Насос тнвд: Топливный насос высокого давления

Содержание

проверка, диагностика, снятие с двигателя

Топливный насос высокого давления — один из основных механизмов в системе подачи топлива в дизельных двигателях. Именно этот узел является главным отличием дизельных двигателей от своих бензиновых собратьев. Однако из-за своей сложности и чувствительности к качеству топлива топливный насос высокого давления (сокращенно ТНВД) нередко выходит из строя, что может грозить ремонтом или заменой узла.

Принцип работы ТНВД

Несмотря на обилие различных видов насосов, все ТНВД работают по сходному принципу и обеспечивает подачу порций дизельного топлива в цилиндры двигателя автомобиля под высоким давлением в строго отведенные моменты времени. Размер подаваемых порций топлива определяется нагрузкой цилиндров к коленчатому валу. Основу любого вида ТНВД составляет плунжерная пара, состоящая из непосредственно плунжера (поршня) и втулки (цилиндра).

Выделяется 2 основных разновидности ТНВД по принципу действия:

  • ТНВД непосредственного действия с механическим приводом плунжера;
  • ТНВД с аккумуляторным впрыском.

По устройству также различаются несколько видов ТНВД:

  • рядные — секции насоса расположены в ряд и подают топливо в определенный цилиндр мотора;
  • распределительные — одна секция насоса может подавать топливо в несколько разных цилиндров;
  • многосекционные (V-образные) — для высокоскоростных дизельных двигателей.

В свою очередь распределительные ТНВД могут быть одноплунжерными и двухплунжерными.

Все ТНВД непосредственного впрыска работают по одному принципу:

  • механический привод плунжера;
  • одновременно протекающие процессы нагнетания и впрыска;
  • давление для впрыска топлива создается движением плунжера.

ТНВД с аккумуляторным впрыском обеспечивают подачу топлива в раздельных циклах: сначала топливо нагнетается в аккумулятор насоса, затем поступает в топливные форсунки. Насосы с электронным управлением форсунками получили название системы Common rail.

Вкратце принцип работы топливного насоса высокого давления выглядит таким образом.

  1. Топливо из бака поступает в ТНВД благодаря подкачивающему насосу. Давление топлива на входе в насосную секцию ТНВД поддерживается редукционным клапаном.
  2. Движение плунжера, подающего топливо в цилиндры мотора, обеспечивается кулачковым валом, в свою очередь имеющим привод от коленчатого вала автомобиля.
  3. Вращение кулачкового вала заставляет двигаться плунжер, который поднимается вверх по втулке. При этом последовательно открываются выпускное и впускное отверстие.
  4. Создаваемое движением плунжера давление открывает нагнетательный клапан, после чего топливо поступает к топливной форсунке цилиндра дизельного двигателя.
  5. Избытки топлива через сливной, винтовой, радиальный и осевой каналы сливаются из плунжера в бак посредством дренажного штуцера.

Признаки неисправности ТНВД

ТНВД — дорогостоящий и довольно «капризный» узел дизельного двигателя, крайне требовательный к качеству топлива и смазывающих материалов. Основная причина выхода из строя ТНВД — загрязнение плунжеров насоса, которые установлены во втулки с минимальными допусками, измеряющимися в микронах.

Загрязнение плунжерной пары твердыми частицами, содержащейся в некачественном дизельном топливе, может приводить к выходу ТНВД из строя. Не менее опасна и вода, которая может содержаться в топливе. Влага размывает защитную масляную пленку деталей узла, что чревато заклиниванием деталей ТНВД. Также неисправность ТНВД может заключаться в физическом износе деталей и повреждение корпуса насоса.

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

  • повышенный расход топлива;
  • нестабильная работа двигателя на малых оборотах;
  • затруднения с запуском двигателя;
  • перегрев мотора;
  • утечка горючего;
  • падение мощности и отдачи дизельного двигателя;
  • увеличенная дымность выхлопа;
  • появление посторонних шумов в процессе работы двигателя.

Проверка ТНВД

Симптомы неисправности насоса сходны с поломками деталей двигателя, а также могут иметь схожесть с неисправностью охлаждающей системы автомобиля. Поэтому для диагностирования поломки непосредственно ТНВД необходимо проверить и убедиться в исправности деталей насоса.

В идеале диагностика ТНВД и поиск неисправностей может проводиться только на стенде — устройстве, позволяющем имитировать работу ТНВД в рабочих диапазонах. Однако так как стоимость стенда сравнима с ценой автомобиля, а для диагностики необходимо демонтировать ТНВД с автомобиля, то такие операции проводятся только в автосервисах.

В «боевых» условиях проверить ТНВД достаточно сложно, но, все-таки возможно. Однако нужно понимать, что в домашних условиях получится диагностировать только некоторые неисправности ТНВД, а полную картину даст только проверка на стенде.

  1. Проверить плунжерные пары на наличие в них воды можно сняв ремень ГРМ и осторожно покрутив шкивом. Если шкив проворачивается с переменным усилием (из-за вращения кулачкового вала), то вода во втулках ТНВД отсутствует. Если шкив не проворачивается, то в системе ТНВД находится вода, что при запуске двигателя приведет к заклиниванию.
  2. Давление в плунжерной паре можно проверить с помощью тестера ТАД-01А, КИ-4802 или любого другого подобного инструмента. Такой прибор можно изготовить даже самостоятельно, для этого потребуется мощный манометр. Тестер вкручивается в ТНВД на место топливной трубки или в центральное отверстие головки насоса. Показатели измерения должны составлять не менее 300 кг/см2. В обратном случае плунжерная пара изношена и нуждается в замене или восстановлении.
  3. В дизельных автомобилях с электронным управлением ТНВД поломка может заключаться в обрыве датчика оборотов, расположенного на корпусе насоса. В таком случае топливо не поступает из ТНВД в форсунки цилиндров мотора. Для проверки датчика необходимо с помощью мультиметра измерить сопротивление на разъеме датчика, расположенного на крышке ТНВД. В случае отсутствия сопротивления произошел разрыв.
  4. Если неисправность ТНВД заключается в утечке топлива, то, как правило, виноваты уплотнительные кольца узла. Чтобы проверить ТНВД на утечку необходимо при работающем двигателе покачать ось рычага ТНВД. Если при этом наблюдается утечка топлива, то резиновый уплотнитель в месте утечки нужно заменить. Если утечки возникают не на оси, а в других местах узла, например, в местах посадки плунжерных пар, то для диагностики придется разбирать ТНВД.

Все эти способы помогают проверить ТНВД на наличие поломок. Однако неисправностей насоса гораздо больше, поэтому в большинстве случаев приходится демонтировать ТНВД и разбирать узел в поисках механических и иных повреждений в деталях узла.

Снятие ТНВД с двигателя

Снятие ТНВД может понадобиться не только для поиска и ремонта неисправных деталей, но и для проверки форсунок и регулировки газораспределительного механизма. Снятие ТНВД — довольно трудоемкая задача, с которой справится далеко не каждый автовладелец. Как минимум для проведения такой операции необходимо иметь немалый опыт в самостоятельном ремонте автомобиля.

Снятие ТНВД проводится в несколько этапов. В зависимости от вида насоса могут иметься различия в последовательности и некоторых деталях процесса. Для снятия ТНВД кроме стандартных ключей понадобятся специальные приспособления — шестерни для проворачивания коленчатого вала, фиксаторы, стапели, съемники приводных шестерен, шлицевые ключи и специальные приспособления для демонтажа. Поэтому при снятии насоса желательно использовать набор инструментов для ремонта ТНВД.

  1. Для начала следует слить всю охлаждающую жидкость в автомобиле.
  2. Далее отсоединяется минусовая клемма аккумулятора.
  3. Снимается вентилятор и кожух вентилятора, усложняющие доступ к корпусу ТНВД.
  4. Затем снимается крышка головки блока цилиндров.
  5. Далее снимается кожух ремня ГРМ.
  6. Затем демонтируется впускной коллектор.
  7. Далее первый цилиндр двигателя необходимо установить в положение верхней мертвой точки (максимальное расстояние между цилиндром и коленвалом). Для блокировки цилиндра в таком положении используется приспособление 11 2 300.
  8. Затем необходимо демонтировать ремень ГРМ со шкивов распределительного вала и вала ТНВД.
  9. Далее необходимо отсоединить топливный трубопровод и сливной провод от насоса. Также отсоединяется шланг для слива масла.
  10. Далее требуется отсоединить распределительные трубопроводы от форсунок цилиндров с помощью приспособления 13 5 020.
  11. Далее отсоединяются детали электропроводки.
  12. Затем нужно снять крепеж ТНВД. Для снятия центральной гайки ТНВД сначала демонтируется колпачковая гайка, а затем откручивается центральная гайка рожковым ключом на 18.
  13. Далее выворачиваются болты на корпусе ТНВД.
  14. Для отсоединения ТНВД от звездочки используется выталкивающий винт и приспособление 13 5 120, которое предварительно вкручивается на место центральной гайки. При снятии ТНВД приспособление должно оставаться на центральном шкиве до момента установки насоса обратно во избежание падения звездочки.

После того, как ТНВД отделен от центрального шкива и звездочки, его можно осторожно вынуть. Дальнейший разбор для поиска неисправных деталей также производиться с помощью специализированного набора для ремонта ТНВД.

Топливный насос высокого давления: устройство и назначение

Топливный насос высокого давления в инжекторном двигателе выполняет функцию по поддержанию высокого давления для обеспечения полноценного впрыска топлива в камеры сгорания цилиндров.

Если же не знаете и двигатель машины для вас это очень сложное устройство, состоящее из тысяч различных деталей и узлов, которые трудятся в унисон, останьтесь и  получите удовольствие от новой информации.

Топливный насос высокого давления можно встретить и у дизелей, и у бензиновых агрегатов.

Устройство насоса сложное, но крайне важное для функционирования силового агрегата, поэтому мы постараемся поговорить о реальных разновидностях этого узла, встречающиеся под капотами наших авто.

Наверное, заядлые дизелисты с ревностью скажут, что топливный насос высокого давления – это прерогатива исключительно двигателей на солярке. Так и есть, вернее, было до изобретения бензиновых моторов с непосредственным впрыском, где также необходимо создавать высокое давление для инжекции горючего.

Но стоит отметить, что бензиновым двигателям нужно гораздо меньшее давление, развиваемые насосами двух типов моторов, и отличаются они примерно в 10 раз.

Топливный насос высокого давления

Какой бы ни была разновидность ТНВД, главным элементом его схемы в любом случае остаётся плунжерная пара.

Что же это за штуковина? Проще говоря, она представляет собой поршень (плунжер), вставленный в цилиндр (втулку). Но не думайте, что это такая уж простая деталь. На самом деле плунжерная пара крайне прецизионное устройство, изготовить которое можно только на высокоточном оборудовании.

Только представьте себе, расстояние между поршнем и втулкой должно составлять микроны! Кстати, это одна из причин, по которой дизельные моторы выходят из строя – некачественное топливо, имеющее в составе микрочастицы грязи, пагубно влияют на работоспособность плунжеров, царапая и загрязняя их.

Такие разные и одинаковые ТНВД

Переходим к разновидностям ТНВД. Так как инженерная мысль находится в постоянном поиске и попытках сделать мир лучше, появляются всё новые и новые технические решения.

В современном автомобилестроении топливный насос высокого давления представлен в трех основных типах:

  • рядные;
  • распределительные;
  • магистральные.

Давайте попробуем разобраться, зачем их столько навыдумывали.

Рядный

Итак, рядный топливный насос высокого давления. В принципе, название этого типа насосов говорит само за себя. В них плунжерные пары расположены в один ряд, причём их количество равно количеству цилиндров мотора.

В одном корпусе с плунжерами расположен кулачковый вал, который и приводит их в действие, а сам вал имеет привод от коленвала двигателя. Такая вот система.

 

Управление подачей дизтоплива к форсункам может происходить как механически, так и при помощи электронных блоков управления.

Считается, что рядные ТНВД очень надёжны и неприхотливы к качеству горючего. Тем не менее, из-за своих внушительных габаритов они перестали использоваться на легковых авто с начала 2000-х годов.

Распределительный

Следующий топливный насос высокого давления, о которых мы вспомнили – распределительный.

Главным его отличием от предыдущей разновидности является наличие всего лишь одного или двух плунжеров. Чтобы обеспечить питание для всех цилиндров и никого не обидеть, плунжер вращается, попеременно подавая горючее в магистраль каждого.

Грубо говоря, его работу можно сравнить с револьвером, в котором бы по кругу вращался не барабан, а ствол.

Регулировка подачи солярки может быть и механической и электронной при помощи клапана, работающего под руководством блока управления двигателя.

Сам плунжер в распределительных ТНВД может иметь несколько вариантов привода:

  • торцевой кулачковый;
  • внутренний кулачковый;
  • внешний кулачковый.

Первые два варианта из списка считаются наиболее оптимальными, так как меньше изнашивают механизмы насоса, хотя, в целом, данный топливный насос высокого давления нельзя назвать долговечным.

Магистральный

Ну и наконец, третий тип насосов – магистральный. В его составе может быть до трёх плунжеров, привод которых обеспечивается кулачковым валом или кулачковой шайбой, движущихся внутри ТНВД.

В отличие от своих собратьев, этот насос может развить очень высокое давление, а его главная задача заключается в нагнетании горючего в топливную рампу (аккумулятор), которое потом при помощи форсунок распределяется по цилиндрам.

Контролирует подачу горючего электронный клапан дозировки, находящийся в ведении блока управления мотором. Нужный объём топлива рассчитывается на основе информации, поступающей от многочисленных датчиков, разбросанных по силовому агрегату.

Кстати, о системе подачи топлива дизелей, в которой используются магистральные ТНВД, мы уже говорили в предыдущих статьях – это Common Rail, наиболее любимая технология у автопроизводителей.

Вот так всё просто. Надеюсь, дорогие читатели, эта статья раскрыла определённые секреты в строении автомобилей.

Подписывайтесь на рассылку, и вы никогда не пропустите свежие и полезные публикации.

Пока!

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.

Топливный насос высокого  давления (ТНВД)

Служит для  подачи топлива в форсунки точно дозированными порциями в зависимости от нагрузки двигателя. Топливный насос двигателей установлен межу правым и левым рядами цилиндров. Насос подает топливо в цилиндры в соответствии с порядком работы двигателя и приводится в действие специальным.

ТНВД КАМАЗ

Сверху на корпусе подкачивающего насоса установлен насос для ручной подкачки топлива при при неработающем двигателе и для удаления воздуха из системы (прокачки) перед его пуском.

ручной насос

Топливоподкачивающий Насос:

1 —  корпус; 2 — поршень; 3 — пружина поршня; 4 и 16 — уплотнительные шайбы 15 и 17 —  пробки; б — втулка штока; 7 — шток. толкателя; 8 —  пружина толкателя; 9 —  толкатель поршня; 10 — стопорное кольцо толкателя; 11-  сухарь толкателя:12 —  ось ролика; 1,3 — ролик толкателя; 14 — нагнетательный клапан; 15-  пружина; 18 — корпус цилиндра ручного насоса; 19 — цилиндр ручного насоса; 20 —  поршень ручного насоса; 21- шток поршня; 22- ру—
коятка; 23 — прокладка; 24 — втулка цилиндра ручного насоса; 25 — всасывающий клапан; 26 — седло клапанов

схема работы

Рис. 35. Схемы работы топливоподкачивающего насоса:
а — всасывание; б — нагнетание;

1 — эксцентрик кулачкового валика; 2 — ролик; 3 — толкатель; 4 — пружина; б — шток; 6 —  подпоршневая камера; 7 —  вход в насос от топливного бака; В — всасывающий клапан; 9 — пружина всасывающего клапана; 10 — нагнетательный клапан; 11 —  пружина нагнетательного клапана; 12 —  поршень; 13 — пружина поршня; 14 -надпоршневая камера; 15 — вход из насоса и фильтру тонкой очистки

Скорость вращения вала насоса вдвое меньше скорости вращения коленчатого вала двигателя: за два оборота коленчатого вала, в течение которых в каждом из цилиндров двигателя произойдет по одному рабочему ходу, вал насоса повернется на один оборот, насос осуществит впрыск топлива во все цилиндры.


Высокое давление, развиваемое насосом, нужно для того чтобы топливо, впрыснутое в цилиндр, где находится сжатый воздух хорошо распылилось и смешалось с воздухом. Все секции ‚насоса одинаковы «по устройству каждая секция соединена трубкой с форсункой одного из цилиндров.

Топливный насос  состоит из корпуса с секциями и кулачкового валика на шариковых подшипниках.  Количество кулачков, как и секций, равно числу цилиндров двигателя. Плунжер движется вверх от кулачка вала набегающего на ролик толкателя. В толкатель ввернут болт контргайкой, предназначенный для регулировки момента начала подачи топлива. Пружина возвращает плунжер в исходное положение.

плунжерная пара

Главными деталями секции насоса являются гильза, плунжер, клапан  с пружиной и седло клапана.

Точная  дозировка количества топлива, подаваемого форсунке под высоким давлением каждой секцией насоса за один ход плунжера, возможна только при весьма тщательной подгонке деталей секции особенно  деталей насосной пары  плунжера и гильзы.

Эти детали изготовляются с большой точностью и подбираются на заводе попарно с зазором 0,001—0,003 мм. Так же подбираются пары клапан и седло клапана.

Рассмотрим работу секции насоса. По подводящему каналу ,топливо поступает к гильзе и через два отверстия, находящиеся в ее верхней части, проходит внутрь.  При вращении кулачкового вала насоса кулачок через толкатель  поднимает плунжер.

работа плунжерной пары

Поднимаясь, плунжер закрывает подающее отверстие в гильзе, вследствие чего давление над  плунжером повышается. Когда давление достигает определенной величины, открывается клапан 1, и горючее выталкивается в топливопровод, соединяющий секцию насоса с форсункой.

Изменение количества подаваемого в цилиндр топлива  происходит следующим образом   в верхней части плунжера выполнена  кольцевая проточка  отделяющая головку плунжера от нижней его части.

На боковой поверхности головки сделаны вертикальная канавка  и фасонный паз (косой срез)

образующий полость и так называемую отсечную кромку. Плунжер может поворачиваться в гильзе вокруг своей вертикальной  оси. Для этого имеется специальное устройство: на конце плунжера находятся выступы, входящие в пазы поворотной втулки. Поворотная втулка надета на гильзу.  В верхней части втулки установлен зубчатый  венец  который зацеплен с рейкой.

плунжера КАМАЗ

Следовательно, при  перемещении рейки  повернется и втулка  а ее нижний конец в пазы которого входят выступы плунжера повернет последний относительно гильзы

Вертикальное перемещение плунжера (его подъем) производится кулачком вала и толкателем  а опускание пружиной. Поворотные втулки всех секций через зубчатые венцы связаны с одной общей рейкой насоса. В свою очередь при помощи системы рычагов рейка связана с регулятором насоса и через него с педалью подачи топлива. Нажимая на педаль, водитель воздействует на регулятор, который поворачивает плунжеры в гильзах всех секций  на один и тот же угол.

Когда ‚педаль  отпущена и кнопка остановки двигателя  вытянута, плунжеры повернуты так, что вертикальная канавка  приходится против подающего отверстия  в гильзе.  В этом случае плунжер, двигаясь вверх, не будет подавать топливо к форсунке: по канавке топливо  будет свободно перетекать обратно к отверстию гильзы и через него вытесняться в подводящий канал.

ТНВД КАМАЗ

При нажатии на педаль рейка повернет плунжеры во всех, секциях насоса, вертикальная канавка отойдет от подающего отверстия в гильзе, а плунжер перекроет его. Топливо перетекать обратно не будет, и начнется подача его через клапан. Подача будет происходить до тех пор, пока фасонный паз  не подойдет к отверстию гильзы. В этот момент давление над плунжером резко упадет и клапан  закроется, а топливо по вертикальной канавке  и полости, образованной фасонным пазом, начнет перетекать из пространства над плунжером обратно в подающее отверстие гильзы. Подача топлива прекратится, хотя плунжер еще будет подниматься; произойдет так называемая отсечка.

Таким образом, подача топлива начинается с момента перекрытия плунжером подающих отверстий в гильзе и заканчивается в момент открытия отверстия в гильзе  фасонным пазом плунжера.

Чем больше будет нажата педаль подачи топлива, тем на больший угол повернется плунжер и тем позднее его фасонный паз откроет отверстие в гильзе,  следовательно секция подаст увеличенное количество топлива в цилиндр. Для подачи во все цилиндры двигателя одинакового количества топлива нужно, чтобы плунжеры были установлены одинаково по отношению к гильзе и зубчатой рейке.

На нагнетательном клапане  насоса находится   разгрузочный поясок. Как только подача топлива  прекратится и давление в трубопроводе действием пружины войдет разгрузочный поясок клапана.

Этот поясок как бы делит топливо на два объема: топливо, находящееся в надплунжерном пространстве отделяется от топлива в трубопроводе, ведущем к форсунке.  Объем топлива в трубопроводе высокого давления от этого увеличивается и давление в нем резко падает. Благодаря этому игла форсунки быстро закрывает отверстия распылителя. Происходит четкая отсечка подачи, и устраняется подтекание топлива из форсунки.

Угол опережения подачи топлива в зависимости от числа оборотов двигателя автоматически изменяется муфтой

 АВТОМАТИЧЕСКАЯ МУФТА

Автоматическая муфта

Автоматическая муфта представляет собой центробежный  регулятор. Вал привода насоса 1 соединен с кулачковым валом топливного насоса 16 не жестко, а через муфту 3, имеющую следующее устройство. На конце вала привода 1 топливного насоса (см. рис. 62) укреплена ведущая полумуфта 10. Ведомая полумуфта 15 укреплена с помощью шпонки на кулачковом  валике насоса. На двух осях 13 ведомой полумуфты 15 свободно насажены грузы 11. Пружины 14 ‚одним концом упираются в оси 13,а другим в упорный палец 19 ведущей полумуфты Вал привода 1 топливного насоса вращается заодно с ведущей полумуфтой, которая через пальцы 19 давит на внутреннюю криволинейную поверхность грузов 11. Грузы через` оси 13 передают вращающее усилие ведомой  полумуфте 15

Автоматическая муфта

Рис. 42. Автоматическая муфта опережения впрыска топлива:
а — общий вид конструкции; 6 —  схема работы; в — детали;

1 —  вал привода топливного насоса; 2 —  ведущий фланец полумуфты вала привода насоса; 3 —  болт фиксзцни ведущего фланца; 4 —  стяжной болт; 5 — полумуфта вала привода насоса; 6 —  шайба полумуфты вала привода насоса; 7 — корпус муфты; 8, 18 и 21 —  сальники; 9 —  втулка ведущей полумуфты; 10 — ведущая полумуфта; 11- груз; 12 — регулировочные прокладки; 13 — ось груза; 14 — пружина груза; 15 — ведомая полумуфта; 16 -кулачковый валик топливного насоса; 17 —  резиновое кольцо; 19 — упорный палец ведущей полумуфты; 20 — кольцевая гайка

При увеличении числа оборотов коленчатого вала 7…грузы 11 под действием центробежной силы преодолевают  сопротивление пружин 14 и расходятся (положение П), скользя своей криволинейной поверхностью по поверхности пальцев 19 ведущей полумуфты.

Расстояние между осями 13 грузов и пальцами 19 уменьшается. В результате этого ведомая полумуфта 15 поворачивается  относительно ведущей на некоторый  угол.  Кулачковый вал насоса, связанный жестко с полумуфтой

автоматическая муфта

При снижении числа оборотов двигателя центробежная сила уменьшается, грузы сходятся, и ведомая муфта поворачивается в сторону, противоположную вращению.

Угол опережения впрыска уменьшается. Действия таким образом, автоматическая муфта при пуске  любых числах оборотов двигателя обеспечивает углы опережения впрыска, близкие к оптимальным.

Известно, что чрезмерное увеличение числа  оборотов двигателя опасно тем, что возникающие при этом усилия могут вызвать повышенный износ и даже поломку его. Поэтому карбюраторные и дизельные двигатели оборудуются регулятором, не допускающим повышения числа оборотов сверх установленного.

СМОТРИТЕ ВИДЕО






Смотрите следующие статьи

Классификация дизельных топливных систем и типичные неисправности

    org/BreadcrumbList">