Топливный насос трактора МТЗ 80(82) устройство, принцип работы и характеристики

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.

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

Принцип работы топливного насоса МТЗ

Нагнетание топлива и создание рабочего давления осуществляется возвратно-поступательной работой плунжерных пар. В состав пары входит цилиндрическая втулка 4 и плунжер 3, выполняющий функцию поршня. Движение плунжерам передаётся вращением кулачкового вала 1 узла через толкатели 2. Всасывание топлива осуществляется из питающего канала в корпусе узла в надплунжерную полость через окно В во втулке при движении плунжера вниз. При набегании кулачка вала на толкатель , плунжер движением вверх и созданным импульсом давления, открывает нагнетательный клапан Е и пропускает дозированную порцию топлива непосредственно к распылителю.

Детали пары не имеют дополнительных компрессионных уплотнителей и давление создают за счёт высокоточной индивидуальной подгонки с точностью до микрона ( 1 микрометр= 1 метр* 10̄̄̄̄ ̄⁶). В технической терминологии такие пары называются прецизионными и при эксплуатации пары деталей разукомплектовывать запрещено.

В технических учебных заведениях преподаватели для демонстрации подтверждения высокоточной подгонки прецизионной пары показывают небольшой опыт, основанный на принципе действия коэффициента теплового расширения материалов:

• Поршень – плунжер оставляют в руке, передавая детали температуру тела, а цилиндр-втулку плунжерной пары выносят на улицу с температурой ниже 0˚С .
• Затем по истечении 10 мнут части пары получают разницу температуры 36 — 40˚С, при этом втулка в границах коэффициента расширения под действием холода уменьшает свои линейные размеры, а плунжер от тепла руки увеличивает.
• В момент достижения потенциала разности температур преподаватель показывает невозможность вхождения плунжера в цилиндр втулки, тем самым доказывая высокую точность подгонки деталей.

Устройство ТНВД трактора МТЗ 80(82)

УТН 5 и 4 УТНИ представляют собой узел с рядным расположением четырёх секций плунжерных пар с присоединённым регулятором и подкачивающей помпой для преодоления сопротивления прохода топлива через фильтры при заполнении системы. Механизм насоса помещён в алюминиевом корпусе, к передней части которого присоединена чугунная плита для монтажа узла к двигателю. Задний фланец насоса соединяется с регулятором. Кулачковый вал вращается на двух подшипниках. Деталь имеет четыре кулачка для привода плунжеров и один эксцентрик для подкачивающего насоса системы.

В задней части насоса размещён перепускной клапан, который пропускает лишне топливо, подаваемое подкачивающим насосом в его всасывающую полость. Таким образом, давление в головке топливного насоса поддерживается в пределах 0,07- 0,12 мПа обеспечивая бесперебойную подачу к плунжерным парам. В четырёх вертикальных сверленниях корпуса, расположенных в ряд, установлены толкатели с секциями плунжерных пар, каждая из которых работает как отдельный насос.

Секции оборудованы поворотным механизмом плунжера для осуществления изменения количества подачи топлива в автоматическом режиме при взаимодействии с регулятором. Для осуществления поворота каждая пара оснащена поворотной гильзой 14 с зубчатым венцом 6, который зацепляется с рейкой, связанной с регулятором насоса. На гильзу одета возвратная пружина 8 с упорными тарелками 7 и 12 нижняя часть, которой упирается в болт 11 толкателя 10, а верхняя в корпус насоса.

Корпус насоса оборудован боковым люком для регулировки подачи топлива отдельной секцией и контрольным отверстием с резьбовой пробкой для проверки уровня моторного масла в узле. В крышке регулятора установлен сапун с фильтрующим воздух элементом для сообщения внутренней полости насоса с атмосферой. В нижней части регулятора размещена сливная пробка.

Плунжерная пара

В состав каждой секции входит цилиндрический плунжер 13 со втулкой 5, выполняющей функцию цилиндра. Пара выполнена с высоколегированной термически закалённой стали, обеспечивающей повышенную прочность и плотность прилегания рабочих поверхностей. Верхняя часть втулки имеет утолщённое тело для устойчивости к высоким нагрузкам действующего созданного давления и имеет выступ для посадки в корпус. Втулка оборудована двумя окнами 18 и 19, через одно всасывается топливо в надплунжерную полость, а другое выполняет перепускную функцию для отсекания порции топлива. Оба окна соединены с продольными каналами в корпусе насоса. Для противодействия проворачиванию деталь фиксируется штифтом. Верхний торец втулки оборудован полированным седлом, к которому прижат отдельный нагнетательный клапан К секции.

