ХАРАКТЕР ИЗНОСА И МЕТОД РЕМОНТА УПРАВЛЯЮЩЕГО КЛАПАНА ФОРСУНКИ CR DENSO

Характерным видом износа управляющего клапана форсунки Common Rail DENSO являются единичные «промоины» на уплотняющей поверхности пластинки клапана (рис. 1). В меньшей степени, но образуются дефекты и на поверхности лыски срезанного шарика (рис. 2).

Рис. 2

Рис. 1

При этом надо полагать, что изначально пластинка работает достаточно долго без существенных износов (рис. 3), до тех пор, пока, в каком-то месте на кольцевой уплотняющей поверхности пластины не произойдет разрушение защитного покрытия и не образуется сквозной, радиальный проток жидкости (рис. 4). Далее в работу включается кавитация. В протоке жидкости образуются микро пузырьки, которые захлопываются в момент открытия клапана и разрушают поверхность металла.

Рис.4

Рис. 3

Износы на периферии, т.е. продолжение «промоин» за кольцевую уплотняющую поверхность клапана (см. рис. 1), по моему мнению, являются следствием разрушения металла частицами струи жидкости, обладающей кинетической энергией, которая вытекает из образовавшейся «промоины».

Известный способ ремонта клапана «перешлифовыванием» его поверхности не дает ожидаемого эффекта. Ресурс клапана, по сравнению с новым изделием, значительно уменьшается. Надо думиать, последнее, в первую очередь, связано с удалением в процессе ремонта защитного покрытия с поверхности клапана. При этом следует обратить внимание, что характер износа перешлифованных клапанов внешне отличается от износа изначально новых. На уплотняющей поверхности перешлифованного клапана в процессе эксплуатации образуются не единичные большие «промоины», а множество мелких (рис. 5). Картина не меняется и при нанесении на перешлифованный клапан износостойкого покрытия из нитрида титана (рис. 6).

Рис. 6

Рис. 5

Данное явление можно объяснить тем, что качество поверхности перешлифованных клапанов значительно хуже, чем у новых. На поверхности клапана остаются царапины (рис. 7) от абразивных зерен глубиной в несколько мкм по которым изначально, во многих местах, может протекать топливо даже когда клапан закрыт.

Рис. 7

Альтернативой сказанному может служить только высококачественная обработка поверхности клапана (рис. 8) обеспечивающая минимальную шероховатость и максимальную точность формы поверхности. Необходимо также удалить дефектный слой и с поверхности лыски на шарике (рис. 9). Выполнение этих условий само по себе обеспечит значительное повышение ресурса работы ремонтного клапана, что в совокупности с низкой стоимостью ремонта многих вполне устроит. Кроме того упрочнение поверхности клапана (см. сообщение http://reforsbel.blogspot.com/2012/10/common-rail.html ) обеспечит ресурс его работы сопоставимый с ресурсом нового изделия.

Рис. 9

Рис. 8

ПОВЫШЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ УПРАВЛЯЮЩЕГО КЛАПАНА ФОРСУНОК COMMON RAIL

Рис.1

В нашем университете достаточно давно существует научное направление по изучению процесса модификации материалов в низкоэнергетической плазме тлеющего разряда. Изучение взаимодействия тлеющего разряда на поверхность и приповерхностные слои твердых тел привело к созданию технологического процесса упрочнения изделий из различных материалов. Упрочнению подвергаются изделия из твердых сплавов, сверхтвердых материалов, инструментальных и легированных конструкционных сталей. Процесс низкотемпературный, экономичен, экологически безвреден.

Рис. 2

Рис. 3

Будучи в курсе тематики проводимых работ, в свое время, я обратились к кандидату технических наук, доценту Шеменкову В.М. с просьбой оценить возможность упрочнения по их технологии деталей дизельной топливной аппаратуры (той же пластинки управляющего клапана форсунки DENSO, клапана форсунки BOSCH Common Rail) (рис.1). Результаты полученные Шеменковым В.М. в полной мере положительные. После облучения в модернизированной вакуумной установке (рис.2) микротвердость поверхности клапана (рис.3) увеличилась примерно на 10% (с 730…750 МПа до 800…825 МПа), на глубине до 50 мкм (рис.4) изменилась микроструктура металла. Последнее, если судить по аналогии с упрочнением других деталей из легированных конструкционных сталей приводит к повышению износостойкости поверхности в 2-3 раза, а то и в 5-7 как это было с деталями литьевых форм для производства пластмассовых бутылок на Могилевском заводе «Химволокно» где причиной износа была кавитация. Кроме того, после облучения поверхность клапана становиться более гладкой из-за распыления микронеровностей.

Рис. 4

Все вышесказанное безусловно так, однако в каждом конкретном случае могут быть свои ньюансы, потому как упрочнением именно этих деталей из не, очень то, понятно какого материала ранее никто не занимался. Серьезных ресурсных испытаний не проводилось.

Мы будем очень признательны всем тем, кто занимаясь ремонтом топливных систем Common Rail, согласиться принять участие в развитии этой темы и предоставит нам для упрочнения детали, которые потом будут установлены на реальную технику с возможностью отследить их последующую работу. Можно упрочнить изношенные клапана, предварительно удалив дефекты с их поверхности, а можно и новые сделанные к примеру в Китае или Италии и др. 

ФОРСУНКИ COMMON RAIL DENSO 23670

В отношении ремонта форсунок CR DENSO типа 23670 могу сказать следующее:

Проблемы в работе форсунок возникают из-за износа поверхности управляющего клапана, распылителя форсунки и, по моему мнению, в последнюю очередь, из-за износа сопрягаемых поверхностей штока-мультипликатора и корпуса форсунки.

Клапан форсунки ремонтируется без проблем. Есть даже возможность упрочнить рабочую  поверхность клапана посредством облучения его ионами инертных газов в низко-энергетической плазме тлеющего разряда. При этом следует отметить, что при удалении с поверхности пластинки клапана дефектного слоя и соответственно уменьшении её толщины, величина хода электромагнитного якоря форсунки не изменяются.
Есть методы восстановления и герметической плотности штока мультипликатора.
Ремонтируется и распылитель. Однако, у распылителя, в процессе ремонта, изменяется относительный показатель, т.е. уменьшается площадь активного сечения иголки. В случае механической форсунки, последнее, корректируется уменьшением толщины регулировочной шайбы под прижимной пружиной иголки распылителя. Расчетное значение величины коррекции толщины регулировочной шайбы можно оценить по формуле

где p – рабочее давление форсунки, Н/мм²;

      d₁ – диаметр линии контакта запорных конусов распылителя до ремонта, мм;

      d₂ – диаметр линии контакта запорных конусов распылителя после ремонта, мм;

      с – коэффициент жесткости нажимной пружины иглы распылителя, Н/мм.

Но это для механической форсунки где иголка поднимается в момент когда результирующая сила давления топлива на иголку в подыгольном пространстве начинает превышать силу упругости нажимной пружины иглы распылителя. В форсунке CR иголку подымает не давление топлива в подыгольном пространстве распылителя, а разность давлений  под иголкой распылителя и в камере управляющего клапана с учетом различных значений площади активного сечения иголки и площади активного сечения штока-мультипликатора.

Поэтому у меня остается невыясненный вопрос: "Распылитель типа DENSO DLLA 147 P 747 после ремонта прекрасно работает при установке его на механическую форсунку. Факел, динамика распыла, высота подъема иголки, гидравлическая плотность, все в норме, но изменилась названная выше площадь активного сечения иголки распылителя. Будет ли он работать на «родной» форсунке CR? Имеется в виду пройдет ли он проверку по тест-плану на эти форсунки? Если не пройдет то почему и, что нужно сделать чтобы прошел?"

Тел. +375 29 6560658

E-mail: alekskrez@mail.ru

"НОВЫЕ" РАСПЫЛИТЕЛИ АЗПИ В БЕЛАРУСИ

Ниже показаны фотографии оригинальных  распылителей производства АЗПИ.

Однако у местных продавцов «новые» распылители  "производства АЗПИ" вы можете приобрести с маркировкой выполненной другим почерком. Как например: (см. фото)

.

(Аналогичную подборку можно сделать и по распылителям с логотипами других производителей.)

То что распылитель подделка специалист отличит и не по маркировке. Те же кто покупает распылители от случая к случаю вряд ли помнят как выглядит оригинальный распылитель, и, приобретая показанные выше распылители будут уверены, что купили новые. Это при том, что разница в "почерке" очевидна.

В разных местах интернета и в жизни мне доводилось слышать как расхваливают свою продукцию «производители» выше названных "новых" распылителей, доказывая, что они лучше новых. Не буду рассуждать так это или нет, только спрашивается, если они такие хорошие, отчего же тогда не поставить на них клеймо с логотипом своей фирмы?

         А как Вам такое техническое достижение наших коллег из сопредельного, братского нам государства? (См. фото)

Пятое сопловое отверстие выполненное на носике распылителя с четырьмя отверстиями, превращает последний, какой бы марки он ни был, в распылитель для МТЗ, потому как все колхозники в Беларуси знают, что у распылителей для МТЗ пять дырок.
И ничего..., ездят.

ПОКРЫТИЕ ИЗ НИТРИДА ТИТАНА НА ШТОК ПЛУНЖЕРНОЙ ПАРЫ

В разных местах интернета я наталкивался но обсуждение вопроса по нанесению тонкого износостойкого покрытия из нитрида титана (TiN) для компенсации размерного износа деталей дизельной топливной аппаратуры.

Мой опыт использования этого покрытия свелся к следующему. Однажды, в вакуумной установке "Булат", работающей по методу конденсации из потока высокоскоростной плазмы в условиях ионной бомбардировки в вакууме, по моей просьбе было нанесено покрытие из нитрида титана на шток плунжерной пары одноплунжерного насоса BOSCH. Покрытие получилось однотонным, без дефектов. По расчетам толщина покрытия должна была составить около 2 мкм. Однако, машина с которой сняли насос, если раньше заводилась тяжело, после нанесения покрытия на шток насоса и, как планировалось, увеличения его диаметра, заводится вообще перестала. Начали разбираться, и как выяснилось, после нанесения покрытия диаметр штока, в целом, уменьшился на несколько микрон. Оказывается, в вакуумной камере деталь разогрелась и произошли, какие-то (детально не разбирался) фазовые превращения сплава железо-углерод, а разные фазовые состояния сплава Fe-C имеют различный удельный вес, т.е. в нашем случае деталь уменьшилась в размерах.

Поэтому, я считаю, что для восстановления герметической плотности прецизионных сопряжений деталей дизельной топливной аппаратуры, путем нанесения тонкого износостойкого покрытия, процесс должен быть низкотемпературным.

ПРОВЕРКА РАСПЫЛИТЕЛЕЙ ФОРСУНОК

Проверка и регулировка форсунок дизельных двигателей операция известная. Занимаясь вопросами восстановительного ремонта распылителей форсунок естественно также нельзя обойтись без проверки качества их работы.

ля проверки распылителей я использую форсунку которая стационарно закреплена на стенде. В процессе проверки устанавливается и снимается только распылитель. Регулировочный винт форсунки, которым изменяется усилие на пружине прижимающей иголку распылителя к седлу в его корпусе, выполнен с барашком (см. фото). Последнее, позволяет быстро и без лишних усилий изменять рабочее давление при котором срабатывает распылитель.

Модернизированная форсунка
для проверки распылителей

Распылитель промывается и устанавливается на форсунку при ослабленной до нуля пружине. Затем, в процессе прокачки через форсунку дизельного топлива, вращая барашек, пружина медленно сжимается.

Качественный распылитель уже при небольшом давлении начинает работать с характерным звуком, т.е. щелкать или как говорят хрипеть, трещать. Такая ситуация должна наблюдаться на всем диапазоне увеличения давления вплоть до превышения им номинального значения рабочего давления форсунки. Естественно, при этом необходимо контролировать форму факела распыла, отсутствие капель на носике распылителя и его гидравлическую плотность.

Тем не менее, как показала практика, самой объективной оценкой качества распылителя является его поведение при сбрасывании давления. В верхнем положении стрелки манометра при медленном сбрасывании давления, т.е. ослаблении пружины, стрелка манометра должна уйти вниз не плавно и сразу, а спустя некоторое время и рывком после того как давление в подыгольном пространстве распылителя начало уменьшаться. Распылитель при этом должен щелкнуть (сработать) синхронно движению стрелки. Такая картина должна повториться достаточное число раз. Иными словами при сбрасывании давления распылитель должен пылить со щелчками. Причем самые ценные щелчки это щелчки в диапазоне низкого давления.

Высота звука работы распылителя, частота щелчков, диапазон давления при котором он срабатывает, косвенно могут свидетельствовать и о характере погрешностей в его геометрии и о виде дефектов на линии контакта рабочих конусов распылителя и о его чрезмерной деформации.

РЕМОНТ ПЛУНЖЕРНЫХ ПАР ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ. ВОПРОСЫ ТЕХНОЛОГИИ

Рис.1 Общий вид и основные
 конструктивные элементы
 плунжерной пары.

       В дизельном двигателе наиболее сложным и дорогим узлом является топливный насос высокого давления. Выход насоса из строя, как правило, связан с износом рабочих поверхностей установленных в нем плунжерных пар, которые, в свою очередь, являются самыми высокоточными и дорогими деталями как в самом насосе так и во всем двигателе.

Общий вид и основные конструктивные элементы плунжерной пары показаны на рис. 1. Типовая плунжерная пара состоит из штока 1 и гильзы 2. Гильза плунжерной пары имеет два сквозных отверстия: впускное 2 и перепускное 3, причем первое расположено несколько ниже второго. На штоке плунжерной пары имеется осевое отверстие 4 соединенное с двумя симметричными спиральными канавками 5.

Несмотря на большое разнообразие типов плунжерных пар все они имеют похожую конструкцию и выполняют аналогичные функции и это определяет сходный характер износов их рабочих поверхностей.

Износ поверхности штока (рис. 2) происходит на участках расположенных против впускного 1 и отсечного 2 окон гильзы. В процессе эксплуатации на доведенных поверхностях названных участков появляется матовый оттенок и, в последствии, поверхность становится гребенчатая. Глубина царапин достигает 10 мкм.

Рис.2. Места износа плунжерной пары

Наибольшей величины износ штока достигает у его нижней кромки. Характер этого износа – гидроабразивный. В момент, когда шток нижним торцом перекрывает впускное отверстие втулки и начинается цикл впрыска, в зазор между штоком и гильзой вместе с топливом попадают абразивные частицы, размеры которых могут быть больше величины этого зазора. При движении штока защемленные абразивные частицы протаскиваются и перекатываются через зазор между названными поверхностями и своими острыми кромками срезают металл с поверхности штока и втулки. По мере дальнейшего продвижения частиц их режущие кромки притупляются, частицы размельчаются, и их режущая способность уменьшается. Этим объясняется уменьшение величины износа при удалении от нижней кромки штока.