Основная задача ТА – подача строго определенного количества топлива в заданный момент, с заданным давлением и качеством распыла. От параметров топливоподачи зависят такие показатели дизельных двигателей, как эффективная мощность, удельный эффективный расход топлива, состав отработанных газов. Нарушение параметров топливоподачи приводит к перегреву деталей цилиндропоршневой группы и клапанов, их закоксовыванию и повышенному износу. В результате значительно снижается ресурс двигателя, что приводит к необходимости его капитального ремонта или замены. Оба варианта дорогостоящи.
Наработку ТА и двигателя до капитального ремонта или списания можно увеличить качественным и своевременным техническим обслуживанием, а также грамотной эксплуатацией.
До 70 % отказов дизельных двигателей приходится наТА. Проведенные ГОСНИТИ исследования показали, что дизельный автомобиль большой грузоподъемности при пробеге 30–40 тысяч км в год перерасходует в среднем 2–3 тонны топлива и увеличивает выброс в атмосферу вредных компонентов: окиси углерода на 100–150 кг, несгоревших углеводородов – на 30–50 кг [1]. При своевременной диагностике и техническом обслуживании ТА возможно снизить топливные потери на 30–40 % и продлить срок службы дизельного двигателя на 15–20 %.
Необходимые операции технического обслуживания указаны в табл. 1.
Несоблюдение рекомендуемой изготовителями периодичности обслуживания ведет к выходу параметров впрыскивания топлива за пределы допустимых величин. Признаки неисправности топливной системы указаны в табл. 2.
Износ элементов топливной аппаратуры приводит к нарушению теплового режима работы двигателя. Своевременное техническое обслуживание, регулировка и ремонт топливной аппаратуры дизелей восстанавливает параметры впрыска топлива и продлевает надежную и безотказную работу дизельного двигателя.
Согласно статье Тузова Н.С. и Попова Е.В. [2] соблюдение правил технической эксплуатации позволяет избежать преждевременных неисправностей и отказов, и, следовательно, повышенных расходов. Пожалуй, самым важным правилом эксплуатации является применение качественного топлива, которое существенно влияет на работу топливной аппаратуры. А от качества работы топливной аппаратуры зависят мощностные и экономические показатели двигателя.
Влияние качества дизельного топлива на ресурс двигателя
Заправка случайно добытым топливом и на недобросовестных автозаправочных станциях (АЗС) способна быстро сократить ресурс дизельного двигателя.
С 01.07. 2006 года,— вступил в действие ГОСТ Р 52368-2005, в точности копирующий EN 590:2009 AUTOMOTIVE FUELS – DIESEL – REQUIREMENTS AND TEST METHODS (MOD). Новый стандарт допускает выпуск дизтоплива трех видов: с содержанием серы 10, 50 и 350 миллиграмм на килограмм топлива: это означает соответствие нормам Евро-5, Евро-4 и Евро-3.
Изменениями, внесенными Коллегией Евразийской экономической комиссии от 25.06.2014 N 95 в технический регламент «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину...», введены следующие сроки выпуска в оборот экологических классов топлива:
Выпуск в обращение и обращение дизельного топлива экологического класса К3 на единой таможенной территории Таможенного союза не допускается. Указанный запрет действует на территориях:
Республики Казахстан – с 1 января 2016 года;
Российской Федерации – с 1 января 2015 года.
Выпуск в обращение и обращение дизельного топлива экологического класса К4 допускается на территории:
Республики Беларусь – по 31 декабря 2014 года;
Российской Федерации – по 31 декабря 2015 года.
Переход на выпуск в обращение и обращение дизельного топлива экологических классов К4 и К5 осуществляется на территории Республики Казахстан не позднее 1 января 2016 года.
Выпуск в обращение и обращение дизельного топлива экологического класса К5 не ограничен.
Таблица 1
Примерный перечень операций и периодичность технического обслуживания ТА дизельных двигателей
|
Профилактическое мероприятие |
Периодичность, км |
|
|
Легковые автомобили и грузовые автомобили малой грузоподъемности |
Автобусы и грузовые автомобили большой грузоподъемности (топливная аппаратура фирмы BOSCH) |
|
|
Проверка, регулировка форсунок |
15000 |
60000 |
|
Замена распылителей форсунок: |
50000 |
150000 |
|
Замена форсунок в сборе: |
150000 |
|
|
Регулировка ТНВД: |
70000 |
120000 |
|
Промывка топливной системы (без демонтажа с автомобиля) специальными жидкостями с использованием профессиональных автоматических двухконтурных установок |
10000–15000 |
10000–15000 |
|
Промывка форсунок с помощью присадки в дизельное топливо «Очиститель форсунок LAVR JetCleanerDiesel» |
3000–5000 |
3000–5000 |
Таблица 2
Типичные неисправности топливной системы дизельного двигателя и необходимые технические воздействия
|
Внешние признаки неисправностей |
Возможные неисправности |
Способ устранения |
|
Затрудненный пуск и неустойчивая работа двигателя |
Нарушение герметичности топливной системы |
Проверить герметичность, при нарушении устранить |
|
Двигатель работает неравномерно, глохнет или не развивает достаточной мощности |
Засорение фильтрующих элементов топливных фильтров |
Промыть или заменить фильтрующие элементы |
|
Двигатель глохнет, не развивает достаточной частоты вращения коленчатого вала |
Отказ в работе топливного насоса |
Снять и разобрать насос, при необходимости заменить детали |
|
Двигатель не развивает необходимой мощности, дымный выпуск |
Закоксовывание деталей КШМ и ГРМ |
Проверить и прочистить |
|
Затрудненный пуск и неравномерная работа двигателя |
Нарушение нормальной работы форсунок |
Снять форсунки и проверить на приборе |
|
Неравномерная и«жесткая» работа двигателя, выпуск черного цвета |
Нарушение угла опережения впрыска топлива |
Проверить и отрегулировать установку угла опережения впрыска |
|
Неравномерная работа двигателя со стуками и дымным выпуском |
Нарушение регулировки ТНВД |
Проверить и отрегулировать равномерность подачи топлива в цилиндры |
|
Двигатель чрезмерно увеличивает частоту вращения, идет «вразнос» |
Нарушение работы регулятора |
Проверить и отрегулировать регулятор или отремонтировать |
|
Двигатель не развивает мощности |
Загрязнение воздухоочистителя |
Промыть или заменить фильтрующий элемент |
Переход на стандарт ЕВРО 5 требует очень серьёзной модернизации нефтеперерабатывающих заводов, особенно в области производства бензина. Нормы по содержанию серы в бензине и дизельном топливе исключительно жёсткие – не более 10 мг/кг, это в 50 раз меньше, чем допускалось стандартом Евро-2. Отработавшие газы при сжигании такого топлива гораздо менее токсичны, что весьма актуально, особенно для крупных городов.
Какого качества топливо поступает в баки автомобилей?
По информации, размещенной на официальном сайте города Иркутска [3], в октябре-ноябре 2014 года эксперты проверили химический состав бензина и дизельного топлива на 25 АЗС Иркутска. На 13 из них топливо не соответствовало нормам. Во всех зафиксированных случаях нарушений массовая доля серы значительно превышает нормы. Во многих случаях увеличение содержания в дизельном топливе бензиновых фракций.
Так, по статистике, при увеличении содержания серы с 0,2 до 0,5 % (а 0,5 % – это предельный уровень по старому ГОСТ 305-82), износ двигателя возрастает примерно на 25 %.
Современные высокофорсированные дизели в большей мере подвержены сернистой коррозии, чем двигатели старых конструкций. При работе современного дизеля на топливе, содержащем повышенное количество серы, образуется заметно больше твердого и плотного нагара. Повышенное содержание серы заметно увеличивает износ двигателя и топливной аппаратуры из-за сернистой коррозии, коррозионного износа и быстрого окисления масла. Поэтому в моторном масле для современных дизелей увеличенное содержание моющих и диспергирующих присадок. А быстрое окисление масла при работе на высокосернистых топливах требует его более частой замены. Из-за чего срок смены масла для России рекомендуется сокращать вдвое по сравнению с европейскими инструкциями.
По информации пятой международной конференции «Дизель 2015» на российском рынке автомобильного топлива присутствует большая доля суррогата, которая растет из года в год, несмотря на усилия государства и нефтяных компаний. По итогам 2014 г. «Газпром нефть» оценивает долю суррогата от общего объема потребляемого в России дизельного топлива в 31 %. При этом проблема распространяется как на оптовый, так и на розничный рынки, где независимые от нефтяных компаний нефтебазы и АЗС осуществляют реализацию суррогатных топлив.
Применение суррогатного топлива, состав которого непредсказуем, ведет к снижению ресурса двигателя и ухудшению экологии.
Например, применение топлива с низким цетановым числом приводит к увеличенному периоду задержки или запаздыванию самовоспламенения. В этом случае в камере сгорания накапливается большая масса топлива, которая затем мгновенно сгорает (взрывное горение). При этих условиях давление в цилиндре нарастает скачкообразно, происходит жесткая работа дизеля (слышится металлический стук), вследствие этого происходит большая нагрузка на коренные подшипники, повышается их износ и более быстрый выход из строя. Кроме того увеличивается расход топлива и дымность отработавших газов
Применение присадки типа DieselCetan + позволяет повысить цетановое число дизельного топлива на 5 единиц. Обычно необходимая концентрация подобных присадок не превышает 0,2–0,5 % , причем 1 литр топлива будет стоить дороже на 0,3–0,4 руб. Но при регулярной эксплуатации с использованием подобной присадки увеличится ресурс двигателя.
Для увеличения срока службы топливной аппаратуры необходимо внимательно относиться к вопросам транспортировки, хранения и заправки двигателя топливом, принимая меры к тому, чтобы не только получить топливо соответствующей марки, но и не загрязнить его. Соблюдение соответствующих мер предосторожности следует считать не менее важным вопросом, чем выбор сорта топлива для двигателя. Исследованиями центрального научно-исследовательского института министерства путей сообщения (ЦНИИ МПС) установлено, что основная причина быстрого выхода из строя топливного насоса -применение загрязненного топлива, из-за чего рабочие поверхности прецизионных деталей насосных элементов (плунжеры со втулками, клапаны с седлами) быстро изнашиваются. Самые мелкие механические примеси – до 0,002 мм (2 мкм) вызывают износ направляющих поверхностей прецизионных деталей. Попадая в зазор между плунжером и втулкой, иглой и ее направляющей, они наносятна их поверхности риски. Примеси в топливе размером около 0,01 мм (10 мкм) вызывают износ уплотняющих поверхностей, например, седла иглы форсунки клапанов и пр. Более крупные частицы (около 0,15–0,25 мм в поперечнике) засоряют распыливающие сопловые отверстия форсунки. Однако частицы такого размера редко могут попасть в форсунку, разве только при неисправностях фильтрующих устройств.
Таблица 3
Примерные затраты на обслуживание и ремонт
|
Вид обслуживания или ремонта |
Стоимость, тыс. руб |
|
|
4х цилиндровый двигатель легкового автомобиля объемом до 3х литров |
6ти цилиндровый двигатель грузового автомобиля |
|
|
Промывка топливной системы (без демонтажа с автомобиля) специальными жидкостями |
2–2,5 |
2,5–3,5 |
|
Промывка форсунок с помощью присадки в дизельное топливо «Очиститель форсунок LAVR Jet Cleaner Diesel» |
0,2 на 60 литров топлива |
0,2 на 60 литров топлива |
|
Раскоксовка поршневых колец жидкостью LAVR (ЛАВР) МЛ-202 |
0,25–0,5 |
0,25–0,5 |
|
Ремонт одной форсунки с заменой распылителя |
1,97–2,95 |
2,4–4,35 |
|
Текущий ремонт ТНВД |
16,7–19,3 |
24,5–76,5 |
Экономические показатели
Чем оборачивается заправка некачественным топливом можно видеть на простом примере. В компанию «Дизель – Сервис» обратился владелец грузового автомобиля Freightliner LD-120 с шестицилиндровым двигателем Cummins M11. Заправив автомобиль «левым» топливом водитель «сэкономил» 3000 рублей. Для восстановления топливной аппаратуры (замена и регулировка насос форсунок) понадобилось затратить 80 тыс. руб. Причина – в топливе присутствовали грязь и вода – самые злейшие враги ТА.
В рамках короткой статьи трудно дать оценку результатов грамотной и неграмотной эксплуатации дизельных двигателей. На разных автомобилях устанавливается топливная аппаратура различной конструкции, имеющая свои особенности эксплуатации. Стоимость обслуживания и ремонта очень сильно различается. По накопленному опыту известно, что несоблюдение регламента технического обслуживания может иметь следующие последствия:
– сокращение ресурса ТА минимум в два раза, так как нагар на прецизионных деталях ТА резко увеличивает их износ;
– нарушение параметров впрыска приводит к повышению расхода топлива минимум на 6 %, снижению мощности двигателя, а также уменьшению наработки на неисправность и отказ, потребуется текущий ремонт кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов двигателя, а также впускного и выпускного трактов из-за повышенного нагарообразования и нарушения теплового режима;
– длительная эксплуатация двигателя с неисправными распылителями форсунок обычно приводит к прогоранию камер сгорания;
– износы плунжерных пар ТНВД, обычно сопровождающиеся затруднением запуска горячего двигателя.
Стоимость и качество ремонта значительно зависят от стоимости устанавливаемых запасных частей.
Примерные затраты на обслуживание и ремонт приведены в табл. 3.
Для оценки эффективности технической эксплуатации автомобилей в предприятии необходим четкий учет и анализ абсолютно всех затрат и полученных доходов.