Принцип работы топливного насоса – схемы подачи питания бензиновых и дизельных двигателей автомобиля, а также устройство и принцип работы, что такое обратка

Содержание

принцип работы, устройство, назначение, конструкция

Топливный насос высокого давления (Injection pump в английских источниках) — узел системы питания автомобиля. Родоначальник ТНВД — Роберт Бош. Изначально устанавливался исключительно на дизельных силовых агрегатах. На легковых машинах стал использоваться с конца 30-х годов XX века. Современные автогиганты применяют этот технически сложный блок на бензиновых моторах, имеющих распределенный впрыск топлива.

Что такое ТНВД и для чего он нужен?

ТНВД — что это такое в машине? Условно можно сравнить с сердцем человека — узел, обеспечивающий бесперебойную циркуляцию крови (топлива) по организму (топливной системе). На деле назначение блока несколько шире:

  • точное дозирование подаваемого топлива, где величина порции зависит от нагрузки;
  • нагнетание топлива в форсунки;
  • определение момента впрыска горючего в цилиндры.

Преимущество ТНВД перед карбюратором заключается именно в возможности подачи точно отмеренной порции топливно-воздушной смеси в камеры внутреннего сгорания. Это решение позволяет снизить расход топлива. Насос напрямую связан с коленчатым валом: при разгоне порции увеличиваются, при падении оборотов — уменьшаются.

Так как работа дизельных агрегатов сопряжена с высокими нагрузками, то подача солярки производится под высоким давлением, обеспечивающим полное сгорание. Бензиновые моторы работают при значительно меньшей нагрузке. Поэтому использование топливного насоса целесообразно в системах с прямым впрыском горючего (не имеющих впускного коллектора).

Подводя промежуточный итог, можно сказать: что такое ТНВД в автомобиле — это способ увеличить КПД двигателя, снизить расход потребления топлива.

Устройство и принцип работы

Схематически устройство простого рядного ТНВД можно представить следующим образом:

  • поршень (плунжер), сопряженный с цилиндром (втулкой), которые работают как единое целое — плунжерная пара;
  • канавки для подачи топлива к плунжерным парам;
  • кулачковый вал с центробежной муфтой;

Устройство механического и электрического бензонасоса

Мы продолжаем наш цикл статей об устройстве топливной системы автомобиля. Сегодня речь пойдет о топливном насосе бензинового двигателя.

Читайте в этой статье

Механический и электрический бензонасос

Бензонасос представляет собой важнейший элемент топливной системы. Главной его задачей становится доставка горючего из топливного бака в задней части автомобиля к системе дозированной подачи в подкапотном пространстве. Такой системой считается карбюратор или инжектор. Бензонасос может быть представлен как механической конструкцией, так и электрическим бензонасосом.

Бензонасосы механического типа нашли свое применение в  автомобилях с карбюратором и обеспечивают подачу топлива под невысоким давлением. Электрические бензонасосы  применяются в авто с инжектором, так как отвечают за подачу  топлива под высоким давлением и поддерживают  рабочее давление в системе.

Механический бензонасос закреплен снаружи топливного бака или вблизи карбюратора, так как нет необходимости в создании высокого давления в системе топливоподачи.  Электрический бензонасос обязательно  находится внутри топливопровода  или резервуара с горючим.

Существует также схема установки сразу двух бензонасосов. Один бензонасос установлен в баке и работает с большими объемами топлива, прокачивая его под низким давлением. Другой бензонасос работает с малым объемом горючего и создает высокое давление перед системой впрыска. Такой насос имеет название топливный насос высокого давления. Его зачастую располагают в подкапотном пространстве вблизи силовой установки или прямо на ней.

Стоит отметить, что карбюраторные двигатели считаются устаревшими, давно уступив место более производительным, экономичным и экологичным инжекторным ДВС. Существует ряд моделей, где электрический насос находится под контролем ЭБУ. Система учитывает  положение дроссельной заслонки, качество топливно-воздушной смеси и состав выхлопа, тем самым параллельно корректируя работу бензонасоса.

Электрические бензонасосы самого современного типа в процессе поддержания высокого давления демонстрируют излишние шумы при работе и склонны к быстрому нагреву. Это обусловило место их расположения именно в топливном баке. Горючее охлаждает сам бензонасос, а стенки бензобака  значительно поглощают шум от работы устройства.

Конструкция механического насоса

Механический бензонасос состоит из:

  • крышки;
  • сетчатого фильтра;
  • верхней части корпуса;
  • тарелки верхней;
  • рабочих диафрагм;
  • дистанционных проставок;
  • предохранительной диафрагмы;
  • тарелки нижней;
  • штока;
  • возвратной пружины;
  • нижней части корпуса;
  • рычага для ручной подкачки;

Данная конструкция образует камеру, которая имеет впускные и выпускные клапаны. Указанные клапаны  находятся в верхней части корпуса механического бензонасоса. Такие клапаны являются  текстолитовыми шайбами, которые поджимаются  пружинами малого размера к латунным седлам клапана.

Принцип действия

Специальный приводной рычаг  механического бензонасоса все время осуществляет движение вверх и вниз, но диафрагма сдвигается рычагом  вниз только тогда, когда необходимо заполнение камеры топливного насоса. Диафрагма задвигается обратно вверх при помощи возвратной пружины. Так происходит процесс подачи топлива в карбюратор.

Если взглянуть на работу механического бензонасоса более внимательно, то следует учитывать небольшое различие для заднеприводных автомобилей и моделей с передним приводом. Авто с задними ведущими колесами  имеет эксцентрик, расположенный на  вале привода. Указанный элемент  оказывает воздействие на толкатель. Модели с передним приводом  имеют аналогичный эксцентрик, но он уже находится на распредвале двигателя.

Толкатель осуществляет нажатие на рычаг, а рычаг уже нажимает на балансир. Такой балансир находится в нижней части корпуса  самого бензонасоса. Балансир преодолевает сопротивление пружины и тянет вниз  шток с диафрагмами бензонасоса. Таким  способом достигается разрежение. Горючее  проходит через впускной штуцер, а впускной клапан пропускает топливо в полость над диафрагмами.

Далее эксцентрик  соскакивает с толкателя. Происходит освобождение рычага, балансира и штока с диафрагмами. Прижимная пружина  заставляет шток с диафрагмами двигаться вверх, тем самым  создавая давление в рабочей камере бензонасоса. Под образовавшимся давлением происходит закрытие впускного клапана и открытие выпускного. Через этот клапан горючее попадает в выпускной штуцер, далее продолжает движение по соединительному шлангу и проникает в поплавковую камеру карбюратора. Подробнее о карбюраторе можно узнать в статье об устройствах топливоподачи.

Если осуществлять ручную подкачку топлива на механическом бензонасосе, то рычаг подкачки на корпусе насоса через кулачок сразу оказывает воздействие на балансир и шток с диафрагмами. Толкатель в данном случае не задействуется.

Когда поплавковая камера в карбюраторе полностью заполнена, тогда игольчатый клапан больше не пропустит туда топливо, а насос будет работать в дежурном режиме. Дело заключается в том, что давление от  перемещения диафрагм в корпусе насоса все равно не способно преодолеть сопротивления игольчатого клапана.

Устройство электрического топливного насоса

Электробензонасос конструктивно в некоторых частях  напоминает по ряду элементов механический. Работает такой насос благодаря специальному сердечнику, который втягивается в электромагнитный клапан до того момента, пока не происходит отключение контактов для подачи электрического тока.

Поворот ключа в замке зажигания перед запуском является сигналом для бортового компьютера автомобиля. В бензонасос на данном этапе уже подается электрический ток. Двигатель еще не запускали, а  электродвигатель внутри бензонасоса за пару секунд уже поднимает давление в топливной системе до рабочего. Вот почему рекомендовано выждать 2-3 секунды перед тем, как начать крутить стартер и запускать мотор.

Если ЭБУ не получит сигнал об успешном запуске двигателя, тогда  бензонасос отключается в автоматическом режиме. Это сделано в целях обеспечения безопасности. Некоторые автомобили устроены так, что бензонасос включается уже в момент открытия двери водителя.

Электрический топливный насос способен  создавать давление топлива на отметке в 0,3-0,4 МПа, а в двигателях с системой непосредственного впрыска этот показатель доходит до 0,7 МПа. В данной статье мы не будем подробно говорить о топливном насосе высокого давления (ТНВД) для дизеля и бензиновых двигателей с прямым впрыском. Читайте о такой системе в соответствующем разделе сайта.

Особенностью бензинового электронасоса можно считать использование модульной системы в его конструкции. Это обусловлено его непосредственным контактом с топливом. Среди ключевых элементов насоса также находится топливозаборник, топливный фильтр и датчик, указывающий на расход топлива.

В электрическом насосе имеется диафрагма, которая движется вверх и вниз. Результатом становится то, что над диафрагмой при ходе вниз создается разрежение. Это позволяет открыться всасывающему клапану электронасоса. Через такой клапан бензин проходит через фильтр и оказывается в камере над диафрагмой.  Когда диафрагма движется вверх, тогда образующееся давление закрывает впускной клапан и открывает нагнетающий, что и проталкивает горючее дальше в систему.

Основные элементы простейшего электронасоса

Электрический бензонасос состоит из:

  • камеры;
  • впускного и выпускного клапана;
  • диафрагмы;
  • возвратной пружины;
  • электромагнитного клапана;
  • сердечника;
  • электрических контактов;

Обратный клапан отвечает за запирание топливной системы в том случае, когда двигатель остановлен. Редукционный клапан осуществляет поддержку высокого рабочего давления в топливной системе.

Виды топливных насосов

Сегодня  существуют электронасосы различных видов, но наиболее распространенными считаются:

  • роликовый;
  • шестеренный;
  • центробежный;

Роликовый

В основе такого насоса лежит ротор и ролики, которые обеспечивают всасывание и подачу топлива. Работа всей конструкция построена на увеличении объема пространства между ротором и роликом в процессе работы. В такой момент увеличения объема образуется разница в давлении, топливо заполняет образовавшееся пространство. Дальнейшая подача  горючего прекращается тогда, когда это пространство полностью заполняется. Следующим шагом становится вращение ротора и уменьшение объема пространства. Это обеспечивает нужное давление, что влечет открытие выпускного отверстия, а нагнетаемая доза топлива попадает в систему.

Шестеренный

Всасывание топлива в шестерном насосе построено на движении внутренней шестерни относительно внешней. Внутренняя шестерня и есть ротор, вторая же шестерня является внешней и называется статор. Ротор вращается, а в его боковых зубьях при вращении  получаются своеобразные камеры. С их помощью происходит всасывание и топливо нагнетается.

Рассмотренные выше шестернный и роликовый насосы имеют такие особенности конструкции, что размещать их возможно только в топливопроводе. Наиболее востребованным и широко распространенным видом топливных насосов в современных авто являются центробежные насосы. Они характеризуются низким уровнем шума и обеспечивают наибольшую равномерность подачи топлива.

Центробежный

Данные насосы располагаются внутри топливного бака. Основным элементом насоса подобного типа является крыльчатка с большим количеством лопастей. Указанная крыльчатка вращается внутри камеры. В этой камере имеются всасывающий и нагнетательный клапан. Результатом вращения лопастей крыльчатки становятся завихрения топлива, обеспечивается его активное всасывание, рост и поддержание рабочего давления в топливной системе.

Распространенные неисправности

Электрический топливный насос имеет достаточно большой ресурс, который заложен в него инженерами. Но такой ресурс становится реальным только при соблюдении ряда условий, которых в процессе эксплуатации добиться удается далеко не всегда.

Учтите, что топливный насос является далеко не самым дешевым элементом, так что будет лучше создать для работы насоса условия, максимально приближенные к идеальным. Добавим, что любому ответственному автовладельцу сделать это будет очень даже не сложно.

Главными врагами насосов являются:

  1. Езда с практически пустым топливным баком;
  2. Загрязненный топливный фильтр или сетка бензонасоса;

В первом случае насос плохо охлаждается по причине отсутствия должного количества топлива в баке, а также возрастает риск захватить из бака осевшую в самый низ грязь и даже воздух. Все это может послужить  поводом для сокращения ресурса и/или выхода топливного насоса из строя. Старайтесь сразу же и немедленно заправляться после загорания сигнальной лампочки, а еще лучше держите в баке не менее 5-10 литров  неприкосновенного запаса.

Второй  причиной неполадок с бензонасосом является использование грязного топлива низкого качества и несвоевременная замена фильтров. Топливному  насосу необходимо постоянно поддерживать рабочее давление. Протолкнуть топливо через забитые фильтры устройству намного сложнее, а это говорит о неизбежном возрастании нагрузки на насос и повышенном его износе.

В итоге

Итогом нашей статьи станет небольшой список основных признаков, которые помогут диагностировать проблемы с бензонасосом или неполадками в топливной системе:

  • Приходится очень долго крутить мотор стартером при запуске как холодного, так и ранее прогретого двигателя. Это может говорить о том, что насосу сразу не удается создать необходимое рабочее давление в системе;
  • Сложности при разгоне, двигатель с большим трудом набирает обороты, запоздалая реакция на нажатие педали газа, провалы и рывки в движении;
  • Вы уверены, что в баке есть бензин, машина заводится, но затем непредсказуемо глохнет;
  • Повышение шума, который слышен в салоне и исходит от топливного насоса. Насос может сильно гудеть, издавать треск, писк или хлопки;
  • Наблюдается увеличение расхода топлива по непонятным причинам;
  • Неустойчивая работа мотора в разных режимах работы, плавающие обороты и другие признаки, похожие на троение;
  • Полное отсутствие звука работающего бензонасоса в момент включения зажигания;

Теперь Вы познакомились с устройством различных типов топливных насосов, которые повсеместно встречаются на отечественных автомобилях и иномарках  различного года выпуска.

Не забывайте своевременно менять топливный фильтр и другие фильтрующие элементы топливной системы. Заправляйтесь качественным топливом на проверенных АЗС и не катайтесь на остатках топлива «до лампочки».

Соблюдение этих простых рекомендаций может служить надежной гарантией того, что бензонасос определенно не доставит Вам в процессе эксплуатации автомобиля никаких проблем.

Читайте также

Устройство электробензонасоса — как он качает бензин?

Электробензонасос Представьте себе такую ситуацию: вы проспали, спешите на работу или дети опаздывают в школу. Итак, вы быстро допиваете еще очень горячий кофе, впопыхах берете ключи и плащ и мчитесь к автомобилю чтобы его прогреть. Пробуете его завести, а он никак не реагирует на ваши действия. Вы стараетесь еще раз, и еще, собираете всю волю в кулак, и пробуете в «последний третий раз», но вскоре понимаете, что сегодня таки не ваш день. Вот это и называется законом подлости, или, возможно, неисправностью электробензонасоса?

Как так? Присмотритесь к одометру в вашем автомобиле: если он показывает 80 000 км, а тем более 170 000 км, причина того, что ваш автомобиль не заводится очевидна. Скорее всего, в бензонасос больше не проводится транспортировка горючего под достаточными показателями давления. Также, очень часто водители жалуются на то, что автомобиль постоянно глохнет на пол пути, или же уровень мощности двигателя при эксплуатации желает лучшего. Причина в недостаточности давления в топливном насосе.

Электробензонасос

Как ни крути, но такая, казалось бы небольшая деталь как бензонасос, способна предугадать ход работы целого двигателя. Поэтому, каждому автолюбителю необходимо знать из чего он собственно состоит и по какому принципу он работает. Так как наука и технологии стремительно идут вперед, и наряду с механическими бензонасосами, на сегодня, повсеместно в топливные баки устанавливают бензонасосы с электроприводом, мы тоже не будем отставать и расскажем о конструкции и принципе работы именно электробензонасоса. Итак, что это и «с чем его едят»? Давайте посмотрим.

1. Назначение электробензонасоса

Ни для кого не секрет, что на сегодня весь современный автомобильный транспорт комплектуется двумя видами насосов: механическим и электрическим. Главным отличием первого от второго является сфера использования бензонасоса. Так, механический топливный насос принято использовать в автомобилях карбюраторного типа. Именно здесь производится подача бензина в карбюратор под низким давлением. Электрическим бензонасосом комплектуют автомобили с топливными системами непосредственно инжекторного типа, где бензин подается под давлением. В чем же предназначение электробензонасоса?

Если говорить в целом, электробензонасос является достаточно сложным по конструкции и функциям узел автомобиля. Его функции идентичны работе диафрагменного или плунжерного насоса. Что же он делает? Электробензонасос используется для подачи топлива к форсункам по топливопроводам. Как известно каждому автолюбителю, нормальная работа форсунок в автомобиле напрямую зависит от создания в топливной системе определенного давления. Исходя из этого, конструкторы автомобилей успели предусмотреть работу электробензонасоса еще до запуска двигателя.

Электробензонасос Если кратко говорить о построении электробензонасоса, то можно сказать, что он состоит из электрического двигателя и, конечно же, механического насоса (может быть разный: роликовый, вихревой, шестеренчатый, а также турбинный). Сам электробензонасос не имеет отдельной системы смазки, так как он и без того постоянно находится в топливе, поэтому топливо самостоятельно является для такого вида бензонасоса и охлаждающей жидкостью и жидкостью для смазки узла. Местонахождение электробензонасоса определяется маркой автомобиля.

Бензонасос на электрической тяге может быть установлен как внутри бака, так и снаружи бака прямиком возле него. Если говорить о работоспособности электробензонасоса, следует отметить, что, в среднем, он может прокачать где-то 1-2 литра в минуту. Такая работа возможна при давлении в 2,5-5 атмосфер. Выравнивание рабочего давления до необходимого продуктивного показателя можно воспользовавшись специальным регулятором в топливной реке.

Если говорить о поломках, то можно сказать что они бывают двух типов: механические и электрические. Как показывает практика, последние случаются довольно редко. Если пробег вашего автомобиля равен 150 тысячам, единственное что может выйти из строя так это щетка или коллектор электромотора.

Как правило, электрические насосы, в отличии от механических, которые крепят с внешней стороны топливного бака, устанавливаются на внутренней его стороне. Бывают и такие модели автомобилей, которые используют и два бензонасоса. Один выполняет свои функции на довольно больших объемах под малым давлением, непосредственно внутри бака, а другой эксплуатируется на незначительных объемах под большим давлением, на самом двигателе или вовсе около него. Как правило, под малым давлением работают именно механические бензонасосы. Теперь давайте поподробнее рассмотрим принцип работы электрического бензонасоса.

2. Как работает электробензонасос

Если говорить в общем, электрический бензонасос проделывает проталкивание бензина в двигатель. Если брать во внимание старинные автомобили, на таковых бензонасос работает с неизменимой скоростью. Напротив, скорость работы топливного насоса в современных автомобилях напрямую зависит от требований двигателя.

Электробензонасос Как правило, контроль над всей работой электрического бензонасоса производится электронной системой автомобиля, которая помимо положения дросселя и содержания выхлопов принимает во внимание и соотношение воздуха к горючему. Исходя из того факта, что электробензонасосы предназначены для работы под давлением, они склонны быстро нагреваться и издавать шум. Собственно поэтому их и помещают в топливный бак, так как бензин способен охладить топливный насос и , к тому же, заглушить все существующие шумы.

Как правило, электрический бензонасос от того и электрический, что его запускают с помощью электродвигателя. В то время как вы включаете зажигание поворачивая замок на включение, именно в этот момент из бортового компьютера исходит сигнал на запуск бензонасоса. Затем к топливному насосу поступает электрический заряд. Движок, который находится внутри насоса на протяжении нескольких секунд вращается и при этом работает над созданием в топливной системе нужного давления. Важным является тот факт, что если в компьютер на протяжении двух секунд не поступает сигнал о работе двигателя, в таком случае насос производит автоматическое выключения. Данная операция проводится с целью безопасности.

Именно в эти первые секунды после того, как двигатель запустился можно услышать как же работает топливный насос. После запуска, происходит засасывание горючего через трубочку прямиком в насос, которое после этого выводится из топливного насоса посредством одностороннего клапана. После этого горючее попадает в топливный фильтр, выполняющий функции задерживания мусора и прочей грязи, а потом уже поступает непосредственно в сам двигатель.

Работа топливного насоса напрямую зависит от работы двигателя, поэтому если двигатель не работает, не будет работать и электробензонасос. Как мы уже говорили, неисправности электрического характера случаются довольно редко. Намного чаще можно наблюдать износ нагнетающей части. Как показывает практика, причиной такой поломки являются присутствующие в горючем разнообразные механические примеси, которые могут абразивно действовать на трущиеся поверхности насоса. Такие примеси могут более всего навредить в том случае, когда топливный бак почти пуст. На значительную потерю давления может повлиять загрязнение сетки топливоприемника, а также несвоевременная замена фильтра тонкой очистки топлива. Диагностировать поломку можно общепринятым способом используя манометр давления в топливной системе, именно в тот момент, когда двигатель находится в рабочем состоянии.

Электробензонасос Важно помнить, что если вы хотите заменить топливный фильтр, вам нужно помнить, что замена должна производиться непосредственно перед самой проверкой, для того, чтобы предотвратить возможные искажения в показаниях манометра. Если вы обнаружили, что отметка показывает низкое давление, специалисты советуют провести проверку, а возможно и очистку сетки топливоприемника.

Если после проделанных операций давление будет по-прежнему ниже двух атмосфер, вам нужно провести замену электробензонасоса. Полностью проделать такую операцию в домашних условиях и без участия специалистов невозможно. Единственное что вы сможете сделать, так это проверить электрическую часть насоса. Как правило, исправно работающий электродвигатель издает звуки, похожие на жужжание при включенном зажигании.

Не лишним было бы отметить, что именно при работе механической части электробензонасоса и достигается давление в системе. Важно помнить, что неисправный электробензонасос по сути не подлежит ремонту на СТО, техцентры могут произвести разве что его замену. Все же, некоторым сервисам удается успешно отреставрировать топливный насос. К слову, цена на новый насос составляет одну третью всего узла.

Многие задаются вопросом, как же продлить работоспособность топливного насоса. Во-первых, нужно всегда следить, чтобы в баке постоянно было топливо нормального качества и, желательно, заполняло бак на не менее две трети объема. Конечно, в идеале бак должен всегда быть полным. На сегодня, современные автомобили используют плоские баки, поэтому даже 10-15 литров при маневрах могут оголить насос в значительной степени. Это грозит насосу тем, что он будет захватывать воздух, а в процессе эксплуатации это крайне нежелательно. Если же в зимнюю пору, бак будет недостаточно наполнен, то по большое вероятности в нем образуется конденсат. Специалисты советуют особенно тщательно подойти к этой проблеме, которая может доставить много неудобств.

Электробензонасос Наиболее распространенными «вредителями» электробензонасоса являются, как мы уже говорили, механические примеси. Бороться с ними можно и нужно. Во-первых, можно заправляться на АЗС в канистру, а уже после этого заливать топливо в бак, используя дополнительный фильтр. Данный способ борьбы с механическими примесями является достаточно эффективным, но крайне неудобным.

Также можно использовать специальные насадки, в основу которых идут различные спирты, которые могут выводить из бака воду. Но как ни крути, механические способы на сегодня являются наиболее эффективными и надежными.

3. Из чего состоит электробензонасос

Если говорить в общем о конструкции любого электробензонасоса, можно сказать что он состоит из двух очень важных узлов, а именно из электродвигателя постоянного тока, а также гидронагнетателя. Оба узла объедены в одном корпусе и соединённые между собой механически. Узел гидронагнетателя включает в себя предохранительный клапан для сброса лишнего давления, а также обратный клапан, который находится на выходе самого бензонасоса (возможно и размещение и за его пределами).

Электробензонасос Последний способен воспрепятствовать сливу топлива из магистрали в бензиновый бак. Также за его участия происходит сохранение давления в магистрали при выключении данного бензонасоса. Сам гидронагнетатель по принципу действия принято делить на центробежный и объёмный. Первый бывает турбинным, нагнетающая деталь которого напоминает крыльчатку с большим количеством лопастей, а второй бывает шестеренчатым и роликовым.

Поскольку электробензонасос представляет собой начало подачи топливной системы, как правило, на его работу воздействуют все предшествующие узлы, посредством которых он систематически прокачивает топливо. Исходя из этого, при какой-либо диагностике бензонасоса вам нужно будет принять во внимание все особенности схемы построения топливоподачи, а также воздействие отдельных узлов на всю работу электробензонасоса.

Итак, система подачи топлива может строиться исходя из двух схем. Первой является «короткое» топливное кольцо (возврат топлива в бак от начала топливной системы), вторая идет по «длинному» кольцу (возврат неиспользованного топлива форсунками в бак от места их установки).

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Как работает топливный насос?

Давайте в первую очередь рассмотрим базовое устройство топливного бака. В целях безопасности он находится на противоположном конце автомобиля от двигателя. Внутри него находится поплавок, который через датчик передаёт на приборную панель информацию о том, сколько бензина или дизельного топлива осталось в баке. Бак также имеет вентиляционное отверстие — обычно трубку или небольшое отверстие в крышке заливной горловины бака, чтобы позволить воздуху проникать в резервуар, когда он опустошается. Многие новые системы вентиляционных отверстий имеют также угольный фильтр, который не позволяет парам топлива выходить из бака, но воздуху позволяет входить в бак.

Топливный насос подаёт бензин из бака через трубку в двигатель (точнее, в карбюратор или инжектор). Топливный насос может быть механическим, приводимым в движение работающим двигателем; либо он может быть электрическим, и в этом случае он, как правило, находится рядом или чаще внутри топливного бака. Механические топливные насосы в наше время можно встретить всё реже и реже.

Как работает механический топливный насос

Механический топливный насос приводится в действие от распределительного вала двигателя или посредством специального вала, который в свою очередь приводится в движение от коленчатого вала. В то время когда один из этих ведущих валов вращается, то специальный кулачок, проходящий под рычажок через проушины, крутится вокруг своей оси и с определённой частотой давит на один конец этого рычага. Другой же конец этого рычага соединён с резиновой мембраной, образующей пол в камере насоса. Когда рычаг поднимается за счёт кулачка на другом конце, то он тянет диафрагму, в результате чего создаётся всасывание, которое и закачивает топливо в топливопровод через односторонний клапан, который не даёт перекачиваться топливу, когда его в топливопроводе достаточно.

Как работает электрический топливный насос?

Электрический насос имеет аналогичное устройство мембранного клапана, но, вместо получения привода от распределительного или иного вала (то есть механическим путём), в этом случае тягу диафрагмы обеспечивает электромагнитный переключатель. Этот электромагнитный переключатель тянет железный стержень, который, в свою очередь тянет диафрагму, впуская бензин в камеру.

Большинство механических и электрических систем топливных насосов работают только тогда, когда это нужно двигателю. В современном автомобиле когда Вы только садитесь в свою машину и поворачиваете ключ в замке зажигания в положение «On» (в этом положении ключ остаётся, когда двигатель заведён), тогда начинается свою работу топливный насос — в некоторых автомобилях даже можно услышать еле заметный шум начала его работы.

Топливный насос — Словарь автомеханика

Топливный насос основной элемент топливной системы любого ДВС будь то дизель или бензин. Его предназначение – доставка топлива из бака в камеры сгорания цилиндров. Каждый автомобиль оборудуется одним или двумя топливными насосами.


Виды топливных насосов

Принцип работы топливного насоса во многом зависит от особенностей его конструкции. На данный момент распространены электрические и механические насосы, схема топливных насосов имеет значительное отличие.

Механический бензонасос – это часть карбюраторного двигателя. Такой бензонасос приводится в движение от распредвала и располагается прямо на двигателе. Фактически это классический поршневой насос. Его корпус состоит из двух частей, диафрагма устанавливается между ними и крепится к штоку с обратной пружиной. Также такой бензонасос имеет в конструкции пару клапанов для приема и подачи топлива.

Электронасосы используются в современных бензиновых двигателях с раздельным впрыском. В моторах с прямым впрыском и дизелях применяется сразу два насоса –подкачивающий топливный насос низкого давления, который закачивает топливо в топливный насос высокого давления, непосредственно нагружающий форсунки. При этом дизельный топливный насос первичной подачи может быть и механическим, так как создаваемого им давления хватает для поддержания работоспособности системы, тогда как в системе впрыска требуется гораздо более высокая производительность.

Типы топливных насосов: карбюратор, инжектор, дизель (ТНВД).

Электрические насосы располагаются в различных местах топливопровода или прямо в баке. Наиболее распространенным сейчас вариантом является погружной топливный насос, размещаемый на дне бака. Такая конфигурация гарантирует оптимальные параметры охлаждения насоса. Кроме того, погружной топливный насос полностью лишен всасывающей магистрали, благодаря чему минимизируется потеря производительности. ТНВД дизельного двигателя расположен непосредственно возле самого мотора


Конструкция и виды электрических насосов

Устройство топливного насоса с электроприводом подразумевает наличие таких деталей, как:

  • электрический привод;
  • насос;
  • корпус.

Также в блок топливного насоса входит топливный расходомер и первичный фильтр очистки топлива.

Прокачка топлива базируется на работе обратного и редукционного клапанов. Задача первого – запирать топливную систему в режиме выключенного мотора. Задача второго – поддерживать давление в системе за счет возврата определенного объема топливо на вход насоса. Так работает топливный насос высокого давления.

Электронасосы по типу нагнетания разделяются на ряд видов:

  • роликовые,
  • шестеренные,
  • центробежные.

Типы нагнетания топлива и конструкция.

В роликовых насосах топливо нагнетается ротором и перемещающимися в нем роликами. Когда ролики и ротор расходятся, появившееся в результате свободное пространство заполняется топливом. Далее подача топлива прекращается, а ротора снова сближается с роликами. Выпускной канал открывается, и топливо под давлением уменьшающегося объема уходит из насоса.

Поэтому же принципу работают и шестеренные насосы, где за подачу топлива в камеру насоса отвечает внутренняя шестерня, а за его дальнейшее перемещение – ее взаимодействие с внешней шестерней.

Данные виды насосов устанавливаются исключительно в топливопроводе. Наиболее современными считаются центробежные или лопастные насосы, способные обеспечить максимально равномерную подачу топлива и отличающиеся бесшумностью.

Устройство топливного насоса центробежного типа допускает его установку в топливном баке. Лопасти насоса быстро вращаются в камере, к которой под определенными углами подведены всасывающий и нагнетательный каналы. Завихрение топлива, которое создается крыльчатками, позволяет одновременно втягивать топливо из бака и под повышенным давлением переправлять его дальше в топливную систему.


Проблемы с топливным насосом

Упавшее или вовсе отсутствующее давление в топливопроводе – это возможный признак неисправности топливного насоса. Причинами проблемы могут быть:

  1. неисправность предохранителя;
  2. поломка реле насоса;
  3. износ насоса;
  4. протекание системы;
  5. засорение топливных фильтров.

Также признаками поломки топливного насоса могут стать:

  1. заметное изменение тональности работы мотора;
  2. снижение реальной мощности двигателя;
  3. проблемы с запуском мотора и прочее подобное.

Чтобы оценить работоспособность топливного насоса, оценка величины давления топлива замеряется на работающем двигателе.


Причины выхода из строя

Причины поломки могут быть самыми разными. В первую очередь, это износ или механическая поломка частей топливного насоса, которая часто вызывается регулярной ездой с почти пустым баком, из-за чего погружные насосы не могут нормально охлаждаться. Причиной проблемы может стать и неисправная проводка или установка неподходящего предохранителя. Грязь и пыль в баке способны привести к засорению и поломке насоса.

Самыми распространенными симптомами неисправности топливного насоса является недостаточное распыление на высоких скоростях, потеря мощности при разгоне, потеря мощности автомобиля, в условиях напряженной работы, и, наконец, не заводится двигатель. Знание этих симптомов и правильное определение их — это единственный способ, чтобы водители могли избежать поломки топливного насоса в непредвиденных ситуациях.

Частая езда с почти пустым баком способствует быстрому выходу из строя топливного насоса современного автомобиля, будь то бензиновый или дизельный.

При поломке рекомендуется не ремонт, а замена топливного насоса для обеспечения оптимального режима подачи топлива. Прежде всего, это касается новых автомобилей, насосы для которых часто выполняются не разборными.

Устранение мелкий дефект вовремя, помогает избежать серьезных проблем в дальнейшем. Если резко стал наблюдаться шум или снижение мощности мотора, то первым делом осмотрите шланги, проверьте предохранители и электрические контакты.

Связанные термины

механический, электрический. Устройство, принцып действия, неполадки.

Бензонасос — элемент топливной системы автомобиля который осуществляет подачу топлива к системе дозирования (карбюратор/форсунка). Необходимость такой детали в топливной системе возникает через техническое расположение двигателя и бензобака относительно друг-друга. В автомобилях устанавливаются один из двух типов бензонасосов: механический, электрический.

Схема механического и электрического бензонасоса

Механические применяются в карбюраторных машинах (подача топлива под низким давлением).

Электрические — в автомобилях инжекторного типа (подача топлива происходит под высоким давлением).

Механический бензонасос

Приводной рычаг механического бензонасоса постоянно двигается вверх-вниз, но сдвигает диафрагму вниз только при необходимости заполнить камеру насоса. Возвратная пружина сдвигает диафрагму обратно вверх, чтобы подать топливо в карбюратор.

  • Камера
  • Впускной, выпускной клапан
  • Диафрагма
  • Возвратная пружина
  • Приводной рычаг
  • Кулачек
  • Распредвал

Электрический бензонасос

Электробензонасос снабжен схожим механизмом: он работает за счет сердечника, который втягивается в электромагнитный клапан, пока не открываются контакты, отключающие подачу электрического тока.

  • Камера
  • Впускной, выпускной клапан
  • Диафрагма
  • Возвратная пружина
  • Электромагнитный клапан
  • Сердечник
  • Контакты

Принцип действия бензонасоса

Приводится в действие диафрагмой которая ходит вверх-вниз, поскольку над диафрагмой создается разряжение (при ходе вниз), открывается всасывающий клапан через который бензин поступает через фильтр в над диафрагменное углубление. При обратном ходе диафрагмы (вверх), когда создается давление, оно закрывает всасывающий клапан, а открывает нагнетающий, что и способствует движение бензина по системе.

Основные неисправности бензонасоса

В основном бензонасос выходит из строя по 2 причинам:

  • загрязненный топливный фильтр;
  • езда на пустом баке.


И первом, и втором случае, бензонасос работает на пределе, а это способствует быстрому истечению предусмотренного ресурса. Чтобы самостоятельно продиагностировать и выяснить причину неисправности топливного насоса читайте статью о шагах проверки.

Проверка бензонасоса

Проверить работу бензонасоса можно в 5 или 7 этапов. Для этого нужно сначала начать с предохранителя и заканчивая проверкой давления. Имея мультиметр, манометр и АКБ с проводком
Подробнее

 

Автор: Иван Матиешин

Спрашивайте в комментариях. Ответим обязательно!

Устройство и принцип работы автомобильного электрического бензонасоса

Любая система впрыска топлива, которая устанавливается на современном автомобильном двигателе внутреннего сгорания, снабжена бензонасосом с приводом от электродвигателя постоянного тока. Электрический бензонасос может быть расположен как внутри бензобака, где, в таком случае, он будет погружен в бензин, так и рядом с ним под днищем кузова автомобиля.

 

В качестве примера рассмотрим устройство и принцип работы погружного электробензонасоса производства BOSCH серии 0580254, который используется во всех модификациях системы впрыска топлива «К-Jetronic».

Рис. 1. Конструкция автомобильного электробензонасоса
1 — выходной штуцер; 2 — обратный клапан; 3 — электроклемма; 4 — коллектор; 5 — щеткодержатель с пружиной и щеткой; 6 — статорный постоянный магнит; 7 неподвижная ось для якоря электродвигателя и для ротора насоса; 8 — якорь электродвигателя; 9 — сцепная вилочка; 10 — центробежный ролик; 11 — крышка нагнетателя с выпускной щелью; 12 — статор нагнетателя с эксцентрической цилиндрической полостью; 13 — ротор нагнетателя с пятью центробежными роликами; 14- донце нагнетателя с входной щелью; 15 — входное отверстие; 16 — сетка фильтра грубой очистки топлива; 17 — выпускное отверстие; 18 — клапан сброса; 19 — выемка в днище бензобака.

 

На рис. 1 приведено схематическое изображение конструкции электробензонасоса. Его приводной частью является электродвигатель постоянного тока с двумя постоянными магнитами 6, расположенными на статоре, и с двенадцатисекционной рабочей обмоткой, намотанной на 12-пазном якоре 8. Якорь барабанного типа. Якорная обмотка петлевая, короткозамкнутая, по отношению к внешней электрической цепи, — разделена щетками на две параллельные ветви. Всего в обмотке 288 витков медного провода диаметром 0.6 мм, по 24 витка в каждой секции. Два статорных магнита создают постоянное магнитное поле В’ с полюсами N и S, которое пронизывает магнитные массы и витки якоря электродвигателя. Коллектор 4 имеет 12 ламелей, которые попарно соединены с бортовой электрической сетью напряжением 12 Вольт посредством подпружиненных щеток 5 и двух внешних электроклемм 3. Щетки к клеммам подсоединены многожильным гибким медным проводом. Клеммы выведены за пределы корпуса бензонасоса (обозначены соответственно «+» и «-») и имеют герметическое уплотнение.

Электробензонасос устанавливается на переходную площадку, посредством которой он крепится к бензобаку. При этом приемный торец электробензонасоса с сетчатым фильтром 16 грубой очистки топлива опускается точно в выемку 19 днища бензобака. Рабочее положение электробензонасоса БОШ-0580254 вертикальное.

Электродвигатель рассчитан на рабочее напряжение 12 В и в нагруженном режиме потребляет.ток до 6 А. Мощность электродвигателя примерно 80 Вт.

Принцип работы электродвигателя можно объяснить с помощью рис. 2.

На клеммы +М и -М подается напряжение 12 В от бортовой сети автомобиля через схему управления электробензонасосом. Эта схема включает электродвигатель бензонасоса в момент пуска двигателя внутреннего сгорания на 3…5 с, а во время работы двигателя автомобиля удерживает его постоянно включенным. Если двигатель внутреннего сгорания заглохнет при включенном зажигании, схема управления отключает электробензонасос от бортовой сети до следующего пуска двигателя автомобиля.

Под действием бортового напряжения 12 В по виткам рамки R якоря электродвигателя начинает протекать пусковой ток Iя. Этот ток, согласно закону Ома равный UcRя (где Uc — напряжение бортовой сети, Rя — омическое сопротивление обмотки якоря), вступает в электромагнитное взаимодействие с магнитным полем В’ постоянного магнита статора. Как следствие, на рамку R начинают действовать две механические силы F1 и F2, каждая из которых согласно закону электромагнитной индукции определяется по формуле: F=BLI cosα, где L — суммарная активная длина витков рамки R; В — индукция магнитного поля; α — угол поворота рамки R относительно направления поля В7. Направление действия силы F легко определяется по правилу левой руки.

Силы F1 и F2, приложенные в противоположных направлениях к оси вращения якоря, образуют вращающий момент Мя, который посредством сцепной вилочки (рис. 1, 9) передается ротору шиберного бензонасоса. Момент определяется по формуле: Мя=(F1+F2)r, где r — приведенный радиус якоря.

Следует заметить, что сцепная вилочка выполнена из жесткой, но ломкой пластмассы и при заклинивании ротора бензонасоса (например, при замерзании зимой случайно попавшей в бензобак влаги) должна сломаться, предотвращая тем самым короткое замыкание электродвигателя насоса.

После пуска электродвигателя ток якоря Iя значительно уменьшается. Это явление имеет место потому, что, во-первых, якорь сам становится вращающимся постоянным магнитом и силой этого магнита ослабляет магнитное поле В’ статора электродвигателя (реакция якоря), во-вторых, ток Iя при работе электродвигателя ослабляется противоэлектродвижущей силой и постоянно переключается по виткам якоря коллекторно щеточным механизмом, за счет чего его среднее значение становится меньше тока заторможенного якоря.

Частота вращения якоря электродвигателя, а следовательно, и ротора насоса, не регулируется, так как зависит только от приложенного к клеммам электродвигателя напряжения и в незначительной степени от механической нагрузки на ось. Новый электробензонасос BOSCH — 0580254 при напряжении 12В может развивать давление на заглушенном выходном штуцере (рис. 1, 1) до 7,8 бар. Клапан сброса (рис. 1, 18) отторирован на 6,8 бар. При этом электродвигатель насоса вращается с частотой до 100 об/с. Производительность насоса около 1,8 дм3/мин, что значительно выше потребления топлива двигателем внутреннего сгорания в форсированном режиме.

Для поддержания требуемого давления в системе и для сброса излишнего бензина обратно в бензобак все системы питания современных двигателей внутреннего сгорания оборудованы обратным бензопроводом и регулятором давления в рабочей топливной магистрали, благодаря чему давление, развиваемое бензонасосом, поддерживается постоянным (для Bosch-0580254 около 6 бар).

Бензоподающим устройством электробензонасоса является шиберный гидронагнетатель (рис. 1, 10—18), который работает по принципу проталкивания отдельных порций бензина центробежными роликами через эксцентрическую насосную полость.

Рис.3 Составные части шиберного бензонасоса.

Основные составные части шиберного бензонасоса (рис. 3) следующие: ротор R с роликами Р, статор С с эксцентрической насосной полостью S, донце А с впускным отверстием L и крышка В с выпускным отверстием М.

В собранном виде центробежный насос представляет собой трехслойный пакет, в средней части которого между крышкой В и донцем А образована главная насосная полость S, эксцентрично сдвинутая относительно центра вращения ротора R, в которой и вращается ротор R с роликами Р.

Работает центробежный гидронагнетатель следующим образом. Ротор нагнетателя приводится во вращение вышеописанным способом. Под действием центробежных сил все ролики нагнетателя плотно прижимаются к стенке эксцентрической статорной полости и начинают кататься по стенке. Эта полость является главной насосной полостью нагнетателя. Там, где ротор нагнетателя вплотную подходит к стенке насосной полости (рис. 3, б, Р1), ролики почти полностью утапливаются в направляющие пазы. Там, где зазор между ротором и статором нагнетателя максимален (рис. 3, б, Р2), центробежные ролики выступают из пазов почти на половину своего диаметра. Таким образом через впускную щель (рис. 3, а, L) насосной полости S происходит захват очередной порции бензина очередным набежавшим роликом. Эта порция интенсивно проталкивается в выпускное отверстие (рис. 3, в, М) крышки нагнетателя и оттуда вверх, через все детали электродвигателя, к выходному штуцеру электробензонасоса (рис. 1, 1).

Бензин не проводит электрический ток, но беспрепятственно пропускает магнитные силовые линии. Поэтому на электромагнитные процессы в электродвигателе бензин никакого влияния не оказывает. Вязкость бензина очень низкая, и поэтому гидромеханическое сопротивление слоев бензина, протекающих через рабочий «воздушный» зазор электродвигателя, также незначительно.

Прокачка бензина через «внутренности» электродвигателя повышает его надежность. Имеет место постоянная и эффективная промывка коллекторно щеточного механизма и смазка проточным бензином оси вращения, на которой вращаются ротор нагнетателя и якорь электродвигателя.

В конструкции электробензонасоса нет подшипников качения. А втулки скольжения с плотной посадкой на ось лучше работают с жидкой смазкой, которой в данном случае является бензин. Помимо сказанного, бензин интенсивно охлаждает электродвигатель, который никогда не перегревается. Как следствие, электробензонасосы с прокачкой бензина через внутреннюю полость электродвигателя обеспечивают работу двигателя автомобиля до 200 тыс. км пробега.

Следует заметить, что расположение электродвигателя бензонасоса в бензобаке на первый взгляд вызывает недоумение. Действительно, хорошо известно, что в коллекторно щеточном механизме электродвигателя может возникать интенсивное искрение. Это может стать причиной взрыва бензобака, когда он пустой, а концентрация паров бензина соответствующая. Однако фирма BOSCH выпускает погружные электробензонасосы более 30 лет и случаев взрывов бензобака не зарегистрировано. Объясняется этот феномен так: электроконтактная пара «щетка-ламель» не искрит, так как, во-первых, работает в режиме переключателя малых энергий, во-вторых, ее компоненты изготовлены из специально подобранных электропроводных материалов, и, в-третьих, в электродвигателе с короткозамкнутой петлевой обмоткой на якоре искрение в коллекторно щеточном механизме ограничено встречно-параллельным соединением рабочих ветвей якорной обмотки на щетках. Кроме этого, бензонасос и его электродвигатель при работе постоянно наполнены бензином, искрение в котором практически невозможно. За счет герметичности в системе топливного питания, в бензонасосе бензин или его чрезмерно богатая смесь присутствует даже тогда, когда бензобак пустой.

Таким образом, вероятность взрыва бензобака от присутствия в нем электробензонасоса практически сведена к нулю.

 

 

На сайте Времонт.su публиковаться материалы по ремонту и сервисному обслуживанию классического электрооборудования, автомобильной электроники, а также по устройству, принципу действия и ремонту новейших автоэлектронных устройств, таких как автомобильных стартеров, впрыска топлива, автомобильные свечи зажигания, антиблокировки тормозов, cистемы зажигания в мотоциклах и цифрового зажигания , простые схемы противоугонных систем автомобиля и т. п.

Приглашаем к сотрудничеству всех заинтересованных лиц, имеющих желание разместить рекламу на сайте, владеющих информацией по указанным темам и желающих поделиться ею на страницах интернет-журнала. По интересующим вопросам пишите на наш Email Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript .

 

 

 

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о