Система питания двигателей МТЗ, ЮМЗ. Устройство ТНВД двигателей Д-240, Д-65

Как устроена топливная система трактора Беларусь? Какие неисправности наиболее часто встречаются?

Система подачи топлива в тракторах марки МТЗ – один из наиболее важных и значимых агрегатов, от эффективности и работоспособности которого во многом зависит и правильная работа всей дизельной установки. О том, что являет собой топливная система, её нюансах и основных неисправностях и пойдёт речь в этом материале.

Устройство топливного комплекса и особенности его работы

При всей своей кажущейся сложности, система подачи топлива в тракторах МТЗ-80 имеет достаточно простое устройство, что, впрочем, не мешает ей эффективно справляться со всеми поставленными перед ней задачами. Среди основных компонентов данного агрегата необходимо выделить следующие устройства:

• Два топливных бака;
• Подкачивающий насос;
• Топливные форсунки;
• Два очистительных фильтра – для тонкой и грубой очистки;
• ТНВД – топливный насос высокого давления.

Одна из основных задач топливоподающего комплекса – равномерная передача требуемых объёмов топлива в каждый из цилиндров, под необходимым давлением и в чётко регламентированные временные промежутки.

Стоит также заметить, что работает топливная аппаратура по достаточно простому принципу: топливо, под влиянием того напряжения, которое формируется в подкачивающем насосе, просачивается сквозь фильтры грубой очистки, поступая к ним из баков и отправляется на топливный насос, минуя при этом фильтр тонкой очистки.

Сам же насос передаёт поступившее в него топливо по топливопроводам с высоким давлением, откуда оно попадает на форсунки, где и происходит его распыление на имеющиеся цилиндры. Излишки топлива, минуя пропускной клапан на насосе, повторно отправляются к его входу (излишек топлива из форсунок отводится в бак по сливному трубопроводу).

Топливная система МТЗ-80
1 — глушитель; 2 — воздухоочиститель; 3 — фильтр грубой очистки воздуха; 4 — впускной коллектор; 5 — электрофакельный подогреватель; 6 — топливный бачок электрофакельного подогревателя; 7 — дренажная трубка; 8 — трубка высокого давления; 9 — заливная горловина; 10 — топливные баки; 11 — сливной кран; 12 — трубка топлива; 13 — фильтр грубой очистки топлива; 14 — фильтр тонкой очистки топлива; 15 — трубка от фильтра тонкой очистки к топливному насосу; 16 — трубка от фильтра-отстойника к топливному насосу; 17 — регулятор топливного насоса; 18 — топливная трубка от подкачивающего насоса к фильтру тонкой очистки; 19 — подкачивающий насос; 20 — перепускная трубка; 21 — топливный насос; 22 — форсунка; 23 — выхлопной коллектор; 24 — нижний фильтрующий элемент; 25 — средний фильтрующий элемент; 26 — верхний фильтрующий элемент.

Основные неисправности топливного комплекса на тракторах МТЗ

По мере эксплуатации топливоподающего комплекса, в его работе могут возникать различные неисправности и неполадки, вследствие чего, элементы системы утрачивают свою подвижность, вызывая, таким образом, неравномерный износ некоторых узлов и компонентов.

Как правило, это приводит к следующим факторам:

• Дизель не запускается – имеет место наличие недостаточного числа оборотов на коленвале, с одновременным отсутствием необходимого давления в цилиндрах, что и препятствует своевременному поступлению топлива в камеру сгорания, а, следовательно, и его возгоранию;
• Двигатель не набирает максимальную мощность, работает неустойчиво – на самом деле, причин возникновения подобной неприятности очень много: завоздушенность и формирование воздушных пробок в самых разных узлах топливной системы; чрезмерный износ отдельных компонентов ТНВД, проблемы с форсунками, некорректно выполненная регулировка топливного насоса или же его неправильный монтаж;
• Работа трактора сопровождается сильным дымным выпуском – и здесь первопричиной может выступать целый ряд факторов: попадание масла напрямую в камеру сгорания, что может быть вызвано как его избытком в картерном поддоне, так и износом поршневой системы, пропуск вспышек в цилиндрах, неполное выгорание топлива, проблемы с выставлением начальной подачи топлива в насосе.

Вместо заключения

С ростом наработки происходит постепенное ухудшение всех вышеперечисленных параметров, что может иметь довольно непредсказуемые последствия, вплоть до полного выхода топливной системы из строя. А это влечёт за собой не только потерю драгоценного времени, но и весьма дорогостоящий ремонт. Именно поэтому, важно вовремя провести диагностику агрегата, заменив, при необходимости, проблемные узлы и проведя весь комплекс регулировочных работ.

Задачей системы питания дизельного двигателя является своевременная дозированная подача и образование сбалансированной топливной смеси в физическом состоянии, способствующем моментальному воспламенению в такте сжатия цилиндров в соответствии с режимом работы и действующих нагрузок.

Работа и функции узлов системы питания

В систему питания трактора 80 входит комплекс взаимодействующих узлов, которые обеспечивают фильтрацию топлива, подачу его под давлением с последующим распылением в камерах сгорания, а также узлов, обеспечивающих наполнение цилиндров воздухом при смесеобразовании и последующий вывод отработанных газов.

Схема топливной системы МТЗ 80(82)

Топливный бак  80(82)

Состоит из двух резервуаров расположенных под кабиной трактора, объём которых обеспечивают запас горючего в 120 литров (в новых тракторах 130 л). В верхних внутренних боковых частях резервуары соединены между собой  патрубком и трубопроводом, объединяющим баки в единый объём. Левый резервуар оборудован заливной горловиной с фильтрующей сеткой и крышкой, а также штуцером для приёма лишнего топлива, идущего от форсунок, которую трактористы называют « обраткой». В нижней  части резервуаров расположены штуцер для подключения к питающему трубопроводу и пробка для слива топлива и удаления отстоя. Правый резервуар оборудован датчиком уровня топлива. Баки крепятся к корпусу заднего моста стяжными лентами.

