ТНВД ЯМЗ-238

Топливоподающая аппаратура двигателя — разделенного типа. Она состоит из топливного насоса высокого давления с всережимным регулятором частоты вращения и встроенным корректором для корректирования подачи топлива, топливоподкачивающим насосом, форсунок, фильтров грубой и тонкой очистки топлива, топливопроводов низкого и высокого давления.

Из бака через фильтр грубой очистки топливо засасывается топливоподкачивающим насосом и подается в фильтр тонкой очистки и далее к топливному насосу высокого давления. Топливный насос в соответствии с порядком работы цилиндров подает топливо по топливопроводам высокого давления к форсункам, которые распыляют его в цилиндрах двигателя. Через перепускной клапан в топливном насосе и жиклер в фильтре тонкой очистки излишки топлива, а вместе с ними и попавший в систему воздух отводятся по топливопроводу в топливный бак. Просочившееся в полость пружины форсунки топливо отводится по сливному трубопроводу в бак.

Конструкция топливной системы ЯМЗ-238

Топливный насос высокого давления ЯМЗ 238

Топливный насос ТНВД дизельного двигателя ЯМЗ-238 автомобилей МАЗ-5516, МАЗ-64229, 6303 и Краз-255, 6510, Краз-65101 в сборе
. Насос расположен в развале двигателя между рядами цилиндров и имеет шестеренчатый привод. Топливный насос высокого давления – восьмисекционный, по числу цилиндров двигателя. На двигатели устанавливаются топливные насосы высокого давления различных моделей, имеющие конструктивные и регулировочные отличия.

Топливный насос высокого давления модели 173

1 – топливный насос высокого давления; 2 – перепускной клапан; 3 – демпферная муфта; 4 – болт ограничения максимальной частоты вращения; 5 – регулятор частоты вращения; 6 – рычаг управления регулятором; 7 – болт ограничения минимальной частоты вращения; 8 – скоба останова; 9 – топливоподкачивающий насос; 10 – болт регулировки пусковой подачи; 11 – корректор подачи топлива по наддуву. А – положение рычага при минимальной частоте вращения холостого хода; Б – положение рычага при максимальной частоте вращения холостого хода; В – положение скобы при работе; Г – положение скобы при выключенной подаче. С топливным насосом в одном агрегате объединены регулятор частоты вращения 5, топливоподкачивающий насос 9 и демпферная муфта 3.

Анализ топливного движения

Необходимо уметь правильно оценивать топливное движение, если планируете самостоятельно выставлять зажигание.

При вращении вала:

топливо в отсеке движется;
штрихи на футляре маховика выравниваются с отметкой. Ее значение сходится с числом на муфте ОВТ;
штрих на шкиве вала совпадает с меткой с похожим числом на теле шестерен.

В случае, когда при старте движения горючего совмещения штрихов нет, рекомендуется проводить следующие манипуляции:

извлечь фиксирующие шурупы;
скрутить полумуфту валика турбодвигателя ЯМЗ 238 на кромке в обратном направлении вращения;
зафиксировать все крепежи;
вновь оценить угол впрыска.

В случае, когда при старте топливного движения, штрихи прошли требуемую отметку, сделайте следующее:

по резьбе кромки требуется прокрутить полумуфту валика ДВС;
переместите муфту на 1 показатель относительно ее кромки, что приравнивается 4-ем штрихам на диске или теле распределительных шестерен.

Совет! Как только все манипуляции закончатся, рекомендуется поменять местоположение делений на полумуфте валика привода ТНВД ЯМЗ 238 и ее кромки.

Устройство ТНВД дизеля ЯМЗ-238

Топливный насос высокого давления ЯМЗ-238 состоит из секций, отдельных насосных элементов, размещенных в общем корпусе. Число секций равно числу цилиндров двигателя.
Секция топливного насоса высокого давления ЯМЗ-238

1 – корпус насоса; 2 – нижняя тарелка толкателя; 3 – пружина толкателя; 4 – верхняя тарелка толкателя; 5 – втулка поворотная; 6 – плунжер; 7 – втулка плунжера; 8 – седло клапана нагнетательного; 9 – нагнетательный клапан; 10 – упор клапана; 11 – штуцер; 12 – фланец нажимной; 13,14 – прокладки; 15 – корпус секции; 16 – рейка; 17 – толкатель; 18 – ролик толкателя; 19 – вал кулачковый. В корпусе 1 насоса установлены корпуса секций 15 с плунжерными парами, нагнетательными клапанами и штуцерами 11, к которым присоединяются топливопроводы высокого давления. Нагнетательный клапан 9 и седло клапана 8, а также плунжер 6 с втулкой 7 являются прецизионными парами, которые могут заменяться только комплектно. Втулка плунжера стопорится в определенном положении штифтом, запрессованным в корпус секции. Плунжер 6 приводится в движение от кулачкового вала 19 через роликовый толкатель 17. Пружина 3 через нижнюю тарелку 2 постоянно прижимает ролик толкателя к кулачку. От разворота толкатели, имеющие лыски на боковых поверхностях, удерживаются фиксаторами, запрессованными в корпус насоса. Конструкция плунжерной пары позволяет дозировать топливо изменением момента начала и конца подачи. Для изменения количества и момента начала подачи топлива плунжер во втулке поворачивается поворотной втулкой 5, входящей в зацепление с рейкой 16. Регулировка равномерности подачи топлива на максимальном режиме каждой секцией насоса производится разворотом корпуса секции при ослабленных гайках крепления секций. Изменение геометрического начала нагнетания в зависимости от величины подачи (нагрузки двигателя) обеспечивается управляющими кромками, выполненными на торце плунжера.

Калибровка угла впрыска

Для верного определения угла на футляре колеса находятся 2 контрольных просвета, а на диске – ориентиры углов в 2-х точках.

Нижнее значение обозначается числами, а те, что сбоку – буквами.

А – 20°;
Б – 15°;
В – 10°;
Г – 5°.

Для установки зажигания ЯМЗ 238 требуется открыть проемы на футляре вращательного диска. Далее следует вращать коленчатый вал ДВС до соединения штрихов на шкиве с телом распределительных шестерен. Также можно обратить внимание на схождение штрихов на маховике с ориентиром.

