Технология сборки и регулировки топливного насоса высокого давления (ТНВД) дизельного двигателя

Технология сборки и регулировки топливного насоса высокого давления (ТНВД) дизельного двигателя

К топливной аппаратуре двигателей внутреннего сгорания относятся узлы и механизмы, обеспечивающие очистку и подачу в цилиндры топлива в количестве, соответствующем нагрузке двигателя при заданном числе оборотов.
У карбюраторных двигателей к топливной аппаратуре относятся подкачивающие насосы, фильтры и карбюраторы; у дизелей –подкачивающие насосы, фильтры, топливные насосы, форсунки и трубопроводы.

Ниже описывается сборка топливной аппаратуры дизелей.
Для нормального распыливания топливо подается к форсункам при высоком давлении, достигающем в отдельных конструкциях дизелей 800-1000 кГ/см2, что создает особые требования к герметичности соединений трубопроводов высокого давления.
Малые зазоры в сопряжении таких важных узлов, как плунжерные пары и распылители, а также небольшие сечения распыливающих отверстий требуют тонкой очистки топлива, так как даже небольшие твердые частицы в топливе могут вызвать заклинивание деталей и забивание отверстий.

Для обеспечения равномерной нагрузки всех цилиндров многоцилиндровых двигателей требуется равномерная подача топлива всеми форсунками как при максимальной так и при частичных нагрузках.
Для удовлетворения этих требований к топливной аппаратуре необходимо тщательно выполнять все сборочные операции, выдерживать установленные в чертеже зазоры, исключать заедания в подвижных соединениях. Кроме того, следует поддерживать чистоту в сборочных цехах и на рабочих местах.

Сборка и регулировка топливных насосов высокого давления.

По конструкции топливные насосы двигателей внутреннего сгорания можно разделить на две основные группы: одноплунжерные насосы, устанавливаемые на одноцилиндровых двигателях или на каждом цилиндре многоцилиндровых двигателей, и многоплунжерные (или блочные) насосы, обеспечивающие подачу топлива во все или часть цилиндров многоцилиндрового двигателя.
Во многих конструкциях двигателей регулятор числа оборотов соединен с топливным насосом в единый узел.
Топливные насосы, устанавливаемые на двигатели разной мощности, отличаются размерами, однако на технологии процесса сборки это сказывается несущественно.
В мелкосерийном производстве сборка топливных насосов производится на стационарном сборочном месте. В крупносерийном и массовом производстве сборка узлов насосов производится на специально оборудованных рабочих местах, а общая сборка – на конвейере, где на каждой рабочей позиции выполняется определенная операция.

В качестве примера рассмотрим технологию сборки многоплунжерного топливного насоса блочной конструкции (См. Рис), устанавливаемого на двигатель ЯМЗ 240 или его модификациях.
Перед сборкой все детали насоса тщательно промывают, продувают сухим сжатым воздухом, а затем подают в цех сборки. Детали, посадка которых обеспечивается селективным подбором, подаются в таре, разложенными по группам.
Сборку узлов производят на рабочих местах, установленных вдоль конвейеров или в сборочных цехах — при мелкосерийном производстве.
При первом цикле (первом рабочем месте) в корпус насоса устанавливают заглушку и штуцер топливоподводящего канала, шпильки для буксы и пробки для спуска воздуха. На втором рабочем месте в корпусе размещают плунжерные пары, фиксируют их стопорными винтами. При плотно затянутых винтах гильза плунжера должна иметь небольшое свободное перемещение вдоль оси. Обратные клапаны с надетыми на них уплотнительными медно-фибровыми прокладками при помощи специальной втулки устанавливают в отверстие корпуса на торец гильзы. На головки клапанов ставят пружины, плунжерные пары и обратные клапаны закрепляют штуцерами. Штуцера затягивают тарированным ключом. После затяжки штуцеров плунжеры должны свободно вращаться и перемещаться в гильзах. Собранный с насосными элементами корпус опрессовывают чистым дизельным топливом при давлении 8 кГ/см2. Течь топлива по местам посадки гильзы, резьбе штуцеров и заглушек не допускается.
На следующем этапе собирают поворотные втулки с зубчатыми венцами. Положение паза поворотной втулки относительно среднего зуба венца обеспечивается специальным приспособлением.
При сборке толкателя болты подбирают так, чтобы качание болта в корпусе толкателя было минимальным. Ролик толкателя устанавливают на ось на иголках. Для удобства сборки в ролик ставят валик, длина которого несколько меньше длины иголок; в зазор между стенками ролика и валика укладывают 15 иголок; на концы валика ставят упорные шайбы. В таком виде ролик ставят в корпус и затем осью толкателя выталкивают вспомогательный валик.
При сборке кулачкового вала на крайние шейки напрессовывают шарикоподшипники. При сборке валов многоплунжерных насосов, имеющих промежуточные опоры, на средние шейки надевают подшипники скольжения. Перед установкой подшипников шейки тщательно протирают и смазывают маслом.

При следующих операциях собирают основание регулятора и буксу. Сборка заключается в установке сальников и пальца крестовины регулятора.
На тех рабочих местах, где собирают узлы для сборки регулятора, производится сборка корпуса регулятора. На крышке регулятора монтируют направляющую втулку пружины, механизм, позволяющий изменять сжатие пружины, и рукоятку изменения числа оборотов; собирают сердечник регулятора с грузами и роликами, рычаг регулятора со стаканом пружины и упорным болтом со сферической головкой и тягу рейки регулятора с пружиной.
Операция установки рейки и поворотных гильз должна выполняться очень тщательно. Рейка устанавливается во втулках корпуса и от вращения стопорится винтом. Перемещение рейки во втулках должно быть плавным, без местных заеданий, которые могут нарушить нормальную работу регулятора.
Поворотные гильзы с зубчатыми венцами устанавливают на наружную цилиндрическую поверхность втулки плунжера при среднем положении рейки; при этом ось, проходящая через разрез зубчатого венца, должна быть перпендикулярна оси рейки. Зазор между зубьями венца и рейки должен быть равномерным. Величину зазора проверяют при закрепленной рейке, путем изменения свободного хода венца, который на радиусе, равном 20 мм, должен быть в пределах 0,05-0,20 мм. Для проверки зазора пользуются индикаторным приспособлением. Щуп приспособления упирается в венец; величина свободного хода отсчитывается по индикатору. Индикаторное приспособление, закрепленное в кронштейне, на ползушка, может перемещаться по штанге, которая при помощи кронштейнов, винтов и разрезной втулки крепится в лапах корпуса насоса.
Затем в выточку корпуса устанавливают верхнюю тарелку пружины, после чего ставят на место пружину. В отверстиях корпуса размещают толкатели, на головку плунжера надевают нижнюю шайбу пружины.

На следующей позиции устанавливают кулачковый вал. В торцевые отверстия корпуса устанавливают с прокладками основание регулятора и буксу, в гнезда которых входят шарикоподшипники кулачкового вала. Основание регулятора и буксу закрепляют винтами и гайками. Для установки осевого перемещения кулачкового вала между буксой и шариковым подшипником укладывают две регулировочной шайбы разной толщины. Индикатором проверяют осевое перемещение кулачкового вала, которое должно быть равно 0,2-0,4 мм. Если оно больше, буксу снимают и ставят дополнительные регулировочные шайбы. На конические концы кулачкового вала устанавливают кулачковую муфту шестерню регулятора и закрепляют их гайками.
Затем производят регулировку зазора между торцами плунжеров и седлами нагнетательных клапанов, который должен быть равен 0,4-1,0 мм. Зазор устанавливают при максимальном подъеме толкателя кулачком.

На следующей позиции производят сборку регулятора. На палец надевают сердечник с грузами и проверяют зазор между зубьями шестерни привода регулятора и сердечника. Зазор должен быть в пределах 0,15-0,3 мм при всех положениях кулачкового вала. На выступающий конец рейки помещают тягу с пружиной, в отверстие пальца крестовины – муфту регулятора. Затем к основанию регулятора крепят корпус регулятора с рычагом; между основанием и корпусом должна быть расположена прокладка. Тягу рейки соединяют с рычагом. К торцевой плоскости корпуса регулятора винтами прикрепляют крышку регулятора с механизмом регулировки числа оборотов. Во втулку, закрепленную на крышке, и стакан перед закреплением крышки устанавливают главную пружину регулятора.

На последней позиции конвейера производят установку подкачивающего насоса, боковой крышки, пробок, заглушек и других мелких деталей.
Собранный топливный насос до установки на двигатель подвергают обкатке и регулировке. Обкатку производят для приработки деталей и выявления дефектов сборки (течей, повышенного нагрева деталей, зависания плунжеров), а также для дополнительной очистки топливных каналов от металлических частиц, которые могли отделиться от поверхностей деталей при сборке. Перед обкаткой насоса в его картер и регулятор заливают масло.
Предварительную обкатку насоса производят с открытыми трубками (без форсунок) на смеси масла и дизельного топлива (1:1) при положении рейки, соответствующем средней подаче. Затем производят обкатку на дизельном топливе, прокачиваемом через форсунки, отрегулированные на рабочее давление, при положении рейки, соответствующем полной подаче. Перед этой обкаткой насос необходимо насухо протереть, чтобы легче было выявить течь в соединениях. Обкатку производят при числе оборотов кулачкового вала 500-700 в минуту в течение 20-60 мин. Режим и время обкатки оговорены техническими условиями.
В процессе обкатки устраняют обнаруженные мелкие недостатки, подтягивают штуцеры, гайки, пробки.
Стенд для обкатки должен быть оборудован топливными фильтрами, которые подвергают промывке после обкатки каждых 10-20 насосов.
После обкатки осматривают насос и регулятор при снятых крышках, проверяют плавность движения рейки и деталей регулятора, продольное перемещение кулачкового вала, крепление и шплинтовку деталей и производят промывку полостей насоса и регулятора дизельным топливом.

Обкатанный насос устанавливают на стенд для регулировки угла начала подачи, обеспечивающего впрыск топлива в цилиндр, в строго установленный момент (до прихода поршня в вмт.), одинаковый для всех цилиндров двигателя.
Начало подачи должно быть установлено с отклонением не более 0,5-1?. Начало подачи топлива определяют по положению кулачкового вала, при котором верхняя кромка плунжера перекроет впускное окно гильзы, или по началу впрыска топлива форсункой. Начало подачи определяют по мениску или по сетчатому диску, вращающемуся синхронно с кулачковым валом.
Для обеспечения равномерной нагрузки всех цилиндров двигателя производят регулировку равномерности подачи топлива всеми плунжерами топливного насоса. Допускаемая разница в подаче топлива любыми плунжерами на режиме максимальной подачи должна быть не более 3%, на режиме малых подач при малых числах оборотов – до 40 %.
Для изменения количества топлива, подаваемого каждым плунжером, при заданном положении рейки освобождают винт, стягивающий зубчатый венец на поворотной втулке, и поворачивают втулку вместе с плунжером вправо или влево. Этим изменяют момент открытия впускного отверстия гильзы кромкой спирали плунжера и соответственно длину рабочего хода плунжера.
В насосах, плунжеры которых поворачиваются не венцом, а поводком, закрепленным на плунжере, количество топлива, подаваемого плунжером, регулируют смещением хомутика, соединяющего поводок плунжера с рейкой.
Если отрегулированный при большой подаче насос не обеспечивает требуемой равномерности подачи топлива при малой подаче, производят замену отдельных плунжерных пар.
Регулирование равномерности подачи осуществляют на стенде с механическим приводом, обеспечивающим плавное изменение числа оборотов, через эталонные тарированные форсунки. Величина подачи характеризуется количеством топлива, подаваемого через форсунку за определенное число ходов плунжера (400, 500, 650, 750).
Количество впрысков отсчитывают по тахометру. Обычно стенды оборудованы механизмом, автоматически выключающий подачу топлива в мензурку после установленного количества впрысков. После регулировки подачи топлива производят регулировку регулятора. При этом проверяют начало выключения рейки и полное выключение подачи при заданном числе оборотов.

ЗИЛ-5301, регулировка подачи топлива дизеля д-245

Регулировка ТНВД Д-245 позволяет восстановить работоспособность силового агрегата, предотвратить возникновение серьезных поломок механизма.

Назначение и конструкция топливного насоса

Топливный насос высокого давления (ТНВД) предназначен для впрыска топлива в цилиндр.

Устройство выполняет две основные функции:

• Регулировка содержания горючего в цилиндре.
• Поступление горючего через равные периоды времени.

Для выполнения функций служат два основных узла:

• плунжер (поршень);
• втулка (цилиндр).

На один цилиндр приходится одна пара «плунжер-втулка». Материалом для изготовления элементов служит высокопрочная легированная сталь. Для уменьшения сил трения поверхность изделий тщательно шлифуют.

ТНВД дизельного двигателя Д-245 — устройство и регулировки

На двигателе Д-245 автомобилей ЗИЛ-5301 Бычок, ГАЗ-3309, МАЗ-4370 Зубренок устанавливаются ТНВД-773. Топливный насос высокого давления представляет собой блочную конструкцию, состоящую из четырех насосных секций в одном корпусе, имеющую кулачковый привод плунжеров и золотниковое дозирование цикловой подачи топлива.

ТНВД-773 предназначен для подачи в камеры сгорания цилиндров дизеля в определенные моменты времени дозированных порций топлива под высоким давлением. Привод кулачкового вала топливного насоса осуществляется от коленчатого вала дизеля через шестерни распределения.

Взаимное положение шестерни привода топливного насоса и полумуфты привода фиксируется затяжкой гаек, устанавливаемых на шпильки полумуфты. Значение момента затяжки гаек 35…50 Нм.

Топливный насос высокого давления Д-245 объединен в один агрегат с всережимным регулятором и топливоподкачивающим насосом поршневого типа.

Регулятор имеет корректор подачи топлива, автоматический обогатитель топливоподачи (на пусковых оборотах) и пневматический ограничитель дымления (корректор по наддуву). Подкачивающий насос установлен на корпусе ТНВД Д-245 и приводится эксцентриком кулачкового вала.

Рабочие детали насоса смазываются проточным маслом, поступающим из системы смазки дизеля. Слив масла из корпуса насоса осуществляется в картер дизеля. Вновь установленный на дизель насос необходимо заполнить маслом в количестве 200…250 см3. Заливку масла производить через отверстие слива масла поз.30 (Рис.1).

Рис.1 – Топливный насос ТНВД 773 дизеля Д-245

1 — секция топливного насоса; 2 — табличка; 3 – фланец; 4 – шпонка; 5 – полумуфта привода; 6 – гайка крепления полумуфты; 7 – кулачковый вал; 8 – корпус топливного насоса; 9 – топливоподкачивающий насос; 10 – поддерживающий кронштейн; 11 – болт регулировки пусковой подачи; 12 – рычаг останова; 13 – корпус регулятора; 14 – крышка регулятора; 15 – крышка смотрового люка; 16 – болт регулировки минимальной частоты вращения; 17 – болт регулировки максимальной частоты вращения; 18 – гайка крепления секций топливного насоса; 19 – перепускной клапан; 20 – штуцер подвода топлива; 21– маслопровод; 22 – штуцер отвода топлива от подкачивающего насоса к фильтру тонкой очистки топлива; 23 – болт крепления штуцера подвода топлива к подкачивающему насосу; 24 – корректор по наддуву; 25 – болт штуцера подвода воздуха; 26 – рычаг управления; 27 – пробка винта регулировки
номинальной подачи топлива; 28 – пробка спуска воздуха; 29 – электромагнит останова ; 30 – отверстие слива масла.