Тнвд утн 5 – Ремонт ТНВД МТЗ (Д-240) и устройство. Установка насоса ТНВД (4УТНИ-1111005-20) на МТЗ Д-240 и где купить насос — Гидравлика | Продажа

Содержание

Топливный насос УТН-5. Устройство и принцип действия

Топливный насос УТН-5 в конструктивном отношении подобен топливным насосам типа 4ТН-8,5 х 10. Его устанавливают на двигателях Д-50, Д-50Л и Д-37М.

Для снижения металлоемкости корпус и некоторые другие детали насоса изготовлены из алюминиевого сплава. Чтобы уменьшить размер насоса и повысить жесткость конструкции, расстояние между осями плунжеров сокращено до 32 мм против 40 мм у топливных насосов 4ТН-8,5 х 10, соответственно уменьшено расстояние между опорами кулачкового вала. Применение новых материалов и сокращение размеров позволило при сохранении взаимозаменяемости снизить вес топливного насоса УТН-5 в два раза и длину — в полтора раза по сравнению с насосом 4ТН-8,5х10. При этом почти для 32% деталей сохранена взаимозаменяемость. Топливный насос является унифицированной моделью. На базе его секций может быть создан топливный насос с числом секций от одной до восьми.

Топливный насос УТН-5

Рис. Топливный насос УТН-5: 1 — подкачивающий насос; 2 — сапун; 3 — отсечной канал; 4 — перепускной клапан; 5 — пружина; 6 — нажимной штуцер; 7 — прокладка; 8 — нагнетательный клапан; 9 — втулка плунжера; 10 — подводящий канал; 11 — штифт; 12 — поворотная гильза; 13 — верхняя тарелка; 14 — пружина плунжера; 15 — болт толкателя; 16 — фиксирующий винт; 17 — толкатель плунжера; 18 — сливная трубка; 19 — кулачковый вал; 20 — рейка; 21 — стяжной винт; 22 — зубчатый венец; 23 — плунжер.

Головка топливного насоса УТН-5 отлита заодно с корпусом, к которому спереди присоединена чугунная плита для крепления насоса к двигателю. С задней стороны находится фланец для крепления регулятора.

На плунжерах 23 имеется по две спиральные канавки, благодаря которым уравновешиваются боковые давления топлива на плунжер, возникающие в процессе впрыска. Устранение одностороннего действия сил в момент впрыска снижает износ плунжерных пар и удлиняет срок их службы.

Втулка плунжера фиксируется от проворачивания штифтом 11, который входит в паз втулки. Выпадение штифтов предотвращает крышка люка.

Нагнетательный клапан 8, пружина 5 и нажимной штуцер 6 устроены подобно соответствующим деталям топливного насоса 4ТН-8,5 х 10. Под нажимным штуцером установлена капроновая прокладка 7.

Давление открытия нагнетательного клапана должно быть в пределах 1,4—1,6 Мн/м2 (14—16 кГ/см2) по сравнению с давлением 0,8 Мн/м2 (8 кГ/см2) у насосов 4ТН-8,5 X10. Подачу топлива изменяют поворотом плунжера. Вместо поводка с хомутиком, как это сделано в насосе 4ТН-8,5 х 10, в насосах УТН-5 механизм поворота включает в себя рейку 20 и зубчатые венцы 22. На втулки 9 плунжеров надеты поворотные гильзы 12 с зубчатыми венцами 22.

На гильзах в определенных положениях закреплены разрезные зубчатые венцы. Поворотная гильза имеет внизу два продольных паза, в которые плунжер заходит выступами. На гильзу надета пружина 14 плунжера. При помощи верхней тарелки 13 она упирается в корпус насоса, а нижним концом через нижнюю тарелку — в болт 15 толкателя.

Зубчатые венцы постоянно сцеплены с рейкой, которая может перемещаться в двух бронзовых втулках. От вращения вокруг своей оси она удерживается стопорным винтом (в более поздних выпусках отсутствует). Усилие, необходимое для перемещения рейки, не должно превышать 2,5 н (0,25 кГ).

При перемещении рейки зубчатый венец поворачивается вместе с гильзой 12, которая повертывает плунжер и тем самым изменяет величину подачи.

Толкатель 17 плунжера фиксируется винтом 16, который своим концом заходит в паз в корпусе толкателя. Ширина паза равна 4.4 мм. Ролики толкателя смонтированы на плавающей оси.

Величину угла начала подачи изменяют так же, как в насосах 4ТН-8,5 х 10.

Кулачковый вал 19 имеет симметричные кулачки тангенциального профиля, обеспечивающие ход плунжера 8 мм, против 10 мм у топливных насосов типа 4ТН-8,5 х10. Уменьшение расстояния между опорами кулачкового вала и снижение хода плунжера снизило вибрации и инерционные нагрузки. Осевой разбег кулачкового вала находится в пределах 0,1—0,25 мм.

На переднем конце вала между упорной шайбой и маслоотражателем помещены регулировочные прокладки, позволяющие изменять величину осевого разбега. Устанавливают одну толстую и шесть тонких прокладок.

На кулачковом валу между вторым и третьим кулачками находится эксцентрик, приводящий в движение подкачивающий насос 1. Эксцентрик сообщает рабочий ход поршню подкачивающего насоса 6.5 мм против 10 мм у насосов типа 4ТН-8,5 х 10.

Корпус топливного насоса сообщается с атмосферой сапуном 2, в котором установлен фильтр для очистки воздуха. Фильтр изготовлен из эластичного полиуретанового паропласта.

Подачу топлива каждой насосной секцией регулируют поворотом соответствующей гильзы 12 относительно зубчатого венца. Прежде чем повернуть гильзу, необходимо ослабить стяжной винт 21.

Устройство подкачивающей помпы насоса УТН-5 подобно устройству подкачивающей помпы топливного насоса типа 4ТН-8,5 х 10.

Подкачивающий насос (помпа) топливного насоса УТН-5

Рис. Подкачивающий насос (помпа) топливного насоса УТН-5: 1 — насос ручной подкачки; 2 — пружина впускного клапана; 3 — впускной клапан; 4 — толкатель; 5 — стержень толкателя; 6 — направляющая втулка; 7 — поршень; 8 — пружина толкателя; 9 — корпус; 10 — нагнетательный клапан; 11 — футорка.

В чугунном корпусе 9 насоса помешен поршень 7, который приводится в движение толкателем 4, представляющий собой цилиндр, изготовленный из стали ШХ-15. Пружиной он прижимается к эксцентрику кулачкового вала топливного насоса. Стержень 5 толкателя перемещается во втулке, ввернутой в корпусе насоса.

Пара стержень—втулка представляет собой прецизионную пару, предотвращающую перетекание топлива из подкачивающего насоса в корпус топливного насоса.

Впускной и нагнетательный клапаны грибовидного типа, изготовлены из капрона. В качестве направляющей впускного клапана служит корпус ручного насоса, а нагнетательного — футорка 11. Клапаны прижимаются пружинами к стальным втулкам, запрессованным в чугунный корпус.

Насос ручной подкачки взаимозаменяем с насосами, применяемыми на топливных насосах типа 4ТН-8,5 х 10.

устройство, схема, принцип работы, характеристики

Основным узлом топливной системы дизельного двигателя является топливный насос высокого давления — ТНВД . Функцией узла является создание рабочего давления в системе, дозированная подача топлива к распылителям синхронно циклам работы двигателя в начале такта сжатия в каждый отдельный цилиндр с учётом режимов работы силового агрегата. Техническое состояние и регулировка узла  прямо влияет на работу дизеля и создаваемую им мощность.

Топливный насос высокого давления

ТНВД трактора МТЗ 80

Трактора мтз 80(82) оснащаются ,в зависимости от года выпуска, топливными насосами в ранних комплектациях УТН 5  и более поздних 4 УТНИ,4 УТНМ производства Ногинского завода топливной аппаратуры. По классификации данные узлы являются механическими со всережимным регулятором и корректором, имеют одинаковый принцип работы и конструкцию. Топливный насос трактора МТЗ 80 (82) установлен с левой стороны машины в передней части моторного отсека. Механический привод узла осуществляется через газораспределительную шестерню от коленчатого вала двигателя.

Марки ТНВД для тракторов МТЗ

Марка двигателя ММЗ Марка ТНВД старой комплектации Марка ТНВД новой комплектации
Д-240 4 УТНМ-1111005 4 УТНИ-1111005-20
Д-243 4 УТНМ-1111005-110 4 УТНИ-1111005-20
Д-241 4 УТНМ-1111005-10 4 УТНИ-1111005
Д-242 4 УТНМ-1111005-20 4 УТНИ-1111005-10
Д-244 4 УТНМ-1111005-100-01 4 УТНИ-1111005-30
Д-245 4 УТНМ-Т-1111005 4 УТНИ-Т-1111005
Д-245.3, Д-245.2 4 УТНМ-Т-1111005-30 4 УТНИ-Т-1111005-30
Д-245.4, Д-245.5
4 УТНМ-Т-1111005-20
4 УТНИ-Т-1111005-20
Д-245Л-83, Д-245.1 4 УТНМ-Т-1111005-40 4 УТНИ-Т-1111005

Принцип работы топливного насоса МТЗ

Нагнетание топлива и создание рабочего давления осуществляется возвратно-поступательной работой плунжерных пар. В состав пары входит цилиндрическая втулка 4 и плунжер 3, выполняющий функцию поршня. Движение плунжерам передаётся вращением кулачкового вала 1 узла через толкатели 2. Всасывание топлива осуществляется из питающего канала в корпусе узла в надплунжерную полость через окно В во втулке при движении плунжера вниз. При набегании кулачка вала на толкатель , плунжер движением вверх и созданным импульсом давления, открывает нагнетательный клапан Е и пропускает дозированную порцию топлива непосредственно к распылителю.

схема работы плунжерной пары

схема работы плунжерной пары

Детали пары не имеют дополнительных компрессионных уплотнителей и давление создают за счёт высокоточной индивидуальной подгонки с точностью до микрона ( 1 микрометр= 1 метр* 10̄̄̄̄ ̄⁶). В технической терминологии такие пары называются прецизионными и при эксплуатации пары деталей разукомплектовывать запрещено.

В технических учебных заведениях преподаватели для демонстрации подтверждения высокоточной подгонки прецизионной пары показывают небольшой опыт, основанный на принципе действия коэффициента теплового расширения материалов:

  • Поршень – плунжер оставляют в руке, передавая детали температуру тела, а цилиндр-втулку плунжерной пары выносят на улицу с температурой ниже 0˚С .
  • Затем по истечении 10 мнут части пары получают разницу температуры 36 — 40˚С, при этом втулка в границах коэффициента расширения под действием холода уменьшает свои линейные размеры, а плунжер от тепла руки увеличивает.
  • В момент достижения потенциала разности температур преподаватель показывает невозможность вхождения плунжера в цилиндр втулки, тем самым доказывая высокую точность подгонки деталей.

Устройство ТНВД трактора МТЗ 80(82)

УТН 5 и 4 УТНИ представляют собой узел с рядным расположением четырёх секций плунжерных пар с присоединённым регулятором и подкачивающей помпой для преодоления сопротивления прохода топлива через фильтры при заполнении системы. Механизм насоса помещён в алюминиевом корпусе, к передней части которого присоединена чугунная плита для монтажа узла к двигателю. Задний фланец насоса соединяется с регулятором. Кулачковый вал вращается на двух подшипниках. Деталь имеет четыре кулачка для привода плунжеров и один эксцентрик для подкачивающего насоса системы.

Топливный насос МТЗ

Устройство ТНВД УТН 5

В задней части насоса размещён перепускной клапан, который пропускает лишне топливо, подаваемое подкачивающим насосом в его всасывающую полость. Таким образом, давление в головке топливного насоса поддерживается в пределах  0,07- 0,12 мПа обеспечивая бесперебойную подачу к плунжерным парам. В четырёх вертикальных сверлениях корпуса, расположенных в ряд, установлены толкатели с секциями плунжерных пар, каждая из которых работает как отдельный насос.

Секции оборудованы поворотным механизмом плунжера для осуществления изменения количества подачи топлива в автоматическом режиме при взаимодействии с регулятором. Для осуществления поворота каждая пара оснащена поворотной гильзой 14 с зубчатым венцом 6, который зацепляется с рейкой, связанной с регулятором насоса. На гильзу одета возвратная пружина 8 с упорными тарелками 7 и 12 нижняя часть, которой упирается в болт 11 толкателя 10, а верхняя в корпус насоса.

Корпус насоса оборудован боковым люком для регулировки подачи топлива отдельной секцией и контрольным отверстием с резьбовой пробкой для проверки уровня моторного масла в узле. В крышке регулятора установлен сапун с фильтрующим воздух элементом для сообщения внутренней полости насоса с атмосферой. В нижней части регулятора размещена сливная пробка.

Плунжерная пара

В состав каждой секции входит цилиндрический плунжер 13 со втулкой 5, выполняющей функцию цилиндра. Пара выполнена с высоколегированной термически закалённой стали, обеспечивающей повышенную прочность и плотность прилегания рабочих поверхностей. Верхняя часть втулки имеет утолщённое тело для устойчивости к высоким нагрузкам действующего созданного давления и имеет выступ для посадки в корпус. Втулка оборудована двумя окнами 18 и 19, через одно всасывается топливо в надплунжерную полость, а другое выполняет перепускную функцию для отсекания порции топлива. Оба окна соединены с продольными каналами в корпусе насоса. Для противодействия проворачиванию деталь фиксируется штифтом. Верхний торец втулки оборудован полированным седлом, к которому прижат отдельный нагнетательный клапан К секции.

детали секции ТНВД

Детали секции ТНВД

Каждый плунжер имеет две спиральные симметрично расположенные проточки. Одна предназначена для регулировки количества, подаваемого плунжером топлива путём поворота детали без изменения хода. При совпадении кромок перепускного окна втулки и проточки плунжера давление в надплунжерной полости  резко падает и подача топлива через нагнетательный клапан к форсунке прекращается. Вторая проточка предназначена для обеспечения выравнивания  удельного давления топлива, действующего на боковую поверхность плунжера при рабочем ходе детали. Таким образом,  устраняется одностороннее действие сил во время впрыска, что значительно увеличивает рабочий ресурс прецизионной пары. В нижней части плунжера находится кольцевая проточка, в которую собирается просочившееся топливо из нагнетательной полости. Собранное  топливо в проточке обеспечивает смазку пары. Основание плунжера оборудовано двумя выступами для управления его поворотом и упорной головкой для тарелки возвратной пружины.

Нагнетательный клапан

Клапан служит для разделения нагнетательной полости пары и трубки высокого давления идущей к форсунке, а также для резкого снижения давления в топливопроводе в конце подачи горючего плунжером. Это обеспечивает резкое прекращение подачи топлива  без подтекания форсунки в конце впрыска. Детали клапана изготовлены из высокопрочной легированной стали индивидуально подобраны и тщательно притёрты. Разукомплектование деталей клапана при замене или ремонте, так как и плунжерной пары не допускается. Пружина, установленная сверху, прижимает пояски клапана к седлу и старается держать его в закрытом состоянии. Выше основного пояска, отделяющего надплунжерное пространство от трубопровода проточена разгрузочная канавка, которая при закрытии клапана забирает на себя часть топлива, находящегося в трубопроводе. Таким образом, снижается давление в трубке, что обеспечивает резкое прекращение впрыска.

нагнетательный клапан тнвд

Устройство нагнетательного клапана ТНВД

Подкачивающая помпа топливного насоса

В отдельном чугунном корпусе помпы размещён поршень, приводимый в движение толкателем из прочной легированной стали. Толкатель прижимается пружиной к приводящему его в движение эксцентрику кулачкового вала насоса. Стержень 13 толкателя двигается во втулке, ввёрнутой в корпус. Детали являются прецизионной парой и выполняет функцию основного рабочего органа подкачивающего устройства. Впускной и нагнетательный клапаны изготовлены из капрона. Направляющей впускного клапана является корпус 8 ручного подкачивающего устройства, а нагнетательного корпус 19. Клапаны прижаты пружинами к стальным втулкам, запрессованным в корпус устройства.

подкачивающий насос ТНВД

устройство подкачивающей помпы ТНВД

Всережимный регулятор топлива насоса

Автоматическое изменение количества подаваемого насосом регулируется устройством в зависимости от действующей нагрузки на двигатель. Принцип работы регулятора заключается во взаимодействии грузов размещённых на конце кулачкового вала насоса через муфту на систему тяг, связанных с поворотной зубчатой рейкой, управляющей поворотом плунжеров.

механизм регулятора УТН 5

Механизм регулятора УТН 5

Ступица с четырьмя грузами 6 и муфта регулятора 5 с упорным подшипником 26 установлена на хвостовике кулачкового вала. На оси в нижней части корпуса регулятора установлены шарнирно соединённые основная 23 и промежуточная 22 тяги. Верхний конец промежуточной тяги связан с рейкой 11 ТНВД  через тягу 14. Промежуточная тяга оборудована автоматическим корректором топливоподачи 20, который состоит из корпуса и размещённым в нём подпружиненного штока 17. Пружина 10 корректора-обогатителя связывает промежуточную тягу 22 и рычаг 9. Пружина 10 создаёт усилие, поворачивая тягу 9 для обогащения в пусковом режиме. Верхний край основной тяги 23 соединён пружиной 15 с рычагом 9 через серьгу 13, который жёстко соединён с осью рычага управления 29.

Задняя стенка оборудована ввёрнутым регулировочным болтом  19«наминала», который ограничивает амплитуду перемещения основной тяги 23 в сторону увеличения подачи топлива. Таким образом, ограничивается часовая производительность насоса. Болтом 18 регулируют остановку подачи топлива. В опорный прилив корпуса регулятора ввёрнут специальный болт 32, который ограничивает угловой поворот рычага управления 29, а следовательно, и частоту вращения двигателя. 

Работа регулятора ТНВД

Параметры режимов работы регулятора устанавливаются путем регулировки механизма устройства и должны соответствовать эксплуатационным показателям силового агрегата согласно данным завода производителя.

Режим пуска

Рычаг управления 29 устанавливают в сторону максимальной скорости вращения до упора в болт 32. Рычаг 9 растягивает одновременно две пружины 10 обогатителя и 15 регулятора. Пружина 15 прижимает  основную тягу 23 к головке регулировочного болта «наминала» 19, а пружина 10 обогатителя подаёт промежуточную тягу 22 с тягой 14 в сторону передвижения рейки для увеличения подачи топлива. (рис I) С увеличением частоты вращения после запуска двигателя, грузы на конце вала под действием центробежных сил расходятся и преодолевая усилие основной пружины 15  и обогатителя 10, передвигают муфту 5 назад. При этом тяга 22 перемещается, действуя на рейку насоса через тягу 14 в сторону уменьшения подачи топлива до установки оборотов холостого хода. (рис. II)

регулятор ТНВД

Схема работы режимов работы регулятора ТНВД

Рабочий режим

В случае достижения максимальной частоты вращения двигателем центробежная сила грузов регулятора уравновешивается пружиной 15 и рейка занимает промежуточное положение. При этом шток корректора 17 находится в утопленном состоянии, пружина обогатителя 10 сжата, тяги 22 и 23 прижаты друг к другу и работают как одно целое.(рис. II)

При увеличении нагрузки на двигатель до номинальной частота вращения уменьшается, вследствие этого центробежная сила на грузах снижается и муфта перестаёт воздействовать на промежуточную тягу 22. Основная тяга  23 при этом упирается в головку болта «наминала» и  под действием пружины 15 перемещают рейку насоса в сторону увеличения подачи топлива.(рис III)

всережимный регулятор ТНВД

Схема работы режимов работы регулятора ТНВД

С достижением уровня номинальной частоты вращения устанавливается подвижное равновесие механизма регулятора. Усилие пружины 15 уравновешивают центробежные силы грузов, а основная тяга 23 касается головки болта «номинала».

При возникновении кратковременной нагрузки, превышающей номинальную, частота вращения двигателя  и насоса резко снижается. Сила действия грузов на промежуточную тягу 22 падает. В этом случае пружина 7 в корректоре выталкивает шток 7 и упирается в основную тягу 23, в следствие чего, промежуточная тяга 22 вместе с рейкой под действием пружины 15 перемещается в сторону увеличения подачи топлива. Таким образом, крутящий момент двигателя возрастает и преодолевает нагрузку. (рис IV)

Корректировка  подачи топлива при преодолении временных нагрузок в сравнении с подачей при номинальных оборотах  происходит в пределах 15-22% и зависит от степени выхода штока из корпуса корректора, а также от степени натяжения пружины 14.

Режим остановки двигателя

Для остановки рычаг 29 управления переводят до конца в направлении часовой стрелки. При этом рычаг 9 под действием пружины регулятора 15 передвигает основную тягу 23 к задней стенке корпуса регулятора. Упираясь в ограничительный болт 18, тяга 23 увлекает за собой промежуточную тягу 22 и соответственно рейку насоса  назад в сторону выключения подачи топлива.

Технические характеристики ТНВД для  МТЗ 80 82

Показатели УТН 5 4 УТНИ 4 УТНМ
Диаметр плунжера мм 8,5 9 9
Ход плунжера мм 8 10 8
Номинальная частота вращения вала ТНВД об/мин 1100 1100 1100
Частота вращения, соответствующая холостому ходу дизеля об/мин 1170 1160 1160
Частота вращения начала работы регулятора об/мин 1115 1115-1125 1115-1125
Частота вращения максимального крутящего момента об/мин 850 850 850
Частота вращения прекращения коррекции об/мин 1040-1100 1040-1100 1030-1090
Цикловая подача топлива при 40-50 об/мин. кулачкового вала ммᶾ/цикл 120 140 140
Частота вращения автоматического выключения подачи топлива к форсункам об/мин 950 1210 1250
Неравномерность подачи топлива секциями %  мин. частоте вращения/максимальной частоте 6/30 6/30 6/30
Угол начала подачи топлива секцией по мениску до ВМТ( по профилю кулачка) 57 57 57

Обслуживание ТНВД

В регламентные мероприятия по уходу за узлом входят:

  • Проверка уровня масла в корпусе ТНВД производится через каждые 60 часов работы.
  • Замена масла осуществляется с периодичностью 240 рабочих часов.
  • Через каждые 960 часов производят проверку насоса на специальном стенде.

В процессе диагностики ТНВД проверяют следующие параметры:

  • давление, создаваемое отдельной секцией
  • производительность отдельной секции
  • равномерность подачи топлива секциями
  • производительность секций в режиме коррекции
  • режимы работы регулятора

При выявлении несоответствия технических параметров, выдаваемых узлом в процессе проверки, производят регулировку или при необходимости ремонт узла с заменой, вышедших из строя деталей. Для осуществления ремонта, а также правильной настройки узла необходима соответствующая материальная база и специалист соответствующей квалификации.

ТНВД УТН-5 дизельного двигателя Д-240 трактора МТЗ-80

РЕМОНТ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ И СПЕЦТЕХНИКИ
Запасные части, техническое обслуживание и регулировки

______________________________________________________________________________________________

Топливный насос высокого давления УТН-5 двигателя Д-240 устанавливают на тракторах МТЗ-80, 82.

Основная отличительная особенность конструкции этого насоса состоит в том, что плунжер поворачивается во втулке для изменения цикловой подачи с помощью зубчатого венца, находящегося в зацеплении с рейкой.

ТНВД Д-240 выпускают в правом и левом исполнении и различают по расположению подкачивающего насоса и конструкции фланца крепления. Корпус топливного насоса (25 рис. 1) изготовлен из алюминиевого сплава. Горизонтальная перегородка делит его на две полости.

Рис 1. ТНВД УТН-5 трактора МТЗ-80,82

В нижней части топливного насоса находится кулачковый вал 1 с кулачками привода насосных секций и эксцентриком привода подкачивающего насоса, а в верхней — насосные секции.

В отверстиях перегородки против кулачков находятся толкатели 2 с регулировочными винтами 12. От проворачивания толкатели удерживаются винтами 14, попарно зашплинтованными проволокой.

Кулачковый вал вращается на двух шарикоподшипниках. Размещение кулачков на валу соответствует порядку работы цилиндров 1-3-4-2.