Топливные баки МТЗ 80

 Трубопроводы топливной аппаратуры

Узлы системы соединены топливопроводами высокого и низкого давления. Топливо, поступающее от бака через систему фильтрации грубой и тонкой очистки с помощью подкачивающей помпы  к насосу высокого давления проходит по трубопроводам низкого давления с большим сечением.

Трубопроводы высокого давления

Толстостенные, цельнотянутые, стальные трубопроводы высокого давления подают топливо от рабочих секций насоса непосредственно к распылителям и отличаются более тонким сечением. Для плотности соединения концы трубок снабжены наваренными шаровыми наконечниками, которые притягиваются гайками к конусным штуцерам узлов системы. Питающие трубопроводы, идущие от секций насоса имеют индивидуальную длину и форму изгиба для удобного монтажа.

Топливный трубопровод высокого давления

Фильтры грубой и тонкой очистки

Фильтр-отстойник грубой очистки принимает топливо с бака, производит очистку от крупных механических примесей и связан через подкачивающую помпу  с фильтром тонкой очистки. После окончательной фильтрации топливо направляется к насосу системы трубопроводом, присоединённым к штуцеру в головке узла.

Фильтр грубой очистки топлива МТЗ 80

Устройство для грубой очистки находится с правой стороны двигателя над горловиной для заправки масла в картер и прикреплено к блоку кронштейном двумя болтами. Фильтрующий сетчатый элемент узла задерживает засорения диаметром выше 0.45 мм. В нижней части стакана размещён кран для периодического слива засорённого отстоя.

Фильтр тонкой очистки мтз 80

Фильтр тонкой очистки прикреплён кронштейном к головке цилиндров с левой стороны дизеля над регулятором . Узел оборудован нижней пробкой для слива отстоя и краном для удаления воздуха при заполнении топливом системы. Заменяемые по мере загрязнения бумажные фильтрующие элементы фильтра удаляют частицы размером более 0,00145 мм, что соответствует зазору в работе прецизионных пар плунжеров насоса.

Не своевременная промывка отстойников и фильтров, а также замена фильтрующих элементов препятствует прохождению топлива и приводит к общему снижению производительности . Попадание грязного топлива в систему приводит к сбоям в работе, износу прецизионных пар и преждевременному снижению ресурса насоса.

 Топливный насос с подкачивающей помпой

Трактор  80(82) комплектуется четырёх секционными насосами высокого давления типа 4  и 4УТНМ (ранняя версия -5) с механическим всережимным регулятором.  системы является основным функциональным узлом, который создаёт рабочее давление для впрыска свыше 30 мПа (300 кгс/см²) с подачей топлива к форсункам синхронно с тактами сжатия цилиндров дизеля. Узел расположен с левой стороны двигателя и приводится от газораспределительной шестерни. Давление создаётся возвратно-поступательным движением плунжерных пар секций узла, привод которых осуществляется вращением кулачкового вала через толкатели. Автоматическое регулирование подачи топлива в соответствии с режимами работы дизеля осуществляется механическим устройством центробежного типа, корпус которого прикреплён к задней стенке насоса. Для смазки механизма  корпус узла заправляется моторным маслом.

Устройство насоса УТН 5

Подкачивающая помпа, обеспечивающая потенциал давления для преодоления сопротивления при проходе топлива через фильтры системы, смонтирована на корпусе  и также получает привод от вала насоса. Дополнительно помпа оборудована насосом ручной подкачки топлива. Устройство используют для заполнения топливом системы или удаления воздушных пробок. Закачивание осуществляется ручным поступательным движением штока.

Неполадки в работе узла могут быть четырёх типов:

1 Нарушение работы секций насоса

Снижение общей производительности насоса и падение давления в результате износа плунжерных пар и нагнетательных клапанов. Характеризуется общим падением мощности и неполным сгоранием горючего. При выходе из строя плунжерной пары или её заклинивании в секции насоса сопровождается работой двигателя и падением мощности. Отсутствие равномерности подачи топлива секциями в результате неправильной настройки производительности плунжеров также отражается на мощности дизеля. Износ опорных подшипников вала и появление увеличенных осевых зазоров на валу также влияет на стабильность подачи топлива секциями насоса.

2 Нарушение работы регулятора

Неправильная настройка регулятора является причиной неадекватной подачи топлива в различных режимах работы, что может выражаться в плохом запуске двигателя, перерасходе топлива, недостаточном развитии мощности при нагрузках.

3 Неправильная установка насоса и неисправность привода

Появление люфта в зацеплении шестерён привода насоса и шлицевой муфты с регулировочной шайбой провоцирует работу двигателя с характерной прыгающей нестабильностью оборотов при одной и той же подаче топлива. Эффект нестабильности появляется за счёт меняющегося угла подачи топлива в результате увеличенных в зацеплении деталей привода насоса.

4 Износ прецизионной пары подкачивающей помпы

Неполадка приводит к падению давления в трубопроводах низкого давления системы, что затрудняет проход топлива через фильтры, снижая производительность . Также при износе деталей помпы топливо начинает попадать в корпус насоса, при этом ускоряется износ механизма узла.

 Распылительные форсунки

В каждый цилиндр дизеля горючее подаётся распылителем-форсункой, задача которой, для хорошего воспламенения и полноценного сгорания, распылить топливо до туманного состояния. На двигателях трактора  80(82) применяются форсунки типа ФД- 22 с четырёх дырчатыми распылителями. В ранних версиях модели трактора давление распыления в форсунках составляет 17,5 мПа в современных версиях срабатывание форсунок отрегулировано на давление 21,6-22,4 мПа.

Форсунка МТЗ 80

Принцип работы устройства заключается в проходе топлива между конусом иглы и седлом распылителя. Давление срабатывания распыла регулируется пружиной, создающей усилие на прижатие иглы. При достижении давления распыла топливо отодвигает иглу, преодолевая усилие пружины и проходя через образовавшийся зазор, распыляется. После падения давления пружина прижимает  иглу к седлу, прекращая распыление. Избыток горючего после распыления отводится обратно в бак через трубопровод, объединяющий все форсунки.

Плохое распыление или его отсутствие в результате неправильной регулировки или неисправности форсунки приводит к неустойчивой работе двигателя, неполному сгоранию топлива и как следствие падению мощности.

 Воздушный фильтр

Воздушный фильтр МТЗ 80

Узел обеспечивает  очистку воздуха от пыли  поступающего для смесеобразования в камерах сгорания двигателя. Фильтрация осуществляется за счёт сетчатого элемента и масляной ванны, улавливающей твёрдые частицы в поступающем воздухе. Сетчатый отсек узла имеет ступенчатую структуру и набран из трёх элементов с разной степенью пропускной способности твёрдых частиц. Эффективность работы узла поддерживается периодической промывкой корпуса и фильтрующих элементов с заменой масла в улавливателе пыли.

Повышение засорённости фильтра приводит к падению мощности двигателя в результате недостаточного количества воздуха при смесеобразовании. Проникновение  загрязнённого воздуха в газораспределительный механизм дизеля приводит к образованию абразивного нагара на клапанах, в камерах сгорания, что снижает общий ресурс двигателя.

Всасывающий коллектор и предпусковой подогреватель воздуха

Очищенный воздух к впускным клапанам в головке цилиндров подаётся через ветви всасывающего коллектора. Литая деталь крепится затяжкой резьбовых шпилек, плотность соединения обеспечивают термостойкие  прокладки в соединениях.

Впускной коллектор МТЗ 80

Коллектор оборудован управляемой заслонкой для перекрытия поступления воздуха при необходимости заглушить двигатель. Трос управления заслонкой выведен в кабину трактора.

Патрубок коллектора с заслонкой

Для облегчения пуска в холодное время года впускной коллектор дополнительно   подогревателем воздуха. Устройство устанавливается  специальное окно коллектора. Принцип работы заключается в подогреве входящего воздуха горением дизельного топлива. Разжигание осуществляется спиралью накала при удержании ключа пуска стартера в первом положении. Питание топливом осуществляется через отдельный трубопровод, идущий от фильтра тонкой очистки с одновременным открытием пропускного клапана устройства при накале спирали.

Электрофакельный подогреватель двигателя Д 240

 Выхлопной коллектор и выхлопная труба

Отводной чугунный коллектор принимает отработанные газы от выпускных клапанов газораспределительного механизма и отводит к выхлопной трубе. Деталь также крепится к головке цилиндров трактора затяжкой шпилек. Фрезерованные контактные поверхности узлов уплотнены термостойкими прокладками.

Выхлопной коллектор МТЗ 80

Выхлопная труба трактора выполняет функцию глушителя шума работы двигателя и искрогасителя в выхлопных газах.

Дополнительным узлом в системе питания может быть турбокомпрессор для принудительного нагнетания воздуха в цилиндры дизеля. Работой узла в системе достигают дополнительное увеличение мощности. При этом работа двигателя характеризуется увеличением тепловых и механических нагрузок на детали  группы и  механизма.

Обслуживание системы

Для безотказного функционирования системы трактора МТЗ80(82)  проводятся плановые мероприятия по обслуживанию узлов.

Чистка воздушного фильтра

Воздушный фильтр системы обслуживают через каждые 120 часов работы, в  условиях сильной запылённости через каждые 20 часов. В фильтре меняют масло и продувают фильтрующие элементы сжатым воздухом. После сборки проверяют герметичность всех уплотнений узла в сборе со всасывающим коллектором. Если работающий на средних оборотах двигатель глохнет после закрытия всасывающего патрубка, работа фильтра считается исправной. При обнаружении  воздуха  неполадку устраняют подтяжкой соединений или заменой уплотнителей при необходимости. Через каждые 480 часов производят полную разборку фильтра с промывкой всех частей, заменяют масло в уловителе пыли, при сильном загрязнении фильтрующие наполнители элементов извлекаются из корпусов и промываются в дизельном топливе.

Наполнитель воздушного фильтра МТЗ 80

Обслуживание топливных фильтров

Через каждые 60 часов работы сливают отстой до появления чистого топлива с фильтра грубой очистки. Через каждые 960 часов узел демонтируют, разбирают, очищают и промывают все части в керосине  или дизельном топливе.

Фильтрующий элемент топливного фильтра тонкой очистки МТЗ 80

Фильтр тонкой очистки вне плана обслуживается при использовании загрязнённого топлива. Регламентное мероприятие проводят при сезонном ТО или не реже, чем через 1500 рабочих часов. Для замены фильтрующих элементов:

• перекрывают кран топливного бака
• отворачивают гайки крышки извлекают отработанные элементы
• промывают корпус и детали устройства
• затем устанавливают новые элементы и собирают узел
• заполняют топливом систему

Обслуживание топливного насоса МТЗ 80

В  мероприятия по уходу за входит периодическая проверка уровня масла с интервалом 60 часов и его замене через 240 часов работы. Полную диагностику и настройку насоса делают через 960 часов работы двигателя. Наладку узла осуществляют специалисты- на специальном стенде. В регулировку входит настройка следующих параметров работы насоса:

• максимальная скорость вращения двигателя
• номинальная подача топлива
• производительность  и равномерность подачи секциями
• угол начала впрыска секциями
• подача топлива: в режиме пуска; при номинальной нагрузке; на холостом ходу

Обслуживание форсунок

Проверку качества распыла осуществляют через каждые 480 часов работы дизеля. Качественным впрыском считается распыление топлива до туманного состояния всех четырёх отверстий без подтёков, без образования капель и отдельных струй,  с резким началом и прекращением впрыска. Образование капель на носке распылителя не допускается. Углы распыла относительно оси форсунки для двух отверстий со стороны топливопитающего штуцера должны составлять 67-69˚, для двух других — 51-53˚. При выявлении асимметрии в распыле — форсунку разбирают, очищают детали от нагара и промывают, отверстия распылителя очищают калиброванной металлической струной диаметром 0,28 мм. Давление впрыска настраивают затяжкой регулировочного винта, изменяющего усилие  пружины действующей иглу распылителя.

Чистка распылителя форсунки

Нормальное значение впрыска должно быть в пределах 16,5- 18,5 мПа для ранней версии модели трактора, для версии   80.1/80.2(82.1/82.2) -21,6-22,4 мПа. При установке форсунки на двигатель затяжку крепёжных шпилек осуществляют с усилием 25- 30 н/м.

Прибор для проверки форсунок

Процесс заполнения топливом и прокачки топливной системы  -80

Наличие воздушных пробок после обслуживания в системе или в результате воздуха провоцирует нестабильность в работе или делает невозможным пуск двигателя. Прокачка осуществляется следующим образом:

• Открывается питающий кран топливного бака
• Отворачивается пробка отстойника грубой очистки и заполняется топливом с помощью насоса ручной подкачки до удаления пузырьков воздуха.
• Открывается вентиль прокачки на фильтре тонкой очистки и продувочная пробка . Продолжая закачивать топливо ручным насосом, последовательно вытесняется воздух с фильтра и затем с насоса.
• При появлении топлива без пузырьков, в процессе прокачки, вентиль фильтра и затем пробка  последовательно затягиваются.
• Закончив прокачку системы, шток насоса фиксируется затяжкой резьбовой части нажимной пятки.

Марки топлива для 80(82)

Основное Гост 305-82 высшего и первого сорта:
Лето Л-0,2-40 или Л-0,2-62
Зима 3-0,2-35 или 3-0,5-45

Дополнительное Гост 305-82:
Лето Л-0,5-40 или Л-0,5-62
Зима 3-0,5-35 или 3-0,5-45

Топливо Гост 305-82 при температуре ниже -50˚С высшего и первого сорта:
Основное – А-0,2
Дополнительное – А -0,4

Система питания тракторов МТЗ-80 и МТЗ-82

Система питания представляет собой совокупность узлов, агрегатов и устройств, предназначенных для тщательной очистки и своевременной подачи в цилиндры двигателя воздуха и топлива.

Воздух под действием разряжения, создаваемого в цилиндрах двигателя, засасывается из атмосферы и поступает в воздухоочиститель, где последовательно подвергается трехступенчатой очистке (ранее уже указывалось, какое огромное значение имеет качество очистки воздуха для двигателя в целом и особенно для деталей гильзо-поршневой группы). Очищенный воздух по впускному коллектору и каналам в головке блока поступает в цилиндры двигателя.

Рис. 1. Схема системы питания:
1 — глушитель; 2 — топливный бак; 3 — фильтр грубой очистки; 4 —подкачивающий насос; 5 — топливный насос; 6 — регулятор; 7 — фильтр тонкой очистки; 8 — воздухоочиститель; 9 — впускной коллектор; 10 — электрофакельный подогреватель; 11 — сливной трубопровод; 12 — форсунка; 13 — камера сгорания; 14 — выпускной коллектор.

Топливо в цилиндры двигателя подается в точно отмеренных количествах (в зависимости от нагрузки двигателя), в строго определенные моменты времени и под большим давлением, обеспечивающим мелкое его распыливание в среде сжатого и нагревшегося воздуха. Заливают топливо в горловину топливного бака, внутри которой находится сетчатый фильтр. Из бака топливо самотеком перетекает по топливопроводу к фильтру грубой очистки, где очищается от крупных механических примесей. Отсюда предварительно очищенное топливо поступает в подкачивающий насос, который укреплен на топливном насосе и приводится в движение его кулачковым валиком. На корпусе подкачивающего насоса установлен ручной насос, при помощи которого перед пуском систему заполняют топливом и удаляют из нее воздух. Подкачивающий насос нагнетает топливо в фильтр тонкой очистки, где топливо освобождается от мелких примесей. Затем топливо поступает в топливный насос, который под большим давлением нагнетает его в форсунки. В определенные моменты времени форсунки впрыскивают топливо в камеры сгорания. Топливо, просочившееся через зазоры между иглой и корпусом распылителя, отводится от форсунок в топливный бак по сливному трубопроводу, соединяющему все четыре форсунки.

Продукты сгорания удаляются из цилиндра по выпускному коллектору, пропускаются через глушитель и выбрасываются в атмосферу.

Воздухоочиститель представляет собой воздушный фильтр, в котором воздух, засасываемый двигателем, проходит последовательно тройную очистку: сухую центробежную, инерционную и масляно-контактную. От крупных частиц (первая ступень) воздух освобождается в инерционном фильтре грубой очистки, установленном на центральной трубе воздухоочистителя. Воздух засасывается через сетку и, проходя между лопастями завихрителя, приобретает вращательное движение. Под действием центробежных сил частицы пыли отбрасываются к стенкам колпака и через щели в верхней его части удаляются. Вторую ступень очистки воздух проходит, когда на выходе из центральной трубы ударяется о масло в чашке, резко меняет направление и теряет частицы пыли, улавливаемые маслом. Последней, третьей ступени очистки воздух подвергается, проходя фильтрующие элементы и из капроновой путанки, установленные между опорными обоймами в корпусе воздухоочистителя. Снизу корпус воздухоочистителя закрыт поддоном, служащим одновременно резервуаром для масла. Поддон прикреплен к корпусу воздухоочистителя стяжными болтами с барашковыми гайками.

Впускной коллектор представляет собой воздухопровод определенной конструкции и конфигурации, состоящий из трех частей: воздухоподводящей трубы, переходного патрубка и собственно коллектора, соединенных болтами. В переходном патрубке смонтирован механизм аварийного останова двигателя. Управление заслонкой этого механизма дистанционное, при помощи наружного рычага, троса и возвратной пружины. На впускном коллекторе установлен электро-факельный подогреватель воздуха, который подогревает воздух, поступающий в цилиндры, и тем самым существенно облегчает запуск двигателя в холодное время года.

