Четырехплунжерный топливный насос (тнвд) 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).
Устройство УТН 5
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.
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.
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.
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.
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
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.
Технические характеристики топливного насоса УТН 5
| Номинальная частота вращения вала насоса, об/мин | 1100+5 |
| Частота вращения при начале действия регулятора, об/мин | 1115+10 |
| Цикловая подача насоса на стенде при номинальной частоте вращения, мм3/цикл | 74,4-76,2 |
| Коэффициент неравномерности топлива между секциями при номинальной частоте вращения, не более, % | 6 |
| Максимальная частота вращения холостого хода, об/мин | 1170 |
| Цикловая подача насоса при максимальной частоте вращения холостого хода, не более, мм /цикл | 6,4 |
| Коэффициент неравномерности топлива между секциями при максимальной частоте вращения холостого хода, не более, % | 30 |
| Частота вращения при коррекции топливоподачи, об/мин | 850 |
| Степень коррекции топливоподачи, % | < 15-22 |
| Частота вращения при выключении корректора, об/мин | 1040-110 |
| Цикловая подача топлива при 40-50 об/мин кулачкового вала, не менее, мм3/цикл | 120 |
| Угол начала подачи топлива секцией по мениску до в.м.т. толкателя (по профилю кулачка), град | 57±1 |
Регулировка топливного насоса осуществляется на специальном стенде, оснащенным приборами для замера частоты вращения кулачкового вала, градуированным диском для определения начала подачи топлива, мерной емкостью для выявления количества подаваемого топлива, а также приводом с вариатором, обеспечивающий плавное измерение частоты вращения.
Регулировка скоростного режима осуществляется при помощи болта, вкрученного в корпус регулятора и ограничивающего натяжение пружины регулятора. Для увеличения количества оборотов, соответствующих началу действия регулятора — болт вкручивают, а для уменьшения выкручивают. Каждый оборот болта изменяет скоростной режим двигателя на 30-50 оборотов в минуту.
Установка угла начала впрыска топлива: 1 — крышка распределения; 2 — замковая шайба; 3 — болт; 4 — шестерня привода насоса; 5 — шлицевой фланец; 6 — гайка валика; 7 — планка; 8 — крышка люка; 9 — контргайка; 10 — регулировочный болт.
Равномерность подачи топлива по секциям насоса и регулировка цикловой подачи осуществляется при помощи болта номинала. При вкручивании болта в корпус регулятора — цикловая подача увеличивается, а, соответственно, при выкручивании уменьшается. Для регулировки равномерности подачи топлива по секциям насоса и плунжера относительно зубчатого венца применяется гильза. Поворачивая гильзу влево увеличивается подача топлива, при повороте вправо — уменьшается.
Угол начала подачи топлива регулируется болтом толкателя по мениску топлива в моментоскопе, прикрученным к штуцеру насоса. Для уменьшения угла начала подачи винт выворачивается из толкателя, для увеличения — ввертывается.
Проверка момента начала подачи топлива ТНВД осуществляется в следующей последовательности:
1. Установите рычаг управления подачей топлива в режим максимальной подачи;
2. Отсоедините трубку высокого давления от штуцера первой секции и на ее место подключи моментоскоп;
3. Проверните коленвал двигателя по его рабочему направлению до тех пор, пока из трубки моментоскопа не появится топливо;
4. Удалите часть топилва из трубки и, медленно вращая коленчатый вал, контролируйте уровень топлива в трубке моментоскопа; при начале подъема топлива в трубке — прекратите вращение коленвала;
5. Выкрутите установочный болт и вставьте его обратным концом в то же отверстие, пока он не упрется в маховик. Необходимо, чтобы установочный болт совпадал с отверстием в маховике.
6. Подсоедините трубку высокого давления и закрутите в отверстие заднего листа установочный болт.
7. Зафиксируйте крепежные болты шлицевого фланца, установите на место крышку люка и отрегулируйте осевой зазор шестерни привода ТНВД.