В верхней части корпуса ТНВД УТН-5 трактора МТЗ-80, 82 предусмотрены продольные каналы 4 и 9.

Они соединены между собой и образуют П-образный канал, который одним топливопроводом подсоединяется к фильтру тонкой очистки топлива (подводится топливо), а вторым — к подкачивающему насосу (перепуская часть топлива из канала при повышении давления свыше 0,07-0,12 МПа). Перепускной клапан вмонтирован в штуцер 21 крепления топливопровода.

Снаружи к корпусу насоса крепятся подкачивающий насос, регулятор, плита 24 крепления насоса и установочный фланец 23. К каждому штуцеру 6 секции накидной гайкой присоединяется топливопровод высокого давления, по которому топливо подается к форсунке.

Насос приводится в действие от шестерни коленчатого вала через промежуточную шестерню и шестерню 29 привода насоса, которые соединяются между собой по меткам.

Шестерня привода топливного насоса Д-240 имеет вдвое больше зубьев, чем шестерня коленчатого вала, поэтому за два оборота вала двигателя вал насоса делает один оборот. Шестерня привода насоса вращается на ступице фланца 23.

Втулка шестерни и рабочая поверхность ступицы смазывается маслом, которое подводится по каналам 22. С валом насоса шестерня соединяется посредством шлицевого фланца 31, который крепится к шестерне болтами, и шлицевой втулки 16, которая устанавливается на шпонке вала насоса и крепится глухой гайкой 17.

Соединение шлицевой втулки с шлицевым фланцем возможно только в определенном положении, так как фланец имеет один широкий (слепой) шлиц, а втулка — соответствующий паз.

Благодаря этому можно снимать и устанавливать топливный насос, не нарушая угла опережения начала подачи топлива. После установки (отремонтированного или нового) ТНВД УТН-5 на двигатель Д-240 этот угол проверяют и при необходимости корректируют.

Для этого в торце ступицы шестерни 29 предусмотрены два диаметрально противоположных ряда отверстий с резьбой (по семь или восемь отверстий).

Угол между двумя соседними отверстиями 22°30″. Такие же два ряда отверстий имеются и на шлицевом фланце 31, но угол между их отверстиями 21°. Во время соединения средних отверстий фланца и шестерни (по меткам 30) остальные отверстия не совпадают.

Первые отверстия справа и слева от болта крепления фланца к шестерне не совмещаются на 1°30′ и четвертые — от 6°.

Если фланец повернуть до совмещения его последующего отверстия с соответствующим отверстием шестерни, вместе с фланцем повернется вал насоса на 1°30′, а момент начала подачи топлива секциями насоса топливного насоса изменится на 3° по коленчатому валу.

Таким образом, если фланец с шестерней соединены по меткам, то совмещая последующие одноименные отверстия фланца и шестерни после их разъединения, можно изменить угол начала подачи топлива на 3, 6,9 и 12° (при восьми отверстиях в ряду) по коленчатому валу.

Если совмещать отверстия, смещая фланец в сторону вращения шестерни 29 (на фланце имеется метка «+»), угол начала подачи топлива увеличивается, а против вращения (метка «-» на фланце) — уменьшается.

Плунжер 13 (рис. 2) и гильза 5, нагнетательный клапан 3 и седло изготовлены из высококачественной стали и тщательно притерты друг к другу.

Рис. 2. Топливный насос УТН-5: плунжер, гильза, клапан, седло

Гильза имеет два отверстия. Верхнее отверстие 19 предназначено для впуска, а нижнее 18 — для перепускания топлива.

Относительно корпуса гильза фиксируется штифтом. У плунжера ТНВД УТН-5 МТЗ-80, 82 предусмотрены винтовой паз 17 и два отверстия — осевое и радиальное, посредством которых паз сообщается с надплунжерным пространством. Кольцевая выточка в нижней части плунжера обеспечивает лучшую смазку плунжерной пары топливом.

Пружина 8 через тарелку 12, которая удерживается заплечиком плунжера, прижимает плунжер к регулировочному винту толкателя. Верхним заплечиком с лысками плунжер соединяется с поворотной втулкой 14.

Она свободно надевается на нижнюю часть гильзы 5 и через зубчатый венец 6 соединяется с рейкой 16. В случае перемещения рейки зубчатый венец поворачивает относительно гильзы поворотную втулку и плунжер 13. При этом кромка винтового паза 17 приближается к перепускному отверстию 18 гильзы или удаляется от него. Рейка действует на зубчатые венцы всех секций.

Над гильзой 5 находится седло 4 с нагнетательным клапаном 3 и пружиной 1. Клапан насоса УТН-5 способствует лучшему распылению топлива форсункой, обеспечивая быстрое нарастание давления топлива в начале его впрыскивания и резкое его снижение в конце.

Седло клапана прижимается к торцу гильзы штуцером 2, завинченным в резьбовое отверстие корпуса. Для уплотнения резьбового соединения между фланцем седла и торцом штуцера имеется капроновая прокладка. Резьба на седле предназначена для его демонтажа при помощи съемника.

Клапан имеет направляющую часть Н с пазами для прохода топлива, цилиндрический разгрузочный поясок П и запорный конус К. Поясок и конус притерты к седлу.

При нахождении плунжера топливного насоса в нижнем положении (рис. 3, а), т.е. когда на толкатель не давит кулачок приводного вала, рабочая полость гильзы сообщена с впускным отверстием 3, через которое она заполняется топливом из канала 4.

Рис.3. ТНВД МТЗ-80, 82 — положения плунжера

Вращение кулачкового вала топливного насоса обуславливает давление кулачка на толкатель (рис. 3, б) и движение вверх плунжера 1. Топливо из уменьшающегося надплунжерного пространства вытесняется обратно в канал 4 до тех пор, пока плунжер верхней кромкой не перекроет отверстие 3.

При последующем движении плунжера вверх происходит сжатие топлива в изолированном пространстве, и как только давление на нагнетательный клапана 6 снизу станет большим, чем давление на него пружины 8 сверху, клапан отодвигается от седла, открывая путь топливу по трубопроводу высокого давления к форсунке (рис. 3, в).

Подача топлива продолжается до тех пор, пока винтовой паз на плунжере через осевой канал не соединит надплунжерную,полость (с давлением 30…50 МПа) и канал 8 (с давлением 0,1 МПа).

Вследствие разности давления топливо перетекает в перепускной канал (рис. 3, г), давление в надплунжерной полости падает и, когда оно становится меньше давления на нагнетательный клапан сжатой пружины, клапан прижимается к седлу 7.

Подача топлива в топливопровод прекращается. Доза подаваемого топлива к форсунке зависит от расстояния, которое пройдет плунжер от момента перекрытия впускного отверстия 3 до момента открытия перепускного отверстия 9 винтовым пазом.

Указанное расстояние в процессе работы двигателя можно изменять, поворачивая плунжер насоса УТН относительно продольной оси.

Для этой цели предусмотрен зубчатый венец 26 (см. рис.1), соединенный с рейкой, которая с помощью системы тяг и рычагов соединена с педалью и рычагом на рабочем месте тракториста.

При перемещении рейки зубчатые венцы всех секций поворачиваются, и подача топлива изменяется (неравномерность подачи отдельными секциями допускается до 3%).

Таким образом начало подачи топлива к форсунке ТНВД Д-240 определяется моментом, когда плунжер перекрывает впускное отверстие, а конец — когда кромка винтового паза достигает перепускного канала. Доза регулируется изменением длины хода плунжера до начала перепуска топлива (отсечки).

Нагнетательный клапан отделяет надплунжерное пространство от топливопровода высокого давления, сохраняя внутри последнего столб топлива, находящийся под давлением.

Благодаря этому в начале подачи импульс давления распространяется от плунжера к форсунке топливного насоса скоростью звука в топливе (примерно 1500 м/с).

Это создает условия для своевременного и четкого начала впрыска при каждой новой подаче топлива. Если остаточное давление в топливопроводе будет слишком высоким, форсунка не сможет четко прекращать впрыск, а это способствует нагарообразованию.

Для разгрузки топливопровода высокого давления и обеспечения четкости прекращения подачи топлива форсункой служит разгрузочный поясок 10 (рис. 3, д) действующий следующим образом.

В момент начала перепуска топлива, когда давление в надплунжерной полости резко снижается, нагнетательный клапан под действием пружины и вначале в седло входит цилиндрический поясок 10, отсасывая топливо из топливопровода, затем коническая часть клапана. Такое движение разгрузочного пояска приводит к резкому падению давления в топливопроводе.

Регулятор ТНВД — центробежный, всережимный, с корректором подачи топлива и автоматическим обогатителем. Он крепится корпусом к фланцу и имеет привод от его вала. Ступенчатый хвостовик кулачкового вала насоса находится в корпусе регулятора.

На первый его уступ с лысками напрессована упорная шайба 7 (см. рис. 1, б), на второй — свободно установлена ступица 5 с четырьмя грузами (от осевого перемещения ступица удерживается стопорным кольцом), на последнем расположена отжимная муфта с упорным шарикоподшипником 2.

На оси 28 установлены основной 27 и промежуточный 25 рычаги регулятора. Они соединены болтом 24 так, что между ними имеется угловой люфт.

На промежуточном рычаге установлен бочкообразный ролик 26, упирающийся в муфту регулятора 8, корректор 20 подачи топлива и шпилька крепления пружины 13 автоматического обогатителя. В верхней части к рычагу крепится тяга, соединяющая его с рейкой 14 топливного насоса.

Основной рычаг регулятора через пружину 18, серьгу и рычаг 12 соединяется с рычагом управления регулятором, расположенным вне его корпуса.

Угол поворота основного рычага на оси 28, а значит, промежуточного рычага и ход рейки топливного насоса ограничиваются болтом 22 (номинальная подача топлива) и упором 21 (подача выключена).

Детали регулятора и насоса ТНВД УТН-5 трактора МТЗ-80, 82 смазываются моторным маслом, которое заливают через горловину, расположенную возле рычага управления регулятором. Полости корпусов сообщаются с атмосферой через сапун с фильтром.

Рис. 4. Схема действия регулятора

а — пуск двигателя; б — холостой ход; в — номинальная нагрузка; г — кратковременная перегрузка; 1 — болт номинальной подачи топлива; 2 — болт максимальной подачи топлива; 3 — основной рычаг; 4 — промежуточный рычаг; 5 — пружина регулятора; 6 — пружина обогатителя: 7 — рейка топливного насоса; 8 — рычаг управления регулятором; 9 — винт-ограничитель; 10 — кулачковый вал топливного насоса; 11 — грузы; 12 – корпус внешней нагрузки; 13 — шток корректора; 14 — пружина корректора

Во время запуска двигателя рычаг управления регулятором 8 (рис. 4, а) поворачивают до упора в винт-ограничитель 9 номинального скоростного режима.

Усилиями пружин регулятора 5 и обогатителя 6 рычага 3 и 4 отклоняются в крайнее правое положение, ограниченное головками болтов номинальной подачи топлива и 2 максимальной подачи топлива в момент пуска дизеля.

Рейка топливного насоса устанавливается на максимальную (пусковую) подачу. При работе без внешней нагрузки рычаг корректора (рис. 4, б) остается в предыдущем положении.

Центробежная сила грузов 11, преодолевая усилия пружин 5 и 6, отклоняет рычаги 3 и 4 влево и передвигает рейку 7 топливного насоса в сторону уменьшения подачи топлива, в результате чего уменьшается частота вращения коленчатого вала.

При номинальной нагрузке центробежная сила вращающихся грузов уравновешивается усилиями пружин 5 и 6 (рис, 4, в). Основной рычаг касается головки болта номинальной подачи 1, рейка насоса находится в положении установленной подачи.

В случае перегрузки (рис. 4, г) двигателя основной рычаг не изменяет своего положения, т.к. упирается в болт номинальной подачи, а пружина корректора 14 отталкивает промежуточный рычаг и через него передвигает рейку насоса в сторону увеличения подачи топлива.

За счет дополнительной подачи топлива возрастает крутящийся момент двигателя, что позволяет преодолеть кратковременную перегрузку.

Величина дополнительного перемещения рейки и начало работы корректора зависят от величины выступания штока 13 и предварительного сжатия пружины корректора. При остановке двигателя рычаг 8, поворачивают в сторону уменьшения натяжения пружин.

Полностью сжатая пружина перемещает рычаг влево до упора в винт. Рычаг 3 увлекает промежуточный рычаг 4, который передвигает рейку топливного насоса ТНВД Д-240 в положение выключенной подачи топлива.

Управляют скоростным режимом двигателя рычагом и педалью из кабины: рычагом устанавливают необходимый скоростной постоянный режим работы, а педалью увеличивают его по мере необходимости до номинального.

Неисправности топливного насоса УТН-5 трактора МТЗ-80, 82

В процессе эксплуатации дизеля могут появляться следующие неисправности топливной аппаратуры: дизель не запускается, не развивает нормальной мощности, неустойчиво работает, работа сопровождается дымным выпуском.

Для обеспечения четкого запуска дизеля коленчатому валу сообщают достаточную частоту вращения, а воздух в цилиндрах в это время сжимается настолько, чтобы к моменту впрыска топлива температура была достаточна для его воспламенения, чтобы топливо было подано в камеру сгорания своевременно, в достаточном количестве и тонко распылено.

Подача топлива может нарушиться по различным причинам, образование воздушных пробок в топливопроводах, в головке ТНВД, в фильтрах; сильная изношенность плунжерных пар насосных элементов насоса, распылителей форсунок; нарушение регулировки топливного насоса или неправильная установка его на дизеле.

Появление дыма черного или серого цвета из выхлопной трубы дизеля указывает на попадание масла в камеру сгорания, неполное сгорание топлива, пропуски вспышек в цилиндрах, неправильную установку начала подачи топлива топливным насосом.

Попадание масла в камеру сгорания может быть объяснено предельной изношенностью поршневой группы двигателя ММЗ Д-240, избытком масла в поддоне картера. Неполное сгорание может быть вызвано как избыточной порцией топлива, попадаемой в цилиндр, так и недостатком воздуха.

Оно наблюдается при плохом распыливании топлива форсунками, применении несоответствующего сорта топлива, при позднем впрыске топлива в цилиндры дизеля.

Внешним признаком ухудшения работы форсунок Д-240 являются дымный выпуск, перебои в работе и снижение мощности дизеля.

Для проверки форсунок устанавливают такой режим работы дизеля, при котором наиболее отчетливо слышны перебои. Затем ослабляют поочередно накидные гайки крепления топливопроводов форсунок к штуцерам.

Если частота вращения коленчатого вала после ослабления затяжки гайки не изменяется, то проверяемая форсунка неисправна.

Если давление подъема иглы форсунки (давление впрыска) будет меньше нормального за счет изменения жесткости пружины или утечек в сопряжении гильза — плунжер, то продолжительность впрыска топлива будет увеличиваться, а качество распыливания — низкое.

При давлении подъема иглы больше нормального или заедании иглы в нижнем положении продолжительность впрыска и количество топлива уменьшаются, что также влияет на пусковые качества дизеля.

Форсунки Д-240 топливного насоса трактора МТЗ-82, 80 снимают с дизеля и регулируют на приборе. Давление впрыска и герметичность форсунок можно определить, не снимая их с дизеля.

Для этого используют приспособление и автостетоскоп. Приспособление подключают к испытуемой форсунке и рукояткой создают принудительную подачу топлива. Давление впрыска устанавливают вращением винта форсунки.

Если давление не регулируется, то это указывает на заедание иглы в корпусе распылителя. О качестве распыливания судят по характерному щелчку, прослушиваемому по автостетоскопу, что свидетельствует о четкой посадке иглы в седло распылителя в момент окончания впрыска.

Затруднение пуска дизеля трактора может быть вызвано наличием воды в топливе, снижением температуры воздуха в конце сжатия, что недостаточно для воспламенения топлива.

Снижение температуры сжатого воздуха обычно вызывается уменьшением давления в конце сжатия вследствие утечек воздуха через неплотности в поршневой (при износе или закоксовывании поршневых колец, износе гильз и поршней, клапанном механизме газораспределения и т. п.).

Те же самые явления наблюдаются при засорении воздухоочистителя, когда уменьшается количество поступающего в цилиндры воздуха.

При понижении температуры окружающего воздуха снижается частота вращения коленчатого вала при пуске, вследствие загустения картерного масла растут утечки воздуха через различные неплотности, снижается температура конца сжатия воздуха из-за передачи тепла холодным стенкам цилиндров, поршней и камер сгорания.

Дизель ММЗ может трудно запускаться из-за нарушения регулировки угла опережения начала подачи топлива, износа плунжерных пар топливного насоса высокого давления.

Количество подаваемого топлива в цилиндры и четкая работа форсунок взаимосвязаны с изношенностью плунжерных пар насоса.

Техническое состояние плунжерных пар проверяют приспособлением, определяющим давление, развиваемое плунжерными парами насоса на пусковых оборотах. Приспособление подключают к штуцерам насосных секций топливного насоса. Дизель прокручивают пусковым устройством.

Если развиваемое давление составляет не менее 30 МПа, то плунжерная пара исправна. Герметичность нагнетательного клапана проверяют по времени падения давления с 15 до 10 МПа не менее чем за 10 с.

Если показания манометра прибора ниже приведенных параметров, топливный насос подлежит ремонту.

Работа дизеля ММЗ без нагрузки с выбросом из выхлопной трубы дыма серого цвета, а с увеличением нагрузки — дыма черного цвета свидетельствует о поздней подаче топлива в цилиндры.

«Жесткая» работа дизеля сопровождается резкими стуками, а выброс из выхлопной трубы дыма черного цвета с увеличением нагрузки указывает на раннюю подачу топлива в цилиндры.

Момент начала подачи топлива секциями, по которому судят о угле начала впрыска топлива в цилиндры — один из важных параметров, влияющих не только на мощностные и экономические показатели, но и на пусковые качества дизеля.

При длительной эксплуатации трактора момент подачи топлива по мере износа плунжерных пар может измениться, поэтому время от времени его контролируют приспособлением КИ-4941.

Изменение момента подачи топлива при эксплуатации объясняется тем, что при изношенных плунжерных парах топливного насоса, если медленно прокручивать коленчатый вал дизеля, часть топлива из-за большой жесткости пружины нагнетательного клапана будет просачиваться в зазор между плунжером и гильзой, и нагнетательный клапан откроется позже, чем при новых плунжерных парах.

Жесткость технологической пружины приспособления в восемь — десять раз меньше жесткости пружины нагнетательного клапана, и поэтому топливо подается при любой степени изношенности плунжерной пары, благодаря чему клапан открывается в момент перекрытия надплунжерного пространства.

У насосов УТН-5 подачу топлива в режиме холостого хода регулируют изменением числа рабочих витков пружины регулятора.

Для уменьшения подачи топлива и соответствующего этому снижения частоты полного выключения подачи топлива увеличивают число витков пружины, а для увеличения — уменьшают.

Проверяют подачу топлива на режиме максимального крутящего момента (режим перегрузки), изменяя ее на этом режиме регулировкой корректора. Для увеличения подачи топлива корректор ввертывают или изменяют усилие пружины.

Корректор настраивают до установки его в регулятор топливного насоса. Ход его штока должен быть 1,3…1,5 мм. Его устанавливают с помощью прокладок. Усилие сжатия пружины корректора составляет для насосов дизелей ММЗ Д-240 — 85…90. Его замеряют при положении штока корректора заподлицо с корпусом.

Для данных дизелей пусковая подача топлива должна быть 14,5 см3 за 100 циклов при частоте вращения кулачкового вала 150 мин1.

Устанавливают рычаг управления регулятором в положение максимальной подачи и величину перемещения рейки регулятором в сторону увеличения подачи топлива с помощью болта силового рычага. Заключительной операцией по регулировке насосов является установка рычага регулятора на полное выключение подачи.

Устанавливают пусковую частоту вращения кулачкового вала насоса, рычаг регулятора переводят до упора в винт «Стоп» и наблюдают за выходом топлива из форсунок. Подача должна прекратиться. В противном случае вывертывают винт до прекращения подачи.

При снижении гидравлической плотности прецизионных деталей (появление утечек топлива в их сопряжениях) заменяют насосный элемент в сборе и одновременно контролируют состояние нагнетательного клапана.

Для замены насосных элементов топливный насос трактора частично разбирают. У ТНВД Д-240 открывают крышку регулятора, отсоединяют тягу промежуточного рычага от рейки, отворачивают болты крепления и снимают регулятор в сборе.

Затем проверяют величину осевого перемещения кулачкового вала. Осевое перемещение должно быть не более 0,2 мм. Одновременно проверяют осевое перемещение муфты грузов. Значительное ее перемещение приводит к самопроизвольному перемещению рейки, что вызывает неустойчивую работу дизеля.

При замене насосного элемента снимают люк корпуса насоса, вынимают установочный штифт фиксации его втулки, а затем, пользуясь приспособлением, извлекают нагнетательный клапан в сборе с седлом. Для снятия пружины толкателя удаляют опорную тарелку пружины, а насосный элемент извлекают через отверстие головки насоса.

При установке новых насосных элементов прорезь на зубчатом венце должна совпасть с пазом на втулке, а метка на хвостовике плунжера — обращена в сторону люка корпуса насоса. При установке зубчатых венцов рейку насоса устанавливают так, чтобы торец ее поводка находился от плоскости насоса на расстоянии 24…25 мм.

Форсунки двигателя Д-240 трактора МТЗ-80, 82

Техническое состояние форсунок МТЗ-80, 82 значительно влияет на работу тракторного дизеля Д-240; наблюдается работа дизеля с перебоями, затруднен его пуск и т. д.

В основном применяются форсунки с бесштифтовыми распылителями-многодырчатые. Основные неисправности форсунок: износ или зависание (закоксовывание) распылителей, недостаточное давление впрыска топлива, его некачественный распыл.

Если при проверке на приборе обнаруживают один из названных дефектов, форсунку разбирают с целью замены корпуса распылителя с иглой в сборе.

Для разборки форсунки ее устанавливают в приспособление или зажимают в тиски и отворачивают гайки распылителя и пружины. Устанавливают новый распылитель и проводят контрольную проверку работоспособности форсунки.

При подборе распылителя форсунки внимательно осматривают его маркировку и конструктивное исполнение.

Внешне распылители подобны друг другу, однако по исполнению они имеют значительные различия по количеству распыливающих отверстий и их размеру. Остатки нагара и смолистых отложений с наружных поверхностей удаляют щеткой из латунной проволоки и ополаскивают в бензине.

Распылитель заменяют, если на его поверхности имеются трещины, сколы и изломы любого размера, а также наблюдается зависание иглы в корпусе.

При отсутствии новых распылителей можно восстановить работоспособность форсунки, проведя несложный ее ремонт. При закоксовывании отверстий работавшего распылителя из него извлекают иглу, а распыливающие отверстия прочищают намагниченным сверлом или проволокой.

При частичной потере герметичности (зависание иглы или незначительное появление подтеков на распылителе при испытании форсунки) проводят «освежение» поверхностей корпуса и иглы распылителя.

Для этого зажимают иглу в сверлильном патроне, а его устанавливают в шпиндель токарного станка, установив частоту вращения 150… 200 мин-1.

На цилиндрическую поверхность наносят тонкий слой пасты окиси алюминия и проводят совместную притирку корпуса и иглы до получения ровного блеска по всей поверхности. Далее притирают запорные конусы и иглу распылителя.

Наносят на конус тонкий слой пасты и притирают конусные поверхности до образования на конце иглы уплотняющего пояска, расположенного у основания запорного конуса. Ширина пояска должна быть 0,5…0,7 мм.

Одновременно производят «освежение» торцевых поверхностей корпуса форсунки и распылителя. Удаляют штифты из корпуса форсунки, на притирочную плиту наносят слой пасты и полируют торец корпуса до получения ровного блеска. После проведения очистительных и притирочных работ все детали промывают в бензине и тщательно вытирают.

После установки и затяжки гайки распылителя форсунки проверяют легкость хода иглы. Для этого встряхивают форсунку.

Игла распылителя должна ударяться о корпус. Усилие затяжки гайки распылителя составляет 0,7…0,8 Нм, колпака форсунки — 0,8…1,0 Нм. Заключительной операцией является проверка плотности распылителя.

Устанавливают давление по манометру прибора 30… 31 МПа и определяют время падения давления (плотность) с 28 до 23 МПа. Оно должно быть для новых распылителей не менее 10 с, а для бывших в эксплуатации — 3 с.

При проверке плотности подтекание топлива через сопловые отверстия не допускается. Минимальная плотность характеризует максимальный зазор между корпусом распылителя и иглой в ее цилиндрической части. Минимальный диаметр зазора в этой части распылителя составляет 1…2 мкм.

При неудовлетворительной плотности производят «освежение» торцевых поверхностей корпусов форсунки и распылителя. Если и после этого необходимая плотность не будет достигнута, распылитель в сборе заменяют. При нормальной плотности форсунки регулируют рабочее давление начала впрыска.

После сборки и испытания форсунок проверяют их на пропускную способность. Форсунки, отобранные в комплект для работы на одном дизеле, не должны отличаться по пропускной способности более чем на 4% от средней величины пропускной способности всего комплекта форсунок.

Для проверки этого параметра форсунки устанавливают на контрольно-испытательный стенд и определяют подачу каждой форсункой за 1000 циклов при номинальной частоте вращения кулачкового вала топливного насоса.

______________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

Другая спецтехника

МТЗ-80

______________________________________________________________________________________

ЯМЗ-236

ЯМЗ-238

Т-130

Т-170

КРАЗ

ТНВД двигателя Д 240 (топливный насос УТН-5) — устройство и регулировка :: Трактор МТЗ-82


ТНВД двигателя Д 240 (топливный насос УТН-5) — устройство и регулировка

» Двигатель Д-240 » ТНВД двигателя Д 240 (топливный насос УТН-5) — устройство и регулировка

Четырехплунжерный топливный насос (тнвд) двигателя д 240 устанавливается в одном агрегате с подкачивающим насосом и центробежным регулятором на левой стороне двигателя (по ходу движения трактора) и крепится болтами к крышке распределения. Топливный насос приводится в действие коленчатым валом посредством распределительных шестерен (ход плунжера — 8 мм, диаметр плунжера — 8,5 мм).

Устройство УТН 5

ТНВД состоит из следующих главных компонентов: плунжерные пары, корпуса, нагнетательный клапан, толкатели, кулачковый вал, механизм привода плунжеров. Головка топливного насоса и его корпус представляют собой одно целое и изготовлены из сплава алюминия.

К передней части корпуса присоединяется чугунная плита для установки насоса на двигатель, а в задней части имеется фланец для монтажа регулятора. Все четыре секции насоса представляют собой миниатюрный топливный насос, чей принцип действия заключается в следующем. Во время вращения кулачкового вала выступ кулачка в определенный промежуток времени набегает на ролик и поднимает толкатель. После выхода выступа кулачка из-под ролика, пружины опускают толкатель. Одновременно с толкателем поднимается и опускается плунжер, производя, данным образом, возвратно-поступательное движение в полости втулки. При движении плунжера вниз, топливо наполняет освобожденное им пространство в гильзе. Во время движения вверх, плунжер сжимает топливо и от создавшегося давления открывается нагнетательный клапан, предоставляя путь топливу к форсунке. Затем цикл всасывания и нагнетания повторяется.

Схема топливного насоса УТН 5 дизеля Д-240: 1 — корпус; 2 — нагнетательный клапан; 3 — плунжерная пара; 4 — плунжер; 5 — болт толкателя; 6 — кулачковый вал; 7 — шлицевая втулка; 8 — установочный фланец; 9 — подкачивающий насос; 10 — насос ручной подкачки; 11 — пробка выпуска воздуха; 12 — перепускной клапан; 13 — серьга; 14 — пружина регулятора; 15 — корректор; 16 — сапун; 17 — болт номинала; 18 — корпус регулятора; 19 — сливная пробка; 20 — пробка контрольного отверстия; 21 — плита; 22 — пробка сливной горловины; 23 — болт максимальной частоты вращения; 24 — рычаг управления; 25 — зубчатая рейка; 26 — зубчатый венец; 27 — стяжной винт.

Механизм поворота плунжера, служащий для изменения подачи топлива, состоит из рейки и зубчатых венцов. На плунжерных втулках имеются поворотные гильзы оснащенные зубчатыми венцами. Своими выступами плунжер входит в два продольных паза поворотной гильзы. На гильзу надета плунжерная пружина. Через нижнюю тарелку она упирается в болт толкателя, а через верхнюю тарелку — в корпус насоса. Зубчатые венцы гильзы находятся в постоянном зацеплении с зубцами рейки, перемещающаяся в двух втулках из бронзы. При помощи тяги рейка связана с рычагами регулятора и перемещается под их воздействием, поворачивая при этом зубчатый венец одновременно с гильзой плунжера и изменяя таким образом подачу топлива.

На кулачковом валу симметрично друг другу размещены кулачки тангенциального профиля. Между вторым и третьим кулачком имеется эксцентрик, который приводит в движение топливо подкачивающий насос.

Вверху задней части корпуса топливного насоса трактора МТЗ 82 размещен перепускной клапан, по которому избыток топлива, подаваемого топливоподкачивающим насосом, возвращается в его всасывающую камеру. Таким образом, давление в каналах головки тнвд дизеля д-240 поддерживается в диапазоне 0,07-0,12 МПа (0,7-1,2 кгс/см²). Толкатели скользят в сверлениях в горизонтальной перегородки блока топливного насоса. На боковой стенке корпуса имеется люк, по средством которого регулирует равномерность подачи топлива по секциям и, собственно, саму подачу топлива. Для контроля уровня масла в корпусе насоса используется резьбовое отверстие.

Для сообщения внутренней полости корпуса топливного насоса с атмосферой применяется сапун, оснащенный фильтром для очистки воздуха выполненный из эластичного пенопласта.


Плунжерная пара

Плунжерная пара состоит из втулки и плунжера, являющиеся основными рабочими органами топливного насоса. Благодаря ей в цилиндры двигателя подается под высоким давлением необходимое количество топлива. Плунжер и втулка изготавливаются из легированной стали, после чего подвергаются термической обработке и являют собой прецизионную пару. Данное исполнение реализовано потому, что во время эксплуатации в насосе образуется высокое давление, в следствии чего необходимы герметичность и плотность пары, блокирующие протекание топлива из надплунжерного пространства. Плунжерная пара не может быть разукомплектована и при выходе из строя одной из деталей — заменяется полностью вся пара.

Верхняя часть втулки плунжерной пары имеет значительное утолщение, так как в этом месте она подвергается воздействию серьезных давлений. Верхняя утолщенная часть втулки имеет окончание в виде ступеньки для возможности посадки в гнездо корпуса насоса. В верхней части втулки предусмотрено два окна: перепускное и всасывающее. Через перепускное окно проходят отсечка и перепуск топлива, а через всасывающее топливо подается в надплунжерное пространство. Данные отверстия соединяются в верхней части тнвд с продольными каналами. От проворачивания втулка фиксируется штифтом, входящий в фрезерованный паз втулки. Выпадение штифтов блокирует крышка люка. Втулка размещена в корпусе насоса сверху, а к ее верхнему торцу прижат нагнетательный клапан. Для обеспечения требуемой герметичности контактирующие торцы седла нагнетательного клапана и втулки имеют хорошо отшлифованную поверхность.

Схема плунжерной пары: 1 — штуцер; 2 — упор пружины нагнетательного клапана; 3 — пружина нагнетательного клапана; 4 — седло нагнетательного клапана; 5 — нагнетательный клапан; 6 — уплотнение; 7 — втулка; 8 — плунжер; 9 — рейка; 10 — зубчатый венец; 11 — поворотная гильза; 12 — верхняя тарелка пружины плунжера; 13 — пружина плунжера; 14 — нижняя тарелка пружины плунжера; 15 — стяжной винт; 16 и 17 — всасывающее и перепускное окна.

Плунжер выглядит как цилиндрический стержень, на поверхности которого имеется пара симметрично размещенных спиральных паза, один из которых тщательно обработан и предназначен для изменения объема топлива, впрыскиваемого в цилиндр двигателя Д-240. Во время совпадения кромки перепускного окна втулки с кромкой паза давление в надплунжерном пространстве резко снижается, в связи с чем прекращается подача топлива в форсунку. Другой паз выравнивает удельное давление топлива, воздействующее на боковую поверхность плунжера при работе насоса. На плунжере, ниже отсечной кромки, имеется кольцевая канавка, где происходит задержка просочившегося топлива, применяемое далее для смазки плунжерной пары. В нижней части плунжера предусмотрено два выступа управления его поворотом и головка, на которую опирается тарелка пружины.

Нагнетательный клапан

Нагнетательный клапан используется для разъединения надплунжерного пространства от топливопровода высокого давления и резко понижает давление в топливопроводе во время остановки подачи топлива плунжером. Клапан и седло изготавливаются из легированной стали. Для создания необходимой плотности прилегания седло и клапан тщательно обрабатываются и подгоняются друг к другу. Разукомплектование нагнетательных клапанов не допустимо.

Клапан перемещается в гнезде крестообразным хвостовиком, между опорными поясками которого пропускается топливо. Смонтированная над клапаном пружина стремится придавить его к седлу. В верхней части клапана имеется направляющий буртик на который насажена пружина, а вторым торцом она упирается в торец расточки прижимного штуцера. Между посадочным конусом и хвостовиком клапана предусмотрена цилиндрическая канавка, называемая разгрузочным пояском.

Нагнетательный клапан: а — начало отсечки топлива; б — клапан закрыт; 1 — нагнетательный клапан; 2 — седло нагнетательного клапана; 3 — разгрузочный поясок.

При прекращении подачи топлива плунжером находящаяся под клапаном пружина передвигает его вниз. Одновременно с этим разгрузочный поясок сперва разъединяет топливопровод высокого давления от надплунжерной области, а затем, продолжая двигаться вдоль отверстия седла клапана, выполняя роль поршня — откачивает из топливопровода часть топлива, резко понижая тем самым давление. Благодаря данному действию происходит резкое прекращение подачи топлива.

Техническое обслуживание и регулировка тнвд двигателя Д 240

Обслуживание топливного насоса заключается в контроле уровня масла (каждые 120 часов эксплуатации) и своевременной его замене в корпусе насоса (каждые 480 часов). Для более надежной работы ТНВД на последних модификациях двигателей Д-240 и Д-240Л применяется циркуляционная смазка насоса от системы смазки двигателя. Каждые 960 часов эксплуатации двигателя рекомендуется проверять соответствие топливного насоса установленным параметрам. В случае необходимости — проведите регулировку ТНВД.

Технические характеристики топливного насоса УТН 5

Номинальная частота вращения вала насоса, об/мин 1100+5
Частота вращения при начале действия регулятора, об/мин 1115+10
Цикловая подача насоса на стенде при номинальной частоте вращения, мм3/цикл 74,4-76,2
Коэффициент неравномерности топлива между секциями при номинальной частоте вращения, не более, % 6
Максимальная частота вращения холостого хода, об/мин 1170
Цикловая подача насоса при максимальной частоте вращения холостого хода, не более, мм /цикл 6,4
Коэффициент неравномерности топлива между секциями при максимальной частоте вращения холостого хода, не более, % 30
Частота вращения при коррекции топливоподачи, об/мин 850
Степень коррекции топливоподачи, % < 15-22
Частота вращения при выключении корректора, об/мин 1040-110
Цикловая подача топлива при 40-50 об/мин кулачкового вала, не менее, мм3/цикл 120
Угол начала подачи топлива секцией по мениску до в.м.т. толкателя (по профилю кулачка), град 57±1

 

Регулировка топливного насоса осуществляется на специальном стенде, оснащенным приборами для замера частоты вращения кулачкового вала, градуированным диском для определения начала подачи топлива, мерной емкостью для выявления количества подаваемого топлива, а также приводом с вариатором, обеспечивающий плавное измерение частоты вращения.

Регулировка скоростного режима осуществляется при помощи болта, вкрученного в корпус регулятора и ограничивающего натяжение пружины регулятора. Для увеличения количества оборотов, соответствующих началу действия регулятора — болт вкручивают, а для уменьшения выкручивают. Каждый оборот болта изменяет скоростной режим двигателя на 30-50 оборотов в минуту.

Установка угла начала впрыска топлива: 1 — крышка распределения; 2 — замковая шайба; 3 — болт; 4 — шестерня привода насоса; 5 — шлицевой фланец; 6 — гайка валика; 7 — планка; 8 — крышка люка; 9 — контргайка; 10 — регулировочный болт.

Равномерность подачи топлива по секциям насоса и регулировка цикловой подачи осуществляется при помощи болта номинала. При вкручивании болта в корпус регулятора — цикловая подача увеличивается, а, соответственно, при выкручивании уменьшается. Для регулировки равномерности подачи топлива по секциям насоса и плунжера относительно зубчатого венца применяется гильза. Поворачивая гильзу влево увеличивается подача топлива, при повороте вправо — уменьшается.

Угол начала подачи топлива регулируется болтом толкателя по мениску топлива в моментоскопе, прикрученным к штуцеру насоса. Для уменьшения угла начала подачи винт выворачивается из толкателя, для увеличения — ввертывается.

Проверка момента начала подачи топлива ТНВД осуществляется в следующей последовательности:

1. Установите рычаг управления подачей топлива в режим максимальной подачи;
2. Отсоедините трубку высокого давления от штуцера первой секции и на ее место подключи моментоскоп;
3. Проверните коленвал двигателя по его рабочему направлению до тех пор, пока из трубки моментоскопа не появится топливо;
4. Удалите часть топилва из трубки и, медленно вращая коленчатый вал, контролируйте уровень топлива в трубке моментоскопа; при начале подъема топлива в трубке — прекратите вращение коленвала;
5. Выкрутите установочный болт и вставьте его обратным концом в то же отверстие, пока он не упрется в маховик. Необходимо, чтобы установочный болт совпадал с отверстием в маховике.
6. Подсоедините трубку высокого давления и закрутите в отверстие заднего листа установочный болт.
7. Зафиксируйте крепежные болты шлицевого фланца, установите на место крышку люка и отрегулируйте осевой зазор шестерни привода ТНВД.

26.01.2020

Регулировка тнвд мтз на стенде и в домашних условиях

Техническое состояние топливного насоса, а также соответствие параметров, выдаваемых узлом, напрямую влияет на работу двигателя трактора. Регламентную диагностику ТНВД  трактора МТЗ 80(82)производят с интервалом в 960 рабочих часов. При возникновении неустойчивых режимов работы дизеля осуществляют полную диагностику узла, с последующей заменой, вышедших из строя деталей и полной настройкой в соответствии с техническими показателями силового агрегата.

насос УТН на стенде

Типичные неисправности ТНВД

Основными причинами неполадок в работе насоса являются:

  • Недопустимый износ или выход из строя деталей плунжерных пар, что влечёт за собой падение и разбалансированность производительности между секциями. В этой ситуации работа двигателя отличается неустойчивой работой, особенно на холостых оборотах, также падает показатель мощности двигателя.
  • При снижении плотности прилегания нагнетательного клапана секции в трубопроводе, подающем топливо к распылителю, нарушается стабильность высокого давления, в результате чего снижается качество распыла. Вследствие появления подтекании топлива в конце впрыска работа двигателя сопровождается неполным сгоранием с чёрным выхлопом. При этом  увеличивается расход топлива.

Явную неисправность клапана можно определить, наблюдая за кромкой штуцера нагнетательного клапана секции при проворачивании вала насоса, предварительно открутив соединительную гайку топливопровода высокого давления. Учитывая, что работа клапана заключается в пропускании давления в топливопровод форсунки в момент подачи плунжером топлива и запирании надплунжерной полости в момент такта всасывания парой — уровень в заполненной топливом соединительной полости штуцера не должен падать при переходе плунжера от такта подачи к такту всасывания топлива в надплунжерную полость. Падение уровня говорит о том, что клапан не выполняет запирающей функции.

  • Износ капроновых грибовидных клапанов подкачивающей помпы и её рабочей прецизионной пары влечёт за собой попадание дизельного топлива в корпус насоса, а также падения давления топливоподачи к секциям, что снижает производительность ТНВД. А также неисправность и износ деталей ручной помпы усложняет процесс прокачки при удалении воздушных пробок из системы.

При попадании воздуха в топливную возникают проблемы с запуском, появляются провалы в работе двигателя с нарушением стабильности вращения во всех режимах. Причинами являются подсос воздуха в негерметичных соединениях аппаратуры или отсутствие топлива в баке.

  • Неисправность или неправильная настройка механизма всережимного регулятора не обеспечивает регулирования количества подачи топлива секциями в соответствии с режимами работы и действующих на дизель нагрузок. Неполадка влечёт за собой падение мощности и перерасход топлива.
  •  Износ кулачкового вала и его опорных подшипников, толкателей,  зубьев поворотных венцов и рейки приводит к разбалансированной подаче топлива.

Диагностика и полная регулировка ТНВД

Полную проверку и последующую наладку топливного насоса осуществляют на специальном стенде, позволяющим осуществлять:

  • Привод насоса с регулируемой частотой вращения в пределах работы режимов двигателя
  • Счётчиком работы циклов насоса с автоматическим выключением привода
  • Устройством для замера угла начала впрыска секцией
  • Мерными колбами для сбора топлива при отслеживании производительности каждой секции в заданном режиме

Проверка давления в секции

Эта операция определяет техническое состояние секции. Проверку осуществляют манометром, установленным на штуцер секции. Ручным проворачиванием вала ТНВД нагнетают топливо в магистраль прибора. После прокачки двух циклов манометр покажет создаваемое секцией давление. Показатель пригодной к работе плунжерной пары должен быть не ниже 350 кг/смᶾ(35 мПа). При этом нагнетательный клапан должен удерживать созданное давление не менее 10 секунд, подтверждая плотность закрытия. Если опытные показания ниже вышеуказанных соответствующие пары деталей подлежат замене.

манометр

Манометр для диагностики секции насоса

А также для проверки состояния плунжерной пары используют проверочную форсунку, отрегулированную на  срабатывание впрыска при 30 мПа( 300 кг/смᶾ). Устройство используют как для проверки насоса на стенде, так и непосредственно на тракторе создавая номинальные обороты. Если давления секции недостаточно для полноценного срабатывания форсунки узел отправляют в ремонт.

В случае когда секции насоса соответствуют техническим критериям испытания, осуществляют полную настройку узла для дальнейшей эксплуатации.

Установка номинальной подачи топлива

Регулировку осуществляют изменением длины болта «номинала», расположенного в задней стенке регулятора насоса. Положение болта ограничивает ход основной тяги  в сторону увеличения подачи топлива и определяет часовую производительность насоса.

Именно эта регулировка отвечает на вопрос трактористов « как убавить или увеличить подачу топлива на топливном насосе трактора?».

Настройку осуществляют следующим образом:

  • Устанавливается рычаг управления 13 в положение максимальной подачи
  • Откручивается контргайка болта 6 номинальной подачи
  • Максимально утапливается рейка 1 в своё крайнее переднее положение
  • Регулировочный болт вворачивают до упора, удерживая рейку
  • Затем отворачивают на один оборот 6, обеспечивая ход рычагов 7 и 8, и фиксируют положение контргайкой. При этом вылет рейки 1 от внутренней стенки корпуса до её конца, в состоянии утопленного штока корректора 5, должен быть в пределах 24-24,5 мм , а амплитуда хода рейки должна обеспечивать полный диапазон изменения подачи топлива насосом.

Таким образом, устанавливается номинальная подача топлива на всех режимах работы регулятора.

регулятор УТН

Схема регулятора УТН

Предварительная проверка равномерности подачи топлива секциями

На секции насоса подсоединяются топливопроводы высокого давления для слива топлива в отдельные мерные колбы. Проверку делают на оборотах  600 вала насоса в минуту на 1000 циклах работы плунжерной пары. Опыт показывает производительность и равномерность подачи топлива секциями. Если явных расхождений в производительности отдельных секций нет, продолжают следующий этап настройки.

Для полного представления процесса настройки и испытания ТНВД нужно понимать, что  один оборот вала насоса эквивалентен двум оборотам коленчатого вала, учитывая четырёхтактную работу дизеля.

Проверка и установка максимальных оборотов дизеля

Данная настройка изменяет предел максимальной скорости вращения. Испытание проводят на частоте вращения 1115 об/мин вала насоса с постепенным увеличением на максимальной подаче. При этом наблюдением фиксируют, на каких оборотах срабатывает регулятор, ограничивая скорость вращения двигателя снижением подачи топлива. Нормальный предел момента выхода рейки для насосов 4 УТНИ, 4 УТНМ, УТН 5  трактора МТЗ 80(82) должно происходить в пределах 1115-1125 об/мин. вала насоса.

Если возникает необходимость регулировки момента срабатывания  настройку производят болтом 12 «максимальных оборотов», ввёрнутым в прилив корпуса регулятора, ограничивающий поворот рычага управления. Для увеличения частоты вращения двигателя, при котором будет срабатывать регулятор, болт вывёртывают, для уменьшения заворачивают. Один оборот регулировочного болта соответствует изменению частоты на 30-50 об/мин. Если вращением болта 12 не удаётся добиться правильной регулировки, тогда настройку осуществляют изменением натяжения пружины 3 регулятора с помощью перестановки серьги на витках детали.

Установка равномерности подачи топлива секциями

Проверку производительности отдельной секции производят при номинальных оборотах насоса 1100 об/мин. соответствующим номинальным оборотам дизеля с отработкой 1000 циклов плунжерных пар. Табличные показания производительности каждой отдельной пары, согласно техническим требованиям завода производителя для трактора МТЗ 80(82) с двигателем Д-240, должны соответствовать объёму 70 смᶾ за 1000 циклов ( 70 ммᶾ за цикл) с допустимым расхождением показаний секций не более 3%.

При несовпадении показателя с табличными данными производят корректировку производительности в отдельных секциях. Настройку осуществляют сменой положения поворотной втулки в секции, тем самым изменяя положение плунжера и его нагнетательной проточки. Для осуществления настройки отпускаются стяжные винты зубчатых венцов. При повороте гильзы влево относительно венца секции — подача топлива увеличивается, вправо — уменьшается. Повторной проверкой подтверждают успешность корректировки. Таким образом, изменяется количество топлива, подаваемого отдельным плунжером.

Установка угла начала впрыска  в секциях ТНВД

В соответствии с табличными данными угла начала подачи топлива в 57˚ регулируются углы начала впрыска отдельными секциями, которые соответствуют углам поворота вала насоса: в первой секции 49˚, во второй 139˚, третий 319˚ и четвёртой 229˚. Проверку осуществляют на номинальном режиме 1100 об/мин. Установившиеся показания прибора фиксируют в течение 500 рабочих циклов. Поочерёдно определяют фактические данные в каждой секции.

При несовпадении угла впрыска с табличными данными, осуществляют наладку изменяя длину регулировочного болта толкателя. Для этого отпускают контрольную гайку болта ключом на 14, и при необходимости уменьшить угол впрыска укорачивают толкатель, закручивая болт ключом на 17. Для увеличения угла толкатель удлиняют, выворачивая болт. В завершение затягивают контргайку, фиксируя длину толкателя. Затем проверку углов повторяют и при необходимости проводят доналадку с последующей проверкой до нужного значения.

Регулировка на режиме перегрузки

Целью является наладка работы корректора в режиме перегрузки при 850 об/мин насоса. Согласно табличным данным автоматическое увеличение подачи топлива секциями от номинального значения ( 70 ммᶾ/цикл) должно быть в пределах 15 -22%. Таким образом, результатом правильной работы корректора при перегрузке есть повышение подачи в каждой секцией до объёма в пределах от 79 –до 83 смᶾ за 1000 рабочих циклов( 79 – 83 ммᶾ/цикл). Если проверка на стенде покажет недостаточный процент коррекции, тогда изменение производительности настраивают увеличением длины хода штока корректора.

Табличная степень коррекции устанавливается соблюдением конструктивного размера хода штока при сборке корректора. Ход штока должен составлять 1,3-1,5 мм. Изменение длины выхода штока 17 из корпуса устройства регулируют шайбами, которые устанавливаются в корпус корректора. В случае раннего срабатывания корректора ( ниже 1040 об\мин), при котором шток полностью утопает, увеличивают усилие 7 пружины в корпусе устройства, затягивая нажимной винт 8 на один-два щелчка. В обратной ситуации винт выворачивают, ослабляя усилие пружины действующего на шток корректора.

регулятор УТН

Регулировка прекращения подачи топлива к форсункам

Настройка осуществляется положением «болтом упора» 18, который расположен в задней стенке регулятора выше болта регулировки номинальной подачи 19. Прекращение подачи устанавливают на 1210 об/мин. Для этого ослабляют контрольную гайку болта и выворачивают его до уровня плоскости внутренней стенки корпуса регулятора. При установленных оборотах  заворачивают винт до касания с основной тягой 23 регулятора. Определив момент контакта, болт отворачивают  на один оборот и фиксируют положение контргайкой.

Поверка подачи топлива на максимальных оборотах холостого хода

Устанавливают рычаг подачи в положение холостых оборотов и фиксируют производительность на скорости вращения 1160 об/мин. В данном режиме подача каждой секции для МТЗ 80 не должна превышать для УТН 5 -27 смᶾ, для 4 УТНИ 22,5 смᶾ за 1000 циклов работы.

Проверка подачи топлива на минимальных оборотах холостого хода

Суть проверки заключается в определении реагировании регулятора  при изменении минимальных оборотов холостого хода. Проверку осуществляют в три этапа:

  • устанавливают производительность секций на холостом ходу при 300 об/мин.
  • определяют подачу топлива секциями, увеличив скорость на 50 оборотов (350 об/мин)
  • устанавливают количество подачи при уменьшении скорости вращения на 50 об/мин( 250об/мин).

Результатом нормальной работы регулятора на холостом ходу должно быть увеличение производительности секциями на 10% при снижении оборотов  и уменьшение производительности на 10 % при увеличении скорости вращения от показаний производительности на скорости холостого хода 300 об/мин.

Отсутствие правильного реагирования регулятора говорит о необходимости замены основной пружины устройства. Причиной является  отсутствие межвиткового зазора в пружине необходимого для изменения подачи в положении минимальной подачи топлива.

Проверка настройки подачи в пусковом режиме

Рычаг устанавливают в  позицию максимальной подачи и на оборотах 150 в минуту определяют производительность секций в течение 60 циклов работы насоса. Нормальная подача топлива секцией в пусковом режиме должна быть не меньше 14,5 смᶾ /100 цикл (145 ммᶾ/цикл). Если показатель  в данном испытании превышает табличные данные — это свидетельствует о хорошей компрессии плунжерных пар, а также высоком запасе рабочего ресурса ТНВД.

Регулировка топливного насоса мтз 80 в домашних условиях

При желании отрегулировать параметры работы ТНВД в домашних условиях, нужно понимать, что не имея точных измерительных приборов полную наладку осуществить нереально. Кустарным методом выдержать регулировки во всех рабочих режимах невозможно и тем более сопоставить с табличными величинами, установленными производителем. Если вы понимаете, что работа насоса неудовлетворительна, желательно знать состояние узла и провести элементарную диагностику. В первую очередь измерить давление подачи секциями. При недостаточных показателях все регулировки теряют смысл.

Если вы всё же отважились провести настройку, обязательно фиксируйте последовательность своих действий и полученных результатов на бумаге для того, чтобы можно было вернуться к исходному положению в случае негативного результата наладки.

Перед началом, каких — либо действий произведите проверку плавности хода рейки на всём диапазоне регулирования, движение рычагов регулирования без заклинивания. А также осуществите контроль вышеописанных конструктивных размеров в работе регулятора: ход штока корректора 1,3- 1,5 мм; вылет рейки 24,5 мм; расстояние между центрами осей крепления приводов основной и промежуточной тяги 16мм. Возможно, устранение несоответствий в регуляторе уберёт ряд негативных факторов в работе ТНВД.

Возможные настройки ТНВД своими руками

  • Общее уменьшение или увеличение количества подачи топлива регулировкой положения болта номинальной подачи.
  • Установка порога максимальных оборотов болтом, ограничивающим максимальный поворот рычага подачи топлива на насосе. Для увеличения выворачивая болт, для уменьшения заворачивая. Фиксируя обороты опирайтесь на показания штатного тахометра.
  • Регулировкой упорного болта, выше болта номинальной подачи, установить обороты прекращения подачи топлива к форсункам, также наблюдая за показаниями оборотов в кабине.
  • Возможно, попытаться уровнять подачу по секциям. Для регулировки самым сложным будет определить производительность каждой отдельной секции. Затем отследить разницу и подрегулировать отстающие по производительности к опережающим или, наоборот, в зависимости от фактического часового расхода топлива. Если расход завышен тогда, секции с большей производительностью сравнять с меньшими показаниями, при пониженном часовом расходе наоборот.

Так как без счётчика циклов невозможно определить производительность, точность определения должна основываться на критерии одинаковых оборотов вала насоса и равных промежутков времени при проверке каждой секции. Привод насоса, определяя производительность, должен вращать вал со скоростью 1100 об/мин. При решении отрегулировать ТНВД таким способом нужно давать себе отчёт, что настройка будет иметь интуитивный характер с очень приблизительной точностью.

В данной статье описан полный процесс технологии настройки ТНВД типа УТН с механическим всережимным регулятором. За основу взяты табличные данные для двигателя Д-240 трактора МТЗ 80(82). При настройке насосов для других модификаций двигателей моделей тракторов наладку осуществляют исходя из технических параметров работы топливной системы установленных производителем машины.

Топливный насос высокого давления ТНВД Д-240 УТН-5

Топливный насос высокого давления УТН-5 (ТНВД) двигателя Д-240 устанавливают на тракторах МТЗ-80, МТЗ-82. Основная отличительная особенность конструкции насоса состоит в том, что плунжер поворачивается во втулке для изменения цикловой подачи с помощью зубчатого венца, находящегося в зацеплении с рейкой.

ТНВД Д-240 выпускают в правом и левом исполнении и различают по расположению подкачивающего насоса и конструкции фланца крепления. Корпус топливного насоса (25 рис. 1) изготовлен из алюминиевого сплава. Горизонтальная перегородка делит его на две полости.

Рис 1. ТНВД УТН-5 двс Д-240

В нижней части топливного насоса УТН-5 находится кулачковый вал 1 с кулачками привода насосных секций и эксцентриком привода подкачивающего насоса, а в верхней — насосные секции. В отверстиях перегородки против кулачков находятся толкатели 2 с регулировочными винтами 12.

От проворачивания толкатели удерживаются винтами 14, попарно зашплинтованными проволокой. Кулачковый вал вращается на двух шарикоподшипниках. Размещение кулачков на валу соответствует порядку работы цилиндров 1-3-4-2.

В верхней части корпуса ТНВД предусмотрены продольные каналы 4 и 9. Они соединены между собой и образуют П-образный канал, который одним топливопроводом подсоединяется к фильтру тонкой очистки топлива (подводится топливо), а вторым — к подкачивающему насосу (перепуская часть топлива из канала при повышении давления свыше 0,07-0,12 МПа). Перепускной клапан вмонтирован в штуцер 21 крепления топливопровода.

Снаружи к корпусу крепятся подкачивающий насос, регулятор, плита 24 крепления насоса и установочный фланец 23. К каждому штуцеру 6 секции накидной гайкой присоединяется топливопровод высокого давления, по которому топливо подается к форсунке. Насос приводится в действие от шестерни коленчатого вала через промежуточную шестерню и шестерню 29 привода насоса, которые соединяются между собой по меткам.

Шестерня привода топливного насоса Д-240 имеет вдвое больше зубьев, чем шестерня коленчатого вала, поэтому за два оборота вала двигателя вал насоса делает один оборот. Шестерня привода насоса вращается на ступице фланца 23.

Втулка шестерни и рабочая поверхность ступицы смазывается маслом, которое подводится по каналам 22. С валом насоса шестерня соединяется посредством шлицевого фланца 31, который крепится к шестерне болтами, и шлицевой втулки 16, которая устанавливается на шпонке вала насоса и крепится глухой гайкой 17.

Соединение шлицевой втулки с шлицевым фланцем возможно только в определенном положении, так как фланец имеет один широкий (слепой) шлиц, а втулка — соответствующий паз. Благодаря этому можно снимать и устанавливать топливный насос, не нарушая угла опережения начала подачи топлива.

После установки (отремонтированного или нового) ТНВД УТН-5 на двигатель Д-240 этот угол проверяют и при необходимости корректируют. Для этого в торце ступицы шестерни 29 предусмотрены два диаметрально противоположных ряда отверстий с резьбой (по семь или восемь отверстий).

Угол между двумя соседними отверстиями 22°30″. Такие же два ряда отверстий имеются и на шлицевом фланце 31, но угол между их отверстиями 21°. Во время соединения средних отверстий фланца и шестерни (по меткам 30) остальные отверстия не совпадают.

Первые отверстия справа и слева от болта крепления фланца к шестерне не совмещаются на 1°30′ и четвертые — от 6°. Если фланец повернуть до совмещения его последующего отверстия с соответствующим отверстием шестерни, вместе с фланцем повернется вал насоса на 1°30′, а момент начала подачи топлива секциями насоса топливного насоса изменится на 3° по коленчатому валу.

Таким образом, если фланец с шестерней ТНВД Д-240 соединены по меткам, то совмещая последующие одноименные отверстия фланца и шестерни после их разъединения, можно изменить угол начала подачи топлива на 3, 6,9 и 12° (при восьми отверстиях в ряду) по коленчатому валу.

Если совмещать отверстия, смещая фланец в сторону вращения шестерни 29 (на фланце имеется метка «+»), угол начала подачи топлива увеличивается, а против вращения (метка «-» на фланце) — уменьшается. Плунжер 13 (рис. 2) и гильза 5, нагнетательный клапан 3 и седло изготовлены из высококачественной стали и тщательно притерты друг к другу.

Рис. 2. Топливный насос ТНВД УТН-5: плунжер, гильза, клапан, седло

Гильза имеет два отверстия. Верхнее отверстие 19 предназначено для впуска, а нижнее 18 — для перепускания топлива, Относительно корпуса гильза фиксируется штифтом. У плунжера предусмотрены винтовой паз 17 и два отверстия — осевое и радиальное, посредством которых паз сообщается с надплунжерным пространством. Кольцевая выточка в нижней части плунжера обеспечивает лучшую смазку плунжерной пары топливом.

Пружина 8 через тарелку 12, которая удерживается заплечиком плунжера, прижимает плунжер к регулировочному винту толкателя. Верхним заплечиком с лысками плунжер соединяется с поворотной втулкой 14. Она свободно надевается на нижнюю часть гильзы 5 и через зубчатый венец 6 соединяется с рейкой 16.

В случае перемещения рейки зубчатый венец поворачивает относительно гильзы поворотную втулку и плунжер 13. При этом кромка винтового паза 17 приближается к перепускному отверстию 18 гильзы или удаляется от него. Рейка действует на зубчатые венцы всех секций.

Над гильзой 5 находится седло 4 с нагнетательным клапаном 3 и пружиной 1. Клапан насоса УТН-5 способствует лучшему распылению топлива форсункой, обеспечивая быстрое нарастание давления топлива в начале его впрыскивания и резкое его снижение в конце.

Седло клапана прижимается к торцу гильзы штуцером 2, завинченным в резьбовое отверстие корпуса. Для уплотнения резьбового соединения между фланцем седла и торцом штуцера имеется капроновая прокладка. Резьба на седле предназначена для его демонтажа при помощи съемника.

Клапан имеет направляющую часть Н с пазами для прохода топлива, цилиндрический разгрузочный поясок П и запорный конус К. Поясок и конус притерты к седлу. При нахождении плунжера топливного насоса в нижнем положении (рис. 3, а), т.е. когда на толкатель не давит кулачок приводного вала, рабочая полость гильзы сообщена с впускным отверстием 3, через которое она заполняется топливом из канала 4.

Рис.3. ТНВД двс Д-240 — положения плунжера

Вращение кулачкового вала топливного насоса УТН-5 обуславливает давление кулачка на толкатель (рис. 3, б) и движение вверх плунжера 1. Топливо из уменьшающегося 
надплунжерного пространства вытесняется обратно в канал 4 до тех пор, пока плунжер верхней кромкой не перекроет отверстие 3.

При последующем движении плунжера вверх происходит сжатие топлива в изолированном пространстве, и как только давление на нагнетательный клапана 6 снизу станет большим, 
чем давление на него пружины 8 сверху, клапан отодвигается от седла, открывая путь топливу по трубопроводу высокого давления к форсунке (рис. 3, в).

Подача топлива продолжается до тех пор, пока винтовой паз на плунжере через осевой канал не соединит надплунжерную,полость (с давлением 30…50 МПа) и канал 8 (с давлением 0,1 МПа). Вследствие разности давления топливо перетекает в перепускной канал (рис. 3, г), давление в надплунжерной полости падает и, когда оно становится меньше давления на нагнетательный клапан сжатой пружины, клапан прижимается к седлу 7.

Подача топлива в топливопровод прекращается. Доза подаваемого топлива к форсунке УТН-5 зависит от расстояния, которое пройдет плунжер от момента перекрытия впускного отверстия 3 до момента открытия перепускного отверстия 9 винтовым пазом.

Указанное расстояние в процессе работы двигателя можно изменять, поворачивая плунжер насоса относительно продольной оси. 

Для этой цели предусмотрен зубчатый венец 26 (см. рис.1), соединенный с рейкой ТНВД МТЗ-80, МТЗ-82, которая с помощью системы тяг и рычагов соединена с педалью и рычагом на рабочем месте тракториста. При перемещении рейки зубчатые венцы всех секций поворачиваются, и подача топлива изменяется (неравномерность подачи отдельными секциями допускается до 3%).

Таким образом начало подачи топлива к форсунке определяется моментом, когда плунжер перекрывает впускное отверстие, а конец — когда кромка винтового паза достигает перепускного канала.

Доза регулируется изменением длины хода плунжера до начала перепуска топлива (отсечки). Нагнетательный клапан отделяет надплунжерное пространство от топливопровода высокого давления, сохраняя внутри последнего столб топлива, находящийся под давлением. 

Благодаря этому в начале подачи импульс давления распространяется от плунжера к форсунке топливного насоса скоростью звука в топливе (примерно 1500 м/с). Это создает 
условия для своевременного и четкого начала впрыска при каждой новой подаче топлива. Если остаточное давление в топливопроводе будет слишком высоким, форсунка не сможет 
четко прекращать впрыск, а это способствует нагарообразованию.

Для разгрузки топливопровода высокого давления ТНВД УТН-5 двигателя Д-240 и обеспечения четкости прекращения подачи топлива форсункой служит разгрузочный поясок 10 (рис. 3, д) действующий следующим образом.

В момент начала перепуска топлива, когда давление в надплунжерной полости резко снижается, нагнетательный клапан под действием пружины и вначале в седло входит цилиндрический поясок 10,отсасывая топливо из топливопровода, затем коническая часть клапана. Такое движение разгрузочного пояска приводит к резкому падению давления в топливопроводе.

Регулятор насоса — центробежный, всережимный, с корректором подачи топлива и автоматическим обогатителем. Он крепится корпусом к фланцу ТНВД Д-240 и имеет привод от его вала. Ступенчатый хвостовик кулачкового вала насоса находится в корпусе регулятора.

На первый его уступ с лысками напрессована упорная шайба 7 (см. рис. 1, б), на второй — свободно установлена ступица 5 с четырьмя грузами (от осевого перемещения ступица удерживается стопорным кольцом), на последнем расположена отжимная муфта с упорным шарикоподшипником 2.

На оси 28 установлены основной 27 и промежуточный 25 рычаги регулятора. Они соединены болтом 24 так, что между ними имеется угловой люфт. На промежуточном рычаге установлен бочкообразный ролик 26, упирающийся в муфту регулятора 8, корректор 20 подачи топлива и шпилька крепления пружины 13 автоматического обогатителя. В верхней части к рычагу крепится тяга, соединяющая его с рейкой 14 топливного насоса.

Основной рычаг регулятора через пружину 18, серьгу и рычаг 12 соединяется с рычагом управления регулятором, расположенным вне его корпуса. Угол поворота основного рычага на оси 28, а значит, промежуточного рычага и ход рейки топливного насоса ограничиваются болтом 22 (номинальная подача топлива) и упором 21 (подача выключена).

Детали регулятора и насоса ТНВД УТН-5 дизеля Д-240 трактора МТЗ-80, МТЗ-82 смазываются моторным маслом, которое заливают через горловину, расположенную возле рычага управления регулятором. Полости корпусов сообщаются с атмосферой через сапун с фильтром.

Рис. 4. Схема действия регулятора топливного насоса УТН-5 двс Д-240

а — пуск двигателя; б — холостой ход; в — номинальная нагрузка; г — кратковременная перегрузка; 1 — болт номинальной подачи топлива; 2 — болт максимальной подачи топлива; 3 — основной рычаг; 4 — промежуточный рычаг; 5 — пружина регулятора; 6 — пружина обогатителя: 7 — рейка топливного насоса; 8 — рычаг управления регулятором; 9 — винт-ограничитель; 10 — кулачковый вал топливного насоса; 11 — грузы; 12 – корпус внешней нагрузки; 13 — шток корректора; 14 — пружина корректора

Во время запуска двигателя рычаг управления регулятором 8 (рис. 4, а) поворачивают до упора в винт-ограничитель 9 номинального скоростного режима. Усилиями пружин регулятора 5 и обогатителя 6 рычага 3 и 4 отклоняются в крайнее правое положение, ограниченное головками болтов номинальной подачи топлива и 2 максимальной подачи топлива в момент пуска дизеля.

Рейка топливного насоса УТН-5 устанавливается на максимальную (пусковую) подачу. При работе без внешней нагрузки рычаг корректора (рис. 4, б) остается в предыдущем положении. Центробежная сила грузов 11, преодолевая усилия пружин 5 и 6, отклоняет рычаги 3 и 4 влево и передвигает рейку 7 топливного насоса в сторону уменьшения подачи топлива, в результате чего уменьшается частота вращения коленчатого вала.

При номинальной нагрузке центробежная сила вращающихся грузов уравновешивается усилиями пружин 5 и 6 (рис, 4, в). Основной рычаг касается головки болта номинальной подачи 1, рейка насоса находится в положении установленной подачи.

В случае перегрузки (рис. 4, г) двигателя основной рычаг не изменяет своего положения, т.к. упирается в болт номинальной подачи, а пружина корректора 14 отталкивает промежуточный рычаг и через него передвигает рейку насоса в сторону увеличения подачи топлива.

За счет дополнительной подачи топлива возрастает крутящийся момент двигателя, что позволяет преодолеть кратковременную перегрузку. Величина дополнительного перемещения рейки и начало работы корректора зависят от величины выступания штока 13 и предварительного сжатия пружины корректора. При остановке двигателя рычаг 8, поворачивают в сторону уменьшения натяжения пружин. 

Полностью сжатая пружина перемещает рычаг влево до упора в винт. Рычаг 3 увлекает промежуточный рычаг 4, который передвигает рейку топливного насоса в положение выключенной подачи топлива.

Управляют скоростным режимом двигателя рычагом и педалью из кабины: рычагом устанавливают необходимый скоростной постоянный режим работы, а педалью увеличивают его по мере необходимости до номинального.

ремонт устройство регулировка и схема

Назначение ТНВД — перемещать солярку из бака в цилиндры мотора. Основные узлы системы питания — два бака под солярку, фильтры грубого и тонкого очищения горючего, топливный насос большого давления — ТНВД. Система питания техники «Беларус» сравнительно элементарна, имеет классический вид и принцип работы. Хорошо изучив её, разобравшись с устройством на теоретическом уровне, можно смело выполнить самостоятельно ремонт. Топливная система этого трактора содержит порядка семидесяти деталей, что мало для такого оборудования.

Конструкция ТНВД трактора МТЗ 80

Тракторный насос для МТЗ 80 именуют УТН-5. Он сделан из надёжного алюминиевого сплава. А выпускают их в разных вариациях монтажа, существует левое и правое исполнение. Это зависит от конструкции и свойств крепежа. По всей длине корпуса он разделяется на две полости. Это происходит благодаря перегородке. Внизу имеется вал с приводом насоса, а вверху — составные секции данного насоса.

Подетальную конструкцию ТНВД мотора Д-240 рассмотрим дальше. Насос для топлива с регулирующим механизмом имеет следующие элементы: нажимной штуцер, клапан нагнетательный, седло клапана, плунжер и соответствующую втулку, поворотную втулку, венец с зубьями, тягу рейки, крышку регулятора, корпус корректора, шток корректора, корпус регулятора, пяту, оси грузика, пяты и рычага, соединительную муфту, грузики регулятора, ступицу грузиков, сухарь амортизатора, стакан для подшипника, маслоотражатель, вал с кулачком, заглушку, фланец крепления насоса для подкачивания, плиту для крепежа, шлицевую втулку, фланец для установки, роликовый толкатель, нижнюю тарелку пружины, рейку с зубчатой передачей, топливоотводящие каналы, корпус перепускного клапана, отверстие для подачи солярки, шариковый клапан, топливные каналы, отсечное отверстие, штифт, впускное отверстие плунжерной втулки, крышку люка. Как любой насос, ТНВД в своей конструкции имеет шайбы, зажимы, основной и вспомогательные рычаги, болты разного назначения, шарикоподшипники, пружины, пробки, гайки, прокладки, трубки для передачи топлива, разнообразные винты для стягивания и регулировки. Не существует в природе насоса без корпуса и отверстия для масла, не встречаются насосы без эксцентрика для подкачивания топлива.

Схема топливного насосс с регулятором

В питательную систему дизельного двигателя входят: воздухоочиститель, глушитель, воздушный фильтр, электрофакельный подогреватель с топливным бачком, впускной коллектор, различные трубки — дренажные и высокого давления, горло для заливки горючего, топливные баки, краник для слива, фильтры тонкой и грубой очистки солярки, регулятор топливного насоса, подкачивающий насоса, топливный насос, форсунки, выхлопной коллектор, фильтрующие приспособления разного назначения.

В самом высшем месте УТН-5 имеются продольные каналы, соединяющие его с фильтром тонкой очистки и с системой подкачки насоса, в который встроен пропускной клапан.

Описание способа действия УТН — 5

Насос для подкачивания крепится к корпусу основного насоса. К штуцерам присоединён топливопровод, через который под большим давлением подаётся горючее к форсункам. Насос приводится в действие от шестерни коленчатого вала. Если насос уже ремонтировался, то после очередной сборки и разборки надо тщательно сверять угол соединений шестерен. В противном случае, при ошибочном наклонении, обеспечены будут перебои в работоспособности. Градус наклона должен быть строго 22°30″. Проверить его лучше, обратившись к опытному мотористу.

Проверка и регулировка насоса

Перед началом надо убедиться, что запирающий конус плотно прилегает, а давление насосной секции соответствует норме. Вращаем коленчатый вал и передвигаем регулятор до того момента, пока стрелка на манометре не будет показывать 15 МПа. Мотор после этого глушат, подачу топлива останавливают регуляторным рычагом. Если давление на манометре падает за десять секунд, клапан исправен.

Для регулировки точного угла момента поступления топлива надо крутить в разные стороны регулировочный болт. Один виток уменьшает или увеличивает обороты коленвала примерно на 40 оборотов. Раскручивая болт — мощность насоса уменьшается, закручивая — увеличивается.

Технические советы

Логическим методом можно просчитать, что, увеличивая подачу количества топлива в камеру сгорания становится больше и крутящий момент. А это повышает мощность двигателя и его скорость.

Смена моторного масла в устройстве УТН-5 нужна только после демонтажа и ремонтных работ. При обычном режиме эксплуатации этого делать не стоит. Моторного масла требуется всего 150-200 миллилитров, заливку осуществляют через картер ТНВД.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *