Трубовпроводы

 

Трубопроводы высокого давления

 Для соединения топливных насосов высокого давления с топливными форсунками используются трубопроводы, которые изготавливаются из стальных (сталь 20) бесшовных трубок. Новые трубопроводы после изготовления подвергают отторжению, чтобы придать им некоторую мягкость, что облегчает их монтаж на дизеле. Топливные трубки некоторых дизелей имеют одинаковую длину, что дает возможность при необходимости их менять между собой, но такие трубопроводы также должны обладать одинаковой пропускной способностью.
На дизеле 6ЧН21/21 параметры трубок следующие: длина 1435 мм, наружный диаметр 8 мм, внутренний 2,5 мм; и они могут быть взаимозаменяемые. На этом дизеле предусмотрено шесть трубок (на старых марках), что соответствует шести цилиндрам дизеля. Но на новых модификациях, на каждый цилиндр приходится по две трубки, соединенные между собой штуцером, который крепится на клапанной коробке цилиндровой крышки.
Топливопроводы дизелей типа Д49 тоже взаимозаменяемые, но из-за особенностей расположения топливных насосов и конструкций цилиндровых крышек, становится возможным менять трубки между собой только на каждой стороне дизеля. То есть, они выгнуты на каждой стороне по-разному.
Ниже смотрите фото топливных трубок дизелей Д49:

ремонт топливных трубок высокого давления тепловозных дизелей

Характеристики топливных трубок читайте на странице:
Топливная система тепловоза ТГМ6
На двигателях внутреннего сгорания типа Д50 и Д100, а также на дизеле 6S310DR параметры трубопроводов высокого давления таковы:

  • диаметр внутренний — 2,7-3,3 мм;
  • диаметр наружный — 9,7-10,3 мм.

 На гранях топливных трубок высокого давления локомотивных дизелей марок 1-5Д49, 11Д45 и 14Д40 выбиты цифры, которые отображают гидравлическое сопротивление каждой из них. Это гидравлическое сопротивление высчитывается при испытаниях на пропускную способность на специальном стенде. За некоторый отрезок времени, зачастую равняющийся одной минут, через трубку пропускают дизельное топливо под давлением 40 атмосфер. Таким путем проверяют все топливопроводы одного дизеля, при этом разность веса пропускаемого топлива, не должна превышать 0,4 кг. Эти 400 грамм это допуск, который соответствует допустимой разности диаметров топливных трубок не больше, чем на 0,2 мм. Кстати, внутренний и наружный диаметр топливных трубок дизелей типа Д49 совпадает с диаметрами трубок дизелей типа Д40 (11д45, 14д40).

Ремонт топливных трубок

 После демонтажа топливных трубок с дизеля в первую очередь выполняют промывку керосином, затем продувают воздухом и приступают к их осмотру. В случае если при осмотре трубок были найдены дефекты, которые способствуют уменьшению проходного сечения трубки, то такие трубки не пригодны к дальнейшей работе. К таким дефектам относятся:

  • перегибы;
  • местная деформация;
  • трещины.

 При выявлении вышеописанных недостатков на трубках дизелей 6чн21/21, K6S310DR, Д50 и 6S310DR не стоит сразу же их выбрасывать. Длина этих трубок превышает отметку одного метра. Суть ремонта такова, что после выявления дефектных мест, таких как перетирания, трещины или перегибы сначала удаляют негодный участок. Вместо вырезанного участка трубопровода устанавливают муфту и обваривают ее. Также при необходимости к таким трубкам высокого давления можно приваривать новые наконечники. После выполнения сварочных работ в обязательном порядке выполняется зачистка сварочных швов с последующим испытанием трубопровода, заключающимся в опрессовке под давлением, достигающим 1000 атмосфер. Трубки, прошедшие опрессовочное испытание, подвергаются промывке внутреннего канала.
Касательно дизелей Д49, Д70 и Д100, то их трубки также бракуют, если выявляются трещины на буртиках наконечников, которые изготовлены холодной штамповкой. А вот на трубках иных двигателей такие «пороки» не являются поводом их выкинуть потому, что они могут быть отремонтированы. Для этого вырезают наконечник и при помощи холодной штамповки «сажают» иной наконечник, на котором нет дефектов. При таких ремонтных работах нужно, чтобы общая длина трубки уменьшилась не больше, чем на один сантиметр.
При обнаружении деформации конусных наконечников трубопроводов, возникших, в результате многократных операций монтажа и демонтажа трубок, также подлежат восстановления, использую ручные процедуры наклепывания с дальнейшей обработкой напильником. Когда же глубина найденных вмятин не превышает пол миллиметра, то для ремонта применяют специальный стенд А248. На дизелях типа Д50, Д70 и Д100 обнаруженные трещины или расплющивания ремонтируют наплавкой, за которой следует механическая обработка на токарных станках, дабы достичь формы наконечника, что соответствует чертежу.

