Топливный насос высокого давления (ТНВД)
Топливный насос высокого давления (ТНВД) плунжерного типа, приводится в действие от распределительного вала через шестерню привода топливного насоса. Насос имеет восемь насосных секций, объединенных в общем алюминиевом корпусе 10 с приводом их от общего кулачкового валика 16.
Вместе с насосом высокого давления в этом агрегате объединены муфта автоматического опережения впрыска, закрепленная на переднем конце кулачкового валика, регулятор частоты вращения, размещенный в корпусе 12, и топливоподкачивающий насос 13.
1 — автоматическая муфта опережения впрыска; 2 — кольцевая гайка; 3 — пружинная шайба; 4 — крышка подшипника; 5 — втулка;
6 — ограничительный винт; 7 — уплотнительное кольцо; 8 — рейка; 9 — перепускной клапан; 10 — корпус; 11 — ручной подкачивающий насос;
12 — корпус регулятора числа оборотов; 13 — подкачивающий насос; 14 — нижняя крышка; 15 — прокладка крышки; 16 — кулачковый вал;
17 — шайба; 18 — роликовый конический подшипник; 19 — уплотнительное кольцо; 20 — сальник; 21 — регулировочные прокладки;
22 — опора кулачкового вала; 23 — прокладка крышки; 24 — боковая крышка; 25 — винты крепления крышки; 26 — верхняя тарелка пружины толкателя;
27 — стяжной винт; 28 — установочный винт втулки плунжера; 29 — ввертыш корпуса; 30 — пробка для выпуска воздуха; 31 — штуцер;
32 — стяжной болт; 33 — сухарь штуцера; 34 — упор клапана; 35 — уплотнительная шайба; 36 — колпачковая гайка; 37 — соединительный ниппель;
38 — пружина нагнетательного клапана; 39 — нагнетательный клапан; 40 — прокладка; 41 — седло нагнетательного клапана; 42 — втулка плунжера;
43 — зубчатый венец; 44 — стопорный винт; 45 — втулка зубчатого венца; 46 — плунжер; 47 — пружина толкателя; 48 — нижняя тарелка пружины толкателя;
49 — регулировочный болт; 50 — контргайка; 51 — толкатель плунжера; 52 — ось ролика; 53 — втулка ролика; 54 — ролик толкателя; 55 — стопорный винт
Плунжерная пара и нагнетательный клапан
Плунжерная пара — основной рабочий элемент каждой насосной секции. Плунжер и втулку обрабатывают с высокой точностью и спаривают друг с другом методом селективной (выборочной по размеру) сборки. Подобранную на заводе плунжерную пару в дальнейшем разукомплектовывать нельзя: детали заменяют только комплектно.
Каждый топливный насос комплектуется плунжерными парами одной размерной группы.
Регулировка подачи топлива: нижняя часть плунжера имеет два направляющих выступа, входящих в пазы поворотной втулки 45. На поворотной втулке закреплен зубчатый венец 43, находящийся в зацеплении с рейкой 8 топливного насоса. Рейка передвигается регулятором; при этом одновременно повертываются все поворотные втулки, а следовательно, и плунжеры во втулках всех восьми насосных секций. Угловым смещением поворотной втулки 45 относительно зубчатого венца 43 при ослабленном винте 44 регулируется подача топлива каждой секцией насоса.
Нагнетательный клапан: 39, прижимаемый к седлу 41 пружиной 38, служит для разобщения нагнетательного и всасывающего трубопроводов при ходе плунжера вниз. Нагнетательные клапаны так же, как и плунжерные пары, по гидравлической плотности делятся на две группы. Топливные насосы комплектуют нагнетательными клапанами только одной группы. Раскомплектовка пары клапан — седло в процессе эксплуатации недопустима так же, как и плунжерной пары.
Принцип работы ТНВД
Под действием кулачка валика 16 насоса и пружины 47 плунжер совершает во втулке возвратно-поступательное движение. При движении плунжера вверх топливо вначале перетекает обратно в топливоподающий канал до тех пор, пока верхняя кромка торца плунжера не перекроет входное отверстие. Топливо начинает сжиматься, и при давлении 10–18 кгс/см² нагнетательный клапан поднимается, а топливо поступает в топливопровод высокого давления к форсунке. При дальнейшем движении плунжера давление возрастает и при достижении 200 кгс/см² происходит впрыск топлива форсункой.
Количество топлива, подаваемого каждой секцией за один ход плунжера, определяется длиной хода нагнетания, которая изменяется поворотом плунжера относительно его втулки, т. е. изменением положения винтовой отсечной кромки плунжера относительно выходного отверстия втулки. Таким образом, дозирование количества подаваемого топлива осуществляется изменением не начала, а конца подачи топлива.
Ремонт ТНВД
Мойка деталей
Последовательность мойки насоса:
- Подвергнуть мойке все наружные поверхности до полного удаления грязи.
- Отвернув винты, снять боковую и нижнюю крышки насоса, а также крышку регулятора со всеми находящимися в ней деталями.
- Вскрытые внутренние полости подвергнуть тщательной мойке.
Состав моющих растворов (подогретых до 70–90°С):
- Для корпуса насоса: сода кальцинированная — 0,1–0,2%, бихромат натрия — 0,05–0,1%.
- Для деталей из цветных металлов (латунь, бронза, алюминий): эмульсол — 3,5%, жидкое стекло — 0,15%.
