ТНВД МТЗ-80, 82 / Д-240 устройство, ремонт, настройка

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.

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

Характеристики ТНВД МТЗ-80 двигателя Д-240 УТН-5

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-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.

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)

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)

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.

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.

Принцип действия системы зажигания

Система зажигания используется для надёжного и своевременного поджига горючей смеси, поступающей внутрь цилиндра. Состоит она из магнето, свечи зажигания искрового типа и провода под высоким напряжением.

Принцип функционирования данного элемента достаточно прост и надёжен одновременно – рабочая смесь при поступлении в цилиндр пускового двигателя воспламеняется посредством электрозаряда, формируемого между двумя электродами на зажигательной свечи. Для максимально качественного заряда требуется довольно высокое напряжение, примерно в 10-15 кВ, которое создаётся в особом приборе – магнето, совмещающем в себе целый ряд функций – прерывателя, генератора переменного тока и трансформатора.

В двигателях Д-240 используется магнето с правым вращением и неизменным показателем искрообразования. Привод магнето идёт от жёсткой полумуфты через приводную шестерню на пусковом двигателе.

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.

Устройство

Планируя выполнить ремонт ТНВД МТЗ, следует более подробно ознакомиться с конструкцией подобного элемента. Она отличается минимальным количеством элементов и высокой надежностью, что позволяет существенно упростить процедуру регулировки насоса, а также устранение неисправностей. Основными составными элементами данного агрегата представляются:

• плунжерные пары;
• корпус;
• клапан нагнетательного типа;
• толкатели;
• кулачковый вал;
• приводной механизм плунжеров.

Головка насоса и корпус представляют собой единый элемент, производимый из высокопрочного алюминиевого сплава. Устройство узла предусматривает, что на передней части корпуса размещается специальная плита, используемая для монтажа изделия непосредственно на двигатель. Разбираясь, как снять ТНВД с МТЗ 82, следует отметить, что для этого достаточно демонтировать крепежные болты.

Задняя часть плиты оснащена специальным фланцем, который используется для установки регулятора. Принцип работы изделия крайне прост, предусматривает выполнение следующего алгоритма действий:

1. Кулачковый вал начинает вращение, поднимая с помощью ролика толкатель.
2. Толкатель вместе с плунжером опускается.
3. Топливо заполняет пространство в гильзе, освободившееся из-за спуска плунжера.
4. Во время возвращения элемента в исходное состояние создается давление, за счет которого с помощью клапана порция топлива поступает через форсунки.

Подобный цикл повторяется с определенной периодичностью, что позволяет поддерживать необходимый для корректной работы двигателя уровень топлива.

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.

Проверка угла опережения впрыска

После запуска проверяют работу двигателя в разных режимах. При неустойчивой или жёсткой работе на высоких оборотах при появлении стуков и детонации, появлении чёрного дыма при неполном сгорании топлива осуществляют проверку и наладку угла опережения впрыска. Устанавливают моментоскоп на первую секцию насоса и отслеживают совпадение моментов попадания в отверстие щупа в маховике и начала подачи топлива в секции насоса. Момент подачи до совпадения щупа говорит о большом угле опережения, если же при попадании щупа подача топлива не началась – впрыск поздний. При несоответствии момента впрыска корректировка производится путём проворачивания вала ТНВД. Также вскрывают крышку насоса, отворачивают два болта фиксации регулировочной шайбы с планкой. Для увеличения угла опережения проворачивают вал по часовой стрелке, в обратную сторону – уменьшают угол опережения впрыска. Перемещение положения вала на одно регулировочное отверстие на шайбе соответствует 3 ̊ поворота коленчатого вала дизеля. Провернув вал ТНВД в нужную сторону, до совпадения отверстий на шайбе и фланце шестерни изменяют угол впрыска. Сборку осуществляют в том же порядке — устанавливают шайбу с болтами на планке в совпавшие отверстия.