Каждый плунжер имеет две спиральные симметрично расположенные проточки. Одна предназначена для регулировки количества, подаваемого плунжером топлива путём поворота детали без изменения хода. При совпадении кромок перепускного окна втулки и проточки плунжера давление в надплунжерной полости резко падает и подача топлива через нагнетательный клапан к форсунке прекращается. Вторая проточка предназначена для обеспечения выравнивания удельного давления топлива, действующего на боковую поверхность плунжера при рабочем ходе детали. Таким образом, устраняется одностороннее действие сил во время впрыска, что значительно увеличивает рабочий ресурс прецизионной пары. В нижней части плунжера находится кольцевая проточка, в которую собирается просочившееся топливо из нагнетательной полости. Собранное топливо в проточке обеспечивает смазку пары. Основание плунжера оборудовано двумя выступами для управления его поворотом и упорной головкой для тарелки возвратной пружины.

Нагнетательный клапан

Клапан служит для разделения нагнетательной полости пары и трубки высокого давления идущей к форсунке, а также для резкого снижения давления в топливопроводе в конце подачи горючего плунжером. Это обеспечивает резкое прекращение подачи топлива без подтекания форсунки в конце впрыска. Детали клапана изготовлены из высокопрочной легированной стали индивидуально подобраны и тщательно притёрты. Разукомплектование деталей клапана при замене или ремонте, так как и плунжерной пары не допускается. Пружина, установленная сверху, прижимает пояски клапана к седлу и старается держать его в закрытом состоянии. Выше основного пояска, отделяющего надплунжерное пространство от трубопровода проточена разгрузочная канавка, которая при закрытии клапана забирает на себя часть топлива, находящегося в трубопроводе. Таким образом, снижается давление в трубке, что обеспечивает резкое прекращение впрыска.

Подкачивающая помпа топливного насоса

В отдельном чугунном корпусе помпы размещён поршень, приводимый в движение толкателем из прочной легированной стали. Толкатель прижимается пружиной к приводящему его в движение эксцентрику кулачкового вала насоса. Стержень 13 толкателя двигается во втулке, ввёрнутой в корпус. Детали являются прецизионной парой и выполняет функцию основного рабочего органа подкачивающего устройства. Впускной и нагнетательный клапаны изготовлены из капрона. Направляющей впускного клапана является корпус 8 ручного подкачивающего устройства, а нагнетательного корпус 19. Клапаны прижаты пружинами к стальным втулкам, запрессованным в корпус устройства.

Всережимный регулятор топлива насоса

Автоматическое изменение количества подаваемого насосом регулируется устройством в зависимости от действующей нагрузки на двигатель. Принцип работы регулятора заключается во взаимодействии грузов размещённых на конце кулачкового вала насоса через муфту на систему тяг, связанных с поворотной зубчатой рейкой, управляющей поворотом плунжеров.

Ступица с четырьмя грузами 6 и муфта регулятора 5 с упорным подшипником 26 установлена на хвостовике кулачкового вала. На оси в нижней части корпуса регулятора установлены шарнирно соединённые основная 23 и промежуточная 22 тяги. Верхний конец промежуточной тяги связан с рейкой 11 ТНВД через тягу 14. Промежуточная тяга оборудована автоматическим корректором топливоподачи 20, который состоит из корпуса и размещённым в нём подпружиненного штока 17. Пружина 10 корректора-обогатителя связывает промежуточную тягу 22 и рычаг 9. Пружина 10 создаёт усилие, поворачивая тягу 9 для обогащения в пусковом режиме. Верхний край основной тяги 23 соединён пружиной 15 с рычагом 9 через серьгу 13, который жёстко соединён с осью рычага управления 29.

Задняя стенка оборудована ввёрнутым регулировочным болтом 19«наминала», который ограничивает амплитуду перемещения основной тяги 23 в сторону увеличения подачи топлива. Таким образом, ограничивается часовая производительность насоса. Болтом 18 регулируют остановку подачи топлива. В опорный прилив корпуса регулятора ввёрнут специальный болт 32, который ограничивает угловой поворот рычага управления 29, а следовательно, и частоту вращения двигателя.