Рис. 2. Воздухоочиститель:
1 — поддон; 2— уплотнительное кольцо; 3 — нижний и верхний элементы; 4 — опорная обойма; 5 — корпус; 6 — центральная труба; 7 — нижний патрубок; 8 — сетка; 9 — завихритель; 10 — колпак; 12 — щель; 13 — шпилька; 14 — ось шпильки; 15 — стопор обоймы; 16 — стяжной болт; 17 — чашка.

Выпускной коллектор выполнен в виде простой чугунной отливки с тремя фланцевыми патрубками, соединенными с выпускными каналами головки блока цилиндров. В местах соединения между фланцами и привалочной плоскостью головки установлены прокладки из железоасбестового полотна. Коллектор при помощи шпилек и гаек прикреплен к фрезерованной плоскости с правой стороны головки блока цилиндров. На другом конце выпускного коллектора предусмотрен фланец для установки переходника. На обработанную цилиндрическую поверхность переходника устанавливается и укрепляется хомутом глушитель.

Рис. 3. Впускной коллектор:
1 — воздухоподводящая труба; 2 — коллектор; 3 — крышка головки; 4 — переходной патрубок; 5 – возвратная пружина; 6 — рычаг; 7 — заслонка.

Глушитель снижает шум, возникающий при выходе отработавших газов, и гасит захваченные ими искры. Внутри корпуса глушителя расположена перфорированная труба, соединенная с корпусом перегородками, которые разделяют пространство на три резонансные камеры. В перфорированной трубе установлен завихритель (направляющий аппарат), выполненный в виде поперечных перегородок с лопастями. Проходя между лопастями завихрителя, поток отработавших газов приобретает вращательное движение. Под действием центробежных сил горящие частицы (искры) выбрасываются сквозь отверстия в трубе в камеры. Вместе с тем шум выпуска значительно снижается за счет движения потока отработавших газов через завихритель и резонансные камеры.

Топливный насос (марки -5) (четырехплунжерный, диаметр плунжера 8,5 мм, ход плунжера мм) смонтирован в одном агрегате со всережимным центробежным регулятором и подкачивающим насосом, установлен с левой стороны двигателя, прикреплен болтами к крышке распределения и приводится в действие от коленчатого вала через распределительные шестерни.

Рис. 4. Глушитель:
1 — корпус; 2 — пластина; 3 — труба; 4 — завихритель; 5 — перегородка; 6 — перфорированная труба резонатора; 7— направляющий стакан; 8 — конусный патрубок; 9 — патрубок; 10 — хомут.

Рис. 5. Топливный насос:
1 — корпус; 2 — нагнетательный клапан; 3 — втулка плунжера; 4 — плунжер; 5 — болт толкателя; 6—кулачковый вал; 7 — шлицевая втулка; 8 — установочный фланец; 2 — подкачивающий насос; 10 — насос ручной подкачки; 11 — пробка выпуска воздуха; 12 — перепускной клапан; 13 — серьга; 14—пружина регулятора; 15— корректор; 16— сапун; 17 — болт номинала; 18 — корпус регулятора; 19— сливная пробка; 20 — пробка контрольного отверстия; 21 — плита; 22 — пробка заливной горловины; 23—болт максимальной частоты вращения; 24 — рычаг управления; 25 — зубчатая рейка; 26 — зубчатый венец; 27 — стяжной винт.

Механизм поворота плунжера, предназначенный для изменения подачи топлива, включает в себя рейку и зубчатые венцы. На втулки плунжеров надеты поворотные гильзы с зубчатыми венцами. Плунжер входит выступами в два продольных паза внизу поворотной гильзы. На гильзу надета пружина плунжера. Через верхнюю тарелку она упирается в корпус насоса, а через нижнюю тарелку в болт толкателя. Зубчатые венцы гильзы постоянно сцеплены с зубцами рейки 9, которая перемещается в двух бронзовых втулках. Рейка связана тягой с рычагами регулятора и перемещается под их воздействием, поворачивая при этом зубчатый венец вместе с гильзой — плунжер и меняя тем самым подачу топлива.

На кулачковом валу симметрично расположены кулачки тангенциального профиля. Между вторым и третьим кулачками находится эксцентрик, приводящий в движение подкачивающий насос.

В задней верхней части корпуса топливного насоса расположен перепускной клапан, через который излишки топлива, подаваемого подкачивающим насосом, возвращаются в его всасывающую полость. Тем самым давление в каналах головки топливного насоса поддерживается в пределах 0,07—0,12 МПа (0,7—1,2 кгс/см2). В сверлениях в горизонтальной перегородке корпуса топливного насоса скользят толкатели. На боковой стенке корпуса расположен люк, через который – регулируют подачу топлива и равномерность подачи по секциям. Крышка люка крепится к корпусу насоса болтами. Резьбовое отверстие предназначено для контроля уровня масла в корпусе насоса.

Сапун сообщает внутренний объем корпуса топливного насоса с атмосферой. В сапуне установлен фильтр для очистки воздуха, изготовленный из эластичного полиуретанового паропласта.

Плунжерная пара, состоящая из плунжера и втулки, является основным рабочим органом топливного насоса. При ее помощи в цилиндры двигателя подается под давлением определенное количество топлива. Втулка и плунжер изготовлены из легированной стали, подвергнуты термической обработке и представляют собой прецизионную пару. Это сделано потому, что во время работы в насосе создается высокое давление и должна быть обеспечена достаточная плотность пары,предотвращающая перетекание топлива из надплунжерного пространства. В связи с этим пары специально подбирают и в дальнейшем их разукомплектовка не допускается. В случае выхода из строя одной из деталей всю плунжерную пару следует заменить.

Рис. 6. Плунжерная пара топливного насоса:
1 — штуцер; 2 —упор пружины нагнетательного клапана; 3 — пружина нагнетательного клапана; 4— седло нагнетательного клапана; 5 — нагнетательный клапан; 6 — уплотнение; 7 — втулка; 8 — плунжер; 9 — рейка; 10 — зубчатый венец; 11 — поворотная гильза; 12 — верхняя тарелка пружины плунжера; 13 — пружина плунжера; 14 — нижняя тарелка пружины плунжера; 15 — стяжной винт; 16 и 17 — всасывающее и перепускное окна.

Втулка плунжерной пары в верхней части значительно утолщена, так как именно здесь она подвергается воздействию больших давлений. Утолщенная часть втулки оканчивается ступенькой, которая служит для посадки втулки в гнездо корпуса насоса. В верхней части втулки сделано два окна: всасывающее и перепускное. Через всасывающее окно топливо попадает в надплунжерное пространство, а через перепускное происходят отсечка и перепуск топлива. Выпадение штифтов предотвращает крышка люка. Втулки установлены в корпус топливного насоса сверху. К верхнему торцу втулки прижат нагнетательный клапан. Для создания необходимой плотности соприкасающиеся торцы втулки и седла нагнетательного клапана полируются.

Плунжер представляет собой цилиндрический стержень, на поверхности которого сделано два симметрично расположенных спиральных паза, причем один из них тщательно обработан и служит для изменения количества топлива, впрыскиваемого в цилиндр (в результате поворота плунжера, без изменения его хода). При совпадении кромки паза с кромкой перепускного окна втулки давление в надплунжерном объеме резко падает и подача топлива в форсунки прекращается. Другой паз способствует выравниванию удельного давления топлива, действующего на боковую поверхность плунжера во время работы насоса. Устранение одностороннего действия сил в момент впрыска уменьшает износ плунжерных пар и удлиняет срок их службы. Ниже отсечной кромки на плунжере сделана кольцевая канавка, где задерживается просочившееся топливо, идущее затем на смазку плунжерной пары. Внизу плунжера два выступа управления его поворотом и головка, на которую опирается тарелка пружины.

Седло и клапан изготовлены из легированной стали. Для обеспечения необходимой плотности клапан и седло тщательно обрабатываются и подбираются друг к другу. Посадочный конус на клапане притирается к седлу клапана. В связи с этим разукомплектовка нагнетательных клапанов, так же как и плунжерных пар, не допускается.

Клапан скользит в гнезде крестообразным хвостовиком, между опорными поясками которого проходит топливо. Установленная над клапаном пружина стремится прижать его к седлу. Пружина насажена на направляющий буртик в верхней части клапана. Вторым торцом пружина упирается в торец расточки в прижимном штуцере. Между хвостовиком клапана и посадочным конусом сделана цилиндрическая канавка — так называемый разгрузочный поясок.

В момент прекращения подачи топлива плунжером расположенная под клапаном пружина перемещает клапан вниз. При этом разгрузочный поясок сначала отъединяет топливопровод высокого давления от надплунжерного пространства. Затем, продолжая движение вдоль отверстия седла клапана, разгрузочный поясок, действуя как поршень, отсасывает из топливопровода высокого давления часть топлива, вследствие чего давление в нем резко снижается. В результате обеспечивается быстрое прекращение подачи топлива. Этим устраняются возможные подтекания топлива из сопловых отверстий распылителя форсунки.

Подкачивающий насос служит для преодоления гидравлического сопротивления топливных фильтров и обеспечения равномерной подачи топлива к основному насосу под некоторым давлением. Конструкция подкачивающего насоса поршневого типа показана на рисунке 8. В чугунном корпусе насоса установлен поршень, который приводится в движение полым толкателем, изготовленным из легированной стали. Пружина прижимает толкатель к эксцентрику кулачкового вала топливного насоса. Стержень толкателя перемещается во втулке, ввернутой в корпус насоса. Стержень и втулка представляют собой прецизионную пару, которая является основным рабочим органом подкачивающего насоса. Впускной и нагнетательный клапаны грибовидного типа, изготовлены из капрона. В качестве направляющей впускного клапана служит корпус ручного насоса, а нагнетательного — футорка И. Клапаны прижимаются пружинами к стальным втулкам, запрессованным в чугунный корпус.

Рис. 7. Нагнетательный клапан:
а — начало отсечки топлива; б — клапан закрыт; 1 — нагнетательный клапан; 2 — седло нагнетательного клапана; 3 — разгрузочный поясок.

Рис. 8. Подкачивающий насос:
1 — насос ручной подкачки; 2 — пружина впускного клапана; 3 — впускной клапан; 4 — толкатель; 5 — стержень толкателя; 6 — направляющая втулка; 7 — поршень; 8 — пружина толкателя; 9 — корпус; 10 — нагнетательный клапан; 11 — футорка.

Фильтр грубой очистки топлива состоит из корпуса, стакана, успокоителя, распределителя и фильтрующего элемента. Фильтрующий элемент представляет собой латунную сетку и отражатель, смонтированные на резьбовой втулке. Топливо подводится к фильтру по штуцеру, заполняет кольцевую полость в корпусе, и затем через отверстия распределителя поступает во внутреннюю полость стакана. Часть топлива под действием разрежения, резко изменяя направление движения, проходит через сетку фильтрующего элемента, а другая продолжает по инерции двигаться вдоль стенок стакана вниз. Механические частицы и капли воды, обладающие большим удельным весом, стремятся сохранить прямолинейное движение и следуют вниз вместе с потоком топлива. Проходя через кольцевой зазор между успокоителем и стаканом, они попадают в зону отстоя. Конусный успокоитель, обращенный меньшим основанием в сторону фильтрующего элемента, отделяет зону отстоя от зоны циркуляции топлива. Отстой сливают через закрываемое пробкой отверстие в нижней части стакана.

Рис. 9. Фильтр грубой очистки топлива:
1 — болт; 2 — штуцер; 3 — пробка выпуска воздуха; 4 — корпус фильтра; 5 — распределитель; 6 — прокладка; 7 — нажимное кольцо; 8 — фильтрующий элемент; 9 — стакан; 10— успокоитель; 11 — пробка слива отстоя.

Рис. 10. Фильтр тонкой очистки топлива:
1 — трубка отвода топлива; 2 — вентиль; 3 — крышка; 4 — гайка; 5 — корпус; 6 — фильтрующий элемент; 7 — пробка слива отстоя; 8 — уплотнитель.

Фильтр тонкой очистки топлива состоит из корпуса, крышки с вмонтированным в нее вентилем, бумажных фильтрующих элементов и уплотнителя. Все фильтрующие элементы работают параллельно. Топливо проходит сквозь штору бумажного фильтрующего элемента, почти полностью освобождаясь от механических примесей и воды. Из корпуса фильтра очищенное топливо по трубке поступает в головку топливного насоса. Отстой из фильтра тонкой очистки сливают через закрываемое пробкой отверстие в нижней части корпуса. Для удаления воздуха из фильтра и системы подачи топлива на крышке фильтра предусмотрен специальный вентиль.

Форсунка ФД-22 — штифтовая, с четырехдырчатым распылителем. К нижнему торцу корпуса форсунки специальной гайкой прикреплен распылитель. Игла распылителя прижата к коническому седлу пружиной, усилие которой передается штангой. Верхним торцом пружина упирается в тарелку регулировочного винта. Регулировочный винт ввернут в дно гайки пружины и предохранен от проворачивания контргайкой.

Трубопровод высокого давления, идущий от соответствующей секции топливного насоса, присоединен к штуцеру форсунки. По каналу в корпусе форсунки и трем наклонным каналам в корпусе распылителя топливо подается в фасонную выточку в нижней части корпуса распылителя. Когда давление топлива достигает 17,5 МПа (175 кгс/см2), игла, преодолевая усилие пружины, приподнимается и открывает доступ топливу к четырем отверстиям распылителя.

Рис. 11. Форсунка:
1 — распылитель; 2 — корпус; 3 — штанга: 4 — регулировочный винт; 5 — колпак; 6— контргайка; 7 – гайка пружины; 8 — прокладка; 9 — пружина; 10 — гайка распылителя; 11 — прокладка штуцера; 12 — прокладка; 13 — седло; 14 — штуцер.

Когда затем давление в форсунке упадет, игла под действием пружины резко перекроет выходные отверстия распылителя и прекратит впрыск топлива.

Давление начала впрыска топлива форсункой регулируют, изменяя затяжку пружины при помощи винта.

Распылитель и иглу изготовляют из легированной стали, термически обрабатывают и притирают друг к другу. Раскомплек-товывать их нельзя.

Регулятор — всережимный, механический, предназначен для автоматического изменения количества подаваемого в цилиндры топлива в зависимости от нагрузки двигателя. Корпус регулятора крепится к фланцу корпуса топливного насоса.

На лыске хвостовика кулачкового вала насоса напрессована упорная шайба, которая посредством четырех резиновых сухариков соединена со ступицей грузов. Ступица с четырьмя грузами и муфта регулятора с упорным подшипником установлены на хвостовике вала свободно. Таким образом, вращательное движение кулачкового вала топливного насоса через резиновые сухари передается ступице грузов регулятора. Резиновые сухари представляют собой упругое звено регулятора и служат для уменьшения неравномерности вращения грузов. Дополнительный упорный шарикоподшипник разгружает подшипники кулачкового вала от осевых усилий, передаваемых грузами регулятора.

Рис. 12. Регулятор топливного насоса:
1 — зубчатая рейка; 2 —тяга; 3 — пружина регулятора; 4 — корпус корректора; 5 — шток корректора; 6 — болт номинала; 7 — упорная пята; 8 — основной рычаг; 9 — промежуточный рычаг; 10 — грузы; 11 — муфта регулятора; 12 — болт максимальной частоты вращения; 13 —рычаг управления; 14 — пружина обогатителя; 15 — рычаг пружины.

На оси в нижней части корпуса регулятора установлены основной и промежуточный рычаги, связанные между собой болтом. Промежуточный рычаг в верхней части связан тягой с зубчатой рейкой насоса. На промежуточном рычаге установлен корректор топливоподачи. Основной рычаг в верхней своей части соединен пружиной и серьгой с рычагом, жестко установленным на оси рычага управления. В заднюю стенку корпуса регулятора ввернут так называемый болт номинала 6, который ограничивает перемещение основного рычага в сторону увеличения подачи топлива и служит для регулировки часовой производительности топливного насоса. В специальный наружный прилив корпуса регулятора ввернут болт, который ограничивает угловой поворот рычага управления, а следовательно, и частоту вращения двигателя. Обогатитель топливоподачи на пусковой частоте вращения действует автоматически: рычаг на обогащение подачи поворачивает пружина.

Регулятор работает следующим образом. При запуске двигателя рычаг управления устанавливают в положение максимального скоростного режима (до упора в болт наибольшей частоты вращения). При этом рычаг натягивает одновременно две пружины регулятора и обогатителя. Пружина регулятора прижимает основной рычаг к головке болта номинала, а пружина обогатителя подает промежуточный рычаг с тягой и рейку насоса вперед (в сторону привода), обеспечивая необходимое для запуска двигателя увеличение цикловой подачи топлива. После запуска двигателя и увеличения частоты вращения вала насоса грузы под действием центробежных сил расходятся, преодолевая усилие пружины обогатителя, перемещают через упорный подшипник муфту назад, поворачивают промежуточный рычаг, а следовательно, подают и рейку насоса в сторону уменьшения подачи топлива. При достижении двигателем максимальной частоты вращения центробежная сила грузов уравновешивается усилием пружины регулятора и рейка насоса устанавливается в промежуточном положении, когда подача топлива соответствует максимальной частоте вращения. При этом шток корректора утоплен, пружина корректора сжата, основной и промежуточный рычаги регулятора прижаты друг к другу и работают как одно целое. По мере возрастания нагрузки двигателя частота вращения коленчатого вала и вала насоса снижается. Центробежная сила грузов уменьшается, и рычаги и под действием пружины регулятора перемещаются вперед (к приводу), соответственно передвигая рейку в сторону увеличения подачи топлива. При достижении номинальной частоты вращения коленчатого вала устанавливается подвижное равновесие: усилие грузов уравновешивается усилием пружины регулятора, а основной рычаг касается головки болта номинала. Когда нагрузка превышает номинальную (перегрузка), частота вращения вала двигателя и насоса уменьшается, и промежуточный рычаг с рейкой под действием пружины корректора перемещается в сторону увеличения подачи топлива, что обеспечивает возрастание крутящего момента двигателя и преодоление перегрузки. Степень корректирования подачи топлива при временной перегрузке двигателя составляет 15—22% по отношению к топливоподаче на номинальной частоте вращения и зависит от того, насколько выступает шток из корпуса корректора, а также от степени затяжки пружины корректора.

