ДИПЛОМ ПЗ (1229848), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Для обеспечения возможности сборки новых пар обязательным условием является восстановление цилиндричности изношенных поверхностей. Иными словами, рабочие поверхности пары должны быть перешлифованы с таким расчетом чтобы на них не осталось следов износа.
Анализ возможных вариантов обработки изношенных внутренней и наружной цилиндрических поверхностей плунжерной пары показал, что самым простым, дешевым и обеспечивающим высокую точность обработки оказался метод совместного перешлифовывания штока и гильзы с помощью алмазной пасты. Суть метода в том, что инструментом для обработки гильзы является шток, а для штока гильза, то.есть. те самые детали которые работали в паре. Технологические процессы изготовления прецизионных соединений топливной аппаратуры (ТА) по способам обработки или сборки, по типам и характеристикам используемого оборудования, по выработанным и апробированным в течение длительного времени приемам и методам оценки качества функционирования собранных сопряжений, хотя и отличаются между собой, но остаются относительно близкими в принципиальном и в идейном планах.
1 – отверстие против впускного отсечного окна; 2 – отверстие отсечного окна гильзы
Рисунок 1.4 – Места износа плунжерной пары
1.4. Метод восстановления плунжерной пары
Схема перешлифовывания (рисунок 1.5) изношенных рабочих поверхностей штока и гильзы показана на рисунок 5. По данной схеме гильза 1 помещается в самоустанавливающуюся оправку 2, а шток 3 закрепляется в шпинделе станка 4. Штоку сообщается вращательное рабочее движение со скоростью (n) не менее 3000 об/мин и возвратно-поступательное движение подачи с частотой (k) порядка 1 ход за секунду. Величина рабочего хода штока должно быть порядка половины длины рабочей поверхности гильзы, то есть. H = 0,5L.
В качестве режущего материала необходимо использовать алмазную пасту марки 2/1.
Если после перешлифовывания деталей плунжерной пары пастой 2/1 на их поверхностях остаются следы износа обработку следует повторить пастой 3/2, а затем и пастой 5/3.
После перешлифовывания плунжерные пары раскомплектовываются, детали моются в бензине или органических растворителях и направляются на новую селективную сборку. Из требований реорганизации процесса производственного контроля появляется объективная необходимость совершенствования и перестройки используемых средств измерений.[5]
1 – гильза; 2 – самоустанавливающуюся оправка; 3 – шток; 4 – шпиндель станка;
Рисунок 1.5 – Схема совместного перешлифовывания изношенных рабочих поверхностей штока и гильзы
1.5 Методы диагностики топливной аппаратуры
Существуют два способа диагностики плунжерных пар. Первый способ диагностики относятся стендовые испытания, то есть снятие с дизеля. Например, стенды типа А53. Плотность плунжерной пары определяется временем перетекания топлива надплунжерного пространства через зазоры между прецизионными поверхностями при движении плунжера вверх под действием осевого усилия. Для опрессовки используется технологическая жидкость. В отсутствии данной жидкости применяет дизельное топливо. В таком случае сравнивается время перетекания топлива из объема надплунжерного пространства эталонной и проверяемой плунжерной пары.
Второй способ диагностики заключается непосредственно на дизеле без разбора или частичной разборки и снятие топливного насоса высокого давления. Нам известно несколько способов диагностики топливной аппаратуры без разборки. Наиболее распространенное диагностика по сигналу давления в трубке высокого давления и по сигналу вибрации трубки высокого давления у форсунки. Определяющей особенностью производства топливной аппаратуры – массовость производства; относительное подобие функциональных свойств используемых материалов; близость размеров, параметров и способов получения; чрезвычайно высокая точность подвижных соединений таких как плунжерная пара, распылителей и клапанных пар.[5]
1.5.1 Стендовые испытания топливной аппаратуры с полной разборкой топливного насоса высокого давления
Для испытания плунжерных пар топливных насосов используют стенд А53 (рисунок 1.6). Стенд предназначен для гидравлического испытания на плотность плунжерных пар топливных насосов дизелей: Д100; Д50; ПД1М; 5Д49;11Д45; 14Д40; М756; 1Д12; К6S310DR; 211Д1; 211Д2; 211Д3. Его универсальность и простота конструкции объясняет его распространенность в ремонте. Отсчет времени происходит автоматически с помощью электронного прибора. Внешний вид стенда показан на рисунке 1.6.
Рисунок 1.6 – Стенд А53
Принципиальная схема стенда (рисунок 1.7). Стенд состоит из топливного бака 6, стола 1 и рычажной системы с грузом 9. К столу снизу прикреплены два одинаковых стакана с вмонтированными в них толкателями. На левом стакане крепится контролируемый топливный насос в сборе, а на правом – фиксатор 4 для проверки плотности отдельной плунжерной пары. Устройство фиксатора вместе с верхним корпусом 18 и толкателем 20 показано на рисунке 7, б. Важной деталью стенда является установочная втулка 17, которая позволяет фиксировать деталь проверяемой плунжерной пары в положении, соответствующем подаче топлива при работе ДВС на номинальном мощности. Технологический процесс контроля гидравлической плотности плунжерной пары топливного насоса состоит из следующих операций: подготовки деталей к контролю, установки контролируемой пары на стенде и определения гидравлической плотности.
Подготовительная операция заключается в промывке плунжерной пары в дизельном топливе и в ее визуальном осмотре. Плунжер, вынутый на 1/3 из гильзы в вертикальном положении, должен плавно опуститься под действием собственного веса при любом его повороте вокруг оси.
В процессе проверки с плунжерной парой следует быть осторожным. Даже легкий удар по кромке плунжера может вызвать незаметную глазом забоину и плунжер нельзя будет вставить в гильзу.[5]
а – эскиз стенда: 1 – стол; 2 – устройство для проверки плотности плунжерной пары; 3 – контролируемый топливный насос;4 – фиксатор; 5 – указатель уровня топлива; 6 – топливный бак; 7 – фильтр; 8 – ручная защелка; 9 – груз; 10 – поддон; 11 – буферное устройство; б – эскиз установки плунжерной пары: 12 – кран; 13 – фиксирующий винт; 14 – крышка; 15 – прижимной винт; 16 – уплотнитель; 17 – установочная втулка; 18, 19 – верхний и нижний корпусы; 20 – толкатель; 21 – контргайка; 22 – регулировочный болт
Рисунок 1.7 – Стенд А53 для проверки плунжерных пар
Механотестер изображен на рисунке 1.8 состоит из корпуса 1, рукоятки подвижной (рычаг) 3, топливного бачка 4, манометра 2 и комплекта переходников. Внутри корпуса установлены плунжерная пара, обеспечивающая создание давления рабочей жидкости в полости, которое фиксируется манометром (2) за счет перемещения рукояти (3). Рабочая жидкость находится в бачке (4) и подается в полость плунжерной пары. В корпусе установлен дроссельный кран, его положение ( "Открыть" - "Закрыть") регулируется поворотом дросельного винта (5), при повороте дроссельного винта в положение "Открыть" открывается запорный клапан и сбрасывается давление в полости удаляя топливо обратно в бачок.
1 – корпус; 2 – манометр; 3 – рукоятка; 4 – топливный аккумулятор;
5 – дроссельный винт; 6 – крышка; 7 – полость
Рисунок 1.8 – Механотестер МТА-2
Механотестер МТА-2 топливной аппаратуры для диагностики дизельной топливной аппаратуры, производит оценку состояния форсунок, нагнетательных клапанов, плунжерных пар отечественного и импортного производства непосредственно на двигателе. Наличие крепежной скобы и тисков превращает ДД-2120 из переносного диагностического тестера в стационарный, что очень удобно при проведении ремонтно-обслуживающих работ топливной аппаратуры на выезде. Разработанные специально для прибора дополнительные приспособления позволяют осуществить проверку и селективную подборку нагнетательных клапанов и плунжерных пар.[3]
Для создания испытательного давления необходимо привести плунжер при помощи рукоятки в возвратно-поступательное движение. При этом под воздействием разряжения топливо из бачка-резервуара по трубопроводу поступает в полость плунжерной пары и через нагнетательный клапан подается к переходнику. Наличие набора переходников различной конфигурации и с различными резьбами позволяет после отсоединения трубопровода высокого давления подсоединить механотестер к форсунке дизеля или ТНВД и производить диагностирование непосредственно на двигателе. Оценка давления начала впрыска производится после подключения механотестера к форсунке, посредством отсоединения топливопровода высокого давления от штуцера форсунки и присоединением механотестера к ней напрямую либо через удлинитель.
Исходя из выше изложенных методов есть недостатки в том, что эти медоты нуждаются к разборке ТНВД. Это приводит к снижению технико-экономических показателей дизеля. Особое внимание в исследовательской практике уделяется вопрос, связанный с обеспеечение стабильности величин зазоров в сопряжении таких элементов топливного насоса, как плунжер и гильза. Здесь для достижения высокой гидравлической плотности, а, следовательно, и подачи отмеренных порций топлива под высоким давление в строго определенную фазу рабочего цикла, допускается зазоры не более, чем 2мкм. В случаи превышения уровнем зазоров указанной величины гидравлическая плотность пары резко снижается, плунжер в гильзе движется в перекосом, а интенсивность износа процессов возрастает. При монтаже гильзы в насос ее рабочая поверхность деформируется, теряет свою цилиндрическую форму, в результате чего начальные зазоры в паре могут значительно возрасти. Поэтому создание надежной топливной аппаратуры дизелей требует расчетно-экспериментального обоснования выбора конструкции плунжерной пары, исходя из допустимого уровня монтажных деформаций зеркало гильзы. Под последним следует понимать изменение величины диаметра поверхности зеркала вдоль ее образующей.
Особое внимание уделяется торцевым уплотнительным прецизионным деталям, которые являются основными рабочими элементами. При монтаже и действии осевых усилий уплотнительные поверхности сближаются, при этом фактическая величина сближения при приложении монтажных усилий относительно высокая достигающая 9–15 мкм. Такая величина и разбор значений сближения уплотняемых поверхностей обусловлены упругими деформациями деталей и возможным попадание в стык различного рода посторонних микрочастиц в зависимости то качества очистки уплотняемых поверхностей.
Основной причиной неудовлетворительной работоспособности уплотнительных стыков прецизионных пар связана с неоптимальным соотношением величин монтажных усилий их крепления и усилий от давления нагнетательного топлива.
В соответствии с технологическими условиями, определенными ГОСТ 9927– 73, качество изготовление и сборки плунжерных пар оценивается плотностью – временем, в течении которого плунжер под действием приложенного усилия перемещается относительно втулки в заданных пределах за счет вытеснения через зазор используемой технологической жидкости.
Такая технология контроля имеет ряд существенных недостатков, в числе которых в первую очередь следует отметить:
- значительную трудоемкость испытаний;
- токсичность и взрывоопасность проводимой операции ввиду использования рабочей жидкости;
- задействование значительных производственных площадей в связи с необходимостью использования большого количества крупногабаритного испытательного оборудования.
Кроме того, используемые методы диагностики не позволяет объективно оценить функциональные свойства пар, так как не учитывает изменение, происходящих в реальных условиях эксплуатации от влияния динамических, тепловых и монтажных нагружений.
На основе выше изложенного можно сделать следующие основные выводы, что данные методы диагностики недостаточно качественны, так как для исследования требуется разборка ТНВД. Это приводит к значительной погрешности комплектования данного узла ТА и следует учесть много требований к сборке и к недостаткам применяемых методов диагностики следует отнести к значительной погрешности используемого оборудования. Указанные недостатки могут быть устранены путем замены используемого оборудования.
1.5.2 Стендовые испытания топливной аппаратуры без разборки топливного насоса высокого давления по сигналу давления
Существует несколько методов без разборной диагностики топливной аппаратуры: по сигналу давления в трубке высокого давления (ТВД), по сигналу вибрации ТВД у форсунки, по сигналу хода иглы форсунки. Наиболее перспективным является диагностика по сигналу давления. На рисунке 9 показана типичная характеристика изменения давления в процессе впрыскивания. Ее можно разделить на несколько характерных участков (фаз). Положительную роль в этом сыграли контрольно измерительный стенд, разработанный на кафедре «Локомотивы» в университете ДВГУВС и успешно проходит проверку и диагностику плунжерных пар. Актуальность создание стенда, не затрачивать большое количество времени на разборку и съема ТНВД с дизеля и частичной разборки самого ТНВД.
Рисунок 1.9 – Осциллограмма давления в процессе впрыскивания
По участку (1) до точки «А» можно судить об остаточном давление в ТВД после предыдущего впрыска. Участок (2) показывает начало подачи топливным насосом. В точке «Б» происходит поднятие иглы форсунки и начинается впрыск топлива, а дальнейший рост на участке (3) объясняется продолжение нагнетательного хода плунжера. Точка «В» характеризует максимальное давление. На протяжении всего участка (4) продолжается впрыск топлива и только в точке «Г» игла садится на посадочное место. На последнем участке (5) происходят затухающие колебания давления в ТВД.
В лаборатории Тепловые двигатели кафедры Локомотивы студентами и сотрудниками кафедры разработан стенд для проверки ТА дизеля Д49. Отличительной особенностью является максимально приближенная имитация работы ТА на дизеле. Имеет следующие достоинства, во-первых диагностика выполняется без разбора ТНВД, во-вторых позволяет определить износ плунжерной пары и прогноз работы ТНВД, в-третьих, что вывод результатов происходит в реальном времени, том числе на ТВД установлен датчик давления который позволяет регистрировать сигнал давления в процессе работы ТА, по которому можно проводит диагностирование и другие.[5]
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