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)

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)

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.

Технические характеристики ТНВД для МТЗ 80 82

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.

Как установить топливный насос ТНВД (4УТНИ-1111005-20) на тарктор МТЗ с двигателем Д-240. Устройство и ремонт ТНВД МТЗ (Д-240)

В данной статье МЫ рассмотрим как установить топливный насос ТНВД (4УТНИ-1111005-20) на тарктор МТЗ с двигателем Д-240, а также его устройство, принцип действия, возможные неполадки и пути их устранения. Топливный насос МТЗ Д-240 имеет маркировку 4УТНИ-1111005-20 и рядное конструктивное исполнение с шлицевой втулкой. Топливный насос МТЗ-80 ТНВД 4УТНИ-1111005-20 изготовлен одним узлом (одним агрегатом) четырех плунжерного образца, и оборудован ручным подкачивающим насосм именуемом в простонароде “солдатик”. Основная задача топливного насоса МТЗ-80 – это перекачка солярки из топливного бака трактора через фильтры тонкой и грубой отчистки в камеру сгорания двигателя Д-240. Конструкция топливного насоса МТЗ ТНВД 4УТНИ-1111005-20 относительно проста, и насчитывает примерно семьдесят деталей.
И если разобраться теоритически в принципе его работы, то совсем не сложно самому его ремонтировать, и проводить техническое обслуживание.

Технические характеристики топливного насоса МТЗ ТНВД (4УТНИ-1111005-20)

Пошаговая инструкция по 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.

Проверка угла начала подачи топлива.

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.

Сборочная схема топливного насоса Д-240 МТЗ (4УТНИ-1111005-20)

1 — корпус насоса; 2— упорная шайба пружины амортизатора; 3—стакан подшипника; 4 — пробка-заглушка; 5— подкачивающий насос; 6 — поворотный угольник с трубками подвода топлива из фильтра-отстойника и из канала корпуса насоса; 7 — эксцентрик кулачкового вала; 8 — кулачковый вал; 9— шайба с регулировочными прокладками; 10— маслоотражатель; 11 — самоподжимной каркасный резиновый сальник; 12 — пробка корпуса насоса; 13 — плита крепления топливного насоса к двигателю; 14 — каналы для подвода масла к шестерне привода насоса; 15 — трубка для слива масла из масляной ванны; 16 — установочный фланец; 17 — шлицевая втулка кулачкового вала; 18 — гайка шлицевой втулки; 19 — ось ролика толкателя; 20 — ролик толкателя с втулкой; 21 — корпус толкателя; 22 — регулировочный винт толкателя; 23 — нижняя тарелка пружины плунжера; 24 — пружина плунжера; 25 — верхняя тарелка пружины плунжера; 26 — поворотная втулка; 27 — зубчатая рейка; 28 — зубчатый венец поворотной втулки; 29 — пробка-заглушка канала отвода топлива; 30 — пробка-заглушка топливоподводящего канала; 31 — плунжер; 32 — гильза плунжера; 33 — прокладка нажимного штуцера; 34 — седло нагнетательного клапана; 35—нагнетательный клапан; 36 — пружина; 37 — нажимной штуцер; 38 — зажимы (передний и задний); 39 — Сливная трубка; 40 — крышка смотрового люка; 41 — трубка подвода топлива из фильтра тонкой очистки; 42 — топливоподводящий канал; 43 — пружина перепускного клапана; 44 — перепускной клапан. 45 — топливоотводящий канал; 46 — регулятор; 47 — пробка маслозаливной горловины; 4Н — пробка для слива масла; 49 — канал для сообщения масляных ванн топливного насоса и регулятора.

Устройство и принцип действия топливного насоса Д-240 МТЗ Беларус (4УТНИ-1111005-20)

Тракторный насос для МТЗ 80 именуют УТН-5. Он сделан из надёжного алюминиевого сплава. А выпускают их в разных вариациях монтажа, существует левое и правое исполнение. Это зависит от конструкции и свойств крепежа. По всей длине корпуса он разделяется на две полости. Это происходит благодаря перегородке. Внизу имеется вал с приводом насоса, а вверху — составные секции данного насоса.

Подетальную конструкцию ТНВД мотора Д-240 рассмотрим дальше. Насос для топлива с регулирующим механизмом имеет следующие элементы: нажимной штуцер, клапан нагнетательный, седло клапана, плунжер и соответствующую втулку, поворотную втулку, венец с зубьями, тягу рейки, крышку регулятора, корпус корректора, шток корректора, корпус регулятора, пяту, оси грузика, пяты и рычага, соединительную муфту, грузики регулятора, ступицу грузиков, сухарь амортизатора, стакан для подшипника, маслоотражатель, вал с кулачком, заглушку, фланец крепления насоса для подкачивания, плиту для крепежа, шлицевую втулку, фланец для установки, роликовый толкатель, нижнюю тарелку пружины, рейку с зубчатой передачей, топливоотводящие каналы, корпус перепускного клапана, отверстие для подачи солярки, шариковый клапан, топливные каналы, отсечное отверстие, штифт, впускное отверстие плунжерной втулки, крышку люка. Как любой насос, ТНВД в своей конструкции имеет шайбы, зажимы, основной и вспомогательные рычаги, болты разного назначения, шарикоподшипники, пружины, пробки, гайки, прокладки, трубки для передачи топлива, разнообразные винты для стягивания и регулировки. Не существует в природе насоса без корпуса и отверстия для масла, не встречаются насосы без эксцентрика для подкачивания топлива.

Принципиальная схема топливной аппаратуры МТЗ, Принципиальная схема топливного насоса Д-240 МТЗ-80\МТЗ-82 Беларус (4УТНИ-1111005-20)

В питательную систему дизельного двигателя входят: воздухоочиститель, глушитель, воздушный фильтр, электрофакельный подогреватель с топливным бачком, впускной коллектор, различные трубки — дренажные и высокого давления, горло для заливки горючего, топливные баки, краник для слива, фильтры тонкой и грубой очистки солярки, регулятор топливного насоса, подкачивающий насоса, топливный насос, форсунки, выхлопной коллектор, фильтрующие приспособления разного назначения. В самом высшем месте УТН-5 имеются продольные каналы, соединяющие его с фильтром тонкой очистки и с системой подкачки насоса, в который встроен пропускной клапан.

Принцип действия топливного насоса ТНВД МТЗ-80, МТЗ-82 Беларус (4УТНИ-1111005-20)

Насос для подкачивания крепится к корпусу основного насоса. К штуцерам присоединён топливопровод, через который под большим давлением подаётся горючее к форсункам. Насос приводится в действие от шестерни коленчатого вала. Если насос уже ремонтировался, то после очередной сборки и разборки надо тщательно сверять угол соединений шестерен. В противном случае, при ошибочном наклонении, обеспечены будут перебои в работоспособности. Градус наклона должен быть строго 22°30″. Проверить его лучше, обратившись к опытному мотористу.

Как выставить зажигание на тракторе МТЗ с двигателем Д-240

Перед началом надо убедиться, что запирающий конус плотно прилегает, а давление насосной секции соответствует норме. Вращаем коленчатый вал и передвигаем регулятор до того момента, пока стрелка на манометре не будет показывать 15 МПа. Мотор после этого глушат, подачу топлива останавливают регуляторным рычагом. Если давление на манометре падает за десять секунд, клапан исправен.

Для регулировки точного угла момента поступления топлива надо крутить в разные стороны регулировочный болт. Один виток уменьшает или увеличивает обороты коленвала примерно на 40 оборотов. Раскручивая болт — мощность насоса уменьшается, закручивая — увеличивается.

Полезные советы по эксплуатации топливного насоса ТНВД МТЗ-80, ТНВД МТЗ-82 Беларус (4УТНИ-1111005-20)

Логическим методом можно просчитать, что, увеличивая подачу количества топлива в камеру сгорания становится больше и крутящий момент. А это повышает мощность двигателя и его скорость.

Смена моторного масла в устройстве УТН-5 нужна только после демонтажа и ремонтных работ. При обычном режиме эксплуатации этого делать не стоит. Моторного масла требуется всего 150-200 миллилитров, заливку осуществляют через картер ТНВД.

Фото топливного насоса ТНВД МТЗ-80, МТЗ-82 Беларус (4УТНИ-1111005-20)