Работа двигателей внутреннего сгорания, использующихся на самых разных видах транспорта и техники, основана на сгорании топливо-воздушной смеси и выделяемой в результате этого процесса энергии. Но для того, чтобы силовая установка функционировала, топливо должно подаваться порционно в строго определенные моменты. И задача эта лежит на системе питания, входящей в конструкцию мотора.
Системы подачи топлива двигателей состоят из ряда составных элементов, у каждого из которых своя задача.
Одни из них фильтруют топливо, удаляя из него загрязняющие элементы, другие осуществляют дозировку и подачу его во впускной коллектор или непосредственно в цилиндр.
Все эти элементы выполняют свою функцию с топливом, которое к ним еще нужно подать. И это обеспечивают используемые в конструкциях систем топливные насосы.
Насос в сборе
Как и у любого жидкостного насоса, задача узла, используемого в конструкции мотора – закачка топлива в систему. Причем практически везде нужно, чтобы оно подавалось под определенным давлением.
Типы топливных насосов
В разных типах моторов используются свои виды топливных насосов. Но в целом, все их можно разделить на две категории – низкого и высокого давления. Использование того или иного узла зависит от конструктивных особенностей и принципа работы силовой установки.
Так, у бензиновых моторов, поскольку воспламеняемость бензина значительно выше дизельного топлива, и при этом загорается топливо-воздушная смесь от стороннего источника, то высокого давления в системе не требуется. Поэтому в конструкции используются насосы низкого давления.
Насос бензинового двигателя
Но стоит отметить, что в инжекторных бензиновых системах последнего поколения, топливо подается прямо в цилиндр (непосредственный впрыск), поэтому бензин должен подаваться уже под высоким давлением.
Что касается дизелей, то у них смесь загорается от воздействия давления в цилиндре и температуры. К тому же само топливо имеет непосредственный впрыск в камеры сгорания, поэтому, чтобы форсунка смогла его впрыснуть, нужно значительное давление.
И для этого в конструкции используется насос высокого давления (ТНВД).
Но отметим, что без использования насоса низкого давления в конструкции системы питания не обошлось, поскольку сам ТНВД не может закачивать топливо, ведь в его задачу входит только сжатие и подача на форсунки.
Все используемые насосы на силовых установках разных типов можно также разделить на механические и электрические. В первом случае узел работает от силовой установки (используется шестеренчатый привод или от кулачков вала). Что касается электрических, то они в действие приводятся от своего электродвигателя.
Если более конкретно, то на бензиновых моторах системы питания используют только насосы низкого давления. И лишь в инжекторе с непосредственным впрыском имеется ТНВД. При этом в карбюраторных моделях этот узел имел механический привод, а вот в инжекторных используется электрические элементы.
Механический бензонасос
В дизелях же применяется два типа насосов – низкого давления, который закачивает топливо, и высокого давления – сжимающий дизтопливо перед тем, как оно поступит на форсунки.
Топливоподкачивающий насос дизеля обычно имеет механический привод, хотя встречаются и электрические модели. Что касается ТНВД, то он в работу приводится от силовой установки.
Разница в создаваемом давлении насосов низкого и высокого давления очень разительна. Так, для работы инжекторной системы питания достаточно всего 2,0-2,5 Бар. Но это рабочий диапазон давления самого инжектора.
Качающий топливо узел же, как обычно, обеспечивает его немного с избытком. Так, давление топливного насоса инжектора варьируется от 3,0 до 7,0 Бар (зависит от типа и состояния элемента).
Что касается карбюраторных систем, то там бензин подается практически без давления.
А вот в дизелях для подачи топлива нужно очень высокое давление. Если взять систему Common Rail последнего поколения, то в контуре «ТНВД-форсунка» давления дизтоплива может достигать 2200 Бар. Поэтому насос и работает от силовой установки, поскольку для функционирования его требуется достаточно много энергии, а ставить мощный электродвигатель не целесообразно.
Естественно, рабочие параметры и создаваемое давление сказываются на конструкции этих узлов.
Виды бензонасосов, их особенности
Разбирать устройство бензонасоса карбюраторного двигателя не будем, поскольку такая система питания уже не используется, да и конструктивно он очень прост, и ничего особого в нем нет. А вот электрический бензонасос инжектора следует рассмотреть подробнее.
Стоит отметить, что на разных машинах используются разные виды топливных насосов, отличающиеся по конструкции. Но в любом случае узел делится на две составляющие – механическую, которая и обеспечивает закачку топлива, и электрическую, приводящую в действие первую часть.
На инжекторных автомобилях могут использоваться насосы:
- Вакуумные;
- Роликовые;
- Шестеренчатые;
- Центробежные;
Насосы роторного типа
И разница между ними, в основном, сводится к механической части. И только устройство топливного насоса вакуумного типа полностью отличается.
Вакуумный
В основу работы вакуумного насоса положен обычный бензонасос карбюраторного мотора. Единственная лишь разница в приводе, но сама механическая часть практически идентична.
Имеется мембрана, разделяющая рабочий модуль на две камеры. В одной из этих камер располагается два клапана – впускной (связан каналом с баком) и выпускной (ведущий к топливной магистрали, подающей топливо далее в систему).
Эта мембрана при поступательном движении создает разрежение в камере с клапанами, что приводит к открытию впускного элемента и закачке в нее бензина. При обратном движении впускной клапан перекрывается, но открывается выпускной и топливо просто выталкивается в магистраль. В общем все просто.
Что касается электрической части, то работает она по принципу втягивающего реле. То есть, имеется сердечник, и обмотка.
При подаче напряжения на обмотку, возникающее в ней магнитное поле втягивает сердечник, связанный с мембраной (происходит ее поступательное движение).
Как только напряжение пропадает, возвратная пружина возвращает мембрану в исходное положение (возвратное движение). Подача импульсов на электрическую часть управляется электронным блоком управления инжектором.
Роликовый
Что касается остальных видов, то у них электрическая часть, в принципе, идентична и представляет собой обычный электродвигатель постоянного тока, работающий от сети 12 В. А вот механические части – разные.
Роликовый топливный насос
В роликовом типе насоса рабочими элементами являются ротор с проделанными пазами, в которые установлены ролики. Эта конструкция помещена в корпус с внутренней полостью сложной формы, имеющая камеры (впускную и выпускную, сделанные в виде проточек и соединенные с подающей и выпускной магистралями). Суть работы сводится к тому, что ролики просто перегоняют бензин с одной камеры во вторую.
Шестеренчатый
В шестеренчатом типе используется две шестеренки, установленные одна в другую. Внутренняя шестерня – меньше по размеру, и движется по траектории эксцентрика. Благодаря этому между шестернями имеется камера, в которой и осуществляется захват топлива из подающего канала и перекачка его в выпускной канал.
Шестеренчатый насос
Центробежный тип
Роликовый и шестеренчатый типы электробензонасосов – менее распространены, чем центробежные, они же – турбинные.
Центробежный насос
Устройство топливного насоса такого типа включает в себя крыльчатку с большим количеством лопастей. При вращении эта турбина создает завихрения бензина, что обеспечивает его всасывание в насос и дальнейшее выталкивание в магистраль.
Мы рассмотрели устройство топливных насосов немного упрощенно. Ведь в их конструкции имеются дополнительно впускные и редукционные клапаны, в задачу которых входит подача топлива только в одном направлении.
То есть, бензин, попавший в насос, вернуться в бак уже сможет только по обратной магистрали, пройдя через все составные элементы системы питания.
Также в задачу одного из клапанов входит запирание и прекращение закачки при определенных условиях.
Турбинный насос
Что касается насосов высокого давления, используемых в дизельных моторах, то там принцип действия кардинально отличается, и подробно о таких узлах системы питания узнать можно здесь.
Всё про бензонасос для машины
Расскажем что такое бензонасос для автомобиля и как работает. Какая разница между механическим и электрическим устройством. Как проверить самому и когда менять. Вопросы и ответы.
Бензонасос машины предназначен для поступления топлива из бака к двигателю. Он нужен потому, что мотор и бензобак находятся в противоположных концах автомобиля. В современных авто устанавливаются два типа: механические и электрические. Механические бензонасосы применяются в машинах карбюраторного типа, при этом топливо в карбюратор подается под низким давлением, а электрические — в топливных системах инжекторного типа с подачей топлива под давлением.
Механические бензонасосы крепятся снаружи топливного бака, а электрические — внутри. В некоторых двигателях устанавливаются два бензонасоса: один, работающий на больших объемах под низким давлением, внутри топливного бака. Другой — работающий на малых объемах под высоким давлением, на двигателе или около него. Механические бензонасосы работают по принципу засасывания топлива из бака в двигатель. Расстояние между карбюратором и насосом небольшое, поэтому могут работать под низким давлением.
Электрические бензонасосы «проталкивают» топливо в двигатель. Их работа контролируется электронной системой автомобиля, которая принимает в расчет положение дросселя, соотношение воздуха к топливу и содержание выхлопов.
Схема системы питания: 1 — топливный бак; 2 — сетка; 3 — электробензонасос; 4 — магистраль подачи топлива; 5 — топливный фильтр; 6 — регулятор давления; 7 — топливная рампа; 8 — штуцер; 9 — форсунки; 10 — магистраль слива топлива.
Бензонасосы работают под давлением, они довольно шумные и быстро нагреваются. Поэтому их размещают в топливном баке — топливо охлаждает и глушит шумы.
Бензонасосы запускаются при помощи электродвигателя. Когда поворачиваете замок зажигания авто на включение, бортовой компьютер дает сигнал на запуск. В этот момент на устройство подаётся электрический заряд. Мотор внутри начинает вращаться и в течение нескольких секунд создает давление в топливной системе.
Если через две секунды компьютер не получает сигнал, что мотор включён, бензонасос автоматически отключается в целях безопасности. Именно в первые две секунды после запуска двигателя можно слышать его работу.
Далее топливо засасывается в бензонасос через трубочку и выходит через односторонний клапан. Через топливный фильтр задерживается грязь и мусор. Далее бензин поступает в двигатель. Бензонасос работает, пока двигатель заведён. Поддерживает давление топлива в системе питания автомобиля на безопасном уровне, на который рассчитаны все элементы — трубки, шланги, форсунки. Без него топливный насос превысит допустимое значение, что может привести к отказу системы. Но следует знать, что насос проектируется с технологическим запасом, чтобы обеспечить его работу вне зависимости от параметров бензина, колебания напряжения питания и температуры.
Напряжение открытия регулятора давления в 3,8 бара говорит о пороге, с которого начинается нормальная работа системы питания. Чем оно ниже, тем лучше. Чаще всего бензонасос преждевременно ломается из-за грязного топливного фильтра. Он трудится на пределе, вырабатывая ресурс быстрее, чем было предусмотрено изготовителем. Поэтому не ленитесь чаще менять топливные фильтры, особенно если качество топлива оставляет желать лучшего. Промывка вряд ли поможет.
Бензонасос выходит из строя из-за износа его механических деталей или подгорания электрических контактов. Поводом для замены является изменение поведения автомобиля. Вот наиболее частые причины:
- Неадекватная реакция на нажатие педали «газа».
- Потеря мощности, особенно на высоких оборотах.
- Неуверенный пуск двигателя.
- Шум в топливном баке машины.
- Нестабильная работа двигателя на минимальных оборотах холостого хода.
Надо перевести ключ зажигания машины во второе положение (должны загореться контрольные лампочки на панели), но мотор не запускать. Если слышен звук — работает, ничего не слышно — значит есть проблемы. Многие автолюбители прывыкли ездить на «лампочке», когда в баке автомобиля остается минимум бензина. Но как это сказывается на работе бензонасоса? Не начнёт ли он хлебать воздух вместо бензина и преждевременно выйдет из строя. Современный насос располагается в пластиковом стакане, препятствующей отливу топлива при кренах и ускорениях авто. А внутренние перегородки в топливном баке препятствуют переливам и отливам бензина.
Даже если бензин полностью закончится, то бензиновый насос перестанет создавать давление, мотор заглохнет и питание не будет поддаваться на насос. Многие считают, что автомобильное топливо используется как смазка. На самом деле, смазывающая способность бензина мала, а он используется как охладитель. Так полагают из-за того, что щётки бензонасоса постоянно искрят и малейшая негерметичность насоса приведёт к пожару. Но его конструкция не герметична, а его детали — щетки и якорь постоянно купаются в бензине. Возгорание невозможно, т.к. концентрация паров бензина высокая (больше стехиометрической) и её поджечь нельзя.
- Поиск неисправностей топливной системы инжектора — коды ошибок
Когда бензонасос работает на газовом топливе, то он гоняет топливо по малому кругу. Это не может сказаться на его надежности, т.к. это штатный режим работы. Неприятности могут возникнуть только при полном отсутствии бензина в баке. Считается, что если поставить более мощный бензонасос, то будет создаваться избыточное давление в топливной магистрали. Но регулятор давления отслеживает величину давления, отправляя излишек топлива обратно в бензобак. Поэтому более производительный насос никакого вреда не причинит. Но если установить более слабый, то на «максималке» может не хватать топлива.
Электробензонасос считается одним из самых надежных агрегатов в современном автомобиле. Например, своей смертью от недостатка бензина бензонасос не помрёт. Чаще всего сказывается естественный износ механических деталей.
Топливный насос: назначение, виды, устройство, принцип действия
Ключевым устройством любой топливной системы бензинового ДВС является топливный насос (ТН), основным назначением которого является подача топлива под определенным давлением к топливным форсункам или карбюратору (в зависимости от типа двигателя).
Топливные насосы различаются по типу привода на механические и электрические устройства.
Топливный насос механический
Топливный насос механического типа или бензонасос используется на двигателях, оснащенных карбюраторами. Работа насоса обеспечивается механическим приводом от распредвала ДВС, как правило, через вспомогательные устройства, например, привод может быть осуществлен через вал масляного насоса. В любом случае насос находится на двигателе.
Механический насос является одним из видов поршневого насоса.
Конструкция механического топливного насоса
Насос подобного типа имеет достаточно сложную конструкцию, состоящую из следующих механизмов и элементов:
- корпуса с защитной крышкой;
- диафрагмы – располагается в средней части корпуса;
- штока – соединяется с диафрагмой;
- возвратной пружины – устанавливается на шток;
- клапанов – всасывающего и нагнетательного, которые расположены в верхнем отсеке корпуса;
- фильтра сетчатого – устанавливается в защитной крышке;
- привода механического
Основным конструкционным элементом механического ТН является диафрагма, которая состоит из 2-3 мембран, уплотненных между собой прокладками. Как уже было сказано выше, диафрагма насаживается на шток, который с обратной стороны соединен с механическим приводом ТН.
На разных марках автомобилей может быть установлен механический привод разной конструкции – двуплечный рычаг (коромысло) или толкатель с рычагом и балансиром (чаще применяется на отечественных автомобилях).
Механический привод осуществляется при помощи эксцентрика распредвала. Совершая вращательные движения эксцентрик воздействует на шток, который толкает диафрагму, преодолевая воздействия пружины.
Полость, расположенная над диафрагмой увеличивается в размере, при этом происходит поступление топлива (бензина) в насос из бака через клапан всасывания. В этот момент нагнетательный клапан полностью закрыт.
Далее эксцентрик освобождает приводной рычаг, вместе с тем диафрагма возвращается в исходное положение под воздействием пружины. В полости над диафрагмой возрастает рабочее давление и происходит открытие нагнетательного клапана, благодаря чему топливо попадает в карбюратор. В этот момент закрывается всасывающий клапан.
Рабочие циклы топливного насоса повторяются при совершении очередного оборота эксцентрика, расположенного на приводном валу.
Бензин поступает в поплавковую камеру карбюратора. При ее заполнении топливом запорная игла перекрывает доступ бензина.
Диафрагма при этом стопорится на места, а насос работает вхолостую до того момента, пока не потребуется очередная порция топлива для заполнения карбюратора.
Регулировка производительности топливного механического насоса осуществляется путем автоматического изменения амплитуды перемещения диафрагмы.
Топливный насос электрический
Топливный электронасос используется в бензиновых ДВС, оснащенных системой распределенного впрыска топлива.
Кроме этого данный тип насосов может также применяться как на дизелях, так и на бензиновых двигателях с системой прямого впрыска топлива. В этом случае электрический ТН встраивается в контур низкого давления для того чтобы обеспечить подачу топлива к ТНВД.
Электрический ТН способен создавать рабочее давление в диапазоне 0,3 — 0,7 МПа. Топливный электронасос может устанавливаться как в топливопроводе, так и непосредственно в топливном баке.
Чаще всего насос устанавливается внутрь бака, что обеспечивает более быстрое охлаждение насоса, за счет его погруженности в топливо.
Конструкция электрического топливного насоса
Электрический насос состоит из:
- привода электрического типа (электрический двигатель);
- металлического корпуса;
- датчика расхода топлива;
- топливного заборника;
- топливного фильтра сетчатого;
- клапанов – обратного и редукционного
Конструктивно топливный электронасос можно разделить на две части: электродвигатель и, непосредственно, насос. Обе части объединены в одном металлическом корпусе. Все элементы насоса находятся в постоянном контакте с топливом.
Это возможно благодаря высокому электрическому сопротивлению бензина, который выступает в роли изолятора и предотвращает короткое замыкание.
Работа насоса обеспечивается двумя клапанами: редукционным и обратным. Обратный клапан обеспечивает запирание топливной системы при остановке двигателя.
А редукционный клапан необходим для поддержания в топливной системе необходимого давления, что обеспечивается отсеканием излишков топлива.
Виды электрических ТН
Существует три основных вида топливных электронасосов – шестеренный, центробежный и роликовый.
Шестеренный насос
В шестеренном насосе топливо подается при помощи ротора (внутренней шестерни, подвижной), который располагается эксцентрично относительно статора (внешней шестерни, неподвижной). При вращении ротора боковые части его зубьев образуют небольшие камеры, которые меняют свой размер в зависимости от того, в каком месте проходят статор.
На входе камеры имеют максимальный размер и засасывают за счет разряжения в себя топливо. По мере вращения относительно статора камера уменьшается в размерах, за счет чего обеспечивается подача и нагнетание топлива на выходе из насоса.
Роликовый насос
Аналогичный принцип используется в роликовом насосе, в котором подача топлива осуществляется также благодаря эксцентричному расположению вращающегося ротора с подвижными роликами и неподвижного статора.
Ролики перемещаются в специальных углублениях в роторе.
Пространство, возникающее между ротором и роликом, полностью заполняется топливом в момент, когда ролик под действием центробежной силы максимально стремится вырваться из ротора.
Продолжая вращаться, ротор перемещает ролики относительно статора, форма которого меняется, заставляя ролики прижиматься к центру оси вращения ротора и сжимая тем самым топливо. На выходе создается дополнительное условие, при котором открывается отверстие выпуска, и топливо под высоким давлением удаляется из насоса.
Центробежный насос
В центробежном насосе подача топлива обеспечивается при помощи крыльчатки, которая оснащается специальными лопатками по всему периметру. Вращение крыльчатки происходит внутри полости, оснащенной двумя каналами – всасывающим и нагнетательным. Вращательные движения лопаток обеспечивают вихревой поток топлива, за счет чего достигается повышение давления.
Если шестеренный и роликовый насосы в силу особенностей конструкции монтируются непосредственно в топливопровод, то центробежный насос размещается в топливном баке.
В современных топливных системах предпочтение отдается центробежному насосу, который значительно менее шумный, обеспечивает более ровный (без пульсаций) поток подаваемого топлива, хотя при этом и имеет ограничения по производительности и создаваемому давлению.
Управление работой электрического ТН обеспечивается благодаря блоку управления ДВС. Топливный насос начинает свою работу параллельно с включением зажигания, однако существуют автомобили, в которых насос активируется при открытии водительской двери (еще до того, как будет вставлен ключ зажигания или нажата кнопка пуска).
Электрический насос способен поддерживать довольно узкий, но достаточный для нормальной работы двигателя, диапазон рабочего давления, которое регулируется за счет изменения напряжения и при помощи предохранительного клапана, ограничивающего максимально допустимое давление в системе.
Устройство механического и электрического бензонасоса
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.
Кто придумал двигатель внутреннего сгорания? Ключевые фигуры
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.
Назначение и принцип работы бензонасоса
Само название устройства говорит о его назначении. Насос перекачивает топливо из резервуара в карбюратор или через форсунки непосредственно в сами цилиндры. Принцип работы детали не зависит от ее размеров и модели.
Каждый современный двигатель внутреннего сгорания оснащается электрическим бензонасосом. Как она работает?
Как работает электробензонасос
Электрические модели работают по такому принципу. От бортового компьютера поступает сигнал, и насос начинает накачивать в магистраль бензин. Если мотор не заведется, ЭБУ отключает устройство, чтобы оно не сгорело.
Топливный насос
Топливный насос – это один из обязательных элементов любого транспортного средства. Он предназначается для транспортировки горючего из топливного бака непосредственно в двигатель.
В современном автомобилестроении применяются различные виды топливных насосов, отличающихся как по функциональному назначению, так и по конструктивным особенностям.
В статье рассматриваются основные их разновидности, устройство, принцип действия и выполняемые функции.
Функциональное назначение
Работа двигателя внутреннего сгорания предполагает сжигание топливно-воздушной смеси в специальных камерах. Топливная система транспортного средства, наиболее важной частью которой выступает насосное оборудование, предназначается для обеспечения бесперебойной подачи горючего к рабочим узлам двигателя.
В современном автомобилестроении используются несколько разновидностей топливных насосов.
Самый простой и в сегодняшних условиях редко применяемый вариант – традиционный и весьма распространенный 2-3 десятилетия назад бензонасос карбюратора.
Его функция ограничивается перемещением горючего к двигателю, причем бензин подается под обычным давлением, а потому такой вид механизма нередко называется ТННД или топливный насос низкого давления.
В намного чаще используемом в настоящее время инжекторном бензиновом двигателе применяется система непосредственного впрыска горючего в цилиндры. Это предполагает подачу горючего под давлением. Поэтому бензонасос инжектора является ТНВД или топливным насосом высокого давления.
Конструкция дизельного двигателя предусматривает наличие сразу двух топливных насосов. Первый из них является ТННД и предназначается для перемещения горючего из бака к ТНВД. Последний, в свою очередь, сжимает полученное топливо и обеспечивает его доставку непосредственно к форсункам двигателя.
- Таким образом, выполняемые функции определяются типом двигателя и самого топливного насоса:
- · бензонасос карбюратора подает горючее из бака к двигателю без каких-либо манипуляций с давлением;
- · бензонасос инжектора, помимо функции транспортирования, еще и нагнетает давление перед впрыском горючего в камеру сгорания, а также дозирует топливо и регулирует периодичность его подачи;
- · ТННД дизеля закачивает дизельное топливо из бака в двигатель;
- · ТНВД дизельного агрегата выполняет функции, аналогичные бензонасосу инжектора – нагнетает давление, дозирует и определяет режим впрыска топлива в форсунки двигателя.
Классификация
Наиболее часто применяемая классификация топливных насосов – по типу двигателя – была приведена выше. Однако, применяют и другие признаки, позволяющие разделить рассматриваемый механизм на виды. Например, по месту расположения в автомобиле различают погружные насосы, которые устанавливаются прямо в топливном баке, и насосы, монтируемые непосредственно к силовой установке двигателя.
По типу привода топливные насосы делятся на механические и электрические. Первая разновидность применяется в карбюраторных двигателях и старых моделях дизельных агрегатов. Альтернативный вариант используется сегодня намного чаще и устанавливается как в инжекторных бензиновых движках, так и в современных дизельных силовых установках.
Особенности устройства различных видов топливных насосов
Очевидно, что каждая из перечисленных выше разновидностей топливных насосов обладает характерными конструктивными особенностями, предназначена для выполнения разных функций и имеет серьезные отличия в принципе работы. Поэтому целесообразно рассмотреть каждую из них подробнее.
Механический бензонасос карбюратора
Стандартный бензонасос механического типа устанавливается на двигателе – как правило, на блоке цилиндров. Он крепится при помощи обычных винтов. Работа механизма обеспечивается за счет движения так называемого кулачкового эксцентрика.
Устройство механического бензонасоса предусматривает наличие следующих элементов:
- корпус, внутри которого располагают остальные детали;
- толкатель, непосредственно соединенный с кулачком механического привода;
- рычаг и шток, воспринимающие энергию от штока и обеспечивающие функционирование насоса;
- мембрана, которая разделяет внутреннее пространство насоса на две камеры – впускную и выпускную;
- возвратная пружина, предназначенная для возвращения штока в стартовое положение;
- два клапана, установленные на нагнетательном и всасывающем каналах;
- фильтр, который в большинстве моделей также размещается внутри корпуса насоса и предназначен для очистки подаваемого в двигатель топлива.
В современном автомобилестроении механические топливные насосы применяются достаточно редко, что объясняется их более низкой эффективностью, по сравнению с агрегатами с электрическим приводом.
Тем не менее, они обