Диагностика и ремонт топливной аппаратуры дизельных двигателей

Конструкция ТНВД трактора МТЗ 80

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.

Схема топливного насосс с регулятором

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.

Описание способа действия УТН — 5

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.

Проверка и регулировка насоса

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.

Технические советы

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.

Когда необходима регулировка ТНВД дизельного двигателя

Как мы уже говорили, топливный насос высокого давления является важной составляющей, которая отвечает за подачу топлива в цилиндры дизельного двигателя. Если сбились углы впрыска, то мотор начинает дымить

Это достаточно опасное явление, поскольку солярка сгорает не полностью, и продукты сгорания попадают в масляные каналы, забивая их, и оседают на деталях, образуя налет. Как следствие, при неправильной регулировке ТНВД двигателя возрастает расход топлива и уменьшается компрессия.

Гораздо большую опасность представляют детонационные вибрации двигателя. Этот сбой регулировки ТНВД дизельного двигателя можно распознать по характерным звукам, напоминающим металлический стук. Биение деталей разрушает мотор, что может вылиться в простой машины и долговременный и затратный ремонт. Чтобы этого избежать, сразу же выполните регулировку ТНВД своими руками. Продолжать эксплуатировать машину (будь то КамАЗ, МТЗ или другая спецтехника), игнорируя стук, очень опасно.

Важную роль в исправности системы подачи дизельного топлива играет плановая проверка ТНВД. Ее выполняют согласно рекомендациям производителя. Например, проверку регулировки ТНВД на МТЗ своими руками советуют проводить каждые 960 моточасов. Аналогичные интервалы проверки рекомендуются и производителями двигателей ЯМЗ 236, 238, 238Д. Уточнить, с какой периодичностью нужна регулировка ТНВД дизельного мотора, можно в руководстве по эксплуатации конкретной модели спецтехники.

При плановом обслуживании проверяются следующие моменты:

• степень износа деталей плунжерных пар;
• плотность прилегания нагнетательного клапана секции в топливопроводе, который идет к распылителю;
• следы подтекания топлива (сопровождаются черным дымом и повышенным расходом дизеля);
• падение уровня в заполненной соляркой соединительной полости штуцера при переходе плунжера от подачи топлива к всасыванию в подплунжерную полость;
• износ клапанов подкачивающего насоса;
• подсос воздуха в топливную систему в случае нарушения ее целостности и герметичности.

Провести регулировку ТНВД на двигателе CD 17, Мерседес 601, Д-240, Д-260 (Моторпал) и других нужно в следующих ситуациях:

• Если при плановом осмотре выявились какие-либо проблемы, перечисленные выше.
• После замены газораспределительного ремня.
• Если топливный насос высокого давления снимался для каких-либо работ.
• Если проводились любые работы по ремонту или замене деталей, которые повлияли на углы впрыска.

Основной рабочий узел ТНВД

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.

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.

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.

Отключение ТНВД на длительное время

Если двигатель и, соответственно, ТНВД остаются необслуживаемыми в течение долгого времени, то в ТНВД не должно оставаться дизельного топливо, т.к. с течением времени оно становится густым и вязким, плунжеры и нагнетательные клапаны могут заесть и даже подвергнуться коррозии. По этой причине перед консервацией нужно добавить примерно 10% подходящего средства против ржавчины в топливный бак и в той же самой пропорции в масло в камеру кулачкового вала ТНВД. Двигатель затем следует запустить примерно на 15 минут, в течение которых все «нормальное- дизельное топливо вымоется из ТНВД, который в то же время будет эффективно защищен от загустевания топлива и коррозии. Новые ТНВД, которые уже были эффективно защищены от коррозии на заводе, маркируются буквой «р».

Источник

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

Работа регулятора

Нет сомнений, что когда к двигателю приложена нагрузка, ТНВД должен всегда обеспечивать двигатель необходимым количеством топлива. Все рядные ТНВД имеют отдельную плунжерную пару (плунжер (3) и гильза (1)), называемую еще нагнетательной секцией (элементом), для каждого цилиндра двигателя.

Плунжер двигается в направлении подачи топлива с помощью кулачкового вала, приводимого в движение от двигателя, и возвращается обратно под действием возвратной пружины. Так как ход плунжера не может быть изменен, то количество нагнетаемого топлива может быть отрегулировано только путем изменения эффективного (активного) хода плунжера.

Плунжеры снабжены наклонным спиральным вырезом (каналом), так что требуемый эффективный ход подбирается путем поворота плунжера. Поворот осуществляется с помощью управляющей зубчатой рейки (5), которая находится в зацеплении с плунжером и сама двигается продольно с помощью регулятора. Вращение плунжера перемещает спираль (вырез) (4) для управления моментом окончания подачи (известного также как сброс или открывание отверстия в гильзе) и количеством подачи. Подача начинается в тот момент, когда верхний край плунжера закрывает входное отверстие (2) в стенке гильзы.

В случае максимальной подачи (с) сброс не происходит вплоть до максимального эффективного хода плунжера, другими словами, с максимально возможным количеством подаваемого топлива. При частичной подаче (Ь) сброс происходит раньше в зависимости от положения плунжера при повороте. В конечном положении, что требуется для нулевой подачи (а), т.е. в момент, когда двигатель должен быть остановлен, продольный паз плунжера расположен прямо напротив входного отверстия. Это означает, что нагнетательная камера над плунжером соединяется с топливной магистралью в течение всего хода плунжера, т.е. топливо не подается.

Существует несколько различных конфигураций спирали.

В случае плунжера только с нижней спиралью (вырезом) подача топлива начинается в одинаковой точке хода плунжера вверх, тогда как конец подачи происходит раньше или позже в зависимости от поворота плунжера. Когда плунжер имеет верхнюю спираль (вырез), то может изменяться начало подачи. Имеются также плунжеры, снабженные как верхней, так и нижней.

Насос для двигателя 4d56

Здесь намеренно не указана принадлежность двигателя к производителю Mitsubishi. Связано это с тем, что на данный момент есть несколько производных этого двигателя. Соответственно, конструктивных отличий они имеют минимум, а ТНВД подходит на оба мотора.

Если конкретизировать, то это тот же двигатель, что и D4BH производства Hyundai, насос для него имеет полную совместимость с ДВС 4D56T (отличия между ДВС 4D56 и 4D56T незначительные, индекс «Т» говорит о турбированном моторе).

Сам же насос для вышеперечисленных двигателей существует один единственный, производства Zexel (он же Diezel Kiki), а теперь уже BOSCH. Да, конечные поставщики и упаковки могут различаться, но в конечном итоге ТНВД для этих моторов можно получить только Zexel или BOSCH.

Регулировка топливных насосов высокого давления

Регулирование ТНВД должно производиться на специальных стендах высококвалифицированными специалистами. При регулировке насоса следует использовать стендовые форсунки или форсунки, с которыми насос был установлен на двигателе, помечая при этом номер каждой форсунки в соответствии с цилиндром. Перед проверкой и регулировкой насоса высокого давления все форсунки (если используются форсунки с двигателя) должны быть тщательно проверены и отрегулированы на специальном стенде в соответствии с техническими условиями для данного типа и модели форсунок. После регулировки насоса каждую форсунку следует устанавливать на цилиндр, соответствующий секции насоса, которую регулировали совместно с этой форсункой.

Общая работоспособность плунжерных пар насоса может оцениваться при помощи стендовых форсунок, отрегулированных на давление начала впрыска, превышающее номинальное в 1,8…2 раза. Если в этом случае насос обеспечивает подачу, значит плунжерные пары в нормальном состоянии.

***

Регулировка цикловой подачи

Основная регулировка топливного насоса – регулировка количества и равномерности цикловой подачи на номинальном режиме. Для этого рейку ТНВД (или дозатор у одноплунжерного насоса) специальным винтом устанавливают в положение номинальной подачи. При номинальной частоте вращения замеряют цикловую подачу всех секций, контролируя уровень топлива в измерительных пробирках для каждой секции насоса.

Для контроля величины цикловой подачи по секциям насоса используются стеклянные градуированные пробирки, закрепленные на испытательном стенде и присоединенные к выпускному штуцеру секции, либо (в современных стендах) по дисплею, на котором визуально отображается цикловая подача по секциям испытываемого ТНВД. Цикловая подача должна соответствовать техническим условиям на насос и корректироваться для конкретной модели двигателя.

Отклонение по секциям (неравномерность подачи) допускается не более 3…5%. В противном случае у насосов серии 33 (КамАЗ) и 60 (ЗИЛ) ослабляют крепление корпуса секции и поворачивают его, переставляя на один-два зуба стопорную шайбу корпуса. У некоторых насосов (4УТНМ, ЯЗДА, ЧТЗ) для крепления секций предусмотрены специальные хомуты, которые при необходимости ослабляют и корректируют цикловую подачу поворотом корпуса секции.

Регулирование угла опережения начала подачи

Проверку и регулировку этого угла осуществляют на стенде.

В рядных насосах на первую секцию, а в V-образных насосах серии 33 – на восьмую секцию устанавливают моментоскоп – стеклянную трубку, соединенную через резиновый патрубок с топливопроводом высокого давления (см. рисунок). Рейку устанавливают в положение номинальной подачи и вращая вручную вал насоса (за муфту опережения впрыска), заполняют трубку моментоскопа топливом. Отвернув вал обратную сторону, и затем медленно вращая его вперед, определяют момент, когда поверхность топлива (мениск) в трубке моментоскопа дрогнет. Вращение останавливают. При этом лимб стенда покажет угол до оси симметрии кулачка привода плунжера. Этот угол должен соответствовать техническим условиям для данного конкретного насоса. Так, для восьмой секции насоса серии 33 (КамАЗ) этот угол должен составлять 42…43˚, а для первой секции насосов 4УТНМ — 56˚.

После проверки первой (или восьмой) секции, моментоскоп устанавливают на остальные секции соответственно порядку работы цилиндров двигателя. Отклонение углов опережения впрыска по секциям не должно превышать 20′.

С целью регулировки угла опережения начала подачи в насосах серии 33 (КамАЗ) заменяют пяту толкателя, которую выпускают 18 ремонтных размеров. В насосах типа УТНМ, ТН, ЯЗДА для этих целей перемещают винт толкателя плунжера. После регулировки секции этот винт стопорят контргайкой.

***

Учебные дисциплины

• Инженерная графика
• МДК.01.01. «Устройство автомобилей»
• Общее устройство автомобиля
• Автомобильный двигатель
• Трансмиссия автомобиля
• Рулевое управление
• Тормозная система
• Подвеска
• Колеса
• Кузов
• Электрооборудование автомобиля
• Основы теории автомобиля
• Основы технической диагностики
• Основы гидравлики и теплотехники
• Метрология и стандартизация
• Сельскохозяйственные машины
• Основы агрономии
• Перевозка опасных грузов
• Материаловедение
• Менеджмент
• Техническая механика
• Советы дипломнику

Олимпиады и тесты

• «Инженерная графика»
• «Техническая механика»
• «Двигатель и его системы»
• «Шасси автомобиля»
• «Электрооборудование автомобиля»

Проверка давления

В заключение проверяют давление в напорной магистрали, что является косвенной проверкой состояния плунжерной пары. Для этой цели понадобится манометр, рассчитанный на давление до 350 бар, соединительный шланг для подключения к насосу и переходник, включающий в себя стравливающий клапан.

В качестве измерительного прибора подойдет манометр ТАД-01А или более старый — КИ-4802. Если переходника в продаже не найдется, придется изготовить его самостоятельно.

Конечно, необходимо принимать во внимание размеры присоединительной резьбы, и куда планируется вворачивать соединительный шланг. Для измерения прибор подключают к центральному отверстию распределительного блока или к одному из напорных штуцеров

После присоединения манометра к ТНВД проворачивают вал насоса с помощью стартера и фиксируют показание стрелочного индикатора. Если прибор показывает больше 250 атмосфер — это нормально (при работающем двигателе давление будет выше).

Виды и причины неисправностей ТНВД

Эксплуатация дизельных автомобилей показывает, что их работа зависит от различных параметров. В числе этих показателей – износ составляющих топливного насоса. Необходимо знать признаки, указывающие на проблемы в ТНВД.

Основные симптомы неполадок с топливным насосом, указывающие на необходимость ремонта:

• топливная система дала течь;
• двигатель стал потреблять больше топлива;
• ремень ГРМ соскочил с шестерни привода топливного насоса;
• двигатель стал запускаться с трудом;
• мотор начал перегреваться;
• появились необычные шумы при работе мотора;
• двигатель стал больше дымить при обычных условиях работы.

Если хоть один из этих признаков имеет место, нужно оперативно отдать авто на диагностику и ремонт в профессиональную СТО. Там проверят работу насоса и установят процент износа каждого элемента. В случае необходимости произведут ремонт ТНВД, после чего его характеристики вернутся к заводским.

Топливные насосы высокого давления чаще всего проявляют следующие неполадки:

• Сбои в работе, вызванные загрязнением. В ТНВД неизбежно попадают пыль и грязь из окружающей среды, а также нагар с поршней и внутренней части цилиндров. Загрязнения забивают клапаны и каналы, затрудняя ход плунжера. В итоге возрастает нагрузка на металл, из которого изготовлены части насоса. Усталость металла приводит к значительному снижению жесткости и прочности конструкции. Проблемы с загрязнением устраняются в ходе профилактики и ремонта.
• Неравномерность подачи и распределения горючего. Такая неисправность возникает, если поводки плунжеров, зубья втулки, рейки, плунжера и нагнетательные клапаны существенно изношены. Также проблемы с нагнетанием топлива появляются в случае загрязнения или разрушения форсунок.
• Выработка ресурса плунжерной пары. С течением временем плунжерная пара изнашивается и появляются «плавающие» обороты при работе двигателя на холостых оборотах. Также увеличивается расход горючего. Так как при этом снижается компрессия, то герметичность всей системы тоже нарушается. В особо запущенных случаях повреждается поверхность плунжера, тянущая за собой нестабильную работу двигателя и перегрев подшипников.
• Брак изготовления. Некоторым автовладельцам приходится решать проблему повредившегося алюминиевого корпуса ТНВД. При этом на поверхности появляются явно видимые трещины. Эти повреждения могут распространяться вплоть до подшипников. Производственным браком также считается заклинивание втулки плунжера. Все эти неисправности решаются только полной заменой топливного насоса.
• Износ и поломки подшипников. В результате этих неполадок ТНВД ухудшает рабочие параметры вследствие увеличения силы трения в движущихся частях.
• Заклинивание поршня. Встречается ситуация, когда плунжер насоса заклинивает во втулке. Последствиями могут быть поломка шестерни, зубчатой рейки, вала с кулачками, регулятора или шпоночных соединений. Часто поршень заклинивает из-за попадания воды.
• Износ движущихся частей из-за уменьшения количества смазки.
• Ржавчина в паре плунжер-втулка из-за высокого содержания влаги в горючем.
• Перегрев насоса несмотря на исправность охлаждения. Основные причины явления – недолив антифриза или забивание каналов охлаждающей жидкости.
• Изнашивание сальников и прокладок. Следствием являются масляные подтеки, нестабильность работы мотора на холостых и высокая дымность выхлопных газов.

Самый опасный признак неисправности ТНВД – масляная эмульсия в системе охлаждения. Это прямое свидетельство разрушения деталей. В данном случае нужно в процессе ремонта заменить все поврежденные комплектующие.

Описанные выше неполадки могут быть вызваны различными причинами:

• Механический износ деталей. Каждый компонент ТНВД имеет свой ресурс эксплуатации и со временем изнашивается. Ускорить этот процесс может низкокачественное горючее.
• Попадание инородных веществ. Вода, пыль и грязь могут спровоцировать полный отказ ТНВД и других элементов системы питания мотора.
• Загрязнение фильтра топлива. При забитом фильтре существенно падает пропускная способность. Как следствие, ТНВД не в состоянии сжать топливо-воздушную смесь до нужного давления.
• Нарушение герметичности системы подачи топлива. В случае наличия подсосов воздуха насос также не сможет развить нужное давление, что негативно сказывается на его ресурсе работы.

Ремонт ТНВД своими руками

Проводить ремонт насоса своими руками — ответственное занятие, требующее большое количество знаний, опыта и наличия собственного оборудования, поэтому прежде чем решаться на такой ответственный шаг настоятельно рекомендуем взвесить свои шансы. Да, такой простое обслуживание как установка ремкомплекта прокладок и чистка фильтра-сеточки выполнить не так уж сложно, и можно сделать это своими руками. Но более серьезный ремонт стоит доверять профессионалам.

В качестве подопытного — механический насос снятый с автомобиля и отмытый. Один из простых ремонтов — замена сальника вала.

Для этого необходимо съемником извлечь шкив привода тнвд, после чего извлечь старый сальник и установить новый

Важно отметить, что не нужно глубоко запрессовывать новый сальник, его регулировка и положение не должно отличаться от того, как был установлен предыдущий

Далее — чистка сетки перед плунжерной парой. Для этого надо открутить 4 болта на корпусе самого насоса, снять крышку, попутно проверяя механизмы на люфты (их не должно быть), и аккуратно извлечь плунжеры и продуть сетку. После чего установить всё в обратном порядке.

Остальной ремонт более сложный и требует определенных навыков, даже для замены полного ремкомплекта насоса. При простом ремонте остается довольствоваться ремонтами вышеуказанных расходников и заменой прокладок.