Проектирование поста с разработкой карты ремонта системы Common Rail на автомобиле WV Passat B5 Diesel

Введение

Система питания дизельного двигателя предназначена для обеспечения запаса топлива на автомобиле, очистке топлива и равномерного распределения его по цилиндрам двигателя строго дозированными порциями в соответствии с порядком работы, скоростным и нагрузочным режимом работы двигателя.

Рабочий процесс дизельных двигателей отличается от карбюраторных:

если в цилиндры карбюраторных двигателей поступает горючая смесь, состоящая из паров топлива с воздухом, то в цилиндры дизельных двигателей поступает только воздух, который при высокой степени сжатия приобретает температуру выше температуры самовоспламенения топлива; топливо впрыскивается в цилиндры под высоким давлением и самовоспламеняется без подачи искры.

Для дизельных двигателей в качестве горючего топлива используют дизельное топливо, в состав которого входят более тяжелые нефтяные фракции, чем у бензина.

Дизельное топливо должно обладать следующими свойствами:

• обеспечивать мягкую и плавную работу двигателя;

• иметь определенную вязкость;

• температуру застывания;

• не содержать механических примесей.

Для обеспечения мягкой работы дизельного двигателя необходимо, чтобы при сгорании топлива давление в цилиндрах плавно нарастало. Поэтому, топливо должно самовоспламенятся сразу после поступления в цилиндр первых его частиц и сгорать равномерно по мере впрыска топлива. При запаздывании воспламенения в цилиндре накапливается значительное количество топлива, одновременное сгорание большого количества топлива приводит к резкому возрастанию давления и жесткой работе двигателя.

Способность дизельного топлива к быстрому самовоспламенению определяется цетановым числом. Это число соответствует процентному содержанию цетана в смеси с альфаметилнафталином при условии, что эта смесь равноценна по воспламеняемости испытываемому дизельному топливу. Температура застывания дизельного топлива должна быть ниже температуры окружающего воздуха на 1015ºС. Топливо считается застывшим если оно налитое в пробирку, теряет подвижность в течение 1 минуты при наклоне пробирки под углом в 45º. Температура застывания топлива зависит от его фрикционного состава. Более тяжелое топливо обладает высокой температурой застывания.

Вязкость дизельного топлива должна быть строго определенной. При высокой вязкости затрудняется подача топлива и его распыление. Малая вязкость не обеспечивает достаточной смазки деталей топливного насоса и форсунок.

Топливная аппаратура дизельных двигателей изготовлена с высоким классом точности, поэтому не допускается попадание воды и механических примесей в топливо. И этот принцип работы системы питания был заложен в 1890 году немецким инженером и изобретатель Рудольфом Дизелем который развил теорию «экономичного термического двигателя», который благодаря сильному сжатию в цилиндрах значительно улучшает свою эффективность. С того времени дизельные двигатели прочно вошли в конструкцию автомобилей.

В настоящее время набирает темпы развитие немецкого автомобильного машиностроения. В связи с этим увеличивается и объем ремонтных работ.

Ремонт автомобилей позволяет продлить срок их службы, чем обеспечивается увеличение парка подвижного состава автомобильного транспорта.

Повышение эффективности ремонтного производства может быть достигнуто в результате совершенствования всех стадий производственного процесса ремонта автомобилей, применения новых, особенно энергосберегающих, технологий широкого использования композиционных, синтетических, полимерных и других перспективных материалов.

Устранение неисправностей при текущем ремонте автомобиля в автохозяйствах производится путем несложных ремонтных операций, связанных с частичной или полной разборкой агрегатов и узлов автомобиля или заменой агрегатов, требующих капитального ремонта.

Текущий ремонт агрегата или узла состоит в замене или ремонте износившихся или поврежденных деталей, кроме базовых.

Ремонт автомобилей производится одним из двух методов:

агрегатным;

индивидуальным.

При индивидуальном методе ремонта с автомобиля снимают неисправные агрегаты, ремонтируют их и устанавливают вновь на этот же автомобиль. При этом методе ремонта агрегаты не обезличиваются, а время простоя автомобиля определяется длительностью ремонта наиболее трудоемкого агрегата.

При индивидуальном методе имеет место значительная продолжительность простоя автомобиля в ремонте, вследствие чего этот метод применяют лишь в крайних случаях, когда в автохозяйстве отсутствует фонд сменных агрегатов.

Агрегатный метод ремонта автомобилей заключается в замене неисправных агрегатов исправными, ранее отремонтированными или новыми из оборотного фонда. Агрегат (узел) заменяют в том случае, когда для устранения неисправностей непосредственно на автомобиле требуется больше времени, чем на его замену, и когда ремонт не может быть произведен в межсменное время. Снятый с автомобиля неисправный агрегат ремонтируют, после чего он поступает в оборотный фонд.

Основным преимуществом агрегатного метода является сокращение времени простоя автомобиля в ремонте, которое определяется лишь временем, необходимым для замены одного или нескольких неисправных агрегатов или узлов. Сокращение времени простоя в ремонте обусловливает повышение коэффициента технической готовности парка, а следовательно, увеличение его производительности и снижение себестоимости перевозок. Поэтому, положением о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта предусматривается, как правило, агрегатный метод ремонта автомобилей.

Неисправные агрегаты, узлы и приборы, снятые с автомобиля, передаются (через промежуточный склад) соответствующим производственным участкам, где обмениваются на исправные. Руководитель производственного участка определяет характер и объем ремонта.

Агрегаты сдают в капитальный ремонт в соответствии с действующими техническими условиями на автомобили и агрегаты, сдаваемые в ремонт. Агрегаты принимают из капитального ремонта после их испытания на стендах в соответствии с техническими условиями на автомобили и агрегаты, принимаемые из ремонта. Рассмотрение темы данного дипломного проекта выполняется на примере автомобилей Немецкого производителя WV.

Актуальность темы: в той связи, что участок по ремонту дизельного оборудования является неотъемлемой частью автопредприятия. А уровень квалификации и требование к качеству выполняемых работ повышается, необходимо исследовать способы ремонта дизельного оборудования Common Rail. Рассмотреть современное оборудование для ремонта.

Главной задачей дипломного проекта является: разработка участка для ремонта системы питания дизельного двигателя с подбором необходимого оборудования и инструментов.

Целью дипломного проекта является: Проектирование поста с разработкой карты ремонта системы Common Rail на автомобиле WV Passat B5 Diesel

Назначение ТНВД

ТНВД предназначены для подачи в цилиндры под определенным давлением и в определенный момент цикла, точно отмеренных порций топлива, соответствующих данной нагрузке приложенной к коленчатому валу. По способу впрыска различают топливные насосы непосредственного действия и с аккумуляторным впрыском.

В топливном насосе непосредственного действия осуществляется механический привод плунжера, а процессы нагнетания и впрыска протекают одновременно. В каждый цилиндр секция топливного насоса подает необходимую порцию топлива. Требуемое давление распыления создается движением плунжера насоса.

У топливного насоса с аккумуляторным впрыском привод рабочего плунжера осуществляется за счет сил давления сжатых газов в цилиндре двигателя или с помощью специальных пружин. На мощных тихоходных дизелях применяют аккумуляторные топливные насосы с гидравлическими аккумуляторами.

В системах с гидравлическими аккумуляторами процессы нагнетания и впрыска протекают раздельно. Предварительно топливо под высоким давлением нагнетается насосом в аккумулятор, из которого поступает к форсункам. Эта система обеспечивает качественное распыление и смесеобразование в широком диапазоне нагрузок дизеля, но из-за сложности конструкций такой насос широкого распространения не получил. Современные дизели используют технологию с управлением электромагнитными клапанами форсунок от микропроцессорного устройства (такое сочетание называется «common rail»).

Принцип работы ТНВД

Насос состоит из корпуса, кулачкового вала и шести секций насоса. Спереди к насосу прикреплена автоматическая муфта, а сзади к корпусу насоса крепится корпус всережимного регулятора оборотов коленчатого вала.

Насос подает топливо к форсункам своими секциями. Основными деталями секции насоса являются гильза и плунжер. Обе детали подбираются индивидуально попарно с зазором 0,001 мм, и они взаимонезаменимые.

Плунжер получает толчок от кулачка распределительного вала через роликовый толкатель. Толкатель имеет возвратную пружину и регулировочный болт с контргайкой. Пружина толкателя вторым концом упирается в тарелку. Гильза имеет боковые отверстия, через которые заполняется топливом из канала. Над плунжером установлен нагнетательный клапан с пружиной и упором. Сверху секция закрыта накидной гайкой с отводящим трубопроводом высокого давления. Гильза крепится в корпусе неподвижно стопорным винтом, а плунжер через поворотную втулку и зубчатый сектор соединен с рейкой регулятора; которая поворачивает плунжер относительно отверстий. Плунжер имеет вертикальный канал, который соединен со сквозным горизонтальным каналом.

Под действием пружины толкателя плунжер опущен вниз. Над плунжером создается разряжение, топливо через открытые боковые отверстия в гильзе заполняет пространство над плунжером.

При набегании кулачка на толкатель плунжер поднимается. Когда плунжер перекрывает отверстие в гильзе, давление над ним повышается, нагнетательный клапан поднимается, и топливо начинает подаваться к форсунке. Подача топлива продолжается до тех пор, пока спиральная выточка не откроет отверстие в гильзе. Когда это произойдет, надплунжерное пространство через вертикальный канал в плунжере и отверстие в гильзе сообщится с топливоподводящим каналом и начнется перепуск топлива в этот канал. Подача топлива прекращается, хотя плунжер еще продолжает двигаться вверх. Поворотом плунжера регулируется количество подаваемого топлива. Поворот плунжера осуществляется при помощи рейки, зубчатого венца и поворотной втулки.

Нагнетательный клапан служит для разъединения надплунжерного пространства и топливопровода высокого давления после окончания подачи топлива, препятствуя обратному перетеканию топлива из трубопроводов в надплунжерное пространство насоса и разгружая трубопровод от высокого остаточного давления.

Клапан имеет разгрузочный поясок, который точно подгоняется к поверхности седла клапана. Когда нижняя кромка пояска дойдет до направляющей поверхности седла, происходит разобщение топливопровода с надплунжерным пространством гильзы. При дальнейшем опускании клапана до полной посадки его в седло разгрузочный поясок освобождает небольшой объем над пояском. Вследствие этого топливо расширяется на величину освободившегося объема и давление внутри трубопровода падает. Благодаря этому происходит резкое окончание впрыска и уменьшается подтекание топлива из форсунки в цилиндр.

Неисправности ТНВД

ТНВД — дорогостоящий и довольно «капризный» узел дизельного двигателя, крайне требовательный к качеству топлива и смазывающих материалов. Основная причина выхода из строя ТНВД — загрязнение плунжеров насоса, которые установлены во втулки с минимальными допусками, измеряющимися в микронах. Загрязнение плунжерной пары твердыми частицами, содержащейся в некачественном дизельном топливе, может приводить к выходу ТНВД из строя. Не менее опасна и вода, которая может содержаться в топливе. Влага размывает защитную масляную пленку деталей узла, что чревато заклиниванием деталей ТНВД. Также неисправность ТНВД может заключаться в физическом износе деталей и повреждение корпуса насоса.

Неисправность ТНВД обычно приводит к неравномерности подачи топлива в форсунки двигателя и к снижению его поступающего объема. Чтобы понять то, что ТНВД не работает в штатном режиме, не обязательно ждать его поломки. Признаками проблем с ТНВД и с топливной системой в целом являются:

повышенный расход топлива;

нестабильная работа двигателя на малых оборотах;

затруднения с запуском двигателя;

перегрев мотора;

утечка горючего;

падение мощности и отдачи дизельного двигателя;

увеличенная дымность выхлопа;

появление посторонних шумов в процессе работы двигателя.

Проверка ТНВД

В идеале диагностика ТНВД и поиск неисправностей может проводиться только на стенде — устройстве, позволяющем имитировать работу ТНВД в рабочих диапазонах. Однако так как стоимость стенда сравнима с ценой автомобиля, а для диагностики необходимо демонтировать ТНВД с автомобиля, то такие операции проводятся только в автосервисах. В «боевых» условиях проверить ТНВД достаточно сложно, но, все-таки возможно. Однако нужно понимать, что в домашних условиях получится диагностировать только некоторые неисправности ТНВД, а полную картину даст только проверка на стенде.

Проверить плунжерные пары на наличие в них воды можно сняв ремень ГРМ и осторожно покрутив шкивом. Если шкив проворачивается с переменным усилием (из-за вращения кулачкового вала), то вода во втулках ТНВД отсутствует. Если шкив не проворачивается, то в системе ТНВД находится вода, что при запуске двигателя приведет к заклиниванию.

Давление в плунжерной паре можно проверить с помощью тестера ТАД01А, КИ-4802 или любого другого подобного инструмента. Такой прибор можно изготовить даже самостоятельно, для этого потребуется мощный манометр. Тестер вкручивается в ТНВД на место топливной трубки или в центральное отверстие головки насоса. Показатели измерения должны составлять не менее 300 кг/см2. В обратном случае плунжерная пара изношена и нуждается в замене или восстановлении.

В дизельных автомобилях с электронным управлением ТНВД поломка может заключаться в обрыве датчика оборотов, расположенного на корпусе насоса. В таком случае топливо не поступает из ТНВД в форсунки цилиндров мотора. Для проверки датчика необходимо с помощью мультиметра измерить сопротивление на разъеме датчика, расположенного на крышке ТНВД. В случае отсутствия сопротивления произошел разрыв.

Если неисправность ТНВД заключается в утечке топлива, то, как правило, виноваты уплотнительные кольца узла. Чтобы проверить ТНВД на утечку необходимо при работающем двигателе покачать ось рычага ТНВД. Если при этом наблюдается утечка топлива, то резиновый уплотнитель в месте утечки нужно заменить. Если утечки возникают не на оси, а в других местах узла, например, в местах посадки плунжерных пар, то для диагностики придется разбирать ТНВД.

Назначение стенда 04 К

Стенд 04К предназначен для испытания дизельных топливных насосов высокого давления (ТНВД) путем воспроизведения частоты вращения приводного вала, температуры и давления топлива, измерения указанных параметров, а также цикловой подачи, расхода топлива, подаваемого на объект испытания, углов начала нагнетания, разворота муфты опережения впрыска, отклонений углов начала нагнетания.

Стенд 04 К используется при техническом обслуживании и ремонте дизельных топливных насосов.

Заключение

В дипломном проекте на тему: «Проектирование поста с разработкой карты ремонта системы Common Rail на автомобиле WV Passat B5 Diesel » . При выполнении дипломного проекта спроектирован участок по ремонту с подобранным профильным оборудованием, а также выполнен расчет основных показателей и фондов.

В процессе выполнения проекта были рассмотрены поставленные цели и задачи проекта:

Главной задачей дипломного проекта является: разработка участка для ремонта системы питания дизельного двигателя с подбором необходимого оборудования и инструментов.

Целью дипломного проекта является: Проектирование поста с разработкой карты ремонта системы Common Rail на автомобиле WV Passat B5 Diesel

Для бесперебойной работы системы питания дизельного двигателя следует своевременно проводить его техническое обслуживание и ремонт. Качество этих работ напрямую зависит от квалификации специалистов и состояния оборудования.

Применение современного оборудования для выполнения работ по техническому обслуживанию и ремонту автомобилей облегчает и ускоряет многие производственные процессы, но требует от обслуживающего персонала усвоения определённого круга знаний и навыков: устройство автомобиля, основные технологические процессы техобслуживания и ремонта, умение пользоваться современными контрольно-измерительными приборами, инструментами и приспособлениями, а так же постоянно повышать свою квалификацию.

Хорошо организованное техобслуживание, своевременное устранение неисправностей в агрегатах и системах автомобиля, при высококвалифицированном выполнении работ, позволяют повысить долговечность автомобилей, снизить их простои, увеличить сроки межремонтных пробегов, что в конечном счёте значительно сокращает непроизводительные издержки и повышает рентабельность эксплуатации автотранспортных средств.

В первом разделе дано техническое обоснование проекта: рассчитаны нормы межремонтных пробегов, средние величины межремонтных пробегов, трудоёмкость на проведение ТО1, ТО-2 и текущего ремонта, время простоя автомобиля при ТО и КР, годовой пробег и количество ТО за год. Годовой пробег всех автомобилей за год составил км. 2710800. Во втором разделе определено минимальное число рабочих в отделении. Площадь отделения 88м2. Трудоёмкость работ на посту с учетом коррекции на 1000 км составила 2,8 чел/ч. Для выполнения данного объема работ требуется один специалист. Так же рассчитана среднемесячная зарплата по региону, которая составила 79050руб. Было посчитаны расходы за год 6038929,2руб. Было выбрано оборудование для участка и дано его подробное описание. Также рассмотрел мероприятия по охране труда, технике безопасности и пожарной безопасности при выполнении электротехнических работ.

В экономической части дипломного проекта были рассчитаны затраты на материалы и комплектующие изделия, затраты на зарплату, расходы и себестоимость ремонтных работ. Себестоимость ремонтных работ на 1000км пробега составляет 2228руб.

Таким образом, считаю, что цели и задачи дипломного проектирования выполнены.