Справка! При калибровке полученные показатели должны совпадать с регламентированными – ВТ (6°–7°). А все манипуляции проводятся с закрытыми поршнями в первом цилиндре.

Калибровку угла требуется проводить до совпадения значения «А» с о. Первая находится на торце, а вторая на указателе.

Принцип действия секции ТНВД дизельного двигателя ЯМЗ-238

При движении плунжера 6 вниз под действием пружины 3 топливо под небольшим давлением, создаваемым топливоподкачивающим насосом, поступает через продольный канал в корпусе в надплунжерное пространство. При движении плунжера вверх топливо через нагнетательный клапан поступает в топливопровод высокого давления и перепускается в топливоподводящий канал до тех пор, пока торцовая кромка плунжера не перекроет впускное отверстие втулки. При дальнейшем движении плунжера вверх давление в надплунжерном пространстве резко возрастает. Когда давление достигнет такой величины, что превысит усилие, создаваемое пружиной форсунки, игла форсунки поднимется и начнется процесс впрыскивания топлива в цилиндр двигателя. При дальнейшем движении плунжера вверх отсечные кромки плунжера открывают отсечные отверстия во втулке, что вызывает резкое падение давления топлива в линии нагнетания, посадку иглы форсунки на запирающий конус распылителя и прекращение подачи топлива в камеру сгорания. На внутренней поверхности втулки 7 плунжера имеется кольцевая канавка, а в стенке отверстие для отвода топлива, просочившегося через зазор в плунжерной паре. Уплотнение между втулкой плунжера и корпусом секции, корпусом секции и корпусом насоса осуществляется резиновыми кольцами. Из полости вокруг втулки плунжера просочившееся топливо поступает по пазу на втулке плунжера в полость низкого давления корпуса насоса и далее через перепускной клапан и трубопровод в топливный бак. В нижней части корпуса ТНВД ЯМЗ-238 расположен кулачковый вал. Кулачковый вал вращается в роликовых конических подшипниках и промежуточной опоре. Кулачковый вал установлен с натягом 0,01 – 0,07 мм, который обеспечивается регулировочным и прокладками, установленными между крышкой подшипника и корпусом насоса. Связь секций с регулятором частоты вращения насоса осуществляется через рейку. Рейка перемещается в направляющих втулках, запрессованных в корпусе насоса. На выступающем из насоса конце рейки имеется болт 10, которым она упирается в защитный колпачок при положении рейки перед пуском двигателя. При вывертывании болта из рейки пусковая подача уменьшается. Смазка насоса — централизованная, от масляной системы двигателя. Масло подводится к корректору по наддуву, откуда, сливаясь в полость регулятора, поступает в полость кулачкового вала насоса.

Ряд действий для настройки угла впрыска

Для проведения грамотной калибровки УОВТ выполнятеся ряд манипуляций.

Оцените плотность посадки муфты опережения зажигания ЯМЗ 238, после затяните шуруп клеммового вала.
Отверните 2 шурупа зажимного агрегата. В этом помогут овальные проемы. На демпферной муфте соедините о и «Б».
Закрепите шурупы на приводе.
Проведите анализ в районе мест фиксации пластин. Разрешенное расхождение пакета пластин от нормы граничит в пределах ±1 мм.
Прокрутите коленчатый вал и оцените, правильно ли выставлен УОВТ. Разрешенное выделение от нормы граничит в пределах 1° вращения коленвала или одного деления.
Проверьте, какой уровень масла находится в зажимном агрегате ОВТ. Также следует проверить степень износа сальника ТНВД ЯМЗ 238.
В заключение проверьте, как выставлен угол впрыска горючего.

Совет! Чтобы убедиться в правильности выставленного угла, требуется установить зажимной агрегат проемом в верхнюю позицию и снять крышки. При спокойном вращении агрегата на 70° из проема должна потечь смазка. После закручивайте крышки.

Регулятор частоты вращения ТНВД дизеля ЯМЗ-238

Регулятор частоты вращения ТНВД механический всережимный прямого действия с повышающей передачей на привод грузов, предназначен для поддержания заданного водителем скоростного режима работы двигателя путем автоматического изменения количества подаваемого топлива в зависимости от изменения нагрузки на двигатель.
Регулятор частоты вращения топливного насоса двигателя ЯМЗ-238

1 – корректор подачи топлива по наддуву; 2 – ось двуплечего рычага; 3 – крышка смотрового люка; 4 – пружина регулятора; 5 – двуплечий рычаг; 6 – пружина рычага рейки; 7 – винт двуплечего рычага; 8 – буферная пружина; 9 – корпус буферной пружины; 10 – регулировочный болт; 11 – вал рычага пружины; 12 – отрицательный корректор; 13 – корпус пружины корректора; 14 – пружина отрицательного корректора; 15 – скоба кулисы; 16 – втулка отрицательного корректора; 17 – рычаг регулятора; 18 – рычаг отрицательного корректора; 19 – винт подрегулировки мощности; 20 – рычаг рейки; 21 – кулиса; 22 – пята; 23 – муфта грузов; 24 – грузы регулятора; 25 – державка грузов; 26 – ось грузов; 27 – ведущая шестерня; 28 – сухари; 29 – валик державки грузов; 30 – стакан; 31 – рычаг пружины 32 – тяга рейки; 33 – рейка; 34 – упор. Кроме того, регулятор насоса ограничивает максимальную частоту вращения двигателя и обеспечивает работу двигателя в режиме холостого хода. Регулятор имеет устройство для выключения подачи топлива в любой момент независимо от режима работы двигателя. Автоматически поддерживая скоростной режим при изменяющихся нагрузках, регулятор обеспечивает экономичную работу двигателя.

Устройство двигателя Д-240 Смазочная система

005

Устройство двигателя Д-240

Смазочная система

Смазочная система (рис. 9) комбинированная. В зависимости от условий работы деталей масло подается к их трущимся поверхностям (коренные и шатунные шейки коленчатого вала, опорные шейки распределительного вала, втулки промежуточной шестерни и шестерни топливного насоса) под давлением, но пульсирующим потоком (клапанный механизм) и разбрызгиванием (остальные детали). Основными сборочными единицами, входящими в смазочную систему дизеля, являются масляный насос 3 с маслоприемником, полнопоточный центробежный масляный фильтр 2, масляный радиатор 1. Кроме того, к смазочной системе относятся маслопроводы, соединительная арматура, контрольные приборы, предохранительные клапаны и др. Часть сборочных единиц дизеля, не вошедших в основную смазочную систему (водяной насос, пусковой двигатель, топливный насос, механизм передачи пускового двигателя), имеет автономную схему смазки.

Рис. 9. Схема смазочной системы;

1 — масляный радиатор; 2 — масляный фильтр; 3 — масляный насос; 4 — пробка масляного картера; 5 — приемник масляного насоса; 6 — манометр. 7 — сливной клапан. 8 — редукционный клапан; 9 — клапан фильтра. 10 — масляный картер

В качестве основного смазочного материала для дизеля применяется масло моторное: летом — марки М10Г2, зимой — марки М8Г2 (ГОСТ 8581-78) со сроком замены через 480 ч работы. В качестве заменителя применяется моторное масло: летом — марки М10В2, зимой — марки М8В2 (ГОСТ 8581-78) со сроком замены через 240 ч работы.

Масляный насос (рис. 10) одноступенчатый, шестеренного типа, установлен на крышке первого коренного подшипника коленчатого вала и приводится во вращение от коленчатого вала дизеля. Основные части насоса: корпус 2, крышка 5, шестерня 6 привода и ведущая шестерня 9, укрепленные на валу 8, и ведомая шестерня 4, расположенная на пальце 3.

Рис. 10. Масляный насос:

1 — маслозаборник; 2 — корпус насоса; 3 — палец ведомой шестерни; 4 — ведомая шестерня; 5 — крышка корпуса; 6 — шестерня привода насоса; 7 — штифт; 8 — вал насоса; 9 — ведущая шестерня; 10- патрубок.

При вращении шестерен 9 и 4 в зоне всасывания создается разрежение, благодаря которому масло через маслозаборник поступает в насос. Попадая между зубьями шестерен, масло нагнетается в магистраль, а из нее подается к трущимся деталям.

Глубина расточек под шестерни в корпусе, ширина шестерен и их расположение выполняются с большой точностью. Для герметичности внутренней полости масляного насоса привалочные плоскости корпуса и крышки шлифуют. Чтобы создать соосность подшипников, крышка соединяется с корпусом при помощи двух контрольных штифтов, отверстия для которых обрабатываются совместно. Поэтому перестановка крышки с одного насоса на другой недопустима. Подача насоса 36 л/мин при частоте вращения 2320 об/мин и развиваемом насосом давлении 0,70…0,75 МПа (7,0…7,5 кгс/смІ).

Рис.5. Схема действия насоса системы смазки:

1-корпус; 2 и 4-ведомая и ведущая шестерни; 3-маслозаборник; 5-клапан нагнетания; 6,8 и 9-запорный шарик; пружина и регулировочный винт предохранительного клапана; 7-отверстие для перепуска масла.

Масляный фильтр (рис. 11) предназначен для очистки масла, циркулирующего в смазочной системе. На дизеле установлен центробежный фильтр с бессопловым гидравлическим приводом.

Рис. 11. Центробежный масляный фильтр (центрифуга):

1 — колпак; 2 — шайба; 3 — колпачковая гайка; 4 — гайка; 5 — специальная гайка; 6 — кольцо; 7 — тангенциальное отверстие; 8 — остов ротора; 9 — маслоотводящая трубка; 10 — насадок (завихритель масляного Потока); 11 — внутренний стакан; 12 — нижняя крышка ротора; 13 — крышка ротора; 14 — уплотнительное резиновое кольцо; 15 — ось ротора; 16 — предохранительный клапан; 17 — радиаторный (редукционный) клапан; 18 — сливной клапан; 19-корпус фильтра; 20- стакан ротора; 21 — прокладка колпака.

В корпус 19 центрифуги ввернута ось 15, на которой вращается ротор, состоящий из остова 8, внутреннего стакана II, нижней крышки 12 и верхней крышки 13. Крышка 12 крепится на остове 8 гайкой и уплотняется резиновым кольцом 14. Шайба 2 и гайка 4, установленные на верхнем резьбовом конце оси 15, ограничивают осевое перемещение ротора. Сверху ротор закрыт колпаком /, который закреплен гайкой 3 с шайбой 2. Внутри оси проходит маслоотводящая трубка.

От масляного насоса масло по каналу в блоке цилиндров, а затем по кольцевому каналу и отверстиям в оси ротора поступает в насадок 10, который закреплен на оси штифтом. Через щели в насадке масло подается в тангенциальном направлении, приобретает вращательное движение и через отверстия в остове ротора попадает во внутренний стакан II. Отражательный буртик крышки ротора направляет масло вверх. Под действием центробежных сил продукты сгорания и разложения масла и износа деталей отлагаются на внутренних стенках ротора. Очищенное масло с большой скоростью через тангенциальное отверстие в верхней части выбрасывается во внутреннюю проточку корпуса ротора в зоне входных радиальных отверстий 7 оси ротора. При этом возникает реактивная сила, которая вращает ротор. Затем масло через отверстия в оси ротора и трубку 9 поступает в главную масляную магистраль.

Предохранительный клапан 16 поддерживает перед ротором давление 0,65…0,70 МПа (6,5…7,0 кгс/смІ). Если на входе в ротор давление масла выше этого, то оно сливается через клапан в поддон картера.

Сливной клапан 18 отрегулирован на давление 0,20…0,30 МПа (2,0…3,0 кгс/смІ) и поддерживает необходимое давление в главной масляной магистрали.

Редукционный (нерегулируемый) клапан 17 служит для перепуска холодного масла в магистраль, минуя масляный радиатор. Усилие пружины клапана меньше сопротивления радиатора потоку холодного масла, поэтому, если оно холодное, клапан открывается, и масло поступает в магистраль.

Масляный радиатор (см. рис. 9) предназначен для охлаждения масла, температура которого может значительно увеличиваться при длительной работе дизеля с полной нагрузкой, особенно в условиях высоких температур окружающей среды. Проходя по многочисленным трубкам радиатора, масло охлаждается встречным потоком воздуха на 10…15°С и поступает в дизель.

Назначение смазочной системы

Снижение силы трения между трущимися деталями; Снижение нагрева деталей; Удаление продуктов износа и нагара; Защита от коррозии; Охлаждение; Герметизация камеры сгорания.

Система питания

Система питания дизеля (рис. 15) состоит из топливного бака 2, фильтров грубой 3 и тонкой очистки 7 топлива, топливоподающих насосов и топливопроводов низкого и высокого давления, форсунок фильтров воздуха и воздухопроводов.

Рис. 15. Схема системы питания:

1 — глушитель; 2 — топливный бак; 3 — фильтр грубой очистки топлива; 4 — подкачиваюший насос: 5 — топливный насос; 6 — регулятор; 7 — фильтр тонкой очистки топлива; 8 — воздухоочистивпускной коллектор; 10 — электрофакельный подогреватель; 11 — сливной трубопровод; 12 — форсунка; 13 — камера сгорания; 14 — выпускной коллектор.

Воздух благодаря разрежению, создаваемому в цилиндрах дизеля, засасывается из атмосферы и поступает в воздухоочиститель 8, где последовательно подвергается трехступенчатой очистке (ранее уже указывалось, какое значение имеет качество очистки воздуха для двигателя в целом, и особенно для деталей цилиндропоршневой группы). Очищенный воздух по впускному коллектору 9 и каналам в головке блока поступает в цилиндры дизеля.

Топливо в цилиндры дизеля подается в точно отмеренных количествах (в зависимости от нагрузки дизеля), в строго определенные моменты времени и под большим давлением, обеспечивающим мелкое его распыливание в среде сжатого и нагревшегося воздуха. Заливают топливо в горловину топливного бака 2, внутри которой находится сетчатый фильтр. Из бака топливо самотеком перетекает по топливопроводу к фильтру грубой очистки, где очищается от крупных механических примесей. Отсюда предварительно очищенное топливо поступает в подкачивающий насос 4, который укреплен на топливном насосе и приводится в движение его кулачковым валиком. На корпусе подкачивающего насоса установлен ручной насос, при помощи которого перед пуском систему заполняют топливом и удаляют из нее воздух. Подкачивающий насос нагнетает топливо в фильтр 7 тонкой очистки, где топливо освобождается от мелких примесей. Затем топливо поступает в топливный насос 5, который под большим давлением нагнетает его в форсунки 12. В определенные моменты времени форсунка впрыскивает топливо в камеру сгорания 13. Топливо, просочившееся через зазоры между иглой и корпусом распылителя, отводится от форсунки в топливный бак по сливному трубопроводу 11, соединяющему все четыре форсунки. Продукты сгорания удаляются из цилиндра по выпускному коллектору, пропускаются через глушитель и выбрасываются в атмосферу.

Воздухоочиститель 8 представляет собой воздушный фильтр, в котором воздух, засасываемый дизелем, проходит последовательно тройную очистку: сухую центробежную, инерционную и масляно-контактную. От крупных частиц (первая ступень) воздуха освобождается в инерционном фильтре грубой очистки, установленном на центральной трубе воздухоочистителя. Воздух засасывается через сетку и, проходя между лопастями завихрителя, приобретает вращательное движение. Под действием центробежных сил частицы пыли отбрасываются к стенке колпака и через щели в верхней его части удаляются. Вторую ступень очистки воздух проходит, когда на выходе из центральной трубы ударяется о масло в чашке, резко меняет направление и теряет частицы пыли, улавливаемые маслом. Последней, третьей, ступени очистки воздух подвергается, проходя фильтрующие элементы из капроновой путанки, установленные между опорными обоймами в корпусе воздухоочистителя. Снизу корпус воздухоочистителя закрыт поддоном, служащим одновременно резервуаром для масла. Поддон прикреплен к корпусу воздухоочистителя стяжными болтами.

Впускной коллектор 9 представляет собой воздухопровод, состоящий из трех частей: воздухоподводящей трубы, переходного патрубка и собственно коллектора, соединенных болтами. В переходном патрубке смонтирован механизм аварийного останова дизеля. Управление заслонкой этого механизма дистанционное, при помощи наружного рычага, троса и возвратной пружины. На впускном коллекторе установлен электрофакельный подогреватель, который подогревает воздух, поступающий в цилиндры, и тем самым существенно облегчает запуск дизеля в холодное время года.

Выпускной коллектор 14 выполнен в виде чугунной отливки с тремя фланцевыми патрубками, соединенными с выпускными каналами головки блока цилиндров. В местах соединения между фланцами и привалочной плоскостью головки установлены прокладки из железоасбестового полотна. Коллектор при помощи шпилек и гаек прикреплен к фрезерованной плоскости с правой стороны головки блока цилиндров. На другом конце выпускного коллектора предусмотрен фланец для установки переходника. На обработанную цилиндрическую поверхность переходника устанавливается и укрепляется хомутом глушитель.

Глушитель 1 снижает шум, возникающий при выходе отработавших газов и гасит захваченные ими искры. Внутри корпуса глушителя расположена перфорированная труба, соединенная с корпусом разделительными перегородками, которые образуют три резонансные камеры. В перфорированной трубе установлен завихритель (направляющий аппарат), выполненный в виде поперечных перегородок с лопастями. Поток отработавших газов, проходя между лопастями завихрителя, получает вращательное движение. Под действием центробежных сил горячие частицы (искры) прижимаются к перфорированной трубе и забрасываются в камеры, а свободные от искры газы через трубу поступают в атмосферу. Эффективность шумоглушения достигается за счет движения потоков отработавших газов через завихритель и резонансные камеры.

Топливный насос (рис. 16) четырехплунжерный (диаметр плунжера 8,5 мм, ход плунжера 8 мм) смонтирован в одном агрегате со все-режимным центробежным регулятором и подкачивающим насосом, установлен с левой стороны дизеля, прикреплен болтами к крышке распределения и приводится в действие от коленчатого вала через распределительные шестерни.

Рис. 16. Топливный насос:

1 — корпус; 2 — нагнетательный клапан; 3 — плунжерная втулка; 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 заливной горловины; 23 — болт максимальной частоты вращения; 24 — рычаг управления; 25 — зубчатая рейка; 26 — зубчатый венец; 27 — стяжной винт.

Топливный насос состоит из следующих основных элементов: корпуса У, плунжерных пар 3 и 4; нагнетательного клапана 2, кулачкового вала 6, толкателей, механизма привода плунжеров. Корпус и головка топливного насоса отлиты как одно целое из алюминиевого сплава.

Спереди к корпусу присоединена чугунная плита для крепления насоса к дизелю, а сзади расположен фланец для крепления регулятора. Каждая секция насоса (а их четыре) представляет собой миниатюрный топливный насос, принцип действия которого заключается в следующем. При вращении кулачкового вала 6 выступ кулачка периодически набегает на ролик и приподнимает толкатель. Когда выступ кулачка уходит из-под ролика, толкатель под действием пружины опускается. Вместе с толкателем поднимается и опускается плунжер 4, совершая, таким образом, возвратно-поступательное движение внутри втулки 3. Когда плунжер движется вниз, топливо заполняет освобождаемое им пространство в гильзе. Двигаясь вверх, плунжер сжимает топливо, под действием этого давления открывается нагнетательный клапан 2, открывая топливу путь в форсунку. Далее процессы всасывания и нагнетания повторяются.

Механизм поворота плунжера, предназначенный для изменения подачи топлива, включает в себя рейку 25 и зубчатые венцы 26. На втулки плунжеров надеты поворотные гильзы У У (рис. 17) с зубчатыми венцами 10. Плунжер входит выступами в два продольных паза поворотной гильзы. На гильзу надета пружина 13 плунжера. Через верхнюю тарелку она упирается в корпус насоса, а через нижнюю тарелку — в болт толкателя. Зубчатые венцы гильзы постоянно зацепляются с зубцами рейки 9, которая перемещается в двух бронзовых втулках. Рейка связана тягой с рычагами регулятора и перемещается под их действием, поворачивая при этом зубчатый венец вместе с гильзой плунжера и меняя тем самым подачу топлива.

Рис. 17. Плунжерная пара топливного насоса:

1 — штуцер; 2 — упор пружины нагнетательного клапана; 3 — пружина нагнетательною 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.

На кулачковом валу 6 симметрично расположены кулачки тангенциального профиля. Между вторым и третьим кулачком находится эксцентрик, приводящий в движение подкачивающий насос 9 (см. рис. 16).

В задней верхней части корпуса топливного насоса расположен перепускной клапан 12, через который излишки топлива, подаваемого подкачивающим насосом, возвращаются в его всасывающую полость. Тем самым давление в каналах головки топливного насоса поддерживается в пределах 0,07…0,12 МПа (0,7…1,2 кгс/смІ).

В сверлениях в горизонтальной перегородке корпуса топливного насоса скользят толкатели.

На боковой стенке корпуса расположен люк, через который регулируют подачу топлива и равномерность подачи по секциям. Крышка люка крепится к корпусу насоса болтами.

Резьбовое отверстие предназначено для контроля уровня масла в корпусе насоса.

Сапун 16 сообщает внутренний объем корпуса топливного насоса с атмосферой. В сапуне установлен фильтр для очистки воздуха, изготовленный из эластичного полиуретанового пенопласта.

Плунжерная пара (см. рис. 17), состоящая из плунжера 8 и втулки 7, — основной рабочий орган топливного насоса. При ее помощи в цилиндры дизеля подается под давлением определенное количество топлива. Втулка и плунжер изготовлены из легированной стали, подвергнуты термической обработке и представляют собой прецизионную пару. Это сделано потому, что во время работы в насосе создается высокое давление и должны быть обеспечены достаточные плотность и герметичность пары, предотвращающая перетекание топлива из над-плунжерного пространства. В связи с этим пары специально подбирают и в дальнейшем их не разукомплектовывают. В случае выхода из строя одной из деталей плунжерную пару заменяют.

Втулка 7 плунжерной пары в верхней части значительно утолщена, так как именно здесь она подвергается воздействию больших давлений. Утолщенная часть втулки оканчивается ступенькой для посадки в гнездо корпуса насоса. В верхней части втулки сделано два окна: всасывающее 16 и перепускное 17. Через всасывающее окно топливо попадает в надплунжерное пространство, а через перепускное происходят отсечка и перепуск топлива. Оба отверстия соединяются с продольными каналами в верхней части корпуса топливного насоса. Втулка фиксируется от проворачивания штифтом, который входит в фрезерованный паз втулки. Выпадение штифтов предотвращает крышка люка. Втулка установлена в корпус топливного насоса сверху. К верхнему торцу втулки прижат нагнетательный клапан. Для создания необходимой герметичности соприкасающиеся торцы втулки и седла нагнетательного клапана имеют тщательно обработанную поверхность.

Плунжер 8 представляет собой цилиндрический стержень, на поверхности которого сделаны два симметрично расположенных спиральных паза, причем один из них тщательно обработан и служит для изменения количества топлива, впрыскиваемого в цилиндр дизеля (в результате поворота плунжера, без изменения его хода). При совпадении кромки паза с кромкой перепускного 16 окна втулки давление в надплунжерном объеме резко падает, и подача топлива в форсунку прекращается. Другой паз способствует выравниванию удельного давления топлива, действующего на боковую поверхность плунжера во время работы насоса. Устранение одностороннего действия сил в момент впрыска уменьшает износ плунжерных пар и удлиняет срок их службы. Ниже отсечной кромки на плунжере сделана кольцевая канавка, где задерживается просочившееся топливо, идущее затем на смазку плунжерной пары. Внизу плунжера — два выступа управления его поворотом и головка, на которую опирается тарелка пружины 14.

Нагнетательный клапан (рис. 18) отъединяет надплунжерное пространство от топливопровода высокого давления и резко снижает давление в топливопроводе при прекращении подачи топлива плунжером. Седло 2 и клапан 1 изготовлены из легированной стали. Для обеспечения необходимой герметичности прилегания клапан и седло тщательно обрабатывают и подбирают друг к другу. Посадочный конус на клапане притирается к седлу клапана. В связи этим разукомплектовка нагнетательных клапанов, так же как и плунжерных пар, не допускается.

Рис. 18. Нагнетательный клапан:

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

Клапан скользит в гнезде крестообразным хвостовиком, между опорными поясками которого проходит топливо. Установленная над клапаном пружина 3 (см. рис. 17) стремится прижать его в седлу. Пружина насажена на направляющий буртик в верхней части клапана. Вторым торцом пружина упирается в торец расточки в прижимном штуцере. Между хвостовиком клапана и посадочным конусом сделана цилиндрическая канавка 3 (см. рис. 18) — так называемый разгрузочный поясок.

В момент прекращения подачи топлива плунжером расположенная под клапаном пружина перемешает его вниз. При этом разгрузочный поясок сначала отъединяет топливопровод высокого давления от над-плунжерного пространства. Затем, продолжая движение вдоль отверстия седла клапана, разгрузочный поясок, действуя как поршень, отсасывает из топливопровода высокого давления часть топлива, вследствие чего давление в нем резко снижается. В результате обеспечивается быстрое прекращение подачи топлива, чем устраняют возможную течь его из сопловых отверстий распылителя форсунки.

Подкачивающий насос (см. рис. 19) служит для преодоления гидравлического сопротивления топливных фильтров и обеспечения равномерной подачи топлива к основному насосу под некоторым давлением. Конструкция подкачивающего насоса поршневого типа показана на рисунке 19. В чугунном корпусе 9 насоса установлен поршень 7, который приводится в движение полым толкателем 4, изготовленным из легированной стали. Пружина 8 прижимает толкатель к эксцентрику кулачкового вала топливного насоса. Стержень толкателя перемещается во втулке 6, ввернутой в корпус насоса. Стержень и втулка представляют собой прецизионную пару, которая является рабочим органом подкачивающего насоса.

Рис. 19. Подкачивающий насос:

1 — насос ручной подкачки; 2 — пружина впускного клапана; 3 — впускной клапан; 4 — юл кате ль; 5 — стержень толкателя; 6 — направляющая втулка; 7 — поршень; 8 — пружина толкателя; 9 — корпус; 10 — нагнетательный клапан; 11 — футорка.

Фильтр грубой очистки топлива (рис. 20, а) состоит из корпуса 4, стакана 9, успокоителя 10, распределителя 5 и фильтрующего элемента 8. Фильтрующий элемент представляет собой латунную сетку и отражатель, смонтированные на резьбовой втулке. Топливо подводится к фильтру по штуцеру 2, заполняет кольцевую полость в корпусе и затем через отверстия распределителя 5 поступает во внутреннюю полость стакана. Одна часть топлива благодаря разрежению, резко изменяя направление движения, проходит через сетку фильтрующего элемента 8, а другая продолжает по инерции двигаться вдоль стенок стакана вниз. Механические частицы и капли воды, обладающие большей плотностью, стремятся сохранить прямолинейное движение и следует вниз вместе с потоком топлива. Проходя через кольцевой зазор между успокоителем 10 и стаканом 9, механические частицы попадают в зону отстоя.

Рис. 20. Фильтры очистки топлива:

а — фильтр грубой очистки топлива: 1 — болт; 2 — штуцер; 3 — пробка выпуска воздуха; 4 — корпус фильтра; 5 — распределитель; 6 — прокладка; 7 — нажимное кольцо; 8 — фильтрующий элемент; 9 — стакан, 10 — успокоитель; 11-пробка слива отстоя; б — фильтр тонкой очистки топлива; 1 — шпилька крепления крышки фильтра; 2 — крышка; 3 — вентиль с трубкой отвода топлива; 4 — фильтрующий элемент; 5 — прокладка; 6 — корпус; 7 – болт сливного отверстия; 8 — пробка слива отстоя.

Фильтр тонкой очистки топлива (рис. 20, б) состоит из корпуса 6, крышки 2 с вмонтированным в нее вентилем, двухступенчатого бумажного фильтрующего элемента 4 и уплотнителя. Топливо проходит через шторы бумажного фильтрующего элемента, почти полностью освобождаясь от механических примесей и воды. Из корпуса фильтра очищенное топливо по трубке поступает в головку топливного насоса. Отстой из фильтра тонкой очистки сливают через закрываемое пробкой 8 отверстие в нижней части корпуса. Для удаления воздуха из фильтра и системы подачи топлива на крышке фильтра предусмотрен специальный вентиль 3.

Форсунка ФД-22 (рис. 21) — штифтовая, с четырехдырчатым распылителем. К нижнему торцу корпуса 2 форсунки специальной гайкой 10 прикреплен распылиИгла распылителя прижата к коническому седлу распылителя пружиной 9, усилие которой передается штангой 3. Верхним торцом пружина упирается в тарелку регулировочного винта 4. Регулировочный винт ввернут в дно гайки 7 пружины и предохранен от проворачивания контргайкой 6.

Рис. 21. Форсунка;

1 — распылитель; 2 — корпус; .1 — шпанга; 4 — регулировочный винт; 5 — колпак; 6 — контргайка; 7 — гайка пружины; 8 — прокладка; 9 — пружина; 10 — гайка распылителя; 11 — прокладка штуцера; 12 — прокладка; 13 — седло; 14 — штуцер.

Трубопровод высокого давления, идущий от соответствующей секции топливного насоса, присоединен к штуцеру 14 форсунки. По каналу в корпусе форсунки и трем наклонным каналам в корпусе распылителя топливо подается в фасонную выточку в нижней части корпуса распылителя. Когда давление топлива достигает 17,5 МПа (175 кгс/смІ), игла, преодолевая усилие пружины 9, приподнимается и открывает доступ топливу к четырем отверстиям распылителя. Проходя под высоким давлением через отверстия, топливо приобретает большую скорость и на выходе из них мелко распыляется в камере сгорания. Когда затем давление в форсунке упадет, игла под действием пружины 9 резко перекроет выходное отверстие распылителя и прекратит впрыск топлива.

Давление начала впрыска топлива форсунки регулируют, изменяя затяжку пружины 9 при помощи винта 4.

Распылитель и иглу изготавливают из легированной стали, термически обрабатывают и притирают друг к другу. Разукомплектовать их нельзя.

Регулятор (рис. 22) — механический, всережимный, предназначен для изменения количества подаваемого в цилиндры дизеля топлива в зависимости от нагрузки дизеля. Корпус регулятора крепится к фланцу корпуса топливного насоса.

Рис. 22. Регулятор топливного насоса;

1 — зубчатая рейка; 2 — тяга; 3 — пружина регулятора; 4-корпус корректора; 5-шток корректора; 6 — болт номинала; 7-упорная пята; 8 — основной рычаг; 9 — промежуточный рычаг; 10 — грузы; 11-муфта регулятора; 12- болт максимальной частоты вращения; 13 — рычаг управления; 14 — пружина обогатителя; 15 — рычат пружины.

На лыске хвостовика кулачкового вала насоса напрессована упорная шайба, которая посредством четырех резиновых сухариков соединена со ступицей грузов. Ступица с четырьмя грузами 10 и муфта 11 регулятора с упорным подшипником установлена на хвостовике вала свободно. Таким образом, вращательное движение кулачкового вала топливного насоса через резиновые сухари передается ступице грузов регулятора. Резиновые сухари представляют собой упругое звено регулятора и служат для уменьшения неравномерности вращения грузов. Дополнительный упорный шариковый подшипник разгружает подшипники кулачкового вала от осевых усилий, передаваемых грузами регулятора.

На оси в нижней части корпуса регулятора установлены основной 8 и промежуточный 9 рычаги, связанные между собой болтом. Промежуточный рычаг в верхней части связан тягой 2 с зубчатой рейкой 1 насоса. На промежуточном рычаге 9 установлен корректор 4 топливоподачи. Основной рычаг в верхней своей части соединен пружиной 3 и серьгой с рычагом 15, жестко установленным на оси рычага 13 управления. В заднюю стенку корпуса регулятора ввернут так называемый болт номинала 6, который ограничивает перемещение основного рычага 8 в сторону увеличения подачи топлива и служит для регулировки часовой производительности топливного насоса. В специальный наружный прилив корпуса регулятора ввернут болт 12, который ограничивает угловой поворот рычага 13 управления, а следовательно, и частоту вращения дизеля. Обогатитель топливоподачи на пусковой частоте вращения действует автоматически: промежуточный рычаг 9 на обогащение подачи поворачивает пружину 14.

Регулятор работает следующим образом. При запуске дизеля рычаг управления 13 устанавливают в положение максимального скоростного режима (до упора в болт 12 наибольшей частоты вращения). При этом рычаг 15 натягивает одновременно пружину 3 регулятора и пружину 14 обогатителя. Пружина 3 регулятора прижимает основной рычаг 8 к головке болта 6 номинала, а пружина 14 обогатителя подает промежуточный рычаг 9 с тягой 2 и рейку 1 насоса вперед (в сторону привода), обеспечивая необходимое для запуска дизеля увеличение цикловой подачи топлива. После запуска дизеля и увеличения частоты вращения вала насоса грузы 10 под действием центробежных сил расходятся, преодолевая усилие пружины 14 обогатителя, перемешают через упорный подшипник муфты 11 назад, поворачивают промежуточный рычаг 9, а следовательно, подают и рейку 1 насоса в сторону уменьшения подачи топлива. При достижении максимальной частоты вращения центробежная сила грузов уравновешивается усилием пружины 3 регулятора, и рейка 1 насоса устанавливается в промежуточном положении, когда подача топлива соответствует этой частоте вращения. При этом шток 5 корректора утоплен, а пружина сжата, основной 8 и промежуточный 9 рычаги регулятора прижаты друг к другу и работают как одно целое. По мере возрастания нагрузки частота вращения дизеля и вала топливного насоса снижается. Центробежная сила грузов 10 уменьшается, и рычаги 9 и 8 под действием пружины 3 регулятора перемешаются вперед (к приводу), соответственно передвигая рейку 1 в сторону увеличения подачи топлива. При достижении номинальной частоты вращения дизеля устанавливается подвижное равновесие: усилие грузов 10 уравновешивается усилием пружины 3 регулятора, а основной рычаг 8 касается болта 6 номинала. Когда нагрузка превышает номинальную (перегрузка), частота вращения вала дизеля и насоса уменьшается, и промежуточный рычаг 9 с рейкой 1 под действием пружины корректора перемешается в сторону увеличения подачи топлива, что обеспечивает возрастание крутящего момента дизеля и преодоление перегрузки. Степень корректирования подачи топлива при временной перегрузке дизеля составляет 15…22% по отношению к топливоподаче на номинальной частоте вращения и зависит от того, насколько выступает шток из корпуса корректора, а также от степени затяжки пружины корректора.

Для остановки дизеля рычаг 13 управления отводят вперед (в сторону привода). При этом рычаг 15 пружины через пружины 3 регулятора подает основной рычаг 8 к задней стенке корпуса регулятора. Основной рычаг через ограничительный болт увлекает за собой промежуточный рычаг 9, а следовательно, и рейку назад — на выключение топливоподачи (при резком выключении подачи топлива из положения максимальной или номинальном частоты вращения перемещение промежуточного рычага с рейкой осуществляется энергией вращающихся грузов).

Рабочие регулировки ТНВД ЯМЗ-238

Минимальная частота вращения холостого хода регулируется болтом 7 и корпусом буферной пружины 9; Максимальная частота вращения холостого хода (начало выброса рейки) регулируется болтом 4. Номинальная мощность (подача) регулируется болтом 10, подрегулируется винтом 19. Предварительное натяжение пружины (разность оборотов конца и начала выброса рейки) регулируется винтом 7. Подача топлива при 500 мин-1 регулируется гайкой обратного корректора 12. Предварительное натяжение пружины обратного корректора (обороты начала срабатывания корректора) регулируется корпусом корректора 13. К особенностям регулировки ТНВД следует отнести то, что для обеспечения уменьшенного усилия на рычаге управления рычаг пружины при регулировке частоты вращения начала действия регулятора должен быть максимально приближен к упору в корпусе регулятора, ограничивающему его поворот. Подрегулировку начала действия регулятора производить винтом двуплечего рычага.

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.

Регулятор топливного насоса 238

При работе топливного насоса вращение от кулачкового вала 1 передается через упругую муфту 20 и шестерню 21 на валик, на котором жестко закреплена державка грузов 2. Под действием центробежной силы грузы 19 расходятся и перемещают муфту грузов 18. Воздействуя на пяту 17, муфта перемещает вправо рычаг рейки 10, а с ним через тягу 6 и рейку 4. Пружина 5 постоянно воздействует на рычаг 10 и перемещает рейку в сторону максимальной подачи. Необходимый скоростной режим работы дизеля определяется степенью натяжения пружины регулятора 7, которое зависит от положения рычага пружины 3 и устанавливается рычагом управления. Рычаг регулятора 11 крепится в верхней точке вместе с двуплечим рычагом 8, и оба рычага работают как одно целое. На рычаге регулятора 11 устанавливается болт номинальной подачи 13 и корректор 14. При работе дизеля на холостых оборотах рычаг 11 опирается на буферную пружину 12, которая закреплена на крышке смотрового люка 9. Скоба кулисы 15 жестко связана с кулисой 16 для выключения топлива и остановки дизеля.

1- кулачковый вал; 2- державка грузов; 3- рычаг пружины; 4- рейка; 5- пружина; 6- тяга рейки; 7- пружина регулятора; 8- двуплечий рычаг; 9- крышка люка; 10- рычаг рейки; 11- рычаг регулятора; 12- буферная пружина; 12- буферная пружина; 13- болт номинальной подачи; 14- корректор; 15- скоба кулисы; 16- кулиса; 17- пята грузов; 18- муфта грузов; 19- грузы; 20- упругая муфта; 21- шестерня; 22- рычаг управления; 23- болт минимальной частоты вращения; 24- болт максимальной частоты вращения; 25- валик; 26- ось качания. СХЕМЫ РАБОТЫ РЕГУЛЯТОРАПуск дизеля (схема I )
. При пуске дизеля перемещение рейки 4 в положение максимальной подачи производится автоматически пружиной 5 ( скоба кулисы регулятора должна быть поднята вверх). После пуска дизеля частота вращения вала увеличивается, грузы 19 под действием сил инерции раскрываются и перемещают муфту грузов 18, упорную пяту 17 вместе с рычагом рейки 10, тягой 6 и рейкой 4 вправо в сторону уменьшения подачи топлива. Упорная пята 17 воздействует на корректор 14 и перемещает рычаг регулятора 11 вправо до упора в буферную пружину 12, которая обеспечивает устойчивую работу дизеля на холостом ходу. Рычаг управления 22 упирается при этом в болт 23, которым регулируется минимальная частота вращения холостого хода.

Работа дизеля под нагрузкой (схема II )
. При работе дизеля на номинальной нагрузке рычаг управления 22 поворачивают до упора в болт 24, которым регулируют максимальную частоту вращения холостого хода. Рычаг 3 при этом поворачивается, пружина регулятора 7 натягивается и головка болта 13 упирается в валик рычага 25. На номинальном режиме инерционные усилия раскрытия грузов 19 и суммарное действие пружин 5, 7 и 14 уравновешены в момент начала отрыва головки болта 13 от поверхности валика 25 рычага. При увеличении нагрузки свыше номинальной частота вращения коленчатого вала дизеля падает, раскрытие грузов уменьшается и пружина корректора 14 перемещает пяту 17, рычаг 10 и рейку 4 влево, в сторону увеличения подачи топлива, что приводит к росту крутящего момента на валу дизеля. Если нагрузка падает, частота вращения дизеля увеличивается, грузы 19 раскрываются больше и, растягивая пружины 5 и 7, перемещают рычаги 10, 11 и рейку 4 вправо, в сторону снижения подачи топлива, что приводит к уменьшению крутящего момента, на валу дизеля.

Остановка дизеля (схема III)
. Выключение подачи топлива и остановка дизеля осуществляются с помощью кулисы 16. С поворотом скобы 15 вниз кулиса 16 поворачивается и перемещает ось 26 качания рычага 10 влево. Верхний конец рычага 10 поворачивается вокруг оси пяты 17, смещается вправо и выдвигает рейку на выключение подачи- дизель останавливается.

Основной рабочий узел

Состоит эта пара из двух частей – поршня (он же плунжер) и гильзы (втулки). Поскольку в узле создается высокое давление, то утечки между составными элементами не допускаются. Поэтому рабочие поверхности поршня и гильзы имеют высокую степень обработки, поэтому не редко пару называют прецизионной.

Плунжерная пара

Суть работы пары построена на возвратно-поступательном перемещении плунжера внутри втулки. При этом посредством каналов или клапанов обеспечивается попадание топлива в надплунжерную полость и отвод его после сжатия.

Работа плунжерной пары

Работает все так: при перемещении поршня вниз открывается канал или клапан подачи (зависит от устройства ТНВД), и топливо закачивается в полость. При передвижении вверх подача прекращается (канал или клапан закрывается) и плунжер начинает сжимать дизтопливо. При достижении определенного значения давления открывается нагнетательный клапан и дизтопливо (уже находящееся в сжатом состоянии) выходит в магистраль, ведущую к форсункам.

В общем, работа самой плунжерной пары очень проста, но существует множество нюансов и особенностей, в том числе и конструктивных, которые влияют на функционирование этого узла. Поэтому принцип работы ТНВД следует рассматривать отдельно по каждому из указанных видов.