Обслуживание топливного насоса высокого давления

Неравномерность подачи топлива по секциям рассчитывается по формуле:

2[qц (max) - qц (max)] 
------------------------- * 100 
qц (max) - qц (max)

где: 
qц (max) - максимальная цикловая подача топлива по секциям, мм3/цикл; 
qц (min) - минимальная цикловая подача топлива по секциям, мм3/цикл.   

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. 
   8.2. Приращение средней цикловой подачи при частоте вращения: 800 мин-1 для ТНВД 175-01, 173.6-01; 900 мин-1 для ТНВД 173-11, 173.6-11 подрегулировать корпусом отрицательного корректора. После регулировки корпус надежно законтрить. 
   8.3. Приращение средней цикловой подачи при частоте вращения 650 мин-1, соответствующей максимальному крутящему моменту и 500 мин-1 подрегулировать гайкой отрицательного корректора. При наворачивании гайки приращение подачи снижается, при отворачивании – увеличивается. После регулировки гайку надежно законтрить. 
 Проверку топливных насосов по пунктам 1-8 производить при отсутствии давления воздуха и масла в корректоре по наддуву. Цикловые подачи, обозначенные знаком (*) проверить после регулировки корректора по наддуву. Давление масла на входе в корректор должно быть (0,275±0,025) МПа [(2,75±0,25) кгс/см2]. При изменении давления воздуха на входе в корректор от 0,06 МПа (0,6 кгс/см2) до 0,14 МПа (1,4 кгс/см2) цикловая подача топлива должна быть постоянной и соответствовать значению, помеченному знаком (*). 

9.        Проверить работу корректора подачи топлива по наддуву, для этого: 
 9.1. Промыть в чистом бензине сетчатый фильтр штуцера 15 (рисунок 4) и тщательно продуть его сжатым воздухом. 
 9.2. Прочистить калибровочное отверстие в корпусе корректора мягкой проволокой диаметром (0,5-0,7) мм. 
 9.3. Проверить герметичность полости мембраны. Для этого к отверстию на крышке корпуса мембраны подвести воздух под давлением (0,06±0,01) МПа [(0,6±0,1) кгс/см2]. При полностью перекрытом подводящем воздуховоде падение давления в полости мембраны за время 2 мин не должно превышать 0,01 МПа (0,1 кгс/см2). 
9.4. При упоре рычага управления в болт ограничения максимального скоростного режима установить частоту вращения: 500 мин-1 для ТНВД 175-01; 650 мин-1 для ТНВД 173-11, 173.6-11, 173.6-01 и подвести к корректору масло под давлением (0,275±0,025) МПа [(2,75±0,25) кгс/см2]. Для введения в работу корректора по наддуву одноразово выключить подачу топлива скобой кулисы, после чего перевести скобу в положение «подача включена». 
 9.5. Проверить величину цикловых подач топлива при различных давлениях воздуха в полости мембраны, которые должны соответствовать указанным в таблице 3:

Таблица 3

 10.     q – средняя цикловая подача топлива насосом на номинальном режиме. 
 Если замеренные величины цикловых подач отличаются от указанных, необходимо произвести подрегулировку корректора. 
 Регулировка величины цикловой подачи топлива при избыточном давлении воздуха на мембране, равном 0 МПа (кгс/см2), выполняется регулировочным болтом 21. При ввертывании болта подача увеличивается, при вывертывании – уменьшается. После регулировки болт законтрить гайкой. Величину цикловых подач топлива при промежуточных давлениях воздуха на мембране регулировать корпусом пружины 
 При вворачивании корпуса пружины величина топливоподачи уменьшается, при выворачивании – увеличивается. После регулировки корпус пружины законтрить гайкой. 
 Перед заменой изношенной мембраны (при необходимости) нужно замерить у мембраны со штоком в сборе величину выступания штока от нижнего торца гайки. После этого заменить мембрану и собрать ее со штоком с той же величиной выступания штока с точностью 0,1 мм, при этом западание торца золотника 12 относительно торца поршня 13 должно быть 0,2-0,9 мм при отсутствии зазора между торцем поршня и корпусом корректора. 
 При установке корректора по наддуву после демонтажа (если в этом была необходимость) на регулятор отвести скобой кулисы рейку насоса в крайнее выключенное положение и установить корректор по наддуву в корпус регулятора, после чего отпустить скобу. 
Проверить регулировку корректора по наддуву на наличие выключения подачи топлива регулятором. 
 11.     Винтом подрегулировки мощности при упоре рычага управления в болт ограничения максимального скоростного режима произвести ограничение номинальных цикловых подач, которые должны соответствовать указанным в таблице 4:

