СПОСОБ РЕМОНТА ТОПЛИВНОГО НАСОСА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ
METHOD FOR REPAIRING A FUEL INJECTION PUMP

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано, в частности, при восстановлении ресурса топливного насоса высокого давления (ТНВД) при ремонте дизеля без снятия ТНВД с двигателя.
Известен способ ремонта топливовпрыскивающего насоса дизеля, в котором повторно используют выбракованную плунжерную пару после ее утилизации, заключается в создании и обработке ремонтных деталей [1]. В изобретении повторное использование выбракованной и утилизированной плунжерной пары осуществляют выполнением комплекса взаимосвязанных операций по обработке ремонтных деталей, включающего в себя создание из плунжера и втулки плунжерной пары выбракованной насосной секции высокого давления ремонтных деталей.
Известен способ ремонта ТНВД, при котором вместо изношенной и выбракованной плунжерной пары используют новую, а выбракованную плунжерную пару утилизируют по технологиям утилизации металлолома [2].
Способ затратный, т.к. сопровождается 100% заменой плунжерных пар на новые, в которых только часть стоимости компенсировано стоимостью металлолома, при этом вместе с изделием полностью уничтожается остаточный ресурс утилизируемых плунжерных пар, что снижает эффективность топливной аппаратуры дизеля в целом.
Известен также способ ремонта ТНВД путем повторного использования выбракованной плунжерной пары после ее утилизации, заключающейся в селективной подборке деталей плунжерной пары после раскомплектования, очистки от загрязнений и механической обработки деталей на доводочных станках до выведения следов износа [3]. Недостатком известного способа ремонта ТНВД является большая трудоемкость процесса и ограниченная применимость, поскольку при этом уничтожается часть остаточного ресурса и удается восстанавливать работоспособность только до 20…30% выбракованных плунжерных пар, а 70…80% заменять, соответственно, на новые пары.
Известен также способ ремонта ТНВД путем повторного использования выбракованной плунжерной пары после ее утилизации, заключающийся в создании и использовании ремонтной детали для замены одной из изношенных деталей плунжерной пары с последующей механической обработкой и спариванием ремонтной и сопрягаемой деталей [3]. Недостатком способа является его дороговизна из-за потребности в большом количестве заново изготовляемых ремонтных деталей, идущих на замену изношенной детали пары, а также уничтожение остаточного ресурса этой детали, в результате оказывается низким срок службы ТНВД.
Известны способы восстановления рабочего профиля деталей, работающих в условиях неравномерного износа, согласно которому на рабочую поверхность профиля деталей предварительно наносят защитный слой, толщина которого является предельной для выбранного электроэрозионного режима [4] или способ восстановления плунжерных пар, включающий формирование опорной поверхности на плунжере в виде цилиндрических поясков с нанесением антифрикционного покрытия [5].
Недостатками известных способов является то, что при электроэрозионном режиме нанесения толщина слоя характеризуется концентрацией дефектов и остаточными напряжениями растяжения, что является нежелательным при сопряжении деталей прецизионных пар.
Известна технология безразборного восстановления изношенных поверхностей узлов трения машин и механизмов [6]. Сущность этой технологии заключается в том, что специальный состав, под названием РВС (ремонтно-восстановительный состав) добавка, вводится в штатную масляную систему или консистентную смазку. Затем препарат транспортируется маслом на поверхности узлов трения и под влиянием давления, температуры и трибоплазмы создает условия для возврата продуктов износа на изношенные места поверхности с частичным или полным восстановлением геометрических размеров деталей. При этом происходит образование слоев с высокой износостойкостью и малым коэффициентом трения. В результате происходит так называемая безизносная эксплуатация техники.
Инновационный «безразборный технический сервис» [7], введением в масла химически активных веществ, суспензий частиц природных и искусственных минералов, создающих антиизносные покрытия, или повышающих адгезию смазки, или модифицирующих поверхности трения, существенно повышает надежность, экономичность и безопасность эксплуатации изношенной техники [8].
«Безразборный сервис» [9] отвечает всем периодам жизненного цикла машин и включает приработку, диагностирование, ввод профилактических трибосоставов, экспресс-контроль масел по «капельной пробе» при каждом ТО (техническое обслуживание), химмотологический тюнинг, очистку систем смазки, топливоподачи, охлаждения, а главное - восстановление изношенных неаварийных узлов трения серпентиновыми, наноалмазными [10] и наноуглеродными ремонтно-восстановительными трибосоставами «GRAF-SB» (ТУ 0257-004-10182605-2016) [11].
Сущность безразборных технологий заключается в том, что специальный состав, вводится в штатную масляную систему или консистентную смазку и не вводятся в систему топливоподачи, а, следовательно, не попадают в плунжерную пару ТНВД дизеля.
Прототип
Поскольку топливный насос высокого давления выполняет основную функцию в двигателе внутреннего сгорания по доставке топлива к форсунке камеры сгорания, то становится понятно, что повышение давления в топливном насосе и поддержание его на заданном уровне во всех цилиндрах ДВС во время эксплуатации машины является главной задачей ТНВД.
В основу изобретения положена задача осуществить такой способ, который позволил бы повысить ресурс плунжерной пары, интенсифицировать во времени процесс прирабатываемости сопрягаемых поверхностей за счет улучшения качества восстановления ТНВД без снятия его с дизельного двигателя.
В методическом пособии для специалистов автотранспортных предприятий и автосервисов [12] авторы указывают, что провести диагностику ТНВД для выяснения состояния можно воспользоваться механотестером топливной аппаратуры (МТА-2). В пособии предлагается использовать технологии безразборного ремонта (GTM -технологии) для восстановления изношенных узлов трения, увеличения износостойкости как новых, так и изношенных механизмов, без разборки механизма в процессе его эксплуатации. Сущность процесса в том, что геотрибомодификационный (ГТМ) состав в узел трения вводят через штатную систему смазки (подачи топлива) или непосредственным нанесением на поверхность контактных зон. Основной процесс идет в режиме штатной эксплуатации.
Описание предложения
Наиболее рациональным способом восстановления плунжерной пары и повышения давления в топливном насосе высокого давления без его снятия с двигателя, по нашему мнению, является подача в топливный фильтр грубой очистки насоса смеси топлива и трибологической композиции из расчета один грамм сухого ультрадисперсного порошка композиции на один литр топлива. Это обеспечит подачу смеси непосредственно в ТНВД и, как следствие, быструю притирку и восстановление изношенной плунжерной пары. Таким образом предлагается способ восстановления топливного насоса высокого давления дизеля, включающий в себя этапы, на которых:
берут один литр дизельного топлива из топливного бака машины, добавляют в топливо трибологическую композицию из расчета один грамм сухого ультрадисперсного порошка композиции на один литр топлива и перемешивают,
вскрывают топливный фильтр грубой очистки и освобождают его от остатков топлива,
заливают смесь топлива с трибологической композицией в фильтр грубой очистки, устанавливают фильтрующий элемент в фильтр грубой очистки и запускают двигатель.
Достижение результата
Для реализации нового способа повышения давления в топливном насосе был выбран автомобиль ССАНГ ЙОНГ КАЙРОН 2 с двухлитровым двигателем 2010 года выпуска, мощностью 145 л.с.
Из топливного бака машины был взят один литр топлива, в который добавили один грамм трибологической композиции [13]. После чего вскрыли топливный фильтр грубой очистки, освободили его от остатков топлива, залили смесь, установили на место, подкачали ручным насосом до рабочего давления и запустили двигатель. Эту операцию повторили несколько раз. В процессе обработки удалось зафиксировать значительные изменения в работе форсунок, стабильную работу двигателя на холостых оборотах.
Дальнейшее подтверждение было получено при эксплуатации автомобиля на дороге: исчез металлический стук в двигателе, возросла скорость движения, повысилась динамика. Последующая эксплуатация автомашины подтвердила значительное улучшение работы дизельного двигателя, на основании чего был составлен «Отзыв» [14].
Источники информации
1. Патент RU №2331787, 2008.08.20 С1. Способ ремонта топливовпрыскивающего насоса дизеля.
2. Кривенко П.М., Федосов Н.М. Дизельная топливная аппаратура. - М.: Колос, 1970. - С. 226…346.
3. Надежность и ремонт машин / В.В. Курчаткин, Н.Ф. Тельнов, К.А. Ачкасов и др. - М: Колос, 2000. - с. 371.
4. Авт. св. СССР №698746, кл. В23Η 9/00, 1979.
5. Авт. св. СССР №1715864, C21D 1/78, 1992.
6. Заславский Р.Н. Опыт практического применения технологии безызносной эксплуатации узлов трения / Р.Н. Заславский, В.И. Новиков // Материалы научно-технической конференции «Трибология - машиностроению». 1-2 октября 2008 г. - М.: ИМАШ РАН, 2008.
7. Дунаев А.В. Инновационные возможности в технической эксплуатации машинно-тракторного парка/ Дунаев А.В., Миклуш В.П. // Технiчний cepвic агропромислового, лiсового та транспортного комплексiв. №10’ 2017. С. 49-56.
8. Селютин Г.Е.Сибирские углеродные наноразмерные триботехнические материалы / Т.Е. Селютин, А.В. Дунаев // Сельскохозяйственная техника: Обслуживание и ремонт, №2, с. 54-70.
9. Белый И.Ф. Эффективное использование антифрикционных добавок к трансмиссионным и моторным маслам / И.Ф. Белый, А.Ф. Меркулов, В.И. Белый, И.Г. Голубев. - М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2011. - 52 с.
10. Дунаев А.В. Нетрадиционная триботехника. Модификация поверхностей трения / А.В. Дунаев. - Lamdert Academic Publishing, 2013. - 270 с.
11. Любимов Д.Н. Антифрикционный эффект поляризации масел - инновационный фактор модернизации машин / Д.Н. Любимов, К.Н. Долгополов, Н.К. Вершинин, А.В. Дунаев // Труды ГОСНИТИ, М.: 2014, Том 116, с. 40-44.
12. Безразборные технологии увеличения эксплуатационного ресурса автотранспортной техники / Методическое пособие для автосервисов и автотранспортных предприятий / Сост. В.В. Ладиков и др. - Москва: VICCO, 2004. - 52 с.
13. Патент РФ №2553255 «Твердосмазочная композиция». Заявка №2014116351 от 22.04.2014 г.
14. «Отзыв». ООО «Горные машины - сервис». Июль 2020 года, г. Екатеринбург.