- Для стальных и чугунных деталей: тринатрийфосфат — 1,0–1,5%, нитрат натрия — 0,5–1,0%, триэтаноламин — 1,0–2,0%.
Осмотр и дефектовка
Проверяемые параметры:
- Осевое перемещение кулачкового валика — 0,01–0,07 мм (регулируется прокладками 21).
- Зазор в зацеплении «рейка насоса — зубчатый венец» — не более 0,25 мм.
- Максимальная пусковая подача топлива — не менее 180 мм³/цикл при 80 мин⁻¹.
- Герметичность нагнетательных клапанов — проверка под давлением 1,7–2,0 кгс/см² в течение 2 мин (течь не допускается).
Контрольные параметры зазоров:
- Зазор между толкателем и корпусом насоса — не более 0,2 мм (номинальный 0,020–0,063 мм).
- Суммарный зазор ролик — втулка — ось толкателя — не более 0,3 мм.
- Зазор в соединении кулачковый вал — опора — не более 0,18 мм.
- Зазор между рейкой и втулкой рейки — не более 0,24 мм.
1 — седло нагнетательного клапана; 2 — оправка; 3 — втулка; 4 — эксцентрик; 5 — рукоятка
Разборка ТНВД
Последовательность разборки:
- Специальным ключом отвернуть гайку 2 крепления автоматической муфты и снять муфту 1 съемником (рис. 2).
- Отвернуть три болта крепления топливоподкачивающего насоса и снять насос и боковую крышку 24.
- Отвернуть колпачковые гайки 36, снять соединительные ниппели 37 и контрящие сухари 33.
- Вывернуть штуцера 31 и вынуть упоры клапанов с пружинами 38 нагнетательных клапанов.
- При помощи съемника (рис. 3) вынуть из корпуса насоса седла с нагнетательными клапанами.
- При помощи специального приспособления (рис. 4) сжать пружины толкателей и пинцетом вынуть нижние тарелки пружин толкателей.
- Вывернуть установочные винты 28 втулок плунжеров и вынуть плунжерные пары из корпуса насоса.
- Слегка сжать пружины 47 и вынуть их из корпуса вместе с верхними тарелками 26, втулками 45 зубчатых венцов и зубчатыми венцами 43.
- Вынуть толкатели 51 из направляющих в корпусе насоса.
Важно! Для сохранения заводской комплектовки разборку насосных секций рекомендуется производить, соблюдая закрепление комплектующих деталей за секциями.
Не допускается раскомплектование:
- плунжерных пар;
- деталей нагнетательных клапанов;
- верхней и нижней половин промежуточной опоры кулачкового вала.
1 — тарелка толкателя; 2 — пружина толкателя; 3 — рычаг
Сборка ТНВД
Последовательность сборки:
- Установить на вал промежуточную опору и напрессовать передний и задний роликоподшипники без наружных обойм. Каждый подшипник должен упираться в бурт вала утолщенной частью внутренней обоймы.
- Запрессовать в переднюю крышку и корпус регулятора сальники заподлицо с торцовыми поверхностями.
- Привернуть к корпусу топливного насоса корпус регулятора, предварительно смазав сопрягающиеся поверхности пастой-герметик, и с помощью оправки установить кулачковый вал в сборе.
- Ввернуть стопорный винт опоры. Зачеканить винты крепления корпуса регулятора и винт опоры.
- Установить переднюю крышку, предохраняя от повреждения шпоночным пазом рабочую кромку сальника.
- Проверка кулачкового вала: при туго затянутых винтах крышки подшипника кулачковый вал должен поворачиваться от руки без ощутимых заеданий и толчков. Осевой люфт вала под усилием 5–6 кгс должен быть в пределах 0,01–0,07 мм (регулируется прокладками 21).
- Винты крепления корпуса и передней крышки зачеканить.
- Установить толкатели, высота толкателя в сборе с винтом должна быть 37,3–37,5 мм.
- Установить в корпус венец с втулкой зубчатого венца, верхней тарелкой и пружиной. Средний зуб венца должен находиться в средней впадине рейки, а прорезь венца и отверстие под установочный винт в корпусе насоса должны лежать в одной плоскости.
- Установить плунжерную пару и затянуть установочный винт втулки плунжера. Выступ плунжера, помеченный риской, должен быть обращен в сторону паза втулки плунжера под установочный винт.
- После затяжки установочного винта рейка должна иметь ход не менее 25 мм и перемещаться легко, без ощутимых затруднений.
- С помощью приспособления (рис. 4) сжать пружину и вставить нижнюю тарелку пружины, проверить запас хода плунжера, который при крайнем верхнем положении толкателя должен быть не менее 0,6 мм.
- Установить нагнетательный клапан, штуцер и с помощью тарированного ключа затянуть его с приложением момента 10–12 кгс·м.
- После затяжки каждого штуцера проверить легкость перемещения рейки и величины свободного хода рейки, которая при неподвижном зубчатом венце должна быть не более 0,25 мм.
- Установить подкачивающий насос, нижнюю и боковую крышки, соединительные ниппели, колпачковые гайки. Поставить и затянуть контрящие сухари.
Рекомендация: после сборки ТНВД необходимо провести регулировку на стенде согласно техническим требованиям завода-изготовителя, включая проверку начала подачи топлива, равномерность подачи по секциям и работу регулятора частоты вращения.
