Отходившие своё насос-форсунки дизельных двигателей можно ремонтировать

На самом деле в европейских автосервисах такими трудозатратными мелочами, как ремонт отдельных узлов любых систем двигателя или автомобиля (будь то система впрыска топлива или другая), никто не занимается. Блочная конструкция подразумевает легкую замену, зачем ремонтировать. Диагностический компьютер указывает на форсунки? Меняем — и все тут! И это правильно, и все согласны. Но мы в России, и если замена на порядок дороже ремонта и есть кому этот ремонт качественно выполнить, то перевозчик однозначно голосует за ремонт. И это тоже правильно.

В настоящее время в мире используются в основном два типа топливных систем для дизельного двигателя: насос-форсунки и система Common-Rail. На грузовиках “Вольво”, “Скания”, ИВЕКО уже более десяти лет устанавливаются насос-форсунки, которые полностью вытеснили рядные насосы. На “Мерседесах” и “Рено” используют систему Common Rail.

Обе системы являются передовыми и постоянно совершенствуются. Основная цель создания таких систем — повышение давления впрыска топлива в цилиндр, которое, в свою очередь, улучшает его распыливание, а следовательно, сгорание. Оптимизация процесса сгорания топлива позволяет уменьшить его расход и, главное, “запихнуть” двигатель во все более ужесточающиеся экологические нормы. Поговорим о системе “насос-форсунка”. Статистика эксплуатации грузовиков “Вольво” в России показывает высокую надежность этой системы. Нередко система работает до 500 000 км. Причем отказ работы всей системы — это большая редкость. В изношенном состоянии машина может пройти еще до 10 000 км, чтобы добраться до пункта назначения, чего нельзя сказать о реечных насосах. При заклинивании одного из плунжеров насос не работает, так как все плунжеры связаны рейкой. Насос-форсунки работают независимо друг от друга, и при выходе одной-двух из строя машина будет двигаться, их просто отключит компьютер, а автомобиль дойдет до пункта назначения и сервиса. Выявить изношенность насос-форсунок можно задолго до полного их отказа. Первым, как правило, выходит из строя распылитель форсунки, так как он находится в камере сгорания и является наиболее нагруженным узлом в системе — температурная нагрузка, высокие давления (до 1500 кг/кв. см) в момент впрыска. Корпус распылителя может даже расколоться, в этом случае компьютер высвечивает неисправность и отключает сигнал на форсунку — мотор начинает “троить”. В основном же изнашиваются отверстия в распылителе (увеличивается их диаметр), и подача топлива в цилиндр происходит при сниженном давлении. При этом наблюдается перерасход топлива и, выражаясь на профессиональном сленге, “Вольво” превращается в КамАЗ. Если машина все же хорошо “тянет”, значит, остальные составляющие системы — плунжерная пара и клапан управляющей подачи — изношены не критично. В этом случае можно обойтись заменой распылителя и проехать до капитального ремонта насос-форсунок еще тысяч сто километров. Если же машина дымит и не “тянет” (“зависает” на подъемах), то, как показывает практика, изношены все составляющие насос-форсунки (давление впрыска падает), идет существенный перерасход топлива. В этом случае необходим капитальный ремонт форсунки либо замена ее на новую.

Технология восстановления насос-форсунки

Принципиально в восстановлении форсунки нет ничего сложного. Так же как и капитальный ремонт двигателя, капремонт форсунки подразумевает восстановление рабочих поверхностей всех пар трения и поверхностей уплотняющих фасок. Вот только допуски и посадки деталей насос-форсунок измеряются микронами. Любой ремонт начинается с диагностики. Снятую с двигателя насос-форсунку тестируют на специальном стенде. На форсунку устанавливается новый распылитель, после чего стенд “гоняет” ее на разных режимах: холостой ход, разгон, номинальный режим (условное движение автомобиля с крейсерской скорость ю). Если с новым распылителем форсунка “недоливает” до 10% положенного топлива, значит, плунжерная пара и клапан пока “живы” и можно обойтись заменой только распылителя (и, как мы уже говорили, спокойно ездить еще до 100 000 км). Более 10% “недолива” означает критический износ клапана и, в самом худшем случае, плунжерной пары — клапан не держит те самые 1500 кг/кв. см, цилиндр недополучает топливо. Капитальный ремонт форсунки неотвратим. Восстановление пары трения втулка—клапан выполняется следующим образом. Втулка расшлифовывается до следующего ремонтного размера. Стандарты, принятые в ремонте топливной аппаратуры, подразумевают увеличение диаметра на 50 мкм — этого достаточно, чтобы удалить всю выработку. Сам клапан покрывается хромом, после чего шлифуется до необходимого размера. Шлифуются и поверхности уплотняющих фасок — втулки и клапана. Плунжер восстанавливается аналогичным образом. Однако плунжер покрывается не хромом, а нитритом титана (TiN2) методом вакуумного напыления. Слой нитрита титана имеет вдвое меньший коэффициент трения по стали по сравнению с парой сталь—сталь и вдвое большую микротвердость поверхности по сравнению со сталью. Нитритом титана может быть покрыт и клапан.

Справедливости ради отметим, что производители двигателей, в частности “Вольво”, предлагают услуги по восстановлению своих двигателей, в частности и насос-форсунок. Капитальный ремонт насос-форсунки в заводских условиях подразумевает замену распылителя, расшлифовку втулок плунжера и клапана. Плунжеры и клапаны ставятся новые, “ремонтные”, но на вторичный рынок эти изделия, в отличие от распылителей, не поставляются.


Рис.1. Насос-форсунка в блоке цилиндров двигателя: 1 — электромагнитный клапан высокого давления; 2 — возвратная пружина; 3 — головка блока цилиндров; 4 — корпус насос-форсунки; 5 — камера высокого давления; 6 — распылитель; 7 — коромысло; 8 — кулачок привода; 9 — прижимная скоба; 10 — канал обратного слива топлива; 11 — канал подачи топлива; 12 — гайка распылителя; 13 — клапан двигателя.

Полости насос-форсунки постоянно заполнены топливом, подаваемым из бака под давлением примерно 5—6 атм. В момент, соответствующий такту впуска, блок управления подает сигнал на электромагнитный клапан, подача топлива из бака отсекается. Коромысло толкает плунжер, плунжер создает давление (около 1500 кг/кв. см) в камере высокого давления. Под действием этого давления открывается распылитель, и происходит впрыск топлива в цилиндр. В случае износа распылителя (увеличения диаметра отверстий в нем) форсунка “переливает”. Изношенный клапан не “держит” давление, топливо, соответственно, уходит обратно в магистраль подачи, вместо того чтобы, сжимаясь, попадать в цилиндр. Изношенный плунжер просто неспособен создать достаточное давление впрыска. Вот и все дефекты. В подавляющем числе случаев они устранимы.

Александр Сорокин, рисунок Виктории Повереновой

По материалам сайта: http://www.dizelinfo.ru