Советы

 

трубка высокого давления тепловозного дизеля

  • При монтаже трубок высокого давления на дизельном двигателе между штуцером ТНВД и штуцером топливной форсунки должен присутствовать некоторый натяг, который устраняет излишние вибрации во время работы двигателя;
  • при затяжке накидной гайки трубопровода необходимо применять только усилие одной руки, при этом длина ручки ключа должна быть не больше 20 см;
  • разрешается выполнять дополнительное крепление трубопроводов только когда предусмотрено конструкцией дизеля. Например, на дизеле Д50 трубки высокого давления крепятся к блоку цилиндров специальными прижимами.

О ТНВД

 Топливный насос высокого давления (сокращенно ТНВД) является своеобразным «посредником» между оборудованием топливной системы высокого и низкого давления.
К узлам низкого давления можно отнести следующие оборудование:

  • топливные баки, отвечают за хранения дизельного топлива;
  • фильтра грубой и тонкой очистки; топливный насос с приводом от дизеля тепловоза. Служит для забора
  • топлива с расходных баков и наполнения полостей топливной системы во время работы двигателя. Это устройство присутствует не во всех топливных системах, по разным причинам;
  • топливный насос с электрическим приводом. Тоже предназначен для забора и подачи топлива. Присутствует во всех топливных системах тепловозов;
  • редукционные (перепускные) клапана, защищают трубопроводы низкого давления от избыточного давления путем поддержки оптимального давления, которое зачастую колеблется в пределах от 1,5 до 2,5 атм.;
  • топливоподогреватель. Представляет собой емкость с двумя разобщенными полостями, по которым циркулирует топливо и охлаждающая жидкость водяной системы локомотива, «обмениваясь» теплом;


Аппаратура высокого давления:

Иногда трубки высокого давления могут вообще отсутствовать из-за конструкционных особенностей ДВС, на которых внедрены особые устройства, имеющие в своем корпусе насос и форсунку.
В этой статье я Вам постараюсь в понятной форме предоставить информацию касательно видов, компоновки и неисправностей насосов высокого давления.

Конструкция ТНВД

тнвд д49

 Подавляющие число двигателей внутреннего сгорания тепловозов оборудуются насосами блочной или индивидуальной конструкции. То есть, блочный ТНВД представляет собой устройство, которое содержит в себе один кулачковый вал и определенное число толкателей, плунжерных пар, нагнетательных клапанов и т.д. Такие насосы выполняют подачу топлива ко всем форсункам в определенной очередности. ТНВД индивидуального типа являет собой узел, в котором присутствует только один толкатель, одна плунжерная пара и один нагнетательный клапан. Индивидуальные насосы подают топливо только в один цилиндр.

блочный ТНВД индивидуальный ТНВД
установлены на дизелях
  • д49;
  • д70;
  • д100.
преимущества удобство в обслуживании; для управления ТНВД используется небольшое количество рычагов и тяг хорошо зарекомендовали себя при работе с многоцилиндровыми дизелями, где индивидуальные ТНВД монтируются в близости с соответствующим цилиндром, что позволяет максимально уменьшить длину трубок высокого давления
недостатки общее число топливных секций в блочных ТНВД ограничивается шестнадцатью (11д45) для управления индивидуальными насосами на дизеле предусмотрена система тяги и рычагов, которая при отсутствии надлежащего ухода может снижать чувствительность РЧО (появятся «провалы» при сбросе позиций или дизель может работать неустойчиво)

Классификация ТНВД по устройству и способу дозировки

топливный насос дизеля Д100

 Насосы высокого давления разделяются на 3 класса по методу дозировки топлива:

  • регулируемые началом подачи топлива;
  • регулируемые концом подачи топлива;
  • регулируемые изменением начало и концом подачи топлива;

Что касается тепловозных дизелей, то на них наиболее распространенными являются топливные насосы второго и третьего классов.

регулируемые концом подачи топлива; регулируемые изменением начало и концом подачи топлива;
Дизели
  • 1д12;
  • д50;
  • д70;
  • д100;
  • м750.

Вдобавок ТНВД также делятся по конструкционным особенностям на две группы:

  • насосы, у которых нагнетание нужного количества топлива происходит только за счет самой плунжерной пары (насосы этой группы применяются почти на всех тепловозных двигателях);
  • насосы, имеющие клапанное управление, что включает в себя некоторое количество клапанов, работа которых контролируется дополнительным механизмом (насосы с такими конструкционными особенностями применяются лишь на некоторых ДВС).

Насосы высокого давления в основу, которых заложено золотниковое управление подачи топлива, отличается простотой и надежностью конструкции. Общее число установленных подвижных узлов в таких насосах минимально, к ним относятся: толкатель, плунжерная пара и нагнетательный клапан.

Неисправность прецизионных пар

 

плунжерная пара насоса тепловозного дизеля

 В индивидуальных топливных насосах золотникового типа присутствует только две (в блочных ТНВД конечно же больше) прецизионных пары, это плунжерная пара и нагнетательный клапан с его седлом.
Износ рабочих поверхностей плунжерных пар это частая и распространенная их неисправность. Также эти прецизионные пары считаются непригодными для дальнейшей работы в случае, если:

  • плунжер имеет затупленные кромки на торце головки, а также на отсечной спирали;
  • на контактной поверхности головки плунжера присутствует большое количество коррозионных участков;
  • на плунжере или на его гильзе есть трещины, риски или другие визуальные недостатки.

Качественно работающая плунжерная пара имеет зеркальную поверхность с малозаметными штрихами и прямым блеском.
Преждевременный выход из строя плунжерных пар зачастую вызывается вследствие работы топливной аппаратуры на некачественно отфильтрованном дизельном топливе и вдобавок из-за содержания в топливе мельчайших абразивных частичек. Степень износа плунжерных пар определяют исходя из величины ее плотности.
Плотность плунжерной пары — это отрезок времени, за который определенное количество топлива перетечет из полости над плунжером через диаметральный зазор между плунжером и его гильзой, во время этого испытания плунжер должен совершать возвратно-поступательно движение. Такое испытание проводится на стенде А53, после которого полученные результаты сравнивают с соответствующими нормами, и решается вопрос о дальнейшей эксплуатации или о браковке плунжерной пары.

Нагнетательный клапан

 

нагнетательный клапан тнвд тепловозного дизеля

 К основной неисправности нагнетательного клапана относится снижение герметичности притирочной фаски клапана. Из-за такого явления происходит перетечка топлива в надплунжерное пространство, что пагубно повлияет на процесс впрыска топлива в особенности на холостых оборотах дизеля. А именно это приведет к частичной потери мощности дизеля по причине снижения дозировки подаваемого топлива и искажения угла подачи топлива.
Помимо износа герметизирующих свойств нагнетательного клапана также следует обращать внимание на пружину клапана, прокладку и нажимной штуцер.
Нажимной штуцер должен быть осмотрен в обязательном порядке перед вкручиванием в ТНВД, его резьбовые поверхности не должны содержать задиров или наклепов, а поверхность, на которую опирается пружина нагнетательного клапана, должна быть плоской.
В качестве прокладок для нагнетательных клапанов выступают резино-технические изделия или медные прокладки. Медные изделия перед установкой отжигаются, а резинки почти всегда подлежат замене, дабы избежать подтеканий топлива из-под нажимных штуцеров, что часто бывает на топливных секциях дизеля Д50.
Теперь о пружинах, их состояние (изменение размеров и упругости) может вызвать серьезные нарушения топливоподачи. Ниже приведены параметры пружин нагнетательных клапанов некоторые типов дизелей.

дизель д40 дизель д49 дизель д100
высота пружины без приложенного усилия от 33 мм до 34 мм 14 мм от 26 мм до 27 мм
проверочное усилие сжатия пружины 58 — 59 H 18,7 — 22,7 H 16 H
высота пружины после приложения усилия от 6,8 мм до 7,8 мм 9,5 мм 23 мм

О топливных форсунках

 

О форсунках

 Топливная система выполняет очень важную задачу — подает определенное количество дизельного топлива в необходимый момент в цилиндры ДВС. Финальным звеном этой системы является топливная форсунка, впрыскивающая топливо в цилиндр, от работы которой серьезно зависит полноценное функционирование всего дизельного двигателя тепловоза. Для качественного исполнения «обязанностей» форсунок нужно периодически выполнять их демонтаж и проверять их на специальном стенде. Подобные работы желательно проводить на всех текущих ремонтах, а также на каждом техническом обслуживании №3. Некачественное распиливание топлива часто возникает вследствие снижения герметичности малого конуса иглы распылителя (форсунка начинает «лить» топливо), но порой игла так «залипает» в самом корпусе, что даже чрезмерное давление, создаваемое на стенде для проверки форсунок, не может сдвинуть иглу с места.
Ниже на фото Вы увидите распространенную «болезнь» форсунок, она «льет» топливо.

подтекание топлива на форсунке тепловозного дизеля   неисправность форсунок тепловозных дизелей

 Вышедшая из строя форсунка приносит такие неприятности:

  • изменяется цвет выпускных газов;
  • неполное сгорание топлива;
  • днище поршня покрывается нагаром;
  • образование нагара на поршневых кольцах;
  • появление нагара на поверхности корпуса распылителя или на сопле (форсунка Д49);
  • длительная работа с неисправной форсункой непременно приведет к «прогару» поршня.

Распылитель форсунки

 Состояние распылителя форсунки оказывает прямое влияние на работу всей форсунки. К основным неисправностям распылителя относятся следующие:

  • отсутствие надлежащей герметичности у запорного конуса иглы;
  • износ и засорение отверстий, через которые происходит подача топлива;
  • износ цилиндрических поверхностей корпуса распылителя и иглы.

 Отсутствие нужной герметичности запорного конуса, при проверке на стенде, проявляется в виде такого известного явления, как подтекание топлива (форсунка «льет»). При такой неисправности, форсунку разбирают, чтобы добраться до распылителя. После этого есть только два выхода из ситуации, это его замена или же попытка восстановить прежние герметизирующие свойства иглы распылителя. Но для «реанимации» б/у распылителя потребуется специальный станок.

ремонт запорного конуса топливной форсунки дизеля

Суть ремонта подтекающих распылителей заключается в следующем: в патрон станка зажимается игла распылителя, на запорный конус тонким слоем наносится специальная притирочная паста, цилиндрическая часть иглы смазывается чистым маслом. При помощи небольшого электродвигателя патрон с иглой приводится во вращение, затем на иглу аккуратно надевают корпус распылителя и слегка надавливают. После такой «процедуры» зачастую достигается удаление неровностей микроскопических размеров с контактных поверхностей иглы и корпуса.
Еще одним отрицательным явлением является изменение проходного сечения отверстий распылителя или отверстий соплового наконечника. Увеличение пропускных отверстий происходит из-за присутствия в дизельном топливе абразивных микрочастиц, которые и вызывает износ отверстий. При повышенном диаметре отверстий снижается длительность впрыска и, конечно же, давление впрыска тоже падает. Уменьшение же диаметра распиливающих отверстий проявляется после отложения нагара на корпусе распылителя (или на сопле). Сам же нагар отлаживается, когда снижается герметичность запорного конуса иглы. Уменьшенные отверстия способствуют увеличению длительности впрыска, и давление подачи топлива также увеличивается.
Определить изменение диаметра распиливающих отверстий можно лишь при помощи специальных приспособлений, которые есть не в каждом ремонтом депо. Поэтому, я советую менять распылители и сопла в сроки, предусмотренные инструкциями по ремонту и эксплуатации локомотивных дизелей.
Износ контактных цилиндрических поверхностей происходит вследствие присутствия в топливе абразивных микрочастиц. Во время эксплуатации из-за влияния этих частиц постепенно увеличивается зазор между цилиндрическими поверхностями иглы и корпуса, что приводит к утечке топлива. Принято считать, что у хорошего распылителя движущиеся поверхности обладают зеркальною внешностью со слабо заметными штрихами. Прецизионная пара, имеющая такие внешние характеристики, вдобавок должна себя вести следующим образом: при наклонном положении распылителя, под углом в 45o, извлеченная игла из корпуса на 30% от своей длины должна самостоятельно «сесть» в крайнее нижнее положение.

Подъем иглы

 Очередным фактором, влияющим хорошую работу форсунки, является высота подъёма иглы распылителя. Если этот показатель отклоняется от нормы в сторону увеличения, то тогда через время это приведет к негодности распылитель из-за деформаций, появившихся в результате «ударов» иглы после впрыска и ее посадки в нижнее положение. А когда подъем иглы недостаточный, то не вся порцию подаваемого топлива пройдет через отверстия распылителя (сопла), что негативного повлияет процесс работы дизеля.

 

Проверка форсунок

 Проверка надежности работы топливной форсунки проверяется на специальном стенде, благодаря которому можно:

  • определить плотность прилегания запорного конуса;
  • проверить плотность форсунки;
  • выставить давление начала подачи топлива;
  • выяснить качество распыла топлива.

 Чтобы узнать насколько плотно прилегает запорный конус иглы к своему посадочному месту, нужно во-первых, подключить топливную форсунку к стенду проверки форсунок. Далее ослабить затяжку контргайки и ввернуть максимально регулировочный винт. После этого начините подавать топливо к форсунке при помощи рычага, установленного на стенде. При этом необходимо создать давление около 400 ат. и поддерживать его время от времени используя рычаг. Если на конце распылителя или сопла не возникнет капли дизельного топлива, значит, распылитель обладает хорошей герметичностью запорного конуса. Такую проверку нужно провести два раза.
Следующим тестом для форсунки будет испытание на ее плотность. При зажатом регулировочном винте давление топлива опять повышают до 400 ат. и засекают время, в течении которого будет происходить снижение давление на 50 ат. При этой проверке желательно пользоваться секундомером и внимательно следить за показаниями манометра стенда. Для форсунок разных дизелей есть собственные границы измерения давления, когда засекают время уменьшения давления. К примеру:

  • для дизелей Д49 — это 250 — 200 атм., не меньше 5 секунд;
  • для дизелей д50 — это 380 — 300 атм., не меньше 7 секунд;
  • для дизелей д100 — это 330 — 250 атм., не меньше 10 секунд.

Такой тест на плотность тоже выполняют дважды.
После проверки на плотность нужно выставить давление впрыска. Эта процедура несложная, для этого необходимо вращать регулировочный винт. Он оказывает влияние на затяжку пружины через тарелку. Правда эта тарелочка есть не на каждой форсунке, например на форсунке дизеля 6ЧН21/21 она отсутствует. Сама пружина опирается на штангу, что прижимает иглу в нижнем положении. Штанга присутствует в форсунках дизелей Д50, Д49 и 6чн21/21, а вот в форсунках дизелей д100, вместо штанги, установлена еще одна тарелка и толкатель. Вращая регулировочный винт изменяется давление впрыска, сжимая пружину давление увеличивается, а в противоположном случае — снижается. После каждого поворота винта нужно нажимать на рычаг, чтобы проверить момент впрыска, ориентируясь показаниями манометра. Когда винт установлен в нужном положении, его фиксируют контргайкой.
Последним испытанием будет проверка качества распыла топлива. Для этого делают около 10 последовательных впрысков топлива. Во время впрысков:

  • обязательно должны отсутствовать капли на распылителе или на сопле;
  • длина туманообразных струй должна быть одинакова;
  • каждый произведенный впрыск сопровождаться резким и четким звуком.