Для остановки двигателя рычаг управления отводят вперед (в сторону привода). При этом рычаг пружины через пружину регулятора подает основной рычаг к задней стенке корпуса регулятора. Основной рычаг посредством ограничительного болта увлекает за собой промежуточный рычаг, а следовательно, и рейку назад — на выключение топливоподачи (при резком выключении подачи топлива из положения максимальной или номинальной частоты вращения перемещение промежуточного рычага с рейкой осуществляется энергией грузов).

Топливная система МТЗ 80(82): схема, принцип работы, типичные неисправности, обслуживание

Задачей системы питания дизельного двигателя является своевременная дозированная подача и образование сбалансированной топливной смеси в физическом состоянии, способствующем моментальному воспламенению в такте сжатия цилиндров в соответствии с режимом работы и действующих нагрузок.

Работа и функции узлов системы питания

В систему питания трактора МТЗ 80 входит комплекс взаимодействующих узлов, которые обеспечивают фильтрацию топлива, подачу его под давлением с последующим распылением в камерах сгорания, а также узлов, обеспечивающих наполнение цилиндров воздухом при смесеобразовании и последующий вывод отработанных газов.

Схема топливной системы МТЗ 80(82)

Топливный бак МТЗ 80(82)

Состоит из двух резервуаров расположенных под кабиной трактора, объём которых обеспечивают запас горючего в 120 литров (в новых тракторах 130 л). В верхних внутренних боковых частях резервуары соединены между собой переливным патрубком и трубопроводом, объединяющим баки в единый объём. Левый резервуар оборудован заливной горловиной с фильтрующей сеткой и крышкой, а также штуцером для приёма лишнего топлива, идущего от форсунок, которую трактористы называют «обраткой». В нижней части резервуаров расположены штуцер для подключения к питающему трубопроводу и пробка для слива топлива и удаления отстоя. Правый резервуар оборудован датчиком уровня топлива. Баки крепятся к корпусу заднего моста стяжными лентами.

Топливные баки МТЗ 80

Трубопроводы топливной аппаратуры

Узлы системы соединены топливопроводами высокого и низкого давления. Топливо, поступающее от бака через систему фильтрации грубой и тонкой очистки с помощью подкачивающей помпы к насосу высокого давления проходит по трубопроводам низкого давления с большим сечением.

Трубопроводы высокого давления

Толстостенные, цельнотянутые, стальные трубопроводы высокого давления подают топливо от рабочих секций насоса непосредственно к распылителям и отличаются более тонким сечением. Для плотности соединения концы трубок снабжены наваренными шаровыми наконечниками, которые притягиваются накидными гайками к конусным штуцерам узлов системы. Питающие трубопроводы, идущие от секций насоса имеют индивидуальную длину и форму изгиба для удобного монтажа.

Топливный трубопровод высокого давления

Нарушение работы регулятора

Неправильная настройка регулятора является причиной неадекватной подачи топлива в различных режимах работы, что может выражаться в плохом запуске двигателя, перерасходе топлива, недостаточном развитии мощности при нагрузках.

Чистка воздушного фильтра

Воздушный фильтр системы обслуживают через каждые 120 часов работы, в условиях сильной запылённости через каждые 20 часов. В фильтре меняют масло и продувают фильтрующие элементы сжатым воздухом. После сборки проверяют герметичность всех уплотнений узла в сборе со всасывающим коллектором. Если работающий на средних оборотах двигатель глохнет после закрытия всасывающего патрубка, работа фильтра считается исправной. При обнаружении подсоса воздуха неполадку устраняют подтяжкой соединений или заменой уплотнителей при необходимости. Через каждые 480 часов производят полную разборку фильтра с промывкой всех частей, заменяют масло в уловителе пыли, при сильном загрязнении фильтрующие наполнители элементов извлекаются из корпусов и промываются в дизельном топливе.

Наполнитель воздушного фильтра МТЗ 80

Проверку качества распыла осуществляют через каждые 480 часов работы дизеля. Качественным впрыском считается распыление топлива до туманного состояния всех четырёх отверстий без подтёков, без образования капель и отдельных струй, с резким началом и прекращением впрыска. Образование капель на носке распылителя не допускается. Углы распыла относительно оси форсунки для двух отверстий со стороны топливопитающего штуцера должны составлять 67-69˚, для двух других — 51-53˚. При выявлении асимметрии в распыле — форсунку разбирают, очищают детали от нагара и промывают, отверстия распылителя очищают калиброванной металлической струной диаметром 0,28 мм. Давление впрыска настраивают затяжкой регулировочного винта, изменяющего усилие пружины действующей иглу распылителя.

Чистка распылителя форсунки

Нормальное значение впрыска должно быть в пределах 16,5- 18,5 мПа для ранней версии модели трактора, для версии МТЗ 80.1/80.2(82.1/82.2) -21,6-22,4 мПа. При установке форсунки на двигатель затяжку крепёжных шпилек осуществляют с усилием 25- 30 н/м.

Прибор для проверки форсунок

Топливная система МТЗ 80(82): схема, принцип работы, типичные неисправности, обслуживание

Задачей системы питания дизельного двигателя является своевременная дозированная подача и образование сбалансированной топливной смеси в физическом состоянии, способствующем моментальному воспламенению в такте сжатия цилиндров в соответствии с режимом работы и действующих нагрузок.

Не забудь поделиться страницей с друзьями: