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
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

Раздел 14 (часть 5)

14.5. Сборка, обкатка и испытания регуляторов


 При поузловой сборке необходимо соблюдать следующую последовательность:

  • а) установить в нижний корпус приводной валик и ведомую шестерню маслонасоса;
  • б) установить средний корпус на нижний, обезжирив плоскости, и закрепить винтами, с шайбами;
  • в) установить в нижний корпус на шлицевой конец приводного валика манжету, крышку и стопорное кольцо; на другой конец приводного валика установить шестерню привода измерителя скорости со шпонкой и закрепить гайкой и зашплинтовать;
  • г) установить в средний корпус пружину и плунжер изодрома, нижний поршень сервомотора с пальцем, валик управления нагрузкой с рычагом сервомотора, заведя палец рычага в отверстие пальца нижнего поршня сервомотора;
  • д) на средний корпус установить корпус сервомотора, верхний поршень, прокладку и крышку с пробкой; закрепить крышку и корпус болтами, застопорить болты и пробку проволокой;
  • е) в отверстие среднего корпуса установить поршень, пакет и ввернуть крышку аккумулятора;
  • ж) установить в средний корпус стоп-золотннк, пружину и закрепить гайкой с шплинтом;
  • з) на конец валика управления нагрузкой установить на шпонке упор со стрелкой, на средний корпус установить стойку с винтом ограничения нагрузки;
  • и) на втулку измерителя скорости установить демпфер, введя шестерню в зацепление с шестерней приводного валика, в отверстие втулки установить золотник измерителя скорости в сборе с поршнем изодрома и нижним держателем пружины, на нижний держатель установить пружину измерителя скорости;
  • к) на средний корпус установить прокладку и верхний корпус в сборе с механизмом жесткой обратной связи. При этом необходимо верхний держатель ввести в отверстие пружины измерителя скорости и палец ведущего рычага завести в паз рычага сервомотора. При наличии штока в измерителе скорости навернуть на него упорную тарелку и гайку. Верхний корпус закрепить винтами с шайбами;
  • л) на шпильки верхнего корпуса установить механизм управления скоростью, ввернув валик установки оборотов в ползун рычага управления скоростью и закрепить механизм гайками с шайбами;
  • м) установить на верхний корпус крышку с прокладкой, закрепить болтами с шайбами и застопорить проволокой;
  • н) установить на верхний корпус блок автоматики, включая рычаги с нажимными болтами и стрелку указателя скорости вращения. На корпус механизма управления скоростью установить электромотор, соединив с червяком и закрепив болтами с шайбами;
  • о) в отверстие втулки нижнего корпуса установить золотник электромагнита с пружиной (при наличии устройства для выключения подачи топлива на напряжение 24 В), на шпильки установить устройство для выключения подачи топлива и закрепить гайками с шайбами.

 После сборки регулятор проходит обкатку на электрическом стенде, обеспечивающем бесступенчатое изменение частоты вращения приводного валика от 0 до 25 с-1 (от 0 до .-1 500 об/мин) и возможность реверсирования. Стенд должен иметь источник питания электроэнергией соответствующего напряжения для проверки работы механизма дистанционного управления скоростью и устройства для выключения подачи топлива (при их установке), а также источник сжатого воздуха при наличии защелки в устройстве для выключения подачи топлива.
 Перед началом обкатки установленный на стенд регулятор промывается профильтрованным дизельным топливом путем обкатки на нем в течение 5 мин при 7,5 с-1 (450 об/мин).
 После промывки и заливки чистого масла регулятор обкатывается при 7,5; 12,5; 18,33; 25 с-1 (450; 750; 1100; 1500 об/мин). Регулятор, имеющий новые детали и узлы, обкатывается продолжительностью по 15 минут на каждом режиме и направлении вращения приводного валика (правом, левом).  Во время обкатки проверяется правильность сборки, производится приработка установленных новых деталей и узлов, а также проверяется давление масла в аккумуляторе, работа механизма дистанционного управления скоростью и устройства для выключения подачи топлива (при наличии).  Давление масла должно быть в пределах 0,6—0,7 МПа (6—7 кгс/см2) при частоте вращения 7,5 с-1 (450 об/мин) и температуре масла +60—75°С.  Механизм дистанционного управления скоростью проверяется путем включения и реверсирования электромотора в пределах всего диапазона изменения скорости.  Работа устройства для выключения подачи топлива проверяется путем включения питания на электромагнит (для устройства на напряжении 24 В) или отключения питания на электромагнит (для устройства на напряжение 75 В). При этом стрелка указателя нагрузки должна переместиться в крайнее верхнее положение.  При наличии защелки в устройстве для выключения подачи топлива проверяется срабатывание защелки и ее разблокировка сжатым воздухом.  После обкатки регулятор промывается профильтрованным дизельным топливом путем дополнительной обкатки в течение 5 минут при 7,5 с-1 (450 об/мин).  С целью проверки параметров регулирования, а также проведения необходимых регулировок регулятор после обкатки подвергается контрольным испытаниям на дизельном стенде, оборудованном кроме питания электроэнергией и сжатым воздухом прибором для записи частоты вращения и нагрузочным устройством. Стенд должен обеспечивать работу регулятора от минимальной до максимальной частоты вращения. Номинальной частоте вращения дизеля должна соответствовать номинальная частота вращения приводного валика регулятора. Рабочий ход исполнительного органа регулятора должен соответствовать рабочему ходу рейки топливных насосов дизеля.  Испытания и регулировку можно производить на штатном дизеле при наличии прибора для записи частоты вращения.  Для испытания всережимных регуляторов на стенде необходимо иметь приспособление, позволяющее поворотом валика управления скоростью вращения изменять затяжку пружины измерителя скорости (устанавливать скорости вращения).  Регулировка и настройка регулятора во время работы на испытательном стенде производится при снятой верхней крышке. Регулировки рычажной системы, ограничителя нагрузки, иглы изодрома, степени неравномерности и блока автоматики описаны в разделе «Подготовка к работе».  Предварительная затяжка пружины измерителя скорости производится ввертыванием верхнего держателя в муфту суммирующего рычага жесткой обратной связи (около половины длины).  Динамические и статические параметры дизеля записываются на холостом ходу и нагрузках до 100% при степени неравномерности (наклоне регуляторной характеристики) 0% и З%.  Степень неравномерности определяется по формуле: