4. Пути повышения надежности прецизионных пар

Прецизионные детали топливной аппаратуры дизелей призваны выполнять определенные заданные им функции. К их функциям можно отнести нагнетание и перепуск топлива, поддержание необходимого циклового давления в трубопроводе высокого давления, впрыска топлива за определенный промежуток времени в строго заданном количестве для обеспечения требуемого режима работы двигателя. Однако в большинстве случаев прецизионные детали топливоподводящей системы не обеспечивают заданных им функций. Нарушение заданных функций при работе пар проявляется в изменении угла и продолжительности впрыска, в скачкообразном переменном давлении топлива в трубопроводе высокого давления. При эксплуатации прецизионных пар имеются частые отказы и быстрые изменения параметров работы топливной аппаратуры, выражающиеся в нестабильности топливоподачи.

Изменение заданных параметров и отказов, на наш взгляд, можно объяснить рядом причин: 1) несоответствием заданных конструктором размеров, технических условий, физико-механических свойств рабочих поверхностей деталей пар, их опорных, базовых и резьбовых поверхностей с условиями работы; 2) несоответствием полученных после изготовления геометрических форм, физико-механических свойств как деталей пар, так и их базовых, опорных и резьбовых поверхностей с истинным характером работы пар, выражающихся в местных перемещениях рабочих поверхностей, вызванных монтажными, цикловыми и температурными деформациями, 3) недостатками металлургического производства сталей и недостаточно совершенной технологией изготовления как прецизионных деталей, так и опорных, базовых и резьбовых поверхностей; 4) эксплуатационными факторами и отсутствием надежных инженерных способов оценки технического состояния деталей пар в процессе их эксплуатации.

Проблемы надежности прецизионных пар топливных насосов дизелей охватывают большой круг вопросов конструирования, производства и эксплуатации. Решение этих вопросов должно быть связано с тщательным изучением поведения деталей и узлов на всех этапах изготовления, сборки и эксплуатации и осуществляется путем проведения конструктивных, металлургических, технологических и эксплуатационных мероприятий.

4.1. Выбор рациональных конструкций с учетом конкретных условий работы

При проектировании топливной аппаратуры необходимо создавать такие конструкции деталей (т.е. так обеспечивать их геометрические параметры), чтобы они меньше подвергались деформации от действия монтажных и цикловых нагрузок. Это относится к наиболее ответственным деталям топливной аппаратуры, которыми являются плунжерная пара, клапан и седло клапана, игла и корпус распылителя. Совершенствование конструктивных параметров осуществляется с целью улучшения эксплуатационных показателей работы, уменьшения габаритов и веса топливных насосов.

Изменение конструктивных параметров прецизионных деталей также способствует повышению ресурса. Например, введение в плунжеры двух симметрично расположенных отсечных кромок улучшает маркогеометрию. Для уменьшения влияния монтажных и цикловых нагрузок, а также температуры на деформацию деталей необходимо закладывать в конструкцию компенсаторы, которые бы воспринимали на себя часть передаваемых нагрузок. С этой целью подбирают сочетания материалов с различными механическими и теплофизическими свойствами. Например, в некоторых топливных насосах корпус делают алюминиевым, который воспринимает часть передаваемой нагрузки, что уменьшает деформацию деталей пар. Такую же роль могла бы выполнять пружинящая шайба в форсунке распылителя. Одним из существенных факторов, влияющих на скорость изнашивания прецизионных пар, является микродеформация рабочих поверхностей. Так, микродеформации втулки плунжера, седла клапана и корпуса распылителя, возникающие от монтажных и динамических нагрузок, приводят к увеличению интенсивности износа или являются причиной зависания деталей пар. Для уменьшения микродеформации надо повышать жесткость элементов деталей. Необходимо рассчитывать зазоры в сопрягаемых деталях пар с учетом микродеформации их рабочих поверхностей от монтажных, цикловых и температурных перемещений, для чего необходимо разработать способы поддержания постоянства зазоров в процессе эксплуатации.

Для уменьшения микродеформации деталей пар при работе заневоливание их с последующей доводкой в закрепленном состоянии следует выполнять только при приложении симметричной нагрузки. При сборке резьбовых соединений (для уменьшения микродеформации деталей в работе) их следует тщательно затягивать, контролируя специальными тарированными ключами.

При проектировании топливной аппаратуры должны быть выбраны оптимальные удельные нагрузки на рабочие поверхности прецизионных деталей, обеспечивающие минимальные микродеформацию рабочих поверхностей и их износ. Режимы работы должны, по возможности меньше сказываться на состоянии деталей прецизионных пар. Превышение установленного предела температуры может вызвать значительное температурное расширение деталей пар, вследствие чего изменяется зазор между ними, может произойти их заклинивание (зависание). С этой целью, па-пример, предусматривается охлаждение корпуса распылителя дизельным топливом.