтягнутий сіткою і приводиться в обертання з частотою 3,6 об/хв. за допомогою окремого електродвигуна і редуктора 8. У верхній частині камери змонтований душовий апарат 2, який має 21 сопло з направленими під різними кутами до сітки столу сопловими отворами діаметром 2 мм. Миючий розчин заливають в бак 12 місткістю 300 л і подають в душовий апарат відцентровим насосом 9 з подачею 5 м³/год під тиском до 0,6 Па (6 кГс/см²), що контролюється манометром 7. Між баком і всмоктуючим патрубком насоса є фільтр 13 грубого очищення. Бак обладнаний змійовиком, який з’єднаний з паровою магістраллю для підігріву миючої рідини або водопровідної для охолоджування гасу, а також вентилем 11 для спуску бруду, що осів, в каналізацію. Деталі завантажують через дверці 5 обмивальної камери і розташовують їх на сітці столу 3 з невеликою відстанню одна від одної. Потім закривають обмивальну камеру і послідовно включають привід столу і подачу миючого розчину. Процес обмивання триває 8—12 хв., після чого для швидкого видалення з поверхонь деталей залишків миючого розчину їх обдувають стиснутим повітрям. Для цього до обмивальної камери підводиться стиснуте повітря, яке поступає в змонтований усередині камери повітряний сопловий апарат, соплові отвори якого направлені до сітки столу, що обертається.

Рис. 2.30 – Мийна машина типу А328: 1 – обмивальна камера; 2 – душова система; 3 – стіл, що обертається; 4 – витяжна труба; 5 – дверці; 6 – дистанційний термометр; 7 – манометр;

8 – редуктор з електродвигуном; 9 – насос; 10 – електродвигун; 11 – вентиль; 12 – бак для миючої рідини; 13 – фільтр

Паливні та масляні канали корпусних деталей додатково очищають волосяними йоржами, промивають гасом і продувають стиснутим повітрям.

Повністю обчищені деталі проходять візуальний огляд і мікрометраж із застосуванням стандартних і спеціальних вимірювальних засобів. Корпуси паливних насосів ремонтують при тріщинах і неприпустимому зношуванні. Тріщини заварюють газовою або електродуговим зварюванням по технологічному процесу, що виключає деформаційні зміни посадочних поверхонь корпусу. При виявленні на привалочних поверхнях корпусу вм'ятин, сколів, забоїн або рисок їх необхідно обережно зачистити наждачним папером. Особливу увагу надають стану посадочного місця під опорний торець гільзи. Забоїни, риски, сліди корозії на цій поверхні усувають торцевим розверненням, при цьому неперпендикулярність опорної поверхні щодо осі корпусу не повинна перевищувати 0,05 мм. У разі збільшення в корпусі більш ніж на 0,2 мм діаметра отвору для переміщення рейки допускається його розточування з подальшою запресовкою втулки.

Несправні різьблення в отворах деталей насоса, окрім різьблення під натискний штуцер, перерізають на наступний розмір із заміною кріпильних деталей, що зєднуються. При цьому розміри під ключ в головках деталей повинні зберігатися без зміни. Болти, шпильки і гайки, що мають більше двох зірваних або забитих ниток різьблення, замінюють. Довжина виступаючої з гайок частини болтів повинна бути від однієї до трьох ниток різьблення.

Зношені поверхні деталей штовхача, окрім поверхонь катання ролика, відновлюють хромуванням, при цьому вимоги до точності форми виконують попереднім або подальшим шліфуванням відновлюваних поверхонь.

При зношуванні в зубчатому вінці поверхонь паза, що ведуть повідець плунжера, їх відновлюють електроіскровим наплавленням. Допустимі розміри на ширину паза і його симетричність щодо осі зубчатого вінця виконують припиловкою по калібру. Виправлення шліфуванням і притиранням зношених опорних поверхонь тарілок пружин насоса допускається в межах товщини зміцненого шару. Непаралельність опорних поверхонь тарілок і їх неплощинність не повинна перевищувати 0,05 мм. Пружини не повинні змінювати розміри після три чи п'ятикратного обжимання до зіткнення витків.

До найвідповідальніших деталей паливного насоса відносяться плунжерна пара і нагнітальний клапан. Придатність плунжерної пари до подальшої роботи встановлюють по зовнішньому вигляду і розміру зношування її прецизійних поверхонь. Прецизійні поверхні плунжера і гільзи повинні бути дзеркальними з ледве помітними подовжніми штрихами. Деталі плунжерних пар зношуються нерівномірно: у плунжера більшою мірою зношується золотникова частина біля верхньої і відсічної кромок, у гільзи — в районі вікон впускання і відсічного. Деталі плунжерних пар замінюють при наступних дефектах: завали на торцевій і відсічній кромках плунжера, глибокі риски, натири і корозія на прецизійних поверхнях плунжера і гільзи, тріщина в тілі гільзи. За відсутності зовнішніх дефектів, по яких бракується плунжерна пара, перевіряють зношування її прецизійних поверхонь інтегральним способом — на стенді по щільності, що виміряється в секундах

За щільність плунжерної пари приймається час перетікання суміші опресовування з надплунжерного простору через зазори між ущільнюючими прецизійними поверхнями при переміщенні плунжера під дією осьового зусилля на розмір робочого ходу, відповідному номінальному режиму. При випробуванні плунжерних пар на щільність застосовується суміш (малосернисте дизельне паливо з авіаційним маслом) опресовування, що має в'язкість при 20 ± 1 °С 9,9-10,9 мм²/с (сантистокс). Тиск в надплунжерному просторі повинен бути 20 ± 1 МПа (200 ± 10 кгс/см²).

У депо, для перевірки щільності плунжерних пар і паливних насосів дизелів тепловозів, застосовують універсальний стенд типу А53 (рис. 2.31).

Рис. 2.31 – Стенд типу А-53 для випробування плунжерних пар на щільність: 1 – стіл;

2 - фільтр; 3 – бак з паливом; 4 – корпус плунжерної пари; 5 – клямка; 6 — пружина; 7 – вантаж;

8 – система важелів; 9 – амортизація; 10 – кран; 11 – змінні вантажі

Температура приміщення, в якому встановлений стенд, повинна бути в межах 15-25°С. Для перевірки використовують профільтроване дизельне паливо кінематичною в'язкістю (5,5-5,7) 10^-6 м²/с при температурі 20-21°С. Плунжерну пару, що перевіряється, встановлюють в корпус. Вантаж 7 піднімають і закріплюють клямкою. У такому положенні плунжер знаходиться в нижньому положенні. У робочу камеру втулки плунжера з бака 3 через фільтр 2 заливають дизельне паливо і закривають корпус щільно кришкою. Одночасно із звільненням вантажу 7 включають секундомір і зупиняють його в мить, коли вантаж впаде на амортизацію 9. Щільність плунжерної пари (час падіння вантажу) повинна бути при поточному ремонті ПР-3 не менше 8 і не більше 35с при тиску над плунжером 27,5 МПа (275 кГс/см²). Перед випробуванням плунжерних пар на щільність перевіряють стенд за показами еталонних плунжерних пар. Плунжерні пари, що не витримали випробування на щільність, відновлюють шляхом перепаровки втулок і плунжерів, азотизації або хромування. Підібрану плунжерну пару доводять з використанням притиральних паст.

Усунення дефектів і відновлення геометрії прецизійних поверхонь виконують розтискними циліндровими чавунними притирами на конічній оправці (рис. 2.32, а), для доведення зовнішніх прецизійних поверхонь застосовуються кільцеві розрізні притири (рис. 2.32, б).

Рис. 2.32 – Доведення циліндрових прецизійних поверхонь гільзи (а) і плунжера (б):

1 – оправка; 2 – притир; 3 – гільза; 4 – державка; 5 – натискний болт; 6 – плунжер

Для доводочних операцій на робочу частину притира наносять абразивну пасту. Паста характеризується розмірами зерен в мікрометрах абразивного матеріалу і його твердістю (алмазні, корундові і ін.). Попередню обробку виконують грубими пастами (М40 – М28), остаточну – тонкими (М14—М5). У локомотивних депо, для притирання деталей паливної апаратури застосовуються верстати типу ПР279.

При обробці внутрішньої поверхні гільзи конусна оправка, на яку насаджений притир, затискається в патроні притирального верстата і створює обертальний рух, а гільза, закріплена в державці, створює поворотно-поступальний рух. При цьому, тверді частинки абразиву рівномірно розподіляються і вдавлюються у відносно м'який метал притира і знімають невеликий шар металу з деталі, що притирається, вирівнюючи її поверхню. У міру обробки поверхні гільзи притир переміщають по конусній оправці, збільшуючи його зовнішній діаметр (рис. 2.32, а). При обробці зовнішньої поверхні плунжера зменшення внутрішнього діаметра розрізного притира здійснюється натискним болтом (рис. 2.32, б). Доводочні роботи із застосуванням паст закінчують після видалення з прецизійних поверхонь помітних на око дефектів, після чого доведення продовжують на чистому маслі. При доводочних операціях необхідно уникати великих зусиль різання, забезпечуючи переміщення притира уздовж деталі зусиллям руки до 15 — 20 Н. Частота обертання шпинделя при використовуванні грубих паст може бути збільшена до 400 об/хв.

Після виконання доводочних робіт проводиться підбір деталей для їх спаровування (сумісного притирання). Для спаровування деталі підбирають так, щоб плунжер входив в гільзу на 1/5-2/5 своєї довжини. Для сумісного притирання плунжер закріплюють в патроні притирального верстата, а гільзу укріплюють в оправці. На плунжер, що створює обертальний рух, наноситься тонкий шар пасти, а гільзі додають поворотно-поступальний рух, поступово насуваючи її на плунжер у міру зношування поверхонь, що притираються. Спаровування деталей вважається закінченим, коли плунжер, висунутий з гільзи на 1/3 її висоти (заздалегідь плунжерна пара промивається в чистому дизельному паливі), нахиленої до горизонту під кутом 45°, буде плавно під дією власної ваги опускатися при будь-якому повороті навкруги своєї осі. Після спаровування плунжерні пари обкатують на стенді протягом 30-40 хв., а потім опресовують на стенді.

Найтиповіша несправність нагнітального клапана паливних насосів - зношування робочої фаски його конуса. При зношуванні робочого конуса клапана падає тиск в нагнітальному трубопроводі в інтервалах між уприскуваннями через перетікання палива в надплунжерну порожнину насоса, внаслідок чого зменшується кут випередження подачі палива і кількість палива, що подається в циліндр дизеля.

При виготовленні і ремонті клапанних пар герметичність ущільнюючого конуса перевіряють опресовуванням стиснутим повітрям під тиском 0,4 – 0,7 МПа (4 – 7 кГс/см²) протягом 10 секунд. Пропуск повітря через запірний конус не допускається. У разі порушення герметичності конусного ущільнення притирають конус клапана в корпусі пастами.

Перевіряють хід нагнітального клапана, який повинен бути 1,5^{+0,3 мм, якщо величина ходу більш допустимої, замінюють упор на новий більшої товщини, забезпечивши хід клапана по кресленню.}

Перед збиранням паливного насоса перевіряють стан посадочних поверхонь корпусу насоса, гільзи і плунжера, нагнітального клапана і його сідла. Посадочні поверхні повинні бути блискучими і рівними.

Болти і гайки затягують повністю ключами відповідних розмірів. Після закручування повністю стопорного гвинта, що фіксує своїм хвостовиком положення втулки плунжера, вона повинна вільно переміщатися на всю довжину паза шпонки, при цьому обертальний люфт не повинен перевищувати 0,08 мм.

Особливу увагу надають створенню нормованого зусилля затягування натискного штуцера. При надмірному затягуванні штуцера можуть виникнути неприпустимі деформації прецизійних поверхонь плунжерної і клапанної пар, які викличуть їх відмови в експлуатації. Для паливних насосів дизелів 11Д45 і Д49 технічними умовами рекомендується затягувати штуцер динамометричним ключем, відрегульованим на момент 550 — 600 Нм. Після затягування натискних штуцерів перевіряють плавність переміщення плунжера, зубчатого вінця по втулці і хвостовика плунжера в пазу вінця. Туге переміщення і прихвати не допускаються. В остаточно зібраному паливному насосі переміщення рейки з одного крайнього положення в інше повинне бути легким, без заїдань в будь-якому положенні плунжера по ходу його робочого переміщення. Для паливних насосів дизелів 11Д45 і типа Д49 регламентовано і допустиме зусилля переміщення рейки не вище 2 — 3 Н. Вільність переміщення деталей перевіряють і у вузлі штовхача.

Розбирання, контроль щільності і збирання паливного насоса високого тиску проводять на спеціальному поворотному пристосуванні. Пристосування (рис. 2.33) складається з нерухомої і рухомої частин.

Опорна плита 1 нерухомої частини з отворами під болти або шпильки кріплення пристосування і втулка 14, приварена до плити, є підшипником вала рухомої частини. Опора 11 рухомої частини має гнізда (одне замкнуте для збирання і контролю щільності, інше для розбирання насоса) для установлення насоса. Переміщення штовхача і, отже, плунжера насоса здійснюється важелем 10 через сережку 2. Важіль повертається на осі, встановленій в кронштейні 8, прикріпленому болтами до опори. В пристосуванні є пристрій важеля для підтискання пружини і підйому плунжера при визначенні настановного розміру Н і контролі плавності переміщення рейки. Положення штовхача по висоті контролюється штангенциркулем за розміром від опори до виступу штовхача, заміряному через отвір в опорі. Відкріплення і затягування штуцера проводиться за допомогою шліцьової головки і динамометричного ключа.

Горизонтальне положення опори для опресовування порожнини низького тиску насоса і вертикальне для його збирання встановлюються фіксатором 5 з витяжною ручкою, що вставляється в отвори у фланца вала опори при їх збігу з отвором у втулці плити. Положення штовхача насоса при опресовуванні порожнини низького тиску (Н=70 мм) забезпечується при фіксації установлення важеля 10 штифтом 9.

Рис. 2.33 – Пристосування для обслуговування паливного насоса високого тиску:

1 — опорна плита; 2 — сережка; 3 — направляюча; 4 — штовхач; 5 — фіксатор;

6 — болт; 7 — штифт; 8 — кронштейн; 9 — штифт фіксації положення опресовування насоса; 10 — важіль; 11 — опора; 12 — скоба; 13 — вісь; 14 — втулка

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: