Меню раздела

Трение и изнашивание прецизионных сопряжений


Доля отказов топливной аппаратуры от общего числа отказов дизелей достигает 20-50%. При этом наиболее частыми дефектами ТНВД и форсунок являются соответственно заклинивание и износ плунжера, зависание иглы и разгерметизация по запирающему конусу.
Потеря подвижности прецизионных элементов обусловлена структурными превращениями остаточного аустенита в мартенсит с увеличением геометрических размеров, монтажными и эксплуатационными деформациями; действием поперечных сил и нарушением режима гидравлического трения-задаром, выкрашиванием, свариванием; недостаточным качеством изготовления; попаданием с топливом механических примесей и воды-особенно при останове двигателя.
Основные виды изнашивания-абразивное и гидроабразивное. Наиболее нежелательным явлением следует считать заклинивание абразивных частиц между окнами и кромками плунжера в кольцевом зазоре, в том числе с учетом кратковременного увеличения 5 при впрыскивании. Скорость изнашивания различна : если за первые 300 ч у плунжера начальный зазор в 1-4 мкм может увеличиваться на 5-3 мкм, то у иглы-зазор 3-5 мкм лишь на 1-0,2 мкм. Однако на работу сопряжения распылителя оказывают неблагоприятные воздействия температурные деформации, фреттинг-коррозия, несоосность с запирающим конусом.
Потеря подвижности прецизионных элементов приводит к выходу из строя топливной аппаратуры, износ-к уменьшению давления впрыскивания и цикловой подачи. Наибольшие изменения в процессе топливоподачи наблюдаются при увеличении зазора в плунжерной паре, минимальные-при повышении зазора в распылителе в системах с низким остаточным давлением или с гидрозапиранием иглы. Потерю уплотняющих свойств иглы в распылителе могут в некоторой степени компенсировать лаковые отложения. Заметно деформирует процесс подачи износ деталей привода ТНВД: износ кулачка на 0,5% радиуса начальной окружности вызывает уменьшение рвтах на 15% и увеличение тв на 9%.
Среди прочих свойств топлива, оказывающих влияние на работу топливной аппаратуры, можно отметить также следующие. Способность к нагаро-, лако- и смолообразованию определяет время бесперебойной работы системы, особенно при отклонении режимов ее работы от расчетных. Нагар и лаковые пленки образуются соответственно на внешних и внутренних поверхностях при окислении топлива. Более склонны к отложениям сложные непредельные углеводороды с большой плотностью. Склонность к нагарообразованию оценивают коксуемостью 10%ного остатка или 100%ного топлива. Нагар повышает тепловую нагруженность распылителя, лаковые пленки сужают сечение распыливающих отверстий и ухудшают подвижность иглы, смолы-высокомолекулярные продукты окисления-засоряют всю систему, особенно фильтры.
Для тяжелых топлив характерны не углеродные примеси (сернистые, азотистые, кислородные и другие соединения), их содержание (в %) оценивают зольностью. Как правило, отдельно регламентируют количество серосодержащих соединений — они обладают наибольшей коррозионной активностью по отношению к цветным металлам-свободная сера, сероводороды и меркаптаны.
С точки зрения возможности нагнетания тяжелых и дизельных топлив при низких температурах регламентируют температуру помутнения-кристаллизации, обнаруживаемой невооруженным глазом, температуру застывания-потери подвижности в наклонной под углом 45° пробирке. Эти температуры равны соответственно для летнего дизельного топлива-5 и — 10°С, для холодной климатической зоны зимнего — 35 и — 45°С, для арктического температура застывания — 55°С.