_____________________________________________________________________________


Топливный насос высокого давления

____________________________________________________________________________________________

Топливный насос служит для подачи под давлением к форсункам в строго определенные моменты точно отмеренной порции топлива, соответствующей нагрузке двигателя. На современных тракторных дизелях применяются ТНВД двух видов: многоплунжерные (рядные) и одноплунжерные распределительного типа. Число насосных секций много-плунжерного насоса соответствует числу цилиндров двигателя, и каждая секция соединена с форсункой одного цилиндра.

Техобслуживание и ремонт тракторов

В одноплунжерном насосе распределительного типа (двигатели СМД-60, СМД-62, Д-21А) один насосный элемент подает топливо к нескольким цилиндрам, поочередно подключаясь к соответствующим форсункам.

Топливный насос УТН-5

ТНВД УТН-5 является базовой моделью насосов малого типоразмера с насосными элементами. Их устанавливают на двигателях Д-65Н, Д-50, Д-240, Д-37Е. Насос смонтирован в одном агрегате с всережимным центробежным регулятором и подкачивающей помпой.

Топливный насос высокого давления состоит из следующих основных элементов: корпуса, в котором расположены четыре насосных элемента, механизм привода плунжеров и механизм регулирования количества топлива. Основные детали насосного элемента — плунжер с втулкой. Над втулкой,
установленной в вертикальное отверстие корпуса, расположены седло нагнетательного клапана с прокладкой и нагнетательный клапан.

Клапан закрывается пружиной. Все перечисленные детали закрепляются штуцером, к которому присоединяется трубопровод высокого давления, идущий к форсунке. Механизм привода плунжеров состоит из кулачкового вала, толкателя, пружин с тарелками. Механизм регулирования количества топлива состоит из рейки, зубчатого венца и поворотной гильзы. Зубчатый венец установлен на поворотной гильзе и закреплен стяжным болтом. В нижний вырез гильзы своими выступами входит хвостовик плунжера. При перемещении рейки зубчатый венец поворачивает гильзу, а вместе с ней и плунжер.

В верхней части корпуса-головки (у топливных насосов 4ТН-8, 5X10 головка и корпус изготавливаются отдельно) имеется два канала: топливоподводящий и отводящий, соединенные между собой сверлением. К топливоподводящему каналу, прикрепляется трубка подвода топлива из фильтра тонкой очистки.

На выходе из отводящего канала установлен перепускной клапан, служащий для перепуска избыточного топлива по сливной трубке в подкачивающую помпу. Клапан отрегулирован на поддержание в каналах избыточного давления 0,7-1,2 кгс/см2. Втулка плунжера имеет два диаметрально расположенных отверстия: впускное и выпускное. При установке втулки в отверстие корпуса впускное отверстие (верхнее) сообщается с топливоподводящим каналом, а перепускное - с топливоотводящим каналом. Через впускное отверстие топливо из канала попадает в надплунжерное пространство, а через перепускное осуществляются отсечка (конец подачи) и перепуск топлива в отводящий канал.

Плунжер представляет собой цилиндрический стержень, на поверхности которого сделано два симметрично расположенных спиральных паза, причем один из них служит для изменения количества топлива, а другой паз способствует выравниванию удельного давления на боковую поверхность плунжера во время работы насоса.

В плунжере имеются осевое и радиальное отверстия, соединяющие спиральный паз с надплунжерным пространством. На плунжере сделана кольцевая канавка для смазки его просочившимся топливом. Внизу плунжер имеет два выступа, входящих в поворотную гильзу, и хвостовик для соединения с нижней тарелкой пружины.

Работа ТНВД. Когда кулачок вала не давит на толкатель, плунжер под действием пружины опускается вниз, впускное отверстие втулки открывается и топливо из подводящего канала заполняет надплунжерное пространство. Когда кулачок вала начинает поднимать толкатель и плунжер, то часть топлива вытесняется плунжером в подводящий канал. Это продолжается до тех пор, пока торцовая часть плунжера не закроет впускное отверстие втулки. При дальнейшем движении плунжера вверх он давит на топливо, находящееся в замкнутом надплунжерном пространстве, и это давление открывает нагнетательный клапан.

Поясок клапана выходит из седла и топливо поступает из надплунжерного пространства в трубку высокого давления. Давление топлива передается на форсунку, игла в ней поднимается и начинается впрыск топлива в цилиндр двигателя. Впрыск топлива продолжается до тех пор, пока отсечная кромка спирального паза плунжера не совместится с перепускным отверстием плунжера; происходит отсечка топлива.

С этого момента топливо из надплунжерного пространства через центральное и радиальное отверстия и винтовой паз перетекает через перепускное отверстие в отводной канал головки, нагнетательный клапан под действием пружины закрывается и подача прекращается, несмотря на то, что плунжер движется вверх.

Ход плунжера в процессе работы насоса остается постоянным, а количество топлива, подаваемое насосом за цикл, может меняться и определяется оно активным рабочим ходом плунжера. При повороте плунжера вправо расстояние уменьшится, то есть отсечка наступит раньше, подача топлива в цилиндр уменьшится, количество топлива, перепускаемого в отводной канал, увеличится.

При дальнейшем повороте плунжера вправо можно совсем прекратить подачу. Поворот плунжеров осуществляется передвижением рейки. Если рейка передвигается вперед (от регулятора), подача во всех секциях увеличивается, а если назад - подача уменьшается или полностью выключится. Равномерность подачи топлива в каждой отдельной секции регулируется поворотом гильзы с плунжером относительно зубчатого венца, для чего ослабляют стяжной винт и, придерживая венец, поворачивают гильзу с плунжером в ту или иную сторону, уменьшая или увеличивая подачу.

Принцип действия многоплунжерных ТНВД двигателей АМ-41, ЯМЗ-240Б, А-01М, СМД-14 аналогичен описываемому выше насосу УТН-5, и отличаются они размерами, числом секций и некоторыми конструктивными особенностями.

Топливный насос распределительного типа НД-21

ТНВД распределительного типа НД-21 является базовой моделью унифицированного типажа насосов, предназначенных для постановки на двухцилиндровые двигатели насоса - НД-21/2 (двигатель Д-21А), четырехцилиндровые - НД-21/4 (Д-37Е) и шестицилиндровые - НД-22/6Б-4 (СМД-60, СМД-62, СМД-64). В данных насосах топливо подается в два, три или четыре цилиндра с помощью одного плунжера, при этом плунжер совершает не только возвратно-поступательное движение, но и вращается вокруг своей оси, подводя топливо поочередно к трубкам каждой форсунки.

Насос высокого давления НД-22/6Б-4 состоит из неразъемного алюминиевого корпуса, разделенного на три полости: насосную, в которой расположены две секции высокого давления с толкателем; регуляторную, где установлены детали регулятора; нижнюю, в которой размещены кулачковый вал, ведущая шестерня привода регулятора и плунжеров и эксцентриковый вал.

К боковой стороне корпуса крепится подкачивающая помпа, привод ее осуществляется от эксцентрикового вала. Кулачковый вал вращается в шариковых подшипниках и имеет два трехгранных кулачка (у ТНВД НД-21/4 — четырехгранные кулачки), над которыми располагаются роликовые толкатели. За один оборот кулачкового вала плунжер секции совершает три двойных хода (вверх, вниз) и один оборот вокруг своей оси, осуществляя подачу топлива каждой секцией в три цилиндра.

Поворот плунжера производится зубчатой втулкой, которая входит в зацепление с промежуточной шестерней, получающей вращение от зубчатого венца, установленного на валике регулятора. Последний приводится от кулачкового вала через пару конических шестерен. Основные детали насосной секции: плунжер с втулкой, головка (на последних конструкциях втулка и головка делаются неразъемными), дозатор,
зубчатая втулка, пружина с тарелками.

В плунжере имеется центральное отверстие и два радиальных: верхнее распределительное отверстие с выточкой и нижнее отсечное отверстие. Центральное отверстие служит для подвода топлива из надплунжерной полости к распределительному отверстию и отсечному. Распределительное отверстие может совмещаться с распределительным каналом головки, над которым устанавливаются обратный клапан с
пружиной, седло нагнетательного клапана, нагнетательный клапан с пружиной и упором. Сверху в головку ввертываются штуцера высокого давления. Резиновые кольца создают герметичность разделения топливной и масляной полости насоса.

Когда выступ кулачкового вала не давит на толкатель, плунжер под действием пружины, поворачиваясь, опускается. Топливо из полости всасывания по каналам а поступает в надплунжерное пространство (ход всасывания). Под действием кулачка и толкателя плунжер движется вверх и часть топлива вытесняется обратно во всасывающую полость. При дальнейшем движении вверх плунжер перекрывает впускные отверстия и создает давление в надплунжерном пространстве.

В этот момент распределительный паз вращающегося плунжера совпадает с каналом во втулке и топливо из надплунжерного пространства поступает по центральному отверстию плунжера, распределительному пазу в распределительный канал головки и через нагнетательный клапан подается по топливопроводу к форсунке, дозатор при этом плотно закрывает отсечное отверстие плунжера.

Подача топлива будет продолжаться до выхода отсечных отверстий плунжера из дозатора. В этот момент происходит отсечка и клапан опускается. Количество топлива, подаваемое насосом, регулируется перемещением дозатора по плунжеру: чем выше дозатор, тем большая порция топлива поступает к форсункам, потому что отсечка наступит позже, и тем больше рабочий ход плунжера.

Наибольшая подача соответствует крайнему верхнему положению дозатора. В крайнем нижнем положении дозатора подача отсутствует, так как наряду с закрытием выпускных отверстий плунжером одновременно отсечные отверстия выходят из дозатора и все топливо по центральному отверстию в плунжере и отсечному отверстию перепускается через перепускной клапан к подкачивающей помпе.

Привод насосов

Кулачковый вал топливного насоса высокого давления дизелей СМД-14, Д-240, Д-50, Д-21А приводится во вращение от коленчатого вала через распределительные шестерни. Насос крепится к стенке картера распределительных шестерен. При установке насоса буртик установочного фланца входит в отверстие картера шестерен. Шлицы втулки входят в зацепление со шлицами шайбы, привернутой двумя болтами к торцу шестерни, которая свободно вращается на переднем конце фланца.

Соединение шлицев втулки со шлицами шайбы шестерни возможно только в одном определенном положении, потому что ширина одного из выступов шайбы вдвое больше, чем ширина остальных, а во втулке имеется один широкий паз, в который входит этот выступ. Это дает возможность снимать и
устанавливать насос, не нарушая регулировки угла опережения подачи топлива.

Для изменения момента начала подачи топлива на переднем торце ступицы шестерни сделан ряд резьбовых отверстий, расположенных по окружности. Угол между отверстиями шестерни составляет 22°30'. На шлицевой шайбе также просверлен ряд сквозных отверстий под углом 21° друг к другу. Это дает возможность поворачивать шлицевую шайбу и, следовательно, кулачковый вал относительно шестерни привода ТНВД в ту или другую сторону, увеличивая или уменьшая угол опережения подачи топлива.

На двигателях СМД-60, СМД-62, ЯМЗ-240Б устанавливается автоматическая муфта изменения угла начала подачи топлива, которая автоматически изменяет момент подачи топлива в цилиндры в зависимости от числа оборотов двигателя. У двигателей СМД-60, СМД-62 перед установкой ТНВД необходимо на кулачки шестерни привода топливного насоса установить текстолитовую шайбу и ввести кулачки автоматической муфты опережения подачи топлива в пазы этой шайбы, совместив при этом метки на кулачке муфты с меткой Т на кулачке шестерни. После установки насоса необходимо правильно присоединить трубки высокого давления.

Если насос подвергался разборке и регулировкам, то после его установки на двигатель необходимо проверить и отрегулировать угол опережения начала подачи топлива. Эту операцию должен выполнять опытный механизатор, руководствуясь заводскими инструкциями по каждому трактору.

Форсунки

Форсунки служат для распыливания топлива до тумано-образного состояния и впрыска его под давлением в камеру сгорания двигателя. По конструкции их делят на штифтовые и бесштифтовые. На дизелях устанавливают закрытые форсунки. Бесштифтовая форсунка, устанавливаемая на двигателях АМ-41, А-01М, Д-240, Д-21А Д-37Е СМД-60, СМД-62, ЯМЗ-240Б.

Форсунка состоит из корпуса, к нижней части которого гайкой привертывается распылитель. В центральный канал распылителя с зазором 0,002-0,004 мм входит игла. Распылитель и иглу притирают друг к другу и их раскомплектовывать нельзя. В нижней части распылителя имеется выходной канал, соединенный с несколькими распиливающими отверстиями небольшого диаметра 0,9 мм.

Число отверстий у двигателей АМ-41, А-01М - четыре, СМД-60 - пять, Д-37Е - три. Канал закрывается конусом иглы распылителя. Игла прижимается к распылителю штангой, на которую давит пружина. Для регулировки давления пружины, а следовательно, и давления впрыска в стакан пружины ввернут регулировочный винт с контргайкой.

Стакан устанавливается в корпус и на него навертывается колпак с отверстием для отвода топлива, просочившегося в верхнюю часть форсунки. Работает форсунка следующим образом. Топливо из топливного насоса поступает по топливопроводу высокого давления через штуцер и каналы в кольцевую полость и через зазор в полость.

Когда давление топлива на конические поверхности иглы превысит давление пружины, игла поднимается и топливо через распыливающие отверстия под большим давлением впрыскивается в камеру сгорания. Как только насос прекратит подачу топлива, давление в полости падает и под действием пружины игла своим конусом закроет выходной канал распылителя. Впрыск топлива прекращается.

На дизелях Д-50, СМД-14 устанавливаются штифтовые закрытые форсунки. Их конструкция аналогична описанной бесштифтовой форсунке и отличаются они размерами, способом крепления к головке и, главное, конструкцией распылителя. У штифтовой форсунки распылитель имеет одно распыливающее отверстие, а на конце иглы — конусный штифт, который придает струе распыливаемого топлива форму конуса.

Обслуживание форсунок сводится к следующему: ежесменно очищают форсунки от пыли, проверяют прочность крепления к головке и плотность присоединения топливопроводов; при повторном ТО-2 через 480 ч работы проверяют форсунку на давление впрыска и качество распыла топлива и при необходимости регулируют ее.

На двигателях СМД-60, СМД-62 проверку форсунок проводят через 960 ч работы, а также после появления дымного выхлопа и падения мощности. Неработающие или плохо работающие форсунки выявляют следующим образом. При работающем двигателе поочередно отключают форсунки от секций насоса отвертыванием накидных гаек трубок высокого давления, навернутых на штуцера секции топливного насоса.

Если после ослабления гайки присоединения трубки высокого давления одного из цилиндров работа двигателя не изменяется, значит, эта форсунка не работает и требует проверки, регулировки или замены. Проверку форсунки на качество распыла и давление впрыска проводят на стенде или непосредственно на двигателе с помощью эталонной форсунки (то есть отрегулированной на нормальное давление).

Нормальное давление впрыска у штифтовых форсунок двигателей Д-50, СМД-14 - 125-130 кгс/см2, у бесштифтовых закрытых форсунок для двигателей АМ-01 - 150 кгс/см2, Д-21А - 170, ЯМЗ-240Б — 165, Д-240, Д-65, АМ-41, СМД-60, СМД-62, Д-37Е - 175 кгс/см2. Распыляемое топливо должно иметь туманообразное состояние, без капель и струй, звук впрыска должен быть резким, с четкой отсечкой.

Турбокомпрессоры

Для улучшения экономических показателей и увеличения мощности двигателей на ряде дизелей используется турбонаддув, то есть подача воздуха в цилиндры двигателя под давлением. При наддуве в тот же объем цилиндра подается воздуха больше, чем без наддува, и, следовательно, в нем можно сжигать больше топлива. Это дает возможность увеличить мощность двигателя на 20-25% без увеличения рабочего объема цилиндров. Такой наддув применяется на дизелях СМД-60, СМД-18К, Д-130, ЯМЗ-238НБ, используя турбокомпрессоры ТКР-8,5, ТКР-П, ТКР-14.

Турбокомпрессор ТКР-П, устанавливаемый на двигателях СМД-60, СМД-62, использующий энергию выхлопных газов для наддува воздуха в цилиндры. Турбокомпрессор состоит из корпуса, центробежного одноступенчатого редуктора и радиальной центростремительной турбины. Рабочее колесо турбины закреплено на одном валу с колесом компрессора (нагнетателя).

Принцип работы турбокомпрессора заключается в том, что отработавшие выхлопные газы, пройдя по выпускному трубопроводу, попадают на лопатки рабочего колеса, вращают его с большой скоростью - 30-40 тыс. об/мин и по трубопроводу выбрасываются в атмосферу.

При вращении колеса газовой турбины вращается и колесо компрессора, которое всасывает воздух из атмосферы через воздухоочиститель, сжимает его и подает под давлением через впускной воздухопровод в цилиндры двигателя. Вал вращается в бронзовом подшипнике типа качающейся втулки. В корпусе имеется сверление для подачи масла к втулке под давлением.



__________________________________________________________________________

Сервис и регулировки МТЗ-82
__________________________________________________________________________


__________________________________________________________________________

Эксплуатация и сервис МТЗ-82.1, 80.1, 80.2, 82.2 Ремонт МТЗ-80 Обслуживание и эксплуатация МТЗ-1221 Техобслуживание и эксплуатация МТЗ-320 Эксплуатация и сервис тракторов