Меню

Одноплунжерный тнвд и его регулировка



Устройство автомобилей

Устройства и приборы высокого давления

Топливный насос высокого давления

Топливный насос высокого давления (ТНВД) служит для точного дозирования топлива и подачи его в определенный момент под высоким давлением к форсункам.
Автомеханики и водители нередко называют топливный насос высокого давления топливной аппаратурой.

В настоящее время многоплунжерные ТНВД с механическим приводом постепенно уступают место в системах питания дизелей более совершенным конструкциям, таким, как управляемые компьютером система насос-форсунка и распределительным насосам роторного типа, используемых в системах питания Common Rail. Тем не менее, на многих автотракторных двигателях насосы классической конструкции еще широко применяются.

Классификация ТНВД

Топливные насосы высокого давления классифицируются по следующим признакам:

по числу плунжеров:

  • многоплунжерные (на каждый цилиндр приходится один плунжер);
  • распределительные (один плунжер подает топливо в несколько цилиндров);

Многоплунжерные ТНВД могут быть выполнены с рядным или V-образным корпусом.

по виду привода плунжера:

  • механический;
  • гидравлический;
  • пневматический;

по методу дозирования топлива:

  • с регулированием количества подаваемого топлива за цикл (отсечкой);
  • с регулированием цикловой подачи дросселированием на впуске (изменение наполнения топливом надплунжерного объема с помощью дросселирующего устройства в канале, подводящем топливо к впускному окну; применяется в распределительных насосах).

Распределительные ТНВД подразделяются на плунжерные и роторные.

Многоплунжерные ТНВД с механическим приводом

В автомобильных дизелях получили распространение многоплунжерные насосы с механическим приводом и регулированием количества подаваемого топлива отсечкой. Рассмотрим устройство такого насоса на примере ТНВД двигателя ЯМЗ-236, который относится к рядным насосам плунжерного типа и обеспечивает давление впрыска 16 МПа (рис. 1).

В нижней части корпуса 1 насоса на двух шарикоподшипниках установлен кулачковый вал 12 с зубчатым колесом 11. На кулачковом валу имеются профилированные кулачки 19 по числу цилиндров двигателя и эксцентрик для привода топливоподкачивающего насоса, который крепится к привалочной плоскости ТНВД.

В перегородке корпуса против каждого кулачка установлены роликовые толкатели 18. Оси роликов 15 своими концами входят в пазы корпуса насоса, предотвращая проворачивание толкателей. В центр толкателей ввернуты регулировочные болты 40, на которые опираются плунжеры насосных секций. Все секции устроены одинаково, они взаимозаменяемы, и их число равно числу цилиндров двигателя.

Насосная секция состоит из втулки 35 с плунжером 6, нагнетательного клапана 33 с седлом 34, пружиной 32 и упором 31, штуцера 7, поворотной втулки 16 с зубчатым венцом 4, толкателя 18 с осью и роликом 15, пружины 38 плунжера и опорных тарелок 28 и 39.

Втулка плунжера фиксируется в корпусе стопорным винтом.
Плунжер и его втулка образуют так называемую плунжерную пару. Плунжерную пару изготовляют из хромомолибденовой стали и подвергают закалке до высокой твердости. После окончания обработки подбором производят сборку плунжеров и гильз так, чтобы обеспечить в их сопряжении зазор 5…2 мкм.
С такой же точностью изготовляются нагнетательный клапан 33 и его седло 34. Поэтому эти детали называют прецизионными, и они являются невзаимозаменяемыми.

Седло нагнетательного клапан прижато к втулке плунжера резьбовым штуцером 7 через уплотнительную медную прокладку. К штуцеру крепится трубка высокого давления, соединяющая секцию насоса с форсункой. Кулачок 19, толкатель 18 и пружина 38 обеспечивают возвратно-поступательное движение плунжера 6.

Втулка 35 плунжера фиксируется в корпусе стопорным винтом 29. На втулку свободно надевается поворотная втулка 16, а в вертикальные пазы нижней части втулки входят выступы 17 плунжера. На верхнем конце поворотной втулки закреплен зубчатый венец 4, который входит в зацепление с зубчатой рейкой (общей для всех секций), которая может перемещаться вдоль корпуса ТНВД.

При перемещении рейки вдоль корпуса ТНВД втулка 16 поворачивается на втулке плунжера и, действуя на выступы 17 плунжера, поворачивает его, в результате чего изменяется количество топлива, подаваемого к форсункам. Ход рейки ограничивается стопорным винтом 37, входящим в ее продольный паз.
Задний конец рейки соединен с тягой 10 регулятора частоты вращения коленчатого вала, установленного в корпусе 9. Выступающий из насоса передний конец рейки закрыт колпаком, в который ввернут винтовой упор 2, ограничивающий подачу топлива при обкатке автомобиля. Положение упора настраивается на заводе-изготовителе и пломбируется.

Топливо к плунжерным парам подводится по каналу 36, а отводится по каналу 30, в переднем конце которого установлен под колпаком перепускной клапан 5. Если давление в каналах превышает 0,16…0,17 МПа, клапан открывается и перепускает часть топлива в бак.
Попавший в каналы насоса воздух выпускается через отверстие, закрываемое пробкой 8.

Привод насоса осуществляется зубчатой передачей от коленчатого вала двигателя через муфту опережения впрыска топлива.
Муфта состоит из ведущей 23 и ведомой 26 полумуфт. На ведомой полумуфте закреплены две оси 27 с установленными на них центробежными грузиками 25, в вырезах которых установлены пружины 22. Пружины опираются с одной стороны на оси 27, а с другой – на опорные пальцы 21 ведущей полумуфты 23. Механизм муфты в сборе закрыт крышкой 24, которая навернута на резьбу ведомой полумуфты.

Читайте также:  Регулировка зазоров клапанов 4be1

Устройство и работа насосной секции ТНВД

На рис. 2 показана работа насосной секции ТНВД.
Основными деталями топливной секции являются плунжер и его втулка. Втулка имеет два окна: верхнее впускное 6 и нижнее перепускное 11. Впускное окно находится в полости впускного канала ТНВД, а перепускное – в полости выпускного канала.
На плунжере выполнена винтовая канавка, верхний край (отсечная кромка 5) которой острый. Сверху в плунжере выполнено осевое сверление, переходящее в радиальную и винтовую канавку.

Каждая секция ТНВД работает следующим образом.
Когда плунжер находится в нижнем положении (рис. 2,а), топливо поступает в полость А из впускного окна под давлением, которое создает топливоподкачивающий насос. При набегании кулачка 1 на ролик толкателя 2 плунжер начинает двигаться вверх, при этом часть топлива выходит обратно во впускное окно (рис. 2, б).

Когда плунжер перекроет впускное окно (рис. 2, в), топливо в полости А окажется запертым, что приведет к резкому нарастанию давления – это момент начала нагнетания. Дальнейшее движение плунжера приводит к открытию нагнетательного клапана 9, и топливо поступает к форсунке – это момент начала подачи. По времени моменты начала нагнетания и начала подачи почти совпадают.

При дальнейшем движении плунжера отсечная кромка 5 откроет перепускное окно (рис. 2,г), в котором давление составляет 0,1…0,12 МПа. Топливо из полости А из-за перепада давления по углублению в плунжере и отсечной канавке начнет перетекать в перепускное окно 11. Давление в полости А резко упадет. Нагнетательный клапан 9 опустится на седло. Подача топлива прекратится, что будет соответствовать концу подачи (отсечке топлива).
Плунжер будет продолжать двигаться дальше, но подачи топлива не будет, оно перетечет в выпускное окно.

Ход плунжера, соответствующий расстоянию от начала перекрытия впускного окна до начала открытия перепускного окна, называется активным или рабочим. Его значение для разных насосов при полной подаче – 0,8…2 мм.

Таким образом, подача топлива при высоком давлении осуществляется вследствие малого зазора в плунжерной паре и высокой скорости движения (в момент начала подачи она превышает 1,6 м/с).

Регулирование количества подаваемого топлива осуществляется поворотом плунжера вокруг своей оси, при этом начало подачи происходит в одно и то же время (перекрытие верхней кромкой плунжера выпускного окна). Однако, отсечная кромка подходит к перепускному окну по-разному (в зависимости от степени поворота плунжера), а потому конец подачи топлива может произойти раньше или позже. Соответственно топлива будет подано меньше или больше.

Если удлинить плунжер, то момент перекрытия впускного окна произойдет раньше, подача начнется раньше, и наоборот. При регулировке начала подачи изменяют не длину плунжера, а длину толкателя, вращая его регулировочный болт 40 (см. рис. 1).

Нагнетательный клапан разобщает надплунжерное пространство топливной секции от внутренних полостей нагнетательного топливопровода и разгружает его от высокого давления в период между впрысками топлива.
В результате обеспечивается более резкое окончание подачи и предотвращается или сводится к минимуму подвпрыск топлива.
Разгружается топливопровод высокого давления с помощью разгрузочного пояска 7 (рис. 2) нагнетательного клапана при его перемещении вниз, когда этот поясок исполняет роль поршенька, отсасывающего топливо из нагнетательного трубопровода.

Особенности устройства ТНВД двигателя КамАЗ-740

На двигателях КамАЗ-740 устанавливается V-образные топливные насосы высокого давления с углом развала между секциями 75˚ (рис. 3).

В корпусе 1 насоса установлен механизм поворота плунжеров, соединенный с правой и левой рейками. Рейки действуют на поворотные втулки плунжеров, расположенных в два ряда. Каждая насосная секция в отличие от насосов марки «ЯМЗ» имеет собственный корпус 13, а на толкателе вместо регулировочного винта установлена регулировочная пята 5 определенной толщины. Принцип действия насосной секции данного ТНВД такой же, как и на дизелях марки «ЯМЗ».

К передней крышке ТНВД прикреплен топливоподкачивающий насос с приводом от эксцентрика кулачкового вала через штангу.

V-образная форма топливного насоса высокого давления позволила получить более компактную конструкцию насоса с укороченным кулачковым валом, в результате чего стало возможным увеличить его жесткость и повысить давление впрыска до 18 МПа.

Прецизионные детали насосов смазываются дизельным топливом, остальные детали включены параллельно в смазочную систему двигателя.

Устройство и работа ТНВД распределительного типа

Одноплунжерные ТНВД распределительного типа (рис. 4) нашли применение на легковых автомобилях и тракторах.

Оси приводного вала 1 и плунжера 3 совпадают и вращаются с одинаковой скоростью. Топливоподкачивающий насос 8 установлен на приводном валу и обеспечивает предварительное давление 0,2…0,8 МПа.
Вращающаяся вместе с плунжером кулачковая шайба 6, набегая своим кулачком на ролик 7, перемещает плунжер вправо, и тот совершает ход нагнетания. Пружина 5 прижимает шайбу с плунжером к ролику, который установлен на неподвижной оси. Для изменения цикловой подачи топлива служит дозатор 4, который управляется рычагом 2 регулятора. При наличии четырех роликов плунжер за один оборот вала обслужит четыре форсунки.

Читайте также:  Настройка и регулировка рэа учебник

На рис. 5 показана работа распределительного одноплунжерного насоса.
Подача топлива начинается с наполнения (рис. 5,а) топливом надплунжерной полости Д через впускное окно В и выточку Г в плунжере 3 при движении плунжера влево (к НМТ). Нагнетательный канал Б в это время через паз А, выточку на плунжере и окно Е соединен с полостью низкого давления.
Плунжер, при нахождении в НМТ, вращаясь, постепенно перекрывает наполнительное окно. Начинается активный ход плунжера (рис. 5,б). Топливо через центральный канал и распределительный паз А плунжера, нагнетательный канал Б корпуса 2 и нагнетательный клапан подается по топливопроводу к форсунке.
Активный ход плунжера заканчивается отсечкой топлива через радиальные каналы Ж (рис. 5,в), ранее закрытые дозатором 1.

Цикловая подача топлива изменяется при помощи рычага регулятора, который перемещает дозатор 1 вдоль оси плунжера. При перемещении дозатора вправо активный ход плунжера и цикловая подача увеличиваются.

В насосах распределительного типа (одноплунжерных) меньше прецизионных пар, чем в многоплунжерных насосах. Следовательно, они проще, дешевле, имеют меньшее число регулировок, меньшие габаритные размеры и массу.
Однако многоплунжерные насосы секционного типа обладают большим ресурсом (долговечностью), их работа стабильнее, а техническое обслуживание проще.

Источник

Регулировка ТНВД

Популярность дизельных двигателей неуклонно растет, что объясняется очевидными достоинствами этого вида силовых установок. Одной из наиболее важных частей агрегата является ТНВД или топливный насос высокого давления. Именно работа этого узла в значительной степени определяет эффективность эксплуатации всего дизельного двигателя.

Поэтому нет ничего удивительного в том, что регулировке, техническому обслуживанию и ремонту ТНВД всегда уделяется повышенное внимание. Требования и правила организации этих важных технологических процессов рассматриваются в данной статье.

Что такое ТНВД и его разновидности

Топливный насос высокого давления отвечает за своевременную подачу нужного количества дизельного топлива в камеру сжигания. Особенность дизельного двигателя состоит в необходимости нагнетания высокого давления, которое требуется для самовоспламенения горючего, что также является одной из важных задач ТНВД.

Базовым узлом ТНВД является плунжерная пара, состоящая из гильзы и перемещающемуся внутри ее поршню. В зависимости от конструктивных особенностей различают три основных разновидности топливных насосов высокого давления, устанавливаемых на дизельных двигателях: рядные, распределительные и магистральные. Последний вариант используется сегодня особенно часто, так как он используется в системах подачи топлива Common Rail. Несмотря на серьезные различия в конструкции, мощности и габаритах, существуют общие правила, которых следует придерживаться при регулировке, техническом обслуживании и ремонте топливных насосов высокого давления дизельных двигателей.

Правила проведения работ по регулировке ТНВД

Прежде чем приступить к непосредственному описанию этапов регулировки ТНВД, необходимо отметить несколько важных правил, которых рекомендуется придерживаться при организации этого технологического процесса. Речь в данном случае идет о следующих рекомендациях опытных и профессиональных механиков:

· ТНВД вполне заслуженно считается ответственным узлом. Это означает, что изменять его регулировки без необходимости попросту не стоит;

· второе важное следствие приведенного выше правила – регулировкой топливного насоса высокого давления следует заниматься с применением соответствующего оборудования, лучше всего – на специальном стенде;

· допускается самостоятельное выполнение только самых простых работ по регулировке, обслуживанию и ремонту ТНВД;

· все настройки такого сложного механизма как ТНВД связаны между собой. Поэтому изменение одного параметра может негативно отразиться на других эксплуатационных характеристиках. Это является еще одним аргументом в пользу обращения к специалистам, обладающим достаточным для грамотной регулировки топливного насоса уровнем знаний и опыта.

Соблюдение перечисленных достаточно простых и очевидных правил позволит свести к минимуму риск непрофессиональных действий при регулировке ТНВД и, как следствие, серьезных финансовых расходов, необходимых для его последующего ремонта.

Основные этапы регулировки ТНВД

Как уже было отмечено выше, для регулировки ТНВД используются специальные стенды. Работы делятся на два главных этапа. На первом из них происходит регулирование цикловой подачи топлива, а на втором – регулировка так называемого УОНП или угла опережения начала подачи горючего в камеру сжигания. Кроме того, в процессе регулировки, как правило, выполняются еще несколько операций по техническому обслуживанию ТНВД – удаление воздуха, попавшего в систему впрыска, смазка деталей и узлов насоса, а при необходимости – подготовка к отключению на длительное время. Каждый из описанных этапов регулировки требует более подробного рассмотрения.

Регулировка цикловой подачи

Целью этого вида регулировки выступает определение оптимального режима подачи топлива в плане количества и равномерности в камеру сжигания. Изменение настроек осуществляется путем корректировки положения рейки ТНВД, которое осуществляется при помощи специального винта. У одноплунжерных насосов вместо рейки для этого используется дозатор.

До недавнего времени регулирование цикловой подачи происходило с применением стеклянных градуированных пробирок, установленных на испытательном стенде. Современное оборудование позволяет осуществлять настройку при помощи дисплея, на котором отражаются все необходимые данные, что существенно упрощает процедуру регулировки и делает ее более точной и оперативной.

Читайте также:  Как отрегулировать тросик газа на ваз 21099

Регулировка УОНП

Данная стадия технологического процесса также проводится на специальных стендах. В качестве дополнительного оборудования применяется моментоскоп, представляющий собой стеклянную трубку с присоединенным шлангом высокого давления. Он устанавливается на одну из секций дизельного двигателя. Процедура регулировки является достаточно сложно и требует наличия соответствующих профессиональных навыков и опыта работы с подобным высокоточным и сложным оборудованием.

Удаление воздуха из системы впрыска

Воздух, попавший в систему впрыска ТНВД, способен заметно снизить эффективность работы дизельного двигателя в целом или даже сделать ее невозможной. Наиболее часто подобная ситуация создается при замене каких-либо деталей насоса, например, топливного фильтра, или после длительного прекращения эксплуатации агрегата. В любом из указанных случаев для удаления воздуха происходит либо при помощи ручного насоса, наличие которого предусматривает конструкция ТНВД, либо в автоматическом режиме с использованием клапана перетока, устанавливаемого на топливном фильтре.

Смазка

В большинстве дизельных двигателей предусматривает единая система смазки ТНВД и силового агрегата. В подобной ситуации топливный насос высокого давления, по сути, является необслуживаемым и не требует какого-либо дополнительного вмешательства. Главное требование – поддержание работоспособности общей системы смазки.

Если конструкция двигателя не предусматривает наличие подобной системы, смазочное масло следует заливать в ТНВД через крышку, предварительно сняв с нее колпак. Уровень масла должен регулярно контролироваться: при избытке оно сливается, при недостатке – напротив, доливается. При выполнении серьезного ремонта старая смазка в обязательном порядке заменяется.

Подготовка к длительному отключению

В случае длительного неиспользования дизельного двигателя рекомендуется произвести консервацию ТНВД. Для этого в горючее топливного бака и в масло камеры кулачкового вала добавляется около 10% специального антикоррозионного состава. Затем необходимо запустить двигатель на четверть часа, в результате чего обычное дизельное топливо и смазка попросту вымоются из топливного насоса высокого давления, а заменивших их состав надежно защитит узлы и детали от коррозии, а горючее – от загустевания.

Наиболее частые неисправности из-за неправильной регулировки

Регулировку и техобслуживание ТНВД на специализированных стендах с участием профессиональных специалистов-механиков рекомендуется проводить регулярно. Периодичность процедуры зависит от нескольких факторов, в числе которых: марка и мощность двигателя, интенсивность эксплуатации, качество используемого дизельного топлива и т.д.

Основанием для проведения внеочередной регулировки и, при выявлении проблем, ремонта ТНВД и дизельного двигателя в целом могут стать следующие признаки неисправности силового агрегата и его отдельных узлов:

· работа двигателя с перебоями и перепадами в мощности. Как правило, проблемы в этом случае связаны с подачей горючего разными по объему порциями. Для их устранения требуется грамотная регулировка ТНВД и, если неисправность не была выявлена своевременно, ремонт;

· резкое уменьшение мощности двигателя. Основной причиной проблемы обычно становится несвоевременный впрыск горючего в камеру сжигания. В результате воспламенение топлива происходит с заметным опозданием и горючее сжигается не полностью, что ведет к появлению копоти в выхлопных газах и общему падению КПД агрегата. При выявлении проблемы на ранней стадии требуется регулировка как цикловой подачи, так и УОНП. В противном случае необходимо дорогостоящий ремонт с возможной заменой основного рабочего узла ТНВД;

· утечка или чрезмерный расход горючего. Данная проблема зачастую становится следствием ускоренного износа узлов и механизмов ТНВД и двигателя в целом, причиной которого выступает плохое качество топлива. Устранить или свести к минимуму неисправность удается только на начальной стадии. При дальнейшем использовании некондиционного горючего потребуется ремонт и, вполне возможно, замена ТНВД или его основных деталей;

· посторонний шум при запуске и дальнейшей эксплуатации агрегата. Существует различные причины возникновения нехарактерных для нормальной работы двигателя звуков. Для того, чтобы определить характер неисправности, требуется провести полноценное техническое обслуживание и диагностику агрегата, включая ТНВД. После устранения проблем обязательно осуществляется регулировка топливного насоса высокого давления.

Ремонт ТНВД

Несмотря на наличие очевидных достоинств, эксплуатация дизельного двигателя сопровождается определенными недостатками. В числе наиболее существенных из них – трудность самостоятельной диагностики и ремонта силового агрегата. Другими словами, все сказанное выше про регулировку ТНВД справедливо и по отношению к его техническому обслуживанию и ремонту.

Именно поэтому требуется регулярное обращение в специализированные сервисные или ремонтные центры, имеющие как необходимое современное оборудование, так и специалистов, способных его эффективно применять на практике. Такой подход при сравнительно небольшом уровне финансовых расходов обеспечит длительную и беспроблемную эксплуатацию дизельного двигателя в целом и ТНВД в частности. Кроме того, своевременно и профессионально выполненные регулировка и обслуживание силового агрегата не только сэкономят средства на более дорогостоящем ремонте, но и позволят в полной мере использовать многочисленные и очевидные преимущества современных дизельных двигателей.

Источник