Технологический процесс ремонта дизельных форсунок

Как отремонтировать дизельные форсунки: виды и принципы

Двигатели внутреннего сгорания, построенные по схеме впрыска топлива в камеру сгорания с помощью форсунок, наиболее массово представлены на вторичном рынке автомобильной техники, а тенденция развития современного автопрома, вообще, придерживается концепции по комплектации систем топливоподачи всех новых автомобильных двигателей исключительно форсунками.

Технически сложное устройство называемое форсункой является одними из важнейших функциональных элементов систем подачи топлива непосредственно в камеру сгорания двигателя, делая это под большим давлением. А также форсунки отвечают за своевременное образование топливной смеси и за строгое дозирование порции топлива.

При этом они постоянно работают в интенсивном режиме с большими перегрузками и из-за этого со временем теряют часть своих технических характеристик, что как следствие приводит к сбоям в работе двигателя. Поэтому ремонт форсунок дизельных двигателей является одним из наиболее востребованных видов обслуживания автомобилей.

Причины ремонта форсунок дизельных двигателей

Основная проблема заключается в том, что любой мотор автомобиля осуществляет свою каждодневную работу в условиях далеких от идеальных. Поэтому можно определить ряд основных факторов, приводящих к отказу в работе форсунок систем топливоподачи дизельных двигателей, а именно:

• возможное низкое качество дизтоплива на автозаправках, то есть отступление от заявленных отраслевых стандартов, которое будет способствовать неправильному образованию воздушно-топливной смеси в камере сгорания двигателя, что приедет к очень ранней или поздней фазе её воспламенения и как следствие это приведет к прогоранию деталей форсунки;
• наличие присадок или красителей в дизельном топливе, которое будет способствовать загрязнению внутренних каналов форсунок при постоянной работе в режиме больших давлений и высоких температур;
• присутствие в автомобильном топливе тяжелых фракций углеводородов, которые будут постоянно откладываться и постепенно накапливаться на корпусе форсунок при каждом запуске и останове двигателя, так как тяжёлые углеводороды неспособны полностью сгорать, или испаряться. При этом они образуют плохо смываемые смолистые отложения или частицы твердой сажи, таким образом, образовавшийся нарост в канале всего в 5 микрометров снижает пропускную возможность форсунку как минимум на 15%;
• присутствие мелких фракций различных посторонних веществ, таких как металлические частицы, оторвавшиеся при работе от трущихся деталей топливных насосов, а также ржавчины, отделившейся от стенок топливных баков. Это во время прохождения под высоким давлением с большой скоростью через клапаны и сопла будут приводить к износу деталей и эрозии поверхности узлов топливных форсунок.

Признаки неисправности форсунок дизельного двигателя

В независимости от негативных факторов или различных причин, приводящих к неисправностям, в работе топливных форсунок необходимо четко знать и понимать к каким последствиям это может привести. Так, отказ в работе инжектора будет проявляться следующими внешними признаками при работе автомобиля:

• хорошо ощутимое ослабление мощности, при нагретом двигателе;
• различные трудности во время запуска мотора;
• неравномерная работа двигателя на холостом ходу;
• рывки при ускорении;
• заметное увеличение расхода топлива,
• наличие постоянной вибрации в районе двигателя,
• возникновение своеобразных цокающих звуков;
• появление дыма (черного или сизого) из выхлопной трубы,
• медленное достижение высоких оборотов двигателя;
• превышение допустимого уровня моторного масла в поддоне двигателя;
• загорается значок «check engine» на панели приборов.

При появлении подобных симптомов необходимо незамедлительно сделать техническую диагностику в специализированной автомастерской для того, чтобы разобраться и выявить точные причины, которые привели к отказу в работе двигателя.

Неисправности форсунок дизельного двигателя

К основным неисправностям, возникающим при работе форсунок дизельного двигателя можно отнести:

• деформация со временем уплотнительных колец;
• наличие остатков продуктов сгорания на деталях распылителя;
• существенный износ распылителя;
• оплавление кончика распылителя;
• наличие механических царапин на поверхности сопла;
• значительное сужение диаметра сопла инжектора;
• различные механические повреждения деталей форсунки;
• односторонний механический износ иголки распылителя;
• износ поверхности поршня по периферии клапана;
• уменьшение хода поршня клапана или стержня распылителя;
• наличие ржавчины в фильтре тонкой очистки;
• наличие гранул ржавчины на игле и стержне распылителя;
• эрозия уплотнителя высокого давления;
• синее пятно на штифте распылителя из-за перегрева;
• перегорание электрической катушки магнита.

Наличие одной или нескольких неисправностей в работе инжектора вовсе не обязательно потребует его дорогостоящей полной замены, так как даже устранение самой серьезной поломки будет стоить не более трети от цены новой форсунки.

Технология ремонта форсунок дизельных двигателей

Стоит знать, что если автомобилист самостоятельно не ремонтировал форсунки, то лучше обратиться в специализированный автосервис, а вот переоценка собственных сил, как правило, приводит в лучшем случае к потере времени и покупке новой форсунки. В худшем случае — это может стать следствием более серьезного повреждения двигателя.

В зависимости от рода и степени неисправности дизельного двигателя технология ремонта современных топливных систем осуществляется в следующей последовательности:

1. Вначале работу двигателя проверяют на общем стенде диагностики автомобиля, что позволяет локализовать существующую неисправность и отбросить все ложные симптомы срабатывания на отказ, к примеру, из-за сбоев в работе бортовой электроники.
2. При подтверждении того, что неисправность в работе возникла в контуре топливоподачи дизельного двигателя, автомобиль подключают к специализированному диагностическому стенду для топливных систем, где и происходит определение основных причин и выявление дефектов в работе инжектора.
3. Если причины отказа в работе форсунки возникли из-за их несильного засорения, то тогда просто производят химическую промывку топливной системы двигателя без демонтажа и прямо на автомобиле при помощи специальных фирменных растворов. Хотя эта методика не даёт 100% результата при более сложном засорении, но она рекомендуется при проведении планового технического обслуживания автомобиля через каждые 30 000 км пробега в целях профилактики. При этом химическая промывка является самым недорогим способом обслуживания топливных систем дизельных двигателей.
4. Наличие серьезных неисправностей требуют более основательного ремонта форсунок, чтобы устранить все причины, связанные с плохим впрыском дизельных двигателей. Для этого их полностью демонтируют с агрегата и при необходимости очищают от мазута и налетов грязи.
5. Далее, форсунки полностью разбирают и при этом тщательно осматривают все детали, выявляя возможные механические повреждения и различные дефекты, которые могли стать причиной отказа.
6. Для очистки от несмываемых налетов или различного вида нагаров детали инжектора помещают в специальную ванну, где производят полную очистку с помощью ультразвука. Время пребывания деталей и узлов в ультразвуковой ванне напрямую зависит от степени загрязнения и должно быть достаточно, чтобы полностью убрать налет смолистых отложений с узлов и корпуса форсунки.
7. Перед сборкой производят замену всех деталей и узлов инжектора, у которых при осмотре были выявлены механические повреждения или другие дефекты.
8. После проведения всех ремонтных работ, соблюдая технологическую последовательность, топливные форсунки аккуратно собирают, при этом обязательно комплектуют новыми резинотехническими уплотнителями.
9. Перед установкой на двигатель, форсунки проверяют на работоспособность с помощью испытательных стендов, при необходимости производят регулировку и записывают выходные параметры для пьезоэлектрических типов форсунок.
10. Отремонтированные форсунки устанавливают непосредственно на двигатель, при этом рекомендуется обязательно произвести замену на новые, уплотнительных медных шайб и болтов крепления. В заключение производят при необходимости наладку блоков управления двигателя.

Как правило, ремонт комплекта топливных форсунок дизельных двигателей на специализированом авторемонтном центре занимает не более двух дней, а общая стоимость ремонтных работ составит в районе 30% от цены нового комплекта инжектора.

Оборудование для ремонта форсунок дизельных двигателей

Существующее сегодня на рынке оборудование для ремонта форсунок дизельных двигателей можно разделить по технологической сложности и функциональным возможностям на несколько категорий, а именно:

• профессиональные станции для проверки и диагностики всех видов неисправностей топливных систем, как правило, его могут позволить себе крупные сервисные центры;
• специализированные стенды для испытания форсунок, которые вполне доступны по цене даже для небольших автосервисов;
• индивидуальные тестеры для диагностики форсунок как минимум должны присутствовать в каждой автомастерской, специализирующейся на ремонте дизельных двигателей;
• электронные приборы и измерительные инструменты для выполнения регулировок форсунок;
• инструменты для разборки и сервиса форсунок
• ультразвуковые ванны для очистки форсунок.

Только наличие в автосервисе оборудования для диагностики и специализированного инструмента будет, является необходимым условием для проведения качественных работ по ремонту форсунок дизельных двигателей.

Источник

Технология текущего ремонта форсунок

Основные признаки неисправности форсунок:

· работа дизеля с перебоями;

· дымный выпуск отработанных газов (черный дым).

Эти неисправности вызываются причинами:

Ø износом иглы и корпуса распылителя по запорному конусу и цилиндрической поверхности;

Ø зависанием иглы распылителя в корпусе;

Ø закоксованием сопловых отверстий;

Ø разрегулировкой форсунки.

Работоспособность форсунок определяется показателями:

· давлением начала впрыскивания;

· качеством распыла топлива;

· четкостью отсечки впрыскивания топлива;

· герметичностью по запорному конусу иглы и корпуса распылителя;

· гидравлической плотностью по цилиндрическим поверхностям иглы и корпуса распылителя.

Эти показатели определяются с помощью прибора для испытания и регулировки форсунок.

Давление начала впрыскивания определяется по показаниям манометра в момент начала выхода струи топлива из распылителя форсунки. Фактически это соответствует максимальному отклонению стрелки по шкале манометра.

Качество распыла топлива контролируется визуально по мелкости распыливания, равномерности распределения частиц по поперечному сечению струи топлива во время впрыскивания топлива форсункой с периодичностью 60–80 впрыскиваний в минуту.

В факеле распыленного топлива не должны наблюдаться отдельные капли и сплошные струйки. Четкость отсечки определяется по характерному звуку. Перед началом и по окончании впрыскивания возможно увлажнение корпуса распылителя.

Герметичность по запорному конусу форсунки проверяется созданием в форсунке давления топлива на 1–1,5 МПа меньше давления впрыскивания. При этом в течение 15 с топливо не должно проходить через соединения конусов иглы и корпуса распылителя допускается лишь увлажнение корпуса распылителя.

Гидравлическая плотность форсунки определяется по времени, в течение которого в системе форсунка — прибор давление топлива снижается
с 20 до 18 МПа. Минимальная плотность установлена 5 с.

Если хотя бы один показатель работоспособности форсунки не соответствует техническим требованиям, она подлежит ремонту.

После разборки форсунки проводятся дефектация ее деталей и соединений.

Трещины, сколы и изломы любого размера не допускаются. На претензионных поверхностях корпуса и иглы распылителя не допускаются цвета побежалости и следов коррозии глубиной более 0,05 мм.

Ремонт форсунки заключается в очистке сопловых отверстий от загрязнений, совместной притирке иглы и корпуса распылителя по цилиндрической поверхности и запорному конусу.

В случае прихватов и задержек при перемещении иглы проводят притирку цилиндрических поверхностей иглы и корпуса распылителя. Иглу распылителя зажимают в патрон сверлильного станка так, чтобы между губками патрона и плечиками иглы было расстояние не менее 1 мм. Наносят на цилиндрическую поверхность иглы тонкий слой пасты «Окись алюминия МЗ» или ГОИ — 3 мкм и проводят совместную притирку корпуса иглы при частоте вращения 50–200 мин -1 .

При неудовлетворительном качестве распыливания и нечеткой отсечке проводят совместную притирку запорных конусов иглы и корпуса распылителя. Наносят на конус иглы тонкий слой пасты, изготовленный на основе порошка «Экстра-500». Попадание пасты на цилиндрическую часть иглы не допускается. Притирку проводят путем вращения иглы в корпусе, сопровождая вращение легкими ударами корпуса распылителя по конусу иглы при частоте вращения 50–200 мин -1 до образования на конусе иглы уплотняющего пояска шириной не более 0,7 мм. После притирки тщательно промывают распылитель.

При сборке форсунок соблюдаются следующие требования к моменту затяжки резьбовых соединений:

— для гайки распылителя 55–70 Н·м (5,5–7 кгс·м);

— для гайки пружины форсунки 120–140 Н·м (12–14 кгс·м);

— для штуцера форсунки 80–100 Н·м (8–10 кгс·м);

— для колпака форсунки 100–110 Н·м (10–11 кгс·м).

Собранную форсунку регулируют на давление начала впрыскивания топлива и обкатывают на стенде для испытания и регулировки дизельной аппаратуры в течение 20 мин на номинальном режиме.

После обкатки форсунка проверяется по показателям работоспособности.

Устранение неисправностей топливоподкачивающего насоса

Основные признаки неисправности топливоподкачивающего насоса:

· затрудненный запуск дизеля;

· неустойчивая работа дизеля;

Эти неисправности вызываются причинами:

Ø потерей герметичности соединения клапан–гнездо;

Ø увеличением зазора в соединении поршень–корпус;

Ø увеличением зазора в соединении шток–втулка.

Топливоподкачивающие насосы не ремонтируются, а подлежат замене при несоответствии их техническим требованиям по производительности и герметичности.

Испытания насосов по производительности проводят на стенде для ремонта и регулирования дизельной топливной аппаратуры при создании разряжения на входе и противодавления на выходе.

Проверку герметичности сопряжения шток-втулка проводят путем создания избыточного давления топлива в полости насоса. Насос при этом располагают вниз толкателем и контролируется просачивание жидкости в сопряжении. В процессе проверки допускается отрыв не более двух капель в течение двух минут. Проверка герметичности особенно важна для ТНВД с централизованной системой смазки. В противном случае топливо будет разжижать масло, что приведет к интенсивному изнашиванию сопряжений дизеля.

Ремонт топливопроводов высокого давления

Топливопроводы подлежат ремонту при наличии на трубках трещин, вмятин глубиной более 3 мм, истираниях глубиной до 2 мм, изменением радиуса изгиба до 30 мм, смятии наконечников. При прочих дефектах трубки следует браковать. Накидные гайки, имеющие срыв резьбы более одного витка, а также смятие граней под ключ, подлежат выбраковке.

Перед ремонтом топливопроводы промывают дизельным топливом, обдувают сжатым воздухом.

Следы смолистых отложений удаляются щеткой или скребком, а следы коррозии — абразивной шкуркой.

Места истирания и трещины трубок заваривают латунью Л63
ГОСТ 15527–70. Место сварки зачищают.

Смятый наконечник отрезают и заменяют новым, приварив его к основному топливопроводу латунью Л63. При небольшом уменьшении длины топливопровода допускается повторное высаживание конуса с помощью приспособления. После высадки наконечника канал топливопровода рассверливают диаметром 2 мм на глубину 25–30 мм.

Испытывают топливопровод дизельным топливом под давлением 40–50 МПа
(400–500 кгс/см 2 ). Протекание топлива не допускается.

Контрольные вопросы

1. Какие работы выполняются при текущем ремонте топливных насосов высокого давления?

2. По каким показателям и как контролируется работоспособность топливного насоса без снятия его с двигателя?

3. Как определяется техническое состояние пары нагнетательный клапан-гнездо клапана?

4. В каких случаях и как проводится послеремонтная обкатка топливного насоса?

5. Какова последовательность контрольно-регулировочных испытаний топливных насосов?

6. По каким показателям контролируется работоспособность форсунок?

7. Назовите причины возникновения неисправностей топливоподкачивающих насосов.

Тема 9 Технология текущего ремонта агрегатов гидроприводов
тракторов и сельскохозяйственных машин

План:

9.1 Общие сведения.

9.2 Диагностика гидросистем.

9.3 Технологические процессы ремонта агрегатов гидросистем.

9.4 Требования, предъявляемые к условиям выполнения ремонтных работ и технологическому оснащению участков ремонта сборочных единиц гидроагрегатов.

Общие сведения

Гидропривод в современных машинах находит все более широкое применение. Он позволяет уменьшить массу машин, повысить их выработку, облегчить управление ими. В ряде случаев, повышается надежность, улучшается трудоемкость обслуживания, но одновременно повышается стоимость работ по техническому обслуживанию и особенно по ремонту элементов гидросистем, усложняется поиск неисправностей.

Гидропривод отзывчив к повышению качества обслуживания и текущего ремонта, повышению квалификации обслуживающего персонала. Особенно большой эффект достигается при поддерживании качества рабочей жидкости гидросистем (РЖГ). Ведь очень часто причиной неисправности элементов гидросистем является состояние ее рабочей жидкости повышенная или пониженная вязкость, загрязненность механическими примесями, наличие воды или пузырьков воздуха и т.п. Необходимая для нормальной работы гидросистемы вязкость обеспечивается примесями рекомендованных сортов масел, поддержанием заданной температуры и отсутствием ее эмульгирования.

Оценка качества РЖГ наиболее достоверна с использованием спектрального анализа. Приборы МРС-3 и МФС-5 позволяют в лабораторных условиях получить данные через 2–3 мин. Спектральный анализ косвенно по наличию продуктов износа позволяет получить информацию о техническом состоянии всех элементов гидросистемы.

Положительно зарекомендовал себя центробежный экспресс-анализатор конструкции ЛИСИ. О качестве РЖГ судят по высоте столбика загрязнений.

Для контроля качества всех видов масел и топлива разработан индикатор загрязненности жидкости ИЗЖ, состоящий из датчика-щупа и блока электроники, который определяет содержание загрязнений в пределах
от 0 до 2%. Масса прибора 1 кг.

Исследованиями проведенными в ГОСНИТИ доказана возможность увеличения срока службы РЖГ до капитального ремонта машины. Это правило распространяется и на агрегаты трансмиссий тракторов, автомобилей и др. машин. Очистка масел гидросистем от механических примесей размером более
5 мкм (например, с использованием мембранной технологии), позволяет увеличить срок службы агрегатов в 5–10 раз. Для очистки масел и СОЖ можно использовать передвижной малогабаритный очиститель ММО-1, состоящий из магнитного фильтра со специальным порошком, уплотненным в сильном магнитном поле. Этот фильтр легко регенерируется. Установка имеет массу около 80 кг.

Диагностика гидросистем

Диагностирование гидросистем является обязательным элементом технологии их ремонта. Только наличие качественных признаков, например, течь масла; обильное пенообразование точно указывают на наличие неисправности, в большинстве других случаев без элементов диагностирования не обойтись.

Диагностирование проводится, как правило, по схеме: общее и поэлементное. Общее служит для оценки работоспособности системы и ее ресурса. При этом определяются характеристики РЖГ (с проведением спектрального анализа), продолжительность рабочих циклов гидроцилиндров, пульсация давления, измерение объемного КПД и гидравлической мощности и др.

Также контролируется наличие подтеканий, шумов, стуков, вспенивание масла, усилие на рукоятках управления, плавность перемещения рабочих органов, уровень и температура РЖГ.

Для ускорения поиска неисправностей прибегают к поэлементному диагностированию гидросистем начиная с гидробака. После этого последовательно проверяют всасывающую магистраль, насосы, распределители, клапаны, исполнительные органы (гидроцилиндры и гидромоторы), фильтр гидросистемы.

Насосы проверяют с помощью дроссель-расходомеров ДР-70, ДР-90 (соответственно 70 и 90 л/мин при p = 10 Мпа). Изменяя проходное сечение канала устанавливают по показаниям манометра номинальное давление и по лимбу считывают расход. Точность показаний ± 5%.

Техническое состояние гидрораспределителей определяется по гидроплотности золотниковых пар и величине утечек через предохранительный и перепускной клапаны. Непосредственно на машине может быть оценена суммарная утечка с помощью дроссель-расходомера. Утечка в элементах распределителя определяется на стенде в мастерских.

Проверку гидроцилиндров на машине производят в следующей последовательности. Штоковая полость заполняется маслом и глушится постановкой пробок вместо шлангов. В надпоршневую полость подают масло с номинальным давлением. За счет разности площадей рабочих поверхностей поршня создается осевое усилие которое при изношенных манжетах будет перемещать поршень и шток. По скорости передвижения штока судят о техническом состоянии гидроцилиндра.

Источник