Таблица 4

 12.     Винт подрегулировки мощности надежно законтрить и опломбировать. Проверить запас хода рейки при упоре рычага управления регулятором в болт ограничения минимального скоростного режима и при частоте вращения кулачкового вала 500 мин-1. Запас хода рейки должен быть 0,5 мм не менее. 
 13.     Проверить выключение цикловой подачи скобой кулисы при повороте на 40-45° от исходного положения. Подача топлива из форсунок всех секций топливного насоса при любой частоте вращения и любом положении рычага управления регулятором должна полностью выключиться. Установить крышки на топливный насос и регулятор и запломбировать их. Установить пломбу на болт регулировки максимальных оборотов. 
На блоке цилиндров двигателя топливный насос устанавливать в вертикальном положении, болты крепления заворачивать равномерно, не допуская завала насоса. Окончательный момент затяжки болтов крепления насоса 30-40 НЧм (3-4 кГсЧм). Подсоединение топливопроводов производить после закрепления топливного насоса.   

Эксплуатация  и сервисное обслуживание двигателей ЯМЗ, установленных  на строительно-дорожной технике.  

Тимашев В.П. Начальник управления сервисного обслуживания ОАО "Автодизель", г. Ярославль, к.т.н. 

ОАО "Автодизель (Ярославский моторный завод), входящий в состав холдинга "РусПромАвто", специализируется на разработке и производстве дизельных двигателей и силовых агрегатов многоцелевого назначения. Ярославские двигатели нашли применение более чем на 300 видах изделий, том числе и на строительной и дорожной технике 
 В таблице 1. приведены основные показатели двигателей, устанавливаемых на строительную и дорожную технику различных производителей. 
 Характерными условиями работы для двигателей строительных и дорожных машин (СДМ) являются: 
 - работа при высокой запылённости воздуха, увеличивающей вероятность повышенных износов деталей; 
 - переменный характер внешней нагрузки. Рабочий цикл большинства СДМ состоит из следующих режимов: перемещение машины, резание грунта или набор его в ёмкость, перемещение грунта (бульдозером по поверхности почвы, скрепером и экскаватором – в ёмкости), разгрузка или отъезд, движение без груза. 
 Наиболее нагруженным для двигателя бульдозера является режим резания и перемещения грунта. В то же время велика доля работы двигателя в режим холостого хода и движения бульдозера без нагрузки грунтом. 
 Двигатели автомобильных кранов нагружены в процессе передвижения крана, при подъёме груза и перемещении стрелы. Передвижение крана обычно осуществляется при малых скоростях движения, т.е при небольшой нагруженности двигателя. При подъёме груза и перемещении стрелы максимальная мощность двигателя не используется. Кроме того, двигатель продолжительное время работает в режиме холостого хода. 
 Износостойкость деталей двигателя определяется не только конструктивными и технологическими мероприятиями, реализованными в них заводом-изготовителем, но и нагруженностью двигателя в эксплуатации, регулярностью и качеством его обслуживания. Немаловажную роль здесь оказывают качество применяемых сортов топлива и масла, а также обеспечение надёжной их фильтрации и воздуха в процессе эксплуатации двигателя. 
 Необходимость поддержания высокого уровня работоспособности двигателей требует, чтобы большая часть неисправностей была предупреждена, т.е работоспособность двигателей была восстановлена до наступления неисправности. Поэтому задача технического обслуживания (ТО) состоит, главным образом, в предупреждении возникновения неисправностей и отказов, а ремонта – в их устранении. 
 Задачей ежедневного обслуживания (ЕО) является общий контроль двигателя, заправка ёмкостей топливом, маслом и охлаждающей жидкостью. 
 Задачами ТО-1 и ТО-2 являются снижение интенсивности изменения параметров технического состояния механизмов и агрегатов двигателя (размеров деталей, зазоров и натягов между ними), выявление и предупреждение неисправностей, обеспечение экономичности работы, безопасности эксплуатации, защиты окружающей среды путём своевременного выполнения контрольных, смазочных, крепёжных, регулировочных и диагностических работ. 
 Задачей сезонного обслуживания (СО), проводимого два раза в год, является замена топлива, масла и охлаждающей жидкости с летних сортов на зимние и наоборот. 
 Объем и периодичность операций ТО подробно изложены в инструкциях по эксплуатации двигателей (силовых агрегатов) ЯМЗ. Они содержат также перечни марок топлив, моторных и трансмиссионных масел, рекомендуемых охлаждающих жидкостей и пластичных смазок. Периодичность проведения и объёмы ТО определены с учётом не только степени форсировки, но и специфики работы двигателей, а именно условий эксплуатации и их режимов работы 
 Важным элементом технического обслуживания является диагностирование технического состояния двигателя в процессе его эксплуатации. Диагностирование обеспечивает систему ТО и ремонта двигателя (силового агрегата) индивидуальной информацией о его техническом состоянии и является элементом этой системы. 
 На ЯМЗ разработана методика диагностирования технического состояния двигателей по внешним проявлениям неисправностей [1], по которой весь процесс обнаружения неисправностей подразделяется на три этапа.. 
 Первый этап – сбор информации о работе и состоянии дизеля, используемой в качестве дополнительного материала при поиске неисправностей. 
 Второй этап – обработка информации с использованием табличного метода. 
 Третий этап – обнаружение неисправностей алгоритмическим методом ( по принципу от простого к сложному). 
 Ниже приведены внешние проявления неисправностей основных узлов и систем двигателей ЯМЗ, причины возникновения этих неисправностей  и методы их предупреждения. 

Цилиндро-поршневая группа. 
 Внешние проявления неисправностей деталей цилиндро-поршневой группы (ЦПГ) (поршни, гильзы и поршневые кольца) следующие: 
-        увеличение расхода масла на долив; 
-        ухудшение пусковых качеств двигателя; 
-        снижение мощностных и экономических показателей; 
-        увеличение расхода картерных газов; 
-         существенное ухудшение состояния картерного масла. 

При диагностировании деталей ЦПГ необходимо убедиться  в исправности других узлов и  систем двигателя, оказывающих влияние  на работоспособность рассматриваемых  деталей. Так, в случаях повышенного  расхода масла на долив (выше 1,5%) необходимо убедиться в отсутствии течи масла из двигателя наружу и разгерметизации впускного тракта. 
 Диагностирование до разборки двигателя необходимо начинать с выяснения условий работы двигателя, качества и объёма проведённых обслуживаний и текущих ремонтов. В условиях работы необходимо оценить нагруженность двигателя по эксплуатационному расходу топлива в л/100 км (л/моточас), тепловой режим и наличие шума или стука при работе. Необходимо также определить возможные остановки двигателя по не установленным причинам, расход масла на долив и характер его изменения за общее время работы двигателя в эксплуатации. 
 После выполнения указанных работ при возможности запустить двигатель и прослушать его работу на режимах холостого хода от минимальной до максимальной частоты вращения коленчатого вала. Необходимо осмотреть отложения на шторах бумажного элемента полнопоточного масляного фильтра, а также в фильтре центробежной очистки масла. Обратить особое внимание на количество отложений и наличие металлической стружки. Необходимо отобрать пробу масла из картера двигателя в количестве 250 -500 мл и отправить её в химлабораторию на предмет определения физико-химических показателей масла (вязкость, щелочное число, количество нерастворимых осадков, наличие воды в масле, диспергирующие свойства и др.). 
 Могут быть использованы также методы инструментального (приборного) диагностирования. Так, замеряется давление в конце такта сжатия в цилиндрах двигателя. Оно определяется в абсолютных единицах с помощью компрессометра или в относительных единицах с помощью специальной аппаратуры, фиксирующей изменение силы тока в цепи стартера при прокрутке коленчатого вала в процессе последовательного отключения цилиндров двигателя. 
 Компрессометром замеряется давление сжатия при прокрутке коленчатого вала стартером или в режиме работы двигателя при минимальной частоте холостого хода. Последний вариант испытаний является более предпочтительным, т.к. точность измерения возрастает за счет поддержания определенного скоростного режима двигателя. Величина давления сжатия при n_x/x = 800 мин^-1 для двигателей ЯМЗ должна составлять р_с = 3,0…3,5 МПа (30…35 кг/см²). Особое внимание следует обращать на разность давлений р_с по цилиндрам. Это сравнение позволит определить цилиндр с дефектными деталями ЦПГ. 
 По замерам значений р_с можно определить следующие дефекты деталей ЦПГ: прогар поршня, поломку компрессионного кольца, изношенность деталей, закоксовку колец, задиры поршней и негерметичность клапанов механизма газораспределения. При указанных дефектах обычно значение р_с в цилиндре бывает меньше 2,0…2,1 МПа (20…21 кг/см²). 
 Дополнительную информацию о состоянии деталей ЦПГ можно получить с помощью физико-химического и спектрального анализов картерного масла 
 Наибольший объём информации о причинах выхода из строя деталей ЦПГ можно получить после разборки двигателя и анализа состояния деталей. Состояние деталей ЦПГ и возможные причины их дефектов приведены в таблице 2  
 Особое внимание при эксплуатации двигателей необходимо обращать на состояние воздухоочистки, при нарушении которой преждевременно вырабатывается ресурс деталей ЦПГ. Многолетний опыт эксплуатации двигателей ЯМЗ показывает, что износ деталей ЦПГ, как правило, носит абразивный характер и вызван нарушением фильтрации воздуха. 
 Абразивный износ двигателя (иногда его называют пылевым) определяется по снижению мощности («плохо тянет»), повышенному дымлению, выбросу масла из сапуна и, как следствие, увеличенному расходу масла (обычно выше 2…3% от расхода топлива). В отдельных случаях работа двигателя сопровождается металлическим стуком, хорошо прослушиваемом при средней частоте вращения коленчатого вала на холостом ходу. Причиной стука, как правило, является поломка первого компрессионного кольца, вызванная повышенной его вибрацией вследствие чрезмерного износа канавки поршня и самого кольца по высоте. 
 Процесс обслуживания воздушного фильтра и проверка герметичности впускного тракта двигателя в составе изделия подробно описаны в инструкциях по эксплуатации двигателя. К сожаления, практика показывает, что в эксплуатации зачастую пренебрегают этими операциями ТО, что приводит к преждевременному аварийному износу ЦПГ. 

Кривошипно-шатунная группа. 
 Кривошипно-шатунная группа (КШМ) включает основные детали, определяющие работоспособность двигателя: шатун, палец, коленчатый вал, вкладыши шатуна и коленчатого вала, упорные подшипники коленчатого вала. 
 Одним из наиболее тяжелых отказов двигателя является задиры и проворот вкладышей в расточках шатуна или блока. 
 При провороте коренных вкладышей выходят из строя коленчатый вал и блок цилиндров (нарушение расточки в блоке). При провороте шатунных вкладышей выходят из строя шатун, коленчатый вал и при обрыве шатуна – блок цилиндров. В обоих случаях тяжесть отказа такова, что необходим капитальный ремонт двигателя с заменой или восстановлением блока цилиндров и коленчатого вала. Шатун при данном отказе восстановлению не подлежит. 
 Причинами задира и проворота вкладышей могут быть: 
-          Масляное голодание. Отсутствие или недостаточное количество масла в подшипниках могут быть вызваны следующими причинами: недостаток масла в картере двигателя, выход из строя масляного насоса, использование масла с высокой температурой застывания при низких температурах, закоксовка предохранительного (редукционного) клапана в открытом положении; подсос воздуха на линии всасывания перед масляным насосом и др. 
 Дефект развивается за короткий промежуток времени (обычно менее минуты работы двигателя после пуска и ещё меньше при работе двигателя под нагрузкой). Следовательно, при отсутствии давления масла после пуска или при его падении в процессе работы двигателя, которые определяются по показаниям штатного манометра на панели приборов в кабине автомобиля или трактора, необходимо остановить двигатель для выяснения причины неисправности. Поиск причины неисправности надо начинать с проверки уровня масла в картере и давления в главной магистрали двигателя с помощью контрольного манометра. 
 -         Разжижение масла топливом. В случае небольшого разжижения масла топливом (при снижении вязкости на 15…20% от исходной) неисправности в работе подшипников не происходит. При этом имеет место снижение температуры подшипников за счёт увеличения расхода масла через них. Дальнейшее снижение вязкости масла приводит к ухудшению несущей способности масляного слоя, контакту шеек вала с вкладышами и их задиру. 
 Разжижение масла чаще всего происходит на линии слива топлива с форсунок. Этот дефект может оставаться незамеченным длительное время, внешними признаками которого являются отсутствие расхода масла и повышение уровня масла в картере двигателя. В этом случае необходимо проверить герметичность линии слива топлива с форсунок, опрессовкой её сжатым воздухом под давлением 0,05…0,1 МПа (0,5…1,0 кг/см²). Места разгерметизации определяются по пузырькам выходящего воздуха. 
-         Попадание загрязнений в зазор вкладыш – шейка вала. Твердые частицы (металлические и абразивные) проходя с маслом через зазоры в подшипниках, оставляют царапины на слое свинцовистой бронзы вкладышей. Эти царапины приводят к вспучиванию поверхности вкладышей, значительному повышению их температуры (до 600° С) с последующей деформацией и ослаблением натяга. 
 Вероятность попадания загрязнений в подшипники коленчатого вала практически полностью устраняется при обеспечении нормальной работы системы фильтрации масла, при которой перепускной клапан полнопоточного фильтра не открывается даже при пуске двигателя. В данном случае не загорается сигнальная лампочка открытия указанного клапана, расположенная на панели приборов в кабине Загорание лампочки свидетельствует об открытии перепускного клапана, что говорит о засорении элементов фильтра или об использовании масла, несоответствующего температуре окружающего воздуха (особенно зимой). Эксплуатация двигателя с горящей сигнальной лампочкой категорически запрещена.