Обеспечение топливной экономичности и технической готовности мобильной техники являются основными задачами хозяйств, эксплуатирующих автомобили, автобусы, специализированную технику, тракторы и так далее. Одной из статей расхода топлива является наличие проливов при заправке, обслуживании и эксплуатации мобильных машин. На величину проливов топлива в значительной мере оказывает влияние техническое состояние топливопроводов топливной системы машины, в особенности топливопроводов высокого давления. В статье рассмотрены основные дефекты топливопроводов высокого давления и методы их устранения.
Ключевые слова: пролив, топливо, топливопровод, ремонт, расход топлива, топливная система, восстановление, топливная аппаратура.
Экономия топлива при эксплуатации автопарка всегда являлась и является актуальной задачей для хозяйствующих субъектов. Снижение годового расхода топлива эксплуатируемой техникой положительно сказывается не только на величине эксплуатационных затрат, но и на экологическом состоянии окружающей среды.
Неполное и неравномерное сгорание топлива является основной причиной загрязнения воздуха. В отработавших газах автомобилей и другой мобильной техники с ДВС содержится более 170 вредных веществ, примерно 160 и которых — производные углеводородов, тесно связаны с неполным сгоранием топлива [1].
Кроме того, экология страдает и от так называемых «проливов» топлива при заправке и эксплуатации мобильных машин. Проливы могут составлять до 15 процентов от общего уровня годового расхода топлива автомобилем.
Основными причинами наличия проливов топлива является небрежное выполнение операций при техническом обслуживании и ремонте топливной системы автомобиля и взаимосвязанных систем и механизмов, нарушение герметичности соединений узлов и агрегатов топливной системы, наличие дефектов трубопроводов высокого и низкого давления [1–2].
На общий расход топлива влияет техническое состояние машины и её систем, условия эксплуатации, качество топлива, окружающая среда и квалификация водителя.
Топливная система автомобиля предназначена для обеспечения своевременной подачи топлива в камеру сгорания цилиндров ДВС, и она является одной из самых важных систем современного автомобиля [1, 3–4]. Топливная система включает два основных контура — контур низкого и контур высокого давления. Отличием контуров является величина давления, при котором топливо протекает по ним.
Одной из основных неисправностей топливной аппаратуры мобильных машин является износ рабочих поверхностей наконечников трубопроводов высокого давления и, как следствие, нарушение герметичности, ведущей к появлению перерасхода топлива в виде проливов [1, 5].
Кроме того, нарушение герметичности контуров топливной системы ведет к снижению эффективности впрыска топлива в камеры сгорания и общему снижению КПД двигателя и машины в целом. То есть утечки топлива в системе питания, кроме роста расхода, приводят к нарушению нормального режима работы двигателя [1–3].
На дизельных двигателях используются разъемные топливопроводы высокого давления, которые включают короткий топливопровод, промежуточный штуцер и длинный топливопровод. Для обеспечения надежной работы топливной системы топливопроводы крепятся к кронштейну при помощи кляммеров. Помимо этого, топливопроводы на выходе из топливного насоса высокого давления дополнительно скрепляются между собой алюминиевыми планками.
К характерным дефектам топливопроводов высокого давления относят:
- деформация уплотнительного конуса;
- уменьшение внутреннего диаметра на концах трубопроводов;
- изгибы с радиусом кривизны меньше допустимого;
- уменьшение длины трубопроводов при повторных насадках концов трубок;
- местные износы и вмятины на наружной поверхности трубок;
- повреждение гаек и штуцеров.
Наличие таких дефектов приводит к нарушению нормального функционирования топливной системы, из-за чего происходит снижение мощности и рост расход топлива.
Большинство подобных дефектов выявляют визуально — внешним осмотром.
Деформация (замятие) поверхности уплотнительного конуса приводит к потере герметичности контура топливной системы, появлению проливов, снижению эффективности топливоподачи и так далее.
Уменьшение внутреннего диаметра концов трубопровода проверяют нормальным калибром или калиброванной проволокой диаметром 1,7 мм, которую вставляют на глубину 20–25 мм от торца топливопровода. Уменьшение внутреннего диаметра топливопровода приводит к увеличению ее гидравлического сопротивления со всеми, вытекающими отсюда, последствиями.
Изгибы с малыми радиусами закруглений, как и наружная деформация трубопроводов, создают дополнительное гидравлическое сопротивление протоку топлива по трубопроводам, что приводит к снижению КПД системы, появлению лишней нагрузки на топливный насос и к общей дестабилизации работы двигателя.
Уменьшение длины в результате проведенных ремонтных воздействий или по другим причинам может привести к возникновению излишних напряжений растяжения трубопроводов топливной системы, что приведет к появлению трещин, разрывов, изломов и так далее, ведущее к потере герметичности системы.
Повреждение гаек и штуцеров также приводит к потере герметичности и появлению соответствующих последствий в виде снижения мощности, КПД и так далее.
Топливопроводы высокого давления восстанавливают путем пластической деформации (высадкой) или полной заменой наконечника. Для осуществления высадки топливопровод с дефектным наконечником подвергают высокотемпературному отжигу при температуре 700…800 Сº, для снижения прочности материала и придания ему пластичности. Затем, наконечник отрезают, а конец трубки очищают от заусенцев напильником или абразивным инструментом. Корпус высаживают на специализированных стендах или устройствах с применением гидравлических или механических прессов.
Для полной замены конусного наконечника конец трубки топливопровода с поврежденным наконечником отрезают и снимают с полученного торца заусенцы. Затем, предварительно изготовленный новый наконечник приваривают к обрезанному торцу топливопровода. Сварку в большинстве случаев используют газовую, торцы соединяемых трубок опиливают, уделяя особое внимание ровности среза и чистоте внутреннего диаметра трубопровода. Перед сваркой трубопровод необходимо продуть сжатым воздухом. После восстановления проверяют внутренний диаметр в месте сварки с помощью калибра или шарика соответствующего диаметра.
Комплект отремонтированных такими образом топливопроводов высокого давления необходимо испытать на пропускную способность (гидравлическое сопротивление).
Восстановленные газовой сваркой или вновь изготовленные топливопроводы должны быть проверены на прочность и выдержать давление топлива, превышающее на 50 % максимальное давление впрыска топлива.
Пропускную способность топливопроводов высокого давления определяют на стене для испытания топливной аппаратуры. Для этого присоединяют поочередно к одной и той же секции работающего топливного насоса, проверяемые топливопроводы. Топливо необходимо собирать за одинаковые интервалы времени, при одной и той же частоте вращения вала при закрепленной в одном положении рейке насоса. Отклонение пропускной способности топливопроводов одного комплекта не должно превышать 5 %.
Топливопроводы, которые имеют трещины и вмятины глубиной более 3 миллиметров, истирания (задиры) глубиной до 2 миллиметров, радиус изгиба менее 30 миллиметров или деформированный конусный наконечник, подлежат замене или ремонту.
Накидные гайки, которые имеют повреждения резьбы (более одного витка), а также смятие граней под ключ, подлежат выбраковке и замене.
Вмятины на трубопроводах устраняют правкой (прогонкой шарика определенного диаметра). При наличии трещин или переломов, а также истирания трубок дефектные места либо заваривают латунью с последующей зачисткой, либо вырезают с последующим соединением топливопроводов низкого давления — при помощи соединительных трубок, а высокого давления — сваркой встык. Если при этом длина трубопровода уменьшилась, то вставляют дополнительный кусок трубки.
Перед установкой на двигатель все топливные трубки должны быть тщательно промыты и хорошо продуты сжатым воздухом, а также опрессованы под давлением, для выявления негерметичности.
Таким образом, перерасход топлива при эксплуатации и обслуживании мобильных машин складывается из расхода топлива двигателем и проливов, образующихся в результате наличия дефектов топливопроводов топливной системы.
Существующие методы восстановления и ремонта позволяют осуществлять восстановление работоспособности топливопроводов с сохранением основных технико-экономических показателей работы двигателей внутреннего сгорания и их систем.
Литература:
1. Захаров, Ю. А. Анализ оборудования, применяемого для диагностики, испытания и проверки форсунок дизельных ДВС автомобилей [Текст] / Ю. А. Захаров, Е. А. Кульков // Молодой ученый. — 2015. — № 2. — С. 154–157.
2. Захаров, Ю. А. Проверка, диагностика и испытание форсунок дизелей [Текст] / Ю. А. Захаров, Е. Г. Рылякин // Транспорт. Экономика. Социальная сфера. (Актуальные проблемы и их решения): сборник статей Международной научно-практической конференции / МНИЦ ПГСХА. — Пенза: РИО ПГСХА, 2014. С. 43–47.
3. Захаров, Ю. А. Устройство для диагностики форсунок дизельных двигателей внутреннего сгорания [Текст] / Ю. А. Захаров, Е. А. Кульков // Materiály XI mezinárodní vědecko — praktická konference «Moderní vymoženosti vědy — 2015». — Díl 15. Technické vědy.: Praha. Publishing House «Education and Science» s.r.o — S. 45–47.
4. Захаров, Ю. А. Основные неисправности форсунок дизельных двигателей внутреннего сгорания [Текст] / Ю. А. Захаров, Е. А. Кульков // Materiály XI mezinárodní vědecko — praktická konference «Moderní vymoženosti vědy — 2015». — Díl 15. Technické vědy.: Praha. Publishing House «Education and Science» s.r.o — S. 43–44.
5. Захаров, Ю. А. Анализ оборудования, применяемого для диагностики, испытания и проверки форсунок дизельных ДВС автомобилей [Текст] / Ю. А. Захаров, Е. А. Кульков // Materiály XI mezinárodní vědecko — praktická konference «Moderní vymoženosti vědy — 2015». — Díl 15. Technické vědy.: Praha. Publishing House «Education and Science» s.r.o — S. 29–33.
