Повышение эксплуатационной надежности топливных насосов высокого давления автотракторных дизельных двигателей

• Автор: Шарифуллин, Саид Насибуллович
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Б.м.
• Количество страниц: 368 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Состояние проблемы и анализ существующих технологий

ремонта топливного насоса высокого давления ТНВД и

задачи исследований

1.1 .Факторы, влияющие на износ элементов ТНВД

1.2. Обзор технологий по восстановлению ТНВД

1.3. Анализ кинематической цепи подвижных сопряжений элементов ТНВД

1.4. О необходимости исследований высокоэффективных технологий по восстановлению и упрочнению высокоточных подвижных соединений

1.5. Состояние теоретической оценки надежности ТНВД

Выводы по главе 1 и задачи исследований

Глава 2. Теоретические основы повышения эксплуатационной надежности ТНВД автотракторных дизельных двигателей
2.1. Теоретические методы оценки надежности сложных систем
2.2. Выбор и обоснование метода моделирования
2.3. Алгоритм получения интерполяционных моделей
2.4. Применимость предлагаемой эмпирической модели для оценки эксплуатационной надежности всех типов ТНВД
2.5. Предлагаемые высокоэффективные технологии по восстановлению
и упрочнению подвижных соединений ТНВД
2.5.1. Классификация высокоэффективных технологий
2.5.2. Плазменные технологии по восстановлению геометрических размеров и упрочнению поверхностей деталей
2.5.3. Диффузионная металлизация
2.5.4. Применение присадочных материалов
2.5.5. ХАДОтехиология
2.5.6. Электрообработка рабочих жидкостей
2.6. Новые возможности плазменных технологий по упрочнению поверхностей и нанесению износостойких покрытий
2.6.1. О свойствах плазмы и возможностях ее применения
2.6.2. Обоснование выбора высокочастотной индукционной плазмы низкого давления для нанесения износостойких покрытий и упрочнения поверхностей
2.6.3. Особенности нагрева газов в высокочастотном индукционном разряде низкого давления и определение его параметров
для экспериментальной установки
Выводы по главе
Раздел 3. Программа и методики исследований
3.1. Программа исследований
3.2. Методика исследований характеристик работы ТНВД
3.3. Методика лабораторных исследований натурных образцов
с покрытиями на износостойкость
ЗАМетодика исследований упругости пружин толкателей ТНВД
3.5. Методики ресурсных испытаний ТНВД
3.6. Методика экспериментальных исследований высокочастотного индукционного разряда низкого давления
3.6.1. Методика исследования энергетического баланса плазменной установки
3.6.2. Методика исследования высокочастотной плазменной струи низкого давления
3.7. Методика определения качества покрытий, нанесенных высокочастотной индукционной плазмой низкого давления
3.8. Методика определения качества поверхностей, обработанных
высокочастотной индукционной плазмой низкого давления
Глава 4. Разработка новых технологий по восстановлению
элементов кинематической цепи привода ТНВД
4.1. Анализ ресурса работы подвижных сопряжений элементов
кинематической цепи привода ТНВД
4.2. Разработка технологий восстановления плунжерных пар с максимальным использование.м ремфонда
4.2.1. Постановка вопроса и особенности технологического процесса ремонта
4.2.2. Выбор режимов нанесения покрытий
4.2.3. Результаты лабораторных исследований натурных образцов с покрытиями
4.3. Разработка технологии восстановления пружин ТНВД
4.3.1. Состояние вопроса и обоснование способа восстановления
пружин ТНВД
4.3.2. Новая технология восстановления пружин ТНВД
4.3.3. Особенности конструирования устройства для накатки пружин и рекомендуемые режимы накатки
4.4. Восстановление кулачкового вала ТНВД методом плазменного напыления
4.5. Нанесение износостойких покрытий и упрочнение поверхностей высокочастотной индукционной плазмой низкого давления
4.5.1. Экспериментальная установка высокочастотного индукционного разряда низкого давления
4.5.2. Результаты нанесения износостойких покрытий и упрочнения поверхностей высокочастотной индукционной
плазмой низкого давления
Выводы по главе 4
Глава 5. Экспериментальные и теоретические исследования характеристик работы ТНВД
5.1. Результаты ускоренных лабораторных испытаний ТНВД
5.2. Результаты эксплуатационных испытании ТНВД
5.3. Формирование общего вида исследуемых поверхностей характеристик работы ТНВД
5.4. Исследование технических характеристик работы ТНВД с различными покрытиями плунжеров плунжерных пар
5.5.Проверка сходимости теоретических и экспериментальных зависимостей основных характеристик работы ТНВД с различными покрытиями плунжеров
5.6. Применимость разработанной теоретической модели для оценки
эксплуатационной надежности ТНВД
Выводы по главе
Глава 6. Техникоэкономическая эффективность предлагаемых технологий восстановления элементов топливного насоса высокого давления
6.1. Техникоэкономическая эффективность технологии восстановления деталей машин и оборудования и методика ее определения для предлагаемых технологий
6.2. Экономическая эффективность внедрения новой технологии восстановления плунжерных пар ТНВД
6.3.Рекомендации по внедрению предлагаемых технологий
восстановления элементов ТНВД
Общие выводы
Литература


Возможна и поломка подшипников кулачкового вала. Обычно это происходит изза повышенной загрязненности масла в картере насоса. Корпус ТНВД. Корпус ТНВД является базовой деталью. По нему, также как и но кулачковому валу и толкателю, ЦНЙТА совместно с заводамиизготовителями топливной аппаратуры разработана техническая документация на конструкцию корпуса ТНВД и его изготовление. ГОСНИТИ разработаны технические требования и технология ремонта корпуса ТНВД. Имеются некоторые сведения в научно технической литературе по конструкции, дефектам и технологии ремонта корпуса ТНВД 7, , , , . Корпус ТНВДизготавливается из серого чу на или алюминиевого сплава. Он может быть выполнен в виде моноблочной отливки или составным со съемной головкой, общей для всех насосных секций. В съемной головке устанавливают отдельные насосные секции, в корпусе кулачковый вал. Механизм регулирования цикловых подач размещают в съемной головке или в корпусе. При затяжке стяжных болтов и штуцеров возникают местные статические концентрации напряжений в верхней зоне корпуса вокруг резьбовых отверстий и под кольцевыми упорами плунжерных втулок. От действия переменных сил давления топлива возникает переменный пульсирующий момент, который нагружает корпус через направляющие поверхности толкателей насосных секций и в зонах расположения приливов для крепления насоса болтами к картеру двигателя. Усилия, действующие по оси толкателя при нагнетании топлива, передаются через кулачковый вал на его опоры в картере насоса. Кроме указанных нагрузок корпус воспринимает вибрационные нагрузки, вызываемые колебаниями самого двигателя и шасси транспортного средства. В процессе эксплуатации ТНВД у корпуса изнашиваются направляющие отверстия толкателей, вертикальные пазы под ось ролика толкателя, гнезда под шарикоподшипники и сальники кулачкового вала, отверстия под рейку, резьбовые отверстия. Появляются трещины и отколы аварийного характера. Направляющее отверстие толкателя становится овальным, главным образом, в плоскости, перпендикулярной оси кулачкового вала, где максимальная величина износа достигает 0,, мм. Расширение этого зазора вызывает стук толкателя, иногда заедание его и поломку кулачкового вала или оси ролика. Пазы в корпусе насоса под ось ролика изнашиваются односторонне у правого задняя стенка, у левого передняя. Плоская стенка принимает вогнутую или ступенчатую форму. При ступенчатом характере износа бывают случаи заедания оси ролика, оканчивающиеся ее поломкой. Увеличение зазора в сопряжении оси ролика с направляющими пазами корпуса насоса вызывает перекос толкателя, возникает большое трение, в итоге интенсивный износ этих поверхностей. При сильном износе образуются лыски на концах оси ролика, поверхность соприкосновения увеличивается, возникает сильное трение, усиливающееся перекосом оси ролика. Износ гнезда под сальники и наружные обоймы шарикоподшипников приводит к биению кулачкового вала, увеличению осевого зазора и к более быстрому выходу подшипников из строя. В корпусах рядных насосов происходит смятие опорных поверхностей под втулки плунжеров. Величина перекоса опорных поверхностей зачастую в раза превышает величину, допустимую техническими условиями. Происходит деформирование опорных поверхностей, приводящее к искажению направляющей части корпуса под втулку плунжера в компрессионной части. Дефектация корпуса ТНВД производится согласно техническим требованиям на капитальный ремонт топливной аппаратуры дизелей . При отклонении размеров от технических требований корпус ТНВД отправляется на ремонт или бракуется. 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, а в алюминиевых газовой сваркой с применением прутков такого же алюминиевого сплава. Изломы устраняют наложением заплат. После восстановления проверяют коробление привал очных плоскостей и герметичность заварки.