ТНВД МТЗ-80, 82 / Д-240 устройство, ремонт, настройка
ТНВД МТЗ-80, 82 — это четырехплунжерный топливный насос 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). Описание тракторов МТЗ-80 и МТЗ-82.
Характеристики ТНВД МТЗ-80 двигателя Д-240 УТН-5
| Топливный насос высокого давления — ТНВД трактора МТЗ | |
|---|---|
| Каталожный номер | 4УТНИ-1111005-20 |
| Применение | трактора серии МТЗ |
| Двигатель | Д-240, Д-241, Д-242, Д-243, Д-244, Д-248, Д-248.1, Д-247.1 |
| Особенности | УТН, рядный |
| Тип привода ТНВД | шлицевая втулка |
| Завод | Ногинск |
| Аналоги | PP4M9P1g-4201 (MOTORPAL, Чехия) |
Устройство ТНВД МТЗ 80 Беларус
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.
1 — нажимной штуцер; 2 — зажимы; 3 — пружина; 4 — нагнетательный клапан; 5 — седло клапана; 6 — прокладка; 7 — втулка плунжера; 8 — плунжерная пара; 9 — пробка; 10 — зубчатый венец; 11 — поворотная втулка; 12 — крышка регулятора; 13 — тяга рейки; 14 — рычаг пружины; 15 — пружина регулятора; 16 — пружина обогатителя; 17 — основной рычаг; 18 — корпус корректора; 19 — шток корректора; 20 — винт регулировочный; 21 -промежуточный рычаг; 22 — болт номинала; 23 — болт; 24 — корпус регулятора; 25 — ось груза; 26 — пята; 27 — муфта; 28 — ось пяты; 29 — ось рычага; 30 — грузы регулятора; 31 — упорные шарикоподшипники; 32 — спускная пробка; 33 — ступица грузов; 34 — сухарь амортизатора; 35 — шайба; 36 — стакан подшипника; 37 — маслоотражатель; 38 — рычаг управления; 39 — кулачковый вал; 40 — заглушка; 41 — эксцентрик привода подкачивающего насоса; 42 — фланец для крепления подкачивающего насоса; 43 — регулировочная шайба; 44 — плита крепления; 45 — корпус насоса; 46 — маслоподводящее отверстие; 47 — гайка валика; 48 — шлицевая втулка; 49 — установочный фланец; 50 — толкатель с роликом; 51 — регулировочный болт толкателя; 52 — тарелка пружины (нижняя); 53 — пружина плунжера; 54 — тарелка пружины; 55 — зубчатая рейка; 56 — болт для спуска воздуха; 57 — канал для отвода топлива; 58 — перепускная трубка; 59 — корпус перепускного клапана; 60 — пробка; 61 — шарик-клапан; 62 — отверстие для подвода топлива; 63 — канал для подвода топлива; 64 — отсечное отверстие; 65 — впускное отверстие втулки плунжера; 66 — штифт; 67 — крышка люка; 68 — регулировочный винт; 69 — прокладка; 70 — заливная пробка; 71 — регулировочный винт; 72 — пружина корректора; 73 — стяжной винт.
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.
Принцип Работы
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.
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-240поддерживается 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 МТЗ 80 — 82
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.
Проверка (регулировка) топливного насоса
Прежде, чем осуществить проверку, необходимо убедиться в плотности запирающего конуса клапана нагнетания и в достаточном давлении насосной секции, находящейся в верхней полости. Вращая коленчатый вал, нужно сдвигать регулятор до тех пор, пока стрелка на манометре не остановится на цифре 15 МПа. Двигатель после этого останавливают и отключают подачу горючего регуляторным рычагом. При падении давления на манометре менее, чем за 10 секунд, клапан соответствует исправности и дальнейшему использованию.
Чтобы отрегулировать точный угол начала поступления горючего вам потребуется вкручивать/выкручивать специальный регулировочный болт. При откручивании болта угол будет увеличиваться, а при обратном вкручивании, соответственно, уменьшаться. Обратите внимание, что один виток (оборот) вкручивания/раскручивания регулирует скорость оборотов двигателя приблизительно на 30-50 оборотов. При раскрутке болта производительность и пропускная способность насоса пропорционально уменьшается, а при закрутке, наоборот, увеличивается.
Рассмотрим как установить топливный насос ТНВД (4УТНИ-1111005-20) на тарктор МТЗ с двигателем Д-240. Топливный насос МТЗ Д-240 имеет маркировку 4УТНИ-1111005-20 и рядное конструктивное исполнение с шлицевой втулкой.
Установке топливного насоса на тракторы МТЗ-80 и МТЗ-82
1. Снять корпус с отверстия в переднем щите распределения.
2. Определить положение широкого зуба шлицевого фланца шестерни привода топливного насоса и вставить шлицевую втулку топливного, насоса в шлицевую шайбу шестерни привода насоса.
3. Закрепить болтами на двигателе топливный насос.
4. Присоединить тягу управления подачей топлива к рычагу регулятора так, чтобы при крайнем заднем положении рычага управления подачи топлива рычаг регулятора занимал положение, соответствующее наибольшей подаче топлива.
5. Присоединить топливопроводы высокого давления к штуцерам форсунок и головки насоса согласно порядку работы двигателя.
6. Подсоединить топливопроводы к насосу.
7. Открыть расходный кран, заполнить систему питания двигателя топливом.
8. Прокачать топливо насосом ручной подкачки до появления из сливной трубки струи топлива без пузырьков воздуха.
9. Закрыть продувочный вентиль и завернуть рукоятку насоса ручной подкачки.
Установка зажигания (момента впрыска) МТЗ 80
1. Отсоединить топливопровод высокого давления от штуцера первой секции топливного насоса.
2. Навернуть на штуцер с помощью гайки моменто- скоп.
3. Установить на корпус водяного насоса стрелку- указатель так, чтобы ее конец находился у наружной поверхности шкива вентилятора.
4. Проверить положение рычага управления подачей топлива на максимальную величину.
5. Прокачать дизельное топливо насосом ручной подкачки, открыв продувочный вентиль.
6. Удалить часть топлива из трубки моментоскопа.
7. Вывернуть установочную шпильку из отверстия и вставить ее не нарезанным концом в то же отверстие до упора.
8. Медленно вращать коленчатый вал за рукоятку по часовой стрелке до тех пор, пока шпилька не войдет в углубление. Это будет соответствовать положению поршня первого цилиндра, при котором он не дойдет до в. м. т. на величину угла опережения подачи. Сделать метку на поверхности шкива против конца стрелки указателя.
9. Провернуть коленчатый вал против часовой стрелки на ‘/в оборота и затем, вращая по часовой стрелке, следить за положением уровня топлива в моментоскопе.
Когда начнется подъем топлива в стеклянной трубке моментоскопа, прекратить вращение коленчатого вала. Стрелка-указатель должна совпасть с меткой на поверхности шкива. При несовпадении стрелки указателя с меткой необходимо отрегулировать угол опережения подачи.
10. Снять моментоскоп, установить на штуцер первой секции насоса топливопровод высокого давления и убрать стрелку-указатель.
Рекомендации по обслуживанию
Вы можете логически вычислить, что при увеличении подачи горючего в мотор увеличивается и его крутящий момент, который, естественно, повышает номинальную мощность двигателя Д-240. К тому же, до пределов своих возможностей повышается и скоростной режим работы.
Замена масла в насосе УТН необходима только после разборки и ремонта, а в повседневной эксплуатации трактора не нужна. Заливка дизельного масла должна производиться через картер ТНВД в объёме 150-200 мл.
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.
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.
Источник