Размещено на http://www.allbest.ru/

Ремонт топливного насоса высокого давления дизеля 10Д-100

Содержание

• Введение
• 1. Назначение и условия работы топливного насоса высокого давления
• 2. Неисправности, причины и способы их предупреждения
• 3. Периодичность и сроки плановых технических обслуживаний и текущих ремонтов
• 3.1 Техническое обслуживание
• 3.2 Текущий ремонт
• 4. Очистка и дефектовка
• 4.1 Мойка сборочных единиц
• 4.2 Дефектовка деталей
• 4.3 Мойка и дефектовка деталей ТНВД дизеля 10Д 100
• 5. Технология ремонта ТНВД
• 5.1 Осмотр
• 5.2 Разборка
• 5.3 Предельно допустимые размеры и зазоры
• 5.4 Ремонт
• 6. Оборудование и средства механизации
• 7. Особенности сборки, проверка и испытание ТНВД
• 7.1 Сборка
• 7.2 Испытание
• 8. Организация рабочего места для ремонта топливной аппаратуры в локомотивном депо
• 9. Охрана труда и техника безопасности
• 9.1 Требования к зданиям помещениям, устройствам и сооружениям депо
• 9.2 Правила техники безопасности слесаря по ремонту топливной аппаратуры
• Список литературы
• Введение

В 1957-1958 годах харьковский завод "Электротяжмаш" и Харьковский завод транспортного машиностроения спроектировали новый односекционный тепловоз ТЭ 10 мощностью на 50 % больше, чем у секции тепловоза ТЭ 3. Наибольшие затруднения возникли в процессе разработки нового десятицилиндрового дизеля 10Д 100 повышенной экономичности на базе дизеля 2Д 100. Дизель 10Д 100 имел мощность 3000 л. с. Это стало результатом проведения множества теоретических и экспериментальных исследований и внедрения новых конструктивных решений. Машинисты и работники депо называли локомотивы серии ТЭ 10 "червонцы", "десятки" и "наутилусы" (за круглые окна дизельного помещения). В процессе выпуска в конструкцию вносились отдельные изменения, направленные на улучшение работы и снижение веса тепловоза и тепловозостроительные заводы изготавливали и ряд его модификаций (двухсекционные и пассажирские). Практически на всех них устанавливались дизели 10Д 100: это 2ТЭ 10, .2ТЭ 10Л, 2ТЭ 10В, 2ТЭ 10М, 2ТЭ 10, 2ТЭ 10Г, 2ТЭ 10С, 2ТЭ 10У, 2ТЭ 10УТ, 2ТЭ 10УП. Сейчас основным моментом капитального ремонта является замена дизеля 10Д 100, выработавшего свой ресурс, на дизель Д 49.

Для поддержания тепловоза в исправном состоянии предусмотрена планово-предупредительная система технического обслуживания и ремонта. Техническое обслуживание тепловоза ставит перед собой задачу профилактического характера - предупредить возникновение неисправностей, уменьшить изнашивание деталей, снизить темп ухудшения технического состояния и свойств отдельных элементов конструкции и систем тепловоза. Введение диагностических методов объективного контроля за состоянием деталей, сборочных единиц и агрегатов тепловоза позволяет сочетать принципы планово-предупредительного ремонта с ремонтом по фактическому состоянию. Безразборная диагностика технического состояния локомотива позволяет уменьшить потери в эксплуатационной работе и снизить затраты на проверку технического состояния сборочных единиц и агрегатов. Техническое диагностирование - процесс определения технического состояния объекта.

Системы диагностирования могут быть локальные или общие, функционального или тестового диагностирования, универсальные или специализированные, встроенные в тепловоз, автоматизированные или ручные. Встроенные средства диагностирования разрабатываются на стадии проектирования локомотивов, они обеспечивают непрерывный контроль рабочих и диагностических параметров оборудования тепловоза в процессе эксплуатации. К таким средствам относятся амперметры, скоростемеры, термометры.

Разработано и применяется диагностирование технического состояния тепловозных дизелей с помощью компьютеров, где по специальной программе получают комплексную характеристику состояния агрегатов, сборочных единиц и деталей тепловоза, а также рекомендации о необходимом объеме работ при ТО и ТР. На основании выполненных диагностических мероприятий составляют паспорт-заключение, где фиксируют принятые решения о необходимости дополнительных работ. Но внешний осмотр и определение положения деталей в собранном узле так же остаются одними из элементов технической диагностики объекта ремонта.

1. Назначение и условия работы топливного насоса высокого давления

ТНВД предназначены для впрыска топлива через форсунку непосредственно в цилиндр двигателя под высоким давлением 19,6- 117 МПа (200-1200 кгс/смІ). При этом они должны создавать необходимое давление для качественного распыливания топлива, дозировать и регулировать цикловую подачу топлива в зависимости от режима работы дизеля. На дизеле 10Д 100 установлены секционные насосы высокого давления, их проще заменять в случае повреждения при эксплуатации.

Рис.1. Топливный насос высокого давления дизеля 10Д 100: 1-стопорный винт гильзы плунжера, 2-прокладка, 3- стопорный винт рейки, 4-пружина, 5-гайка, 6-регулирующая рейка, 7-фланец, 8-пружина клапана, 9-нажимной штуцер, 10-прокладка клапана, 11-седло клапана, 12-нагнетательный клапан, 13-гильза плунжера, 14-плунжер, 15-шестерня плунжера, 16-корпус насоса, 17-кольцо пружины, 18-пружина плунжера, 19-тарелка, 20-стопорное кольцо, 21-прокладка, 22-стрелка, 23-винт, 24-регулировочный болт рейки, 25-поводковая втулка рейки

Насосы дизеля расположены по обеим сторонам цилиндров (по десять в каждом ряду). Каждый насос вставлен в расточку корпуса толкателя и притянут к нему болтами. Кулачковые валы с правой и левой стороны расположены ниже верхнего коленчатого вала. Оба кулачковых вала устанавливаются так, что кулачки через толкатели одновременно действуют на плунжеры топливных насосов обеих сторон, обеспечивая одновременные начало и конец подачи топлива в соответствующий цилиндр.

Привод кулачковых валов осуществляется от верхнего коленчатого вала через шестерни. Расположение насосов вертикальное с направлением нагнетания вниз. Их достоинство - облегченная регулировка, улучшенная равномерность подачи топлива по цилиндрам, короткие нагнетательные трубки, имеющие одинаковую длину и форму.

Принципиально процесс подачи топлива топливными насосами в цилиндры тепловозных дизелей осуществляется одинаково (рис.2). В любом топливном насосе, осуществляющем подачу и дозировку топлива, имеется насосный элемент - плунжерная прецизионная пара, состоящая из гильзы и плунжера, хорошо пригнанных и притертых друг к другу. Плунжер топливного насоса приводится в движение от кулачкового вала топливных насосов через толкатель с роликом. Толкатель, расположенный в корпусе, прижимается к кулачку пружиной.

Рис.2. Схема работы топливного насоса: 1- 6 - положения плунжера

При достижении давления, достаточного для подъема иглы от седла распылителя, топливо через сопло распылителя поступает в цилиндр дизеля. Порция топлива определенной величины обеспечивается топливным насосом. После подачи порции топлива, давление перед нагнетательным клапаном (над плунжером) резко падает, хотя плунжер продолжает поступательное движение под действием кулачка. Нагнетательный клапан топливного насоса закрывается и своим ходом разгружает давление в трубопроводе к форсунке. Под действием пружины через штангу игла форсунки закрывается, и подача топлива в цилиндр прекращается. Обратный ход плунжер совершает под действием своей пружины. При этом увеличивается объем надплунжерного пространства, которое заполняется топливом из топливного коллектора через отверстие в гильзе.

Регулирование порции топлива (рис.3) осуществляется положением плунжера относительно гильзы (не путать с поступательным движением плунжера, которое имеет постоянное значение и зависит от высоты кулачка вала).

Рис.3. Схема изменения порции топлива и типы плунжерных насосов: а - плунжер с управлением конца подачи топлива; б - плунжер с управлением началом подачи топлива; в - плунжер с управлением началом и концом подачи топлива; 1-6- положения плунжера

В топливном насосе имеется шестеренка в зацеплении с зубчатой рейкой. Плунжер при поступательном движении строго ориентирован относительно гильзы шлицами в шестеренке. Рейка, поворачивая шестеренку, поворачивает плунжер относительно гильзы. Головка плунжера имеет винтовой скос, изменяющий полезный ход плунжера, при котором плунжер нагнетает топливо, перекрывая отверстие в гильзе. От угла поворота плунжера (т. е. положения рейки топливного насоса высокого давления) относительно гильзы изменяется порция топлива, подаваемого в цилиндр двигателя.

Большое значение в работе топливной аппаратуры имеет нагнетательный клапан (рис.4). В момент окончания подачи плунжером порции топлива, нагнетательный клапан возвращается на свое место. Для обеспечения быстрого падения давления в топливопроводе нагнетательный клапан имеет разгрузочный поясок, вследствие чего клапан при нагнетании вынужден значительно подниматься над седлом даже при минимальной подаче топлива. После отсечки подачи клапан совершает значительный путь при посадке в гнездо, увеличивая объем в нагнетательном трубопроводе. Поэтому давление в трубопроводе резко падает, обеспечивая четкое прекращение подачи топлива форсункой без подтекания.

Рис.4. Нагнетательные клапаны топливных насосов: а - с разгрузочным пояском; б - с вытеснителем; 1 - направляющее перо клапана; 2 - разгрузочный поясок клапана; 3 - притирочный поясок клапана; 4 - корпус клапана; 5, 6 - ограничитель подъема клапана; 7- разгрузочный поясок; 8 - клапан; 9 - надплунжерное пространство; 10 - отверстие в клапане; 11 - пружина

2. Неисправности, причины и способы их предупреждения

В процессе эксплуатации происходит износ деталей топливной аппаратуры. В результате нарушается регулировка топливной аппаратуры, ухудшается процесс сгорания топлива в цилиндрах дизеля, снижается экономичность и надежность тепловоза в целом. В связи с этим на каждом ТР-2 и ТР-3 (через каждые девять месяцев) насосы демонтируются с двигателя и проверяются на стенде. При необходимости их разбирают и ремонтируют.

Причина износа - ухудшение условий смазки, вызванное высокими температурами и повышенными зазорами, а главные причины износа это недостаточная чистота топлива и масла, а также попадание воды в топливо. Поэтому на дизеле 10Д 100 в системе подачи топлива установлено два фильтра. Предварительной очистки (сеточно-набивной), перед подкачивающим насосом и тонкой очистки (войлочный) перед ТНВД. Качество фильтрации оказывает большое влияние на работу насосов и форсунок. При работе с засорёнными фильтрами, топливо загрязняется механическими примесями, что приводит к заклиниванию плунжеров насоса. Поэтому рекомендуется промывать или очищать фильтры с помощью ультразвука каждые ТО-1, ТО-2, ТО-3 и ТР-1.

3. Периодичность и сроки плановых технических обслуживаний и текущих ремонтов

Как любая машина или механизм, так и тепловоз со временем теряет свои первоначальные эксплуатационные качества, становится менее надежным. Для поддержания тепловоза в исправном состоянии предусмотрена планово-предупредительная система технического обслуживания и ремонта. Проведение технического обслуживания (ТО) и текущего ремонта (ТР) локомотивов, является одной из главных задач локомотивного хозяйства Качественное исполнение ТО и ТР возможно только при четком соблюдении требований технологической документации. В свою очередь технологическая документация разрабатывается на основании действующих правил выполнения ТО и ТР, а также современных методов обслуживания и ремонта машин.

Система технического обслуживания и ремонта тепловозов ТЭ 10 предусматривает следующие виды планового технического обслуживания и ремонта:

Ш техническое обслуживание ТО-1;

Ш техническое обслуживание ТО-2;

Ш техническое обслуживание ТО-3;

Ш техническое обслуживание ТО-4;

Ш техническое обслуживание ТО-5;

Ш текущий ремонт ТР-1;

Ш текущий ремонт ТР-2;

Ш текущий ремонт ТР-3;

Ш средний ремонт СР;

Ш капитальный ремонт КР.

Технические обслуживания ТО-1, ТО-2, ТО-3 предназначены для предупреждения неисправностей тепловозов в эксплуатации, поддержания их работоспособности и надлежащего санитарно-гигиенического состояния, обеспечения пожарной безопасности и безаварийной работы. Техническое обслуживание ТО-4 предназначено для обточки бандажей колесных пар без выкатки из-под тепловоза с целью поддержания оптимальной величины проката и толщины гребней. Техническое обслуживание ТО-5 предназначено для подготовки тепловоза в запас (с консервацией для длительного хранения) и подготовки к эксплуатации после изъятия из запаса или тепловозу прибывшему в недействующем состоянии после постройки, ремонта или передислокации, подготовки к отправке на капитальный и средний ремонт на другие дороги. Текущие ремонты ТР-1, ТР-2, ТР-3 выполняются в депо. Капитальные ремонты проводятся на заводе изготовителе или на специальных предприятиях Объем каждого вида ремонта устанавливается "Правилами ремонта". Среднесетевые нормы пробега между техническими обслуживаниями ТО-З, текущими ремонтами ТР-1, ТР-2, ТР-З, а также капитальными ремонтами КР-1, КР-2 приведены в табл. .

Таблица 1 Продолжительность межремонтных периодов для тепловоза ТЭ 10

Тип тепловоза	Максимальная продолжительность межремонтных периодов*, тыс. км/время
	То-3	Текущий ремонт	Капитальный ремонт
		ТР-1	ТР-2	ТР-3	КР-1	КР-2
ТЭ 10	7,2/18 сут	29,0/3 мес	115/9 мес	210/18мес	720/4,5 года	1400/9 лет
* Учитывается только время нахождения в эксплуатируемом парке

3.1 Техническое обслуживание

Техническое обслуживание тепловоза ставит перед собой задачу профилактического характера - предупредить возникновение неисправностей, уменьшить изнашивание деталей, снизить темп ухудшения технического состояния и свойств отдельных элементов конструкции и систем тепловоза.

Техническое обслуживание ТО-1 выполняется локомотивными бригадами в соответствии с перечнем работ, утвержденным начальником службы локомотивного хозяйства дороги приписки локомотива. Техническое обслуживание ТО-2 выполняется высококвалифицированными слесарями в пунктах технического обслуживания, оснащенных необходимым оборудованием, инструментом и обеспеченных технологическим запасом деталей и материалов. При работающем дизеле 10Д 100 визуально и на слух проверяется: работа дизеля, механизмов и агрегатов тепловоза, герметичность топливных насосов форсунок и трубок слива топлива. Течи не допускаются, величина давления топлива, масла, воздуха, величина разрежения в картере дизеля, действие механизма отключения топливных насосов дизеля при работе на нулевой позиции контроллера. При остановленном дизеле проверяется состояние топливных насосов, механизмов их отключения, уровень масла в картере. Обнаруженные неисправности устраняются. Перед запуском дизеля сливается собравшееся масло, топливо, вода из поддонов агрегатов, протираются отсеки топливной аппаратуры, сливается отстой из топливного бака и картера дизеля. Периодичность ТО-2 устанавливает начальник дороги в пределах 24-48 ч независимо от выполненного пробега.

Техническое обслуживание ТО-3 выполняется в депо приписки комплексными и специализированными бригадами. При этом виде обслуживания производят в более полном объеме осмотр, проверку состояния и надежности крепления элементов оборудования тепловоза, особенно связанных с безопасностью движения, проверяют и регулируют аппаратуру тепловоза, очищают фильтры, при необходимости заменяют или добавляют смазку. При ТО 3 производится тот же объём работ, что и при ТО 2. Кроме того, при работающем дизеле проверяется срабатывание предохранительного устройства при нажатии кнопки аварийной остановки на дизеле, работа и исправность действия системы аварийного питания дизеля топливом при наличиии механического топливоподкачивающего насоса, работа дизеля на аварийной системе подачи топлива и подсосе, при появлении давления в картере дизель опрессовывается сжатым воздухом давлением 3-4 атм. При отсутствии средств диагностики технического состояния топливной аппаратуры форсунки дизеля снимаются и испытываются на стенде. Неисправные форсунки заменяются отремонтированными. При снятых форсунках включается топливоподкачивающий насос и проверяются на герметичность нагнетательные клапаны топливных насосов. Насосы, имеющие течь, снимаются и ремонтируются. Снимаются, очищаются, промываются и продуваются сжатым воздухом металлические сетчато-набивные фильтроэлементы грубой очистки топлива. После технического обслуживания ТО-3 запускается дизель и проверяется работа агрегатов, устройств и тепловоза в целом. Пуск дизеля производится от основного топливоподкачивающего агрегата.

Среднесетевые нормы продолжительности технического обслуживания для тепловозов: продолжительность ТО-2 устанавливается 2 ч; для грузовых двухсекционных - 1,2 ч, для трехсекционных - 1,5 ч; для остальных и маневровых - 1 ч. Техническое обслуживание ТО-З - 10,12 ч

3.2 Текущий ремонт

Техническое обслуживание комплексом профилактических работ различного объема позволяет лишь замедлить естественный износ или старение деталей, но не может их остановить вовсе. Поэтому многие сборочные единицы и детали тепловоза требуют по мере ухудшения эксплуатационных качеств их восстановления, т. е. ремонта. Текущий ремонт предназначен для восстановления основных эксплуатационных характеристик и работоспособности тепловоза, обеспечения безопасности движения поездов в межремонтные периоды путем ревизии, ремонта или замены отдельных деталей, сборочных единиц, регулировки и испытания.

Перед постановкой тепловоза в ремонт ТР 1 иТР 2 выполняются работы как на ТО 3 Кроме того, при работающем дизеле дополнительно проверяется работа: механизмов, агрегатов, валопроводов тепловоза (визуально и на слух) на отсутствие вибрации, биения, нагрева, шума, постороннего стука, герметичность трубопроводов топлива топливных насосов и форсунок, особенно в соединениях, работа механизма отключения топливных насосов при работе на нулевом положении рукоятки контроллера. Производится ревизия состояния тяг управления насосами. Перемещение тяг и реек топливных насосов должно быть свободным, без заеданий. Проверяется цельность пружин реек без разборки. Насосы, имеющие заедание реек или плунжера, снимаются для ремонта. Проверяется работа механизмов отключения рядов топливных насосов, состояние толкателей, кулачков валов топливных насосов, состояние и крепление зубчатых колес привода валов топливных насосов. Проверяется регулировка топливных насосов на равномерность выхода реек. Проверка производится при неработающем дизеле при положении системы управления на упоре ограничения максимальной подачи топлива. После текущего ремонта дизель запускается и проверяется работа агрегатов, устройств и тепловоза в целом.

Текущий ремонт ТР_3. Снимаются и разбираются: дизель-генераторная установка, редуктора, валопроводы, секции холодильника, теплообменник, топливоподогреватель, калорифер, вентиляторы, электрические машины и электрооборудование. Выкатываются и ремонтируются тележки, снимается для ремонта автосцепное и атотормозное оборудование. Дизель 10Д 100 разбирается. Насосы с дизеля снимаются, после очистки наружной поверхности, разбираются. Детали промываются в осветительном керосине, и производится их дефектация. При наличии трещин, сколов детали насосов заменяются. В случаях замены топливных насосов не допускается установка на дизель насосов различных групп.

После текущего ремонта ТР_3 тепловозу производятся полные реостатные испытания (обкаточные и приёмо-сдаточные) После реостатных испытаний тепловозы, прошедшие текущие ремонты ТР-3, подвергаются обкаточным испытаниям участием мастера ремонтной бригады или приемщика локомотивов. Запрещается производить обкаточные испытания тепловозов до окончания всех ремонтных работ.

Среднесетевые нормы продолжительности текущего ремонта для тепловозов: ТР-1 - 36 ч; ТР-2 - 5 сут; ТР-З - 6 сут.

Постановку тепловозов на очередное техническое обслуживание или на очередной текущий ремонт можно производить с отклонением от установленных норм в пределах 10%. Такое же отклонение от нормы допускается при постановке тепловоза в капитальные ремонты.

4. Очистка и дефектовка

В процессе эксплуатации топливный насос высокого давления загрязняется пылью и грязе-масляными отложениями, от которых его необходимо очищать. После очистки детали топливный насос подвергаются дефектации с целью сравнения их фактического состояния с требованиями действующей технической документации. Износ деталей определяют непосредственным или косвенным способами измерения. При непосредственном способе измерения размер или отклонение его от допустимой величины находят по показаниям прибора, контактирующего с измеряемой деталью. При косвенном способе измерения размер определяют по величине, связанной с искомой определенной зависимостью. Дефекты механического характера (трещины) определяются методами неразрушающего контроля.

К непосредственным способам относится метод микрометража, основанный на использовании различного измерительного инструмента:

Ш универсально-измерительного (штангенциркуль, штангензубомер, штангенглубиномер, микрометр и т. д.);

Ш рычажно-механического (индикатор часового типа, индикаторный нутромер, рычажный микрометр, индикаторная скоба и т. д.);

Ш одномерного инструмента (щуп, угольник, калибр и т. д.).

К косвенным способам измерения износа деталей относятся: взвешивание детали, нанесение лунок на изнашиваемую поверхность, проведение спектрального анализа масла, интегральное, по уровню шума и вибрации. Чаще всего измеряют изменения давления или расход рабочего тела (воздуха, топлива, масла). Например, об износе шатунно-поршневой группы дизеля судят по уменьшению компрессии в цилиндре при опрессовке сжатым воздухом; об износе плунжерной пары - по увеличению утечки топлива между деталями. В результате контроля устанавливается пригодность их к дальнейшей работе, возможность их восстановления или браковки. У топливного насоса это главным образом увеличение зазора между деталями плунжерной пары и искажение геометрической формы головки плунжера из-за появления раковин и завалов у кромок и у отсечной спирали.

4.1 Мойка сборочных единиц

В настоящее время в качестве очищающих средств широко используются технические моющие средства (ТМС), созданные из нефти с помощью поверхностно активных веществ (ПАВ). Они не горючи, не агрессивны по отношению к человеку и к металлу, имеют длительный срок службы и легко разлагаются в сточных водах. ТМС-ы позволяют после очистки не обмывать объект, т.к. после их применения проявляется ингибирующий эффект (создается защита поверхности от воздействия воздуха).

Перед разборкой ТНВД очищают струйным способом в камерной моечной машине А 328 (рис.5).

Рис.5. Камерная моечная машина типа А 328 для очистки струйным способом

Камерная моечная машина типа А 328 состоит из основных элементов: моечная камера 2 с патрубком 1 вытяжной вентиляции и неподвижной душевой системой, бак для раствора с паровым змеевиком и барботером, которые служат для разогрева раствора. Внутри камеры смонтирован круглый стол диаметром 900 мм, который соединен через редуктор 5 с электродвигателем. Давление жидкости в душевой системе создается насосом 3, приводимым в действие электродвигателем 4. Загружают камеру через дверку 6. Плотно закрыв дверку, включают последовательно привод стола и душевую систему (21 сопло с отверстиями диаметром 2 мм).

Стол совершает сложное вращательное движение (3,6 об/мин). После 15-30 мин очистки прекращают подачу раствора и, не выключая привод стола, открывают вентиль для обдувки деталей сжатым воздухом, который подается по трубке с отверстиями. В качестве моющего раствора применяют Темп-100А: концентрацией его в моющем растворе 10-20 г/л, рабочей температурой раствора 70-85°С, давлением 0,3-0,5 МПа, продолжительностью очистки 15-30 мин.

Применение препарата Темп-100А позволяет совмещать операции очистки и пассивации деталей, повысить энергоемкость процессов очистки, уменьшить расход моющих средств, упростить технологию очистки. Защита деталей от коррозии обеспечивается в течение 30 суток.

После разборки детали подвергают очистке погружением для удаления масляных, жировых и смолистых загрязнений. Объект ремонта при этом способе очистки погружается в ванну с горячим моющим раствором, циркулирующим у очищаемых поверхностей с помощью лопастных мешалок или гребных винтов. Ванны для очистки мелких деталей, загружаемых в ванны в сетчатых корзинах, имеют два отделения (рис.6), которые заполняются моющим раствором, подогреваемым паровым змеевиком. Для удаления пара, поднимающегося с поверхности раствора, над ванной имеется зонт, соединенный с вытяжной вентиляцией.



Рис.6. Ванна для очистки деталей способом погружения: 1 - зонт отсасывающей вентиляции; 2 - трубопровод; 3 - насос; 4 - устройство для нагрева раствора; 5 - решетка; 6 - наконечник

Чтобы предотвратить взбалтывание моющего раствора при опускании деталей в ванну, предусмотрена решетка 5, которая поддерживает промываемые детали на определенном расстоянии от дна, достаточном для накапливания отстоя. Отстой сливается из нижней части ванны. Местные, более крупные отложения загрязнения, оставшиеся на поверхности деталей, удаляют струей раствора, подаваемого насосом через резиновый шланг и наконечник 6.

Ополаскивание деталей после очистки не требуется. В качестве моющего раствора применяют Лабомид-203: концентрацией его в моющем растворе 25-35 г/л, рабочей температурой раствора 80-900С, продолжительностью очистки 15-30 мин.

Недостатком очистки погружением является быстрое загрязнение раствора, а, следовательно, необходимость частой его замены или фильтрации.

Очистку погружением можно усилить с помощью ультразвукового модуля типа "УМ". Конструктивно он выполнен в виде двух блоков: генераторов и излучателей. Блок излучателей изготовлен из нержавеющей стали. Он представляет собой основание, к которому прикреплены пьезоэлектрические ультразвуковые преобразователи.

Основание предназначено для обеспечения акустического контакта излучателя с рабочей жидкостью и служит дном или другой частью емкости. Блок помещен в стальной корпус с крышкой и снабжен электромеханической блокировкой. При распространении ультразвука в жидкости возникает переменное звуковое давление, амплитуда которого достигает несколько МПа. Под действием этого давления жидкость попеременно испытывает сжатие и растяжение. Растягивающие усилия в области разрежения волны приводят к образованию в жидкости разрывов, т. е. мельчайших пузырьков, заполненных газом и паром. Эти пузырьки называют кавитационными, а само явление - ультразвуковой кавитацией. Следующая за разрежением фаза сжатия приводит к захлопыванию большей части пузырьков. При этом возникает ударная волна, развивающая большое давление. Если на ее пути возникает препятствие, то она стремится его разрушить. Поскольку кавитационных пузырьков много и захлопывание их происходит десятки тысяч раз в секунду, кавитация может сделать значительные разрушения. Комплексное использование ультразвуковой очистки и современных ТМС позволяет хорошо очищать детали при относительно низких температурах (45-65 С), при многократном использовании водного раствора. Ультразвуковая очистка позволяет очистить детали, имеющие микроскопические полости и каналы, промывать которые традиционной технологией практически невозможно. К таким узлам можно отнести форсунки и топливные насосы дизеля, сетчатые и щелевые фильтры, коленчатые и распределительные валы и т. д. Этот способ является самым эффективным при подготовке к дефектоскопии. Он удаляет окисную пленку, нагар, коррозию, жировые отложения, металлическую и неметаллическую пыль. Ультразвук следует применять в тех случаях, когда необходимо обнаружить очень мелкие дефекты длиной 2-3 мм и менее при ширине раскрытия до 1 мм.

4.2 Дефектовка деталей

Дефектовка деталей и сборочных единиц производится с целью определения пригодности к дальнейшей эксплуатации в соответствии с допускаемыми нормами износа, а также возможности восстановления дефектных и поврежденных деталей или необходимости их браковки. Детали или отдельные части деталей, подлежащие дефектации, предварительно очищаются. Выявление трещин у деталей и в сборочных единицах в зависимости от их габаритов и материала, характера и предполагаемого расположения дефекта или повреждения производится следующими методами неразрушающего контроля: оптико-визуальным, магнитопорошковым, электромагнитным (токовихревым дефектоскопом), цветным и люминесцентным, отраженного излучения (ультразвуковым), ударно-звуковым (простукивание), компрессионным (опрессовкой жидкостью или воздухом).

При оптико-визуальном контроле с применением в необходимых случаях луп, эндоскопов, перископов, перископических дефектоскопов и т. п. особое внимание уделяется поверхностям, расположенным в зонах высоких тепловых и механических нагрузок, а также в зонах концентрации напряжений.

Цветной и люминесцентный методы применяются для отыскания поверхностных трещин у демонтированных деталей и деталей, находящихся в сборочных единицах, изготовленных из магнитных и немагнитных материалов.

Магнитопорошковый метод применяется для контроля состояния стальных и чугунных деталей, выявления усталостных и закалочных трещин, волосовин, включений и других пороков металла, выходящих на поверхность. После магнитной дефектоскопии детали подшипников качения, скольжения и любых трущихся пар подвергаются размагничиванию.

Ультразвуковая дефектоскопия (метод отраженного излучения) применяется для выявления глубинных пороков металлов (волосовин, трещин, усадочных раковин, пористости, шлаковых включений и не проваренных мест в сварочных швах), не выходящих на поверхность, у отдельных демонтированных деталей или деталей, находящихся в собранном виде, независимо от материалов, из которых они изготовлены, а также для отыскания мест пробоя газов в водяную систему охлаждения дизеля (в каком цилиндре и с какой стороны).

Электромагнитный метод (с использованием вихретоковых дефектоскопов) применяется для выявления пороков магнитных и диамагнитных металлов (трещин, раковин, рыхлостей, пор и т.д.), выходящих на поверхность или находящихся у поверхностного слоя демонтированных или собранных деталей.

Величина и характер износа деталей в зависимости от их конструкции определяются путем микрометража согласно требованиям, карт измерения основных деталей или по истечению воздуха или жидкости.

4.3 Мойка и дефектовка деталей ТНВД дизеля 10Д 100

тепловоз топливный насос депо

После наружной мойки ТНВД поступает на рабочие места ремонта. Крупные детали: корпуса топливного насоса, регулятора, моют в общей моечной установке, если она имеется на предприятии, горячими растворами. Чтобы не раскомплектовать необходимые детали одного насоса, их метят, связывают проволокой или укладывают в отдельные корзины. Мелкие детали, прецизионные нераскомплектованные пары (распылители, нагнетательные клапаны, плунжерные пары) и подшипники очищают в ультразвуковых установках или в специальных ваннах керосином. Перед промывкой керосином прецизионные пары укладывают в ванну с ацетоном или неэтилированным бензином и выдерживают от 2 до 12 ч. Размягченный нагар в каналах деталей очищают специальными чистиками, изготовленными из меди, латуни или дерева. Во время мойки деталей и прецизионных пар в керосине нельзя пользоваться хлопчатобумажными концами, так как волокна могут попасть в топливопроводные каналы. Труднодоступные места деталей промывают щетками и ершами. Прецизионные пары после очистки промывают дизельным топливом и укладывают в специальную тару без их раскомплектовки.

Все детали топливной аппаратуры, кроме прецизионных пар, дефектуют внешним осмотром, измерением износов, обнаружением трещин и т. п. В процессе проверки с плунжерной парой следует быть предельно осторожным. Даже легкий удар по кромке плунжера может вызвать незаметную глазом забоину и плунжер нельзя будет вставить в гильзу. Износ прецизионных деталей оценивается тысячными долями миллиметра (микрометрами), и измерить его весьма трудно. Поэтому износ в прецизионных парах определяют на специальных приборах (стендах) относительным способом по потере гидравлической плотности, т.е. утечке жидкости под определенным давлением. Утечка жидкости зависит не только от имеющихся зазоров в деталях, но и от температуры и вязкости жидкости. Поэтому проверку ведут при постоянной температуре 20±2°С и определенной вязкости жидкости. Плунжерные пары проверяют на дизельном топливе или смеси двух весовых частей зимнего дизельного масла и одной части зимнего дизельного топлива. Каждую прецизионную пару проверяют не менее трех раз. Пары, годные к дальнейшей работе, укладывают комплектно в одну тару, а негодные - в другую.

Прецизионные детали, имеющие на рабочих поверхностях грубые риски, трещины, сколы и другие механические повреждения, а также следы перегрева (цвета побежалости) или коррозии, подлежат выбраковке без проверки на приборе.



Рис.7. Стенд А 53 для проверки плунжерных пар: 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

Гидравлическую плотность плунжерной пары определяют на приборе А 53 (рис.7) по времени, за которое топливо просочится через зазор между плунжером и гильзой. Гильзу устанавливают в гнездо прибора и заполняют ее топливом из бачка прибора. Затем вставляют плунжер, нагружают его рычагом прибора и включают секундомер. Когда рычаг начнет быстро падать, секундомер выключают. Плунжерная пара имеет допустимый износ, если время падения равно не менее 3 с. У новой или восстановленной пары оно находится в пределах 30-60 с. Гидравлическую плотность у нагнетательных клапанов проверяют на приборе КИ-1086 по разгрузочному пояску и запорному конусу. Для этого проверяемый клапан с прокладкой устанавливают в прорезь корпуса прибора на подшипник специального устройства и запирают его рукояткой. Насосом ручной подкачки поднимают давление топлива в системе до 5,5 кгс/смІ (5,5-105 Па). В момент снижения давления по манометру до 5 кгс/смІ (5*105 Па) включают секундомер и выключают его, когда давление снизится до 4 кгс/смІ (4*105 Па). Нагнетательный клапан считается годным, если время падения давления на 1 кгс/смІ (105 Па) равно не менее 30 с. Для определения гидравлической плотности клапана по разгрузочному пояску поднимают специальным устройством запертый в корпусе клапан на 0,2 мм над седлом. Накачивают топливо в систему до давления 2 кгс/смІ (2*105 Па) и секундомером замеряют время падения давления до 1 кгс/смІ (105 Па). Если это время не менее 2 с, нагнетательный клапан считается годным.

Изношенные плунжерные пары, распылители, у которых зазор между корпусом и цилиндрической частью иглы больше допустимого, и нагнетательные клапаны с недопустимым износом по разгрузочному пояску отправляют в специализированные цеха для восстановления

5. Технология ремонта ТНВД

Технологический процесс ремонта сборочной еденицы (СЕ) можно представить в виде следующей схемы (рис.8).

Рис. 8. Схема ремонта сборочной единицы

Порядок выполнения операций при ремонте узлов тепловоза устанавливаются технологическими инструкциями. Выявление повреждений (дефектов) начинается еще до разборки насоса. На слух и по отдельным признакам можно заранее определить некоторые виды неисправностей. После наружной мойки агрегаты топливной аппаратуры поступают на рабочие места ремонта, где их сначала проверяют на специальных стендах без разборки. Если агрегаты удовлетворяют техническим требованиям, то устраняют имеющиеся неисправности при частичной разборке и регулируют их.

Окончательную же количественную оценку степени повреждения деталей дают после разборки сборочных единиц путем визуального осмотра, измерения и дефектоскопирования. У подвижных сопряжений насоса увеличиваются зазоры, у неподвижных сопряжений нарушается прочность соединения, возникают деформация деталей и другие неисправности, в результате которых нарушается нормальная работа механизмов.

5.1 Осмотр

Насосы с дизеля снимаются, производится очистка наружной поверхности. При наличии трещин, сколов, корпуса насосов заменяются.

Топливный насос проверяют на стенде А 77. Насос, укрепленный на кронштейне стенда, получает вращение от вала привода. Вариатор, передающий ему вращение от электродвигателя, позволяет изменять частоту вращения вала привода насоса в пределах от 120 до 1300 об/мин. Рукояткой устанавливают частоту вращения кулачкового вала топливного насоса в пределах 250-300 об/мин и проверяют давление, развиваемое насосным элементом, и герметичность нагнетательного клапана. Давление контролируют максиметром или эталонной форсункой. Если при максимальной подаче топлива давление, развиваемое секцией насоса, будет меньше 200 кгс/смІ (2*10⁷ Па), то плунжерные пары изношены и их требуется заменять. Наибольшему износу в плунжерной паре подвергается золотниковая часть в зоне малых и средних подач топлива и внутренняя поверхность гильзы возле отсечного кольца. Поэтому насос проверяют по потере гидравлической плотности. Падение плотности существенно ухудшает параметры процесса впрыскивания топлива, что в свою очередь вызывает увеличение расхода топлива, повышение температуры отработанных газов и понижение мощности дизеля. Под плотностью понимается время, в течение которого определенное количество топлива под определенным давлением просочится по зазору между деталями.

Герметичность нагнетательного клапана проверяют прокачиванием топлива ручным насосом. Предварительно плунжер проверяемого насосного элемента ставят в положение впуск или выпуск. Если при ручной подкачке топливо вытекает из штуцера, то клапан требуется заменять.

5.2 Разборка

Все операции при разборке СЕ делятся на основные и вспомогательные. Основные операции изменяют состояние СЕ. Вспомогательные - операции по перемещению, установке и креплению СЕ на стендах, кантователях и других приспособлениях.

При разборке СЕ необходимо соблюдать следующие правила:

Ш перед разборкой определяют положение деталей в СЕ путем измерения предельных размеров и зазоров. Это в свою очередь позволяет определить необходимость их последующей замены или восстановления. Например: зазор "на масло" в подшипниках коленчатого вала, боковой зазор между зубьями шестерен и т. п.

Ш на деталях проверяют наличие клейм и меток.

Ш все регулировочные и уплотнительные прокладки и контрольные штифты сохраняют по месту.

Ш После снятия СЕ открывшиеся полости закрывают крышками или пробками, чтобы исключить попадание в них посторонних предметов.

Ш После разборки все крепежные детали (болты, гайки), особенно базисные, устанавливают вручную на свои места (шатунные болты, шпильки коренных подшипников и т. п.). Базисные детали - это детали, которые не разукомплектовываются.

При разборке необходимо максимально механизировать труд за счет применения съемников, стендов, гайковертов и т. п.

Насосы, подлежащие полному ремонту, разбирают в последовательности, определенной технологическими картами на разборку. В процессе разборки некоторые детали нельзя обезличивать, а узлы, которые хорошо поддаются промывке в сборе и дефектовке по зазору в сопряжении, надо разбирать частично. Топливный насос разбирают прикрепляя болтами к верстаку. Его сначала разбирают на узлы, затем с помощью специальных съемников узлы разбирают на детали.

5.3 Предельно допустимые размеры и зазоры

После очистки детали локомотива подвергаются дефектации с целью сравнения их фактического состояния с требованиями действующей технической документации. Износ деталей определяют методом микрометража, основанный на использовании различного измерительного инструмента:

Ш универсально-измерительного (штангенциркуль, штангензубомер, штангенглубиномер, микрометр и т. д.);

Ш рычажно-механического (индикатор часового типа, индикаторный нутромер, рычажный микрометр, индикаторная скоба и т. д.);

Ш одномерного инструмента (щуп, угольник, калибр и т. д.).

В результате контроля устанавливается пригодность их к дальнейшей работе, возможность их восстановления или браковки. Существуют три разновидности размеров и других технических характеристик деталей: нормальные, допустимые и предельные. Нормальными считаются размеры, соответствующие рабочим чертежам. Допустимыми называются размеры, при которых деталь может быть вновь использована на локомотиве и будет удовлетворительно работать в течение предстоящего межремонтного периода. Предельными называются размеры, при которых деталь бракуется или восстанавливается. В технической документации ремонтные размеры обозначаются в трех графах:

Н	Д	П

Таблица 2 Ремонтные размеры ТНВД

Агрегаты и детали	Чертежный размер, мм	Допускаемый размер при выпуске тепловоза из ТР-3, мм	Браковочный размер при выпуске тепловоза из ТР, мм
Топливный насос
Зазор между зубчатой рейкой и отверстием в корпусе топливного насоса	0,04-0,093	0,04-0,27	0,3
Зазор между торцом шестерни и опорной шайбой пружины	0,2-0,49	0,2-0,8	Более 0,8,
Утопание торца плунжера в выточке тарелки пружины	0,12-0,28	0,11-0,25	Более 0,3Менее 0,1
Зазор между поводковой втулкой и отверстием в зубчатой рейке	0,03-0,09	0,03-0,15	0,2

Так же проверяется состояние пружин топливного насоса, при наличии трещин и волосовин пружина заменяется. Измеряется высота пружины в свободном состоянии, а также проверяется ее упругость. Высота пружины в свободном состоянии плунжера должна быть 90±1 мм, нагнетательного клапана - 27-28,4 мм. При уменьшении высоты, потере упругости пружина заменяется. Пружина нагнетательного клапана заменяется в случае неперпендикулярности торца к ее оси (на полной длине) более 0,4 мм. Проверяется плавность перемещения плунжера во втулке при тщательно промытых и смоченных в дизельном топливе деталях. Плунжер, выдвинутый из находящейся в вертикальном положении втулки на одну треть длины рабочей цилиндрической поверхности, должен плавно и безостановочно опускаться под воздействием силы тяжести при любом угле поворота вокруг своей оси. На торцовой уплотнительной поверхности гильзы плунжера не допускается следов коррозии, рисок. Торцовая поверхность должна иметь на всей площади ровный отблеск.

5.4 Ремонт

Основной причиной отказа сборочных единиц является износ. Поэтому перед работниками локомотиворемонтных предприятий возникает вопрос: как вернуть начальные размеры, геометрическую форму и поверхностные свойства детали? Эту задачу можно решить двумя принципиально различными путями: изменением номинального (первоначального) размера детали с целью получения нормальной геометрической формы, что достигается, как правило, механической обработкой поврежденной поверхности; восстановлением нормальных размеров и формы деталей путем наращивания их поверхности различными способами, с последующей механической, тепловой или химико-термической обработкой. Наиболее распространенными являются следующие способы восстановления деталей: пластической деформацией; обработкой под ремонтный размер; постановкой добавочной детали; сваркой и наплавкой; металлизацией; электроэрозийной обработкой; гальваническими покрытиями; напеканием порошков и полимерными материалами.

Корпус насоса, изготовлен из серого чугуна имеет следующие основные дефекты:

Ш трещины

Ш изломы

Ш износ гнезд под толкатели

Ш износ гладких и резьбовых отверстий

Корпус насоса выбраковывают при изломах, пробоинах. и трещинах во внутренних перемычках или отколах стенок направляющих пазов под оси роликов толкателей.

Трещины в чугунных корпусах заваривают электросваркой биметаллическими электродами или заделывают эпоксидным составом. Изломы и трещины устраняют наложением заплат. После восстановления проверяют коробление привалочных плоскостей и герметичность заварки. Коробление плоскостей более 0,05 м устраняют шлифованием.

Неперпендикулярность торцовых поверхностей пружины плунжера относительно оси свыше 1 мм (на полной длине) исправляется шлифовкой торцов.

Прецизионные пары топливной аппаратуры восстанавливают перекомплектовкой и увеличением диаметра рабочей части плунжера. Для совместной притирки плунжер, подобранный к втулке, должен входить на 25-40 % в ее цилиндрическую часть. Совместная притирка производится с использованием тонких паст зернистостью М3, M1. Для предварительной обработки прецизионных поверхностей притирами используются пасты М5-М7.

Совместно доведенные цилиндрические поверхности должны иметь на всей площади соприкосновения ровный отблеск без следов обработки, видимых невооруженным глазом. Восстановленная плунжерная пара в сборе с насосом должна обкатываться на стенде в течение не менее 1 ч с последующим за этим осмотром прецизионных поверхностей.

Для восстановления торцовой поверхности гильзы допускается ее притирка на доводочной чугунной плите или совместная притирка торцов гильзы и клапана с применением паст М3-М5.

Проверяется плотность притирочного пояса нагнетательного клапана опрессовкой полости со стороны пружины воздухом давлением 0,4- 0,5 МПа (4-5 кгс/смІ). Пропуск воздуха не допускается. При пропуске воздуха восстанавливается герметичность запорной части клапана взаимной притиркой деталей. Клапаны, имеющие коррозионные повреждения, заменяются.

6. Оборудование и средства механизации

Разборка и сборка узлов дизелей должна производиться с использованием стендов, технологических площадок, домкратов, кантователей, стеллажей, съемников, направляющих втулок, специальных ключей и других устройств, обеспечивающих механизацию тяжелых и трудоемких операций, предусмотренных правилами ремонта, технологическими картами или инструкциями.

Все эти средства механизации подразделяются на 3 группы: технологическое оборудование, с помощью которого выполняются различные операции по ремонту тепловозов и их элементов; организационная оснастка, необходимая для организации этого производства и технологическая оснастка, необходимая для исполнения операций этого производства.

К технологическому оборудованию относятся станки, стенды, установки, как стационарные, так и передвижные, грузоподъемные механизмы, моечные машины, смазочные, контрольно-диагностические установки, гайковерты и др. К организационной оснастке относятся верстаки, стеллажи, подставки, шкафы, лари, необходимые для организации работ в производственных зонах и на участках ремонтно-обслуживающего производства. К технологической оснастке относятся: комплекты инструментов, приборы, приспособления, необходимые для непосредственного исполнения операций (табл.3)

При ТР-3 и деповском КР ТНВД демонтируется и разбирается. В процессе работы используется такое оборудование:

Таблица 3 Используемое оборудование для ремонта ТНВД дизеля 10Д 100

Наименование	Тип и краткая характеристика оборудования
Машина моечная для обмывки деталей топливной аппаратуры	А 328
Ванна для мойки деталей	*
Верстак для ремонта деталей
Настольно-сверлильный станок	2М 112
Стеллаж для форсунок и индикаторных кранов	*
Стенд для испытания плунжерной пары ТНВД	А 53
Стенд для испытания форсунок
Стол для притирки деталей топливной аппаратуры
Стеллаж для топливных насосов
Шкаф для сушки деталей	*
Стенд для испытания ТНВД дизеля 10Д 100	А 77
Шкаф для обдувки деталей	*
Кран консольный	Грузоподъемность 0.5т
Стол для обмера деталей
Стенд для обкатки топливных насосов дизеля Д 50
Электросварка
Ультразвуковая установка	УМ
Прибор проверки нагнетательных клапанов	КИ-1086
*-изготовлено в депо

7. Особенности сборки, проверка и испытание ТНВД

Сборочные работы производятся согласно требованиям Технологической инструкции на сборку данного объекта, исправным инструментом и приспособлениями, обеспечивающими высокую производительность труда, надлежащее качество операций, удобство и безопасность работ. До выполнения сборочных операций поверхности деталей очищаются, осматриваются, мелкие дефекты и повреждения (забоины, острые края, кромки, заусенцы и т. п.) устраняются. Масляные каналы, смазочные и резьбовые отверстия в деталях промываются и продуваются сжатым воздухом. Трущиеся части деталей перед установкой в сборочную единицу протираются и смазываются. Полностью восстанавливается маркировка деталей. Размеры новых деталей должны соответствовать требованиям чертежа, а износ деталей, бывших в эксплуатации, не должны превышать допустимых норм. Зазоры, разбеги и другие монтажные величины, определяющие правильность взаимосвязи деталей между собой, регулируются в процессе сборки и контролируются после окончания сборки объекта. Качество постановки ответственных деталей, таких, как плунжерные пары, контролируются по величине деформации деталей после их монтажа в сборочной единице путем микрометража или измерения установленными методами. Топливный насос (прошедший ремонт) после окончательной сборки перед постановкой на тепловоз подвергается проверке, регулировке, обкатке или испытанию на типовых стендах или установках, имитирующих условия работы объекта ремонта на тепловозе. При сборочных операциях устанавливаются новые прокладки из бумаги, картона, паронита, резины, изготовленные в соответствии с требованиями чертежей.

7.1 Сборка

Перед сборкой все детали промывают в чистом дизельном топливе и просушивают на воздухе. Насосы собирают из узлов и деталей на тех же стендах и приспособлениях, на которых их разбирали. При сборке топливного насоса, по возможности, должна сохраняться комплектность деталей с приработавшимися поверхностями. Годные спаренные или трущиеся детали, ранее работавшие в этом узле, запрещается распаровывать или заменять. Комплект плунжеров, установленный в головку, должен быть одной группы плотности, так же, как и комплект нагнетательных клапанов. Перед установкой, прецизионные пары промывают в чистом бензине, а затем в чистом топливе. При установке нельзя трогать руками притертые торцы гильз плунжеров и седел клапанов, а также раскомплектовывать пары.

7.2 Испытание

После ремонта ТНВД испытывают для того, чтобы приработать трущиеся поверхности деталей; проверить качество ремонта и сборки, а также проверить параметры агрегата; отрегулировать узлы; проверить герметичность соединений. Различают стендовые, реостатные и обкаточные испытания, которые выполняют после текущих и капитальных ремонтов. Стендовым испытаниям топливный насос подвергают до монтажа на дизель или тепловоз. Собранный насос испытывается на плотность при положении рейки на упоре по нормам, указанным для испытания плунжерных пар на стенде А 53. Автоматизированный стенд обкатки и испытания ТНВД дизелей применяется для проверки и обкатки одного, двух или трех топливных насосов высокого давления после ремонта и сборки в условиях локомотивных депо и ремонтных заводов.

...