Если мотор считается сердцем автомобиля, то топливный насос высокого давления (ТНВД), несомненно, является сердцем самого двигателя. При этом неважно, где он установлен - на автомобиле, экскаваторе, тепловозе или в шахте.
ТНВД - топливный насос высокого давления - предназначен для выполнения следующих функций: подачи горючей смеси под высоким давлением в топливную систему двигателя, а также регулирования его впрыска в определенные моменты. Именно поэтому топливный насос считается наиболее важным устройством для дизельных и бензиновых моторов.
Чаще всего ТНВД применяются, конечно же, в дизельных двигателях. А в бензиновых ТНВД встречаются лишь в тех агрегатах, в которых используется система непосредственного впрыска топлива. При этом насос в бензиновом двигателе работает куда с меньшей нагрузкой, поскольку такое высокое давление, как в дизеле, не требуется.
Строение и схема работы ТНВД. Восстановление - насколько это возможно?
Основные конструктивные элементы топливного насоса - плунжер (поршень) и цилиндр (втулка) малого размера объединяются в единую плунжерную систему (пару). Они изготовлены с большой точностью из высокопрочной стали. Изготовление плунжерной пары действительно довольно трудная задача, требующая специальных станков.
Присадка для топливных насосов высокого давления дизельных двигателей любых конструкций (рядных, распределительных, магистральных в системах Common rail)
Лет двадцать пять назад на всю страну союз был чуть ли не один завод, на котором изготавливались плунжерные пары. Между плунжерной парой есть очень маленький зазор, так называемое прецизионное сопряжение. Его можно видеть, когда плунжер очень плавно, с зависанием под действием собственного веса, входит в цилиндр. Определяющей характеристикой здесь является гидравлическая плотность прецизионной пары. В зависимости от особенностей конструкции, различают три основных типа топливных насосов высокого давления – распределительный, рядный и магистральный.
Распределительный ТНВД
В отличие от рядного насоса высокого давления, у распределительного ТНВД может быть один или два плунжера, в зависимости от объема двигателя и необходимого объема топлива. Устройство распределительного ТНВД приведено на рисунке 1. Эти один или два плунжера обслуживают все цилиндры двигателя, которых может быть 4, 6, 8 или 12. Благодаря своей конструкции, в сравнении с рядными ТНВД, распределительный насос более компактен и меньше весит. При этом он способен обеспечить более равномерную подачу топлива. К основному недостатку такого типа насосов можно отнести их относительную недолговечность. Распределительный топливный насос высокого давления может оснащаться различными типами приводов плунжера. Все эти типы привода являются кулачковыми и бывают торцевыми, внутренними или внешними. Наиболее эффективными считаются торцевые и внутренние приводы, которые лишены нагрузок, создаваемых давлением топлива на приводной вал. Поэтому они служат несколько дольше, нежели насосы с внешним кулачковым приводом.
Торцевой кулачковый привод
В этом типе привода основным элементом является распределительный плунжер, предназначенный для создания давления и распределения топлива в топливных цилиндрах. При этом плунжер-распределитель совершает вращательные и возвратно-поступательные перемещения при вращательных движениях кулачковой шайбы.
Рис. 1. Устройство распределительного ТНВД:
Возвратно-поступательное перемещение плунжера осуществляется одновременно с вращением кулачковой шайбы, которая, опираясь на ролики, перемещается вдоль неподвижного кольца по радиусу, то есть, как бы обегает его. Воздействие шайбы на плунжер обеспечивает высокое давление топлива. Возврат плунжера в исходное состояние происходит благодаря пружинному механизму.
Для ТНВД дизельных ДВС грузового автотранспорта и спецтехники: рядных, распределительных, магистральных топливных насосов, систем COMMON RAIL, систем «НАСОС-ФОРСУНКА».
А топливо в цилиндрах распределяется за счет того, что приводной вал обеспечивает вращательные движения плунжера. Величина подачи топлива может быть обеспечена с помощью электронного (электромагнитный клапан) или механического (центробежная муфта) устройства. Регулировка осуществляется за счет поворота на определенный угол неподвижного (не вращающегося) регулировочного кольца. Измерение топливоподачи обычно осуществляется при 100 и 500 мин-1.
Цикл работы насоса состоит из следующих стадий: закачка порции топлива в надплунжерное пространство, нагнетание давления за счет сжатия и распределение топлива по цилиндрам. Затем плунжер возвращается в исходное положение и цикл повторяется заново.
Важным фактором является величина внутреннего давления при номинальной частоте вращения, эта величина характеризует износ основных трущихся деталей насоса. Таким образом, несмотря на все свои преимущества, распределительный топливный насос высокого давления обладает относительно низкой долговечностью из-за износа, в первую очередь прецизионной пары.
Проведение работ по восстановление ТНВД и его характеристик
Решение этой проблемы без проведения дорогостоящего ремонта или замены прецизионных пар возможно с помощью триботехнического состава (ТС) «ТНВД» серии «МАКС» от «Супротек». Он предназначен для восстановления рабочих характеристик насосов высокого давления.
В январе-феврале 2017 года на одном из предприятий города Кемерово - «РГШО», занимающимся ремонтом и восстановлением горно-шахтного оборудования, проведены испытания ТС «МАКС ТНВД» на стенде для диагностики и ремонта насосов высокого давления и форсунок 12PSDW (рис 3). Объектом испытаний выбран ТНВД распределительного типа PERKINS DP 200 серии 2644G. Внешний вид топливного насоса высокого давления представлен на рисунке 2.
Рис. 2. Внешний вид распределительного ТНВД PERKINS DP 200 серии 2644G
Рис. 3.
Стенд для диагностики и ремонта ТНВД и форсунок 12PSDW
При проведении испытаний контролировались следующие параметры:
- гидравлическая плотность прецизионной пары, кг/см2;
- внутреннее давление ТНВД, кг/см2;
- измерение топливоподачи на разных режимах (100 и 500 мин-1), см3.
ТС «МАКС ТНВД» заливался в ёмкость с тестовой жидкостью SWDR heinol 4113 при t = 40°C и тщательно перемешивался. Подготовка ТС к заливке производилась по инструкции производителя препарата «НПТК «СУПРОТЕК». Концентрация составила 200 мл ТС на 5 л тестовой жидкости. Порядок проведения испытаний предусматривал обкатку ТНВД на стенде с данной тестовой жидкостью в течении 24 часов при частоте вращения 500 мин-1. Замеры параметров топливного насоса высокого давления производились через каждые 8 часов. Результаты испытаний триботехнического состава «МАКС ТНВД» для восстановления рабочих характеристик ТНВД PERKINS DP 200 серии 2644G представлены в таблице 1 и на рисунках 4 и 5. Протокол испытаний приведен в Приложении 1.
Таблица 1.
Результаты испытаний триботехнического состава «МАКС ТНВД» для восстановления рабочих характеристик топливного насоса высокого давления PERKINS DP 200 серии 2644G
| № п/п | Рабочий параметр | Нормальное значение | Периодичность измерений, час | |||
| 0 | 8 | 16 | 24 | |||
| 1. | Гидравлическая плотность прецизионной пары, кг/см2 | 360 | 280 | 290 | 320 | 340 |
| 2. | Внутреннее давление при 900 мин-1, кг/см2 | 4,6 | 4,3 | 4,5 | 4,5 | 4,6 |
| 3. | Топливоподача при 100 мин-1, см3 | 90 | 80 | 82 | 88 | 90 |
| 4. | Топливоподача при 500 мин-1, см3 | 90 | 87,5 | 89 | 90 | 90 |
Рис.4. Восстановление гидроплотности прецизионной пары и внутреннего давления ТНВД Perkins DP 200 серии 2644G
Рис.5. Восстановление топливоподачи топливного насоса высокого давления Perkins DP 200 серии 2644G
Результаты восстановления ТНВД
- В результате применения триботехнического состава «МАКС ТНВД» повысились эксплуатационные характеристики ТНВД Perkins DP 200 серии 2644G до номинальных значений.
- Минимизированы факторы износа прецизионной пары. Насос восстановлен и не требует ремонта.
- При стоимости нового топливного насоса высокого давления Perkins DP 200 серии 2644G порядка 80 ÷ 120 тыс. руб., затраты на обработку и восстановление характеристик насоса окупятся в течение недели.
- Триботехнические составы «МАКС ТНВД» являются эффективным средством для восстановления и увеличения ресурса прецизионных пар топливного насоса высокого давления дизельных двигателей транспортной и стационарной техники.
Официальный протокол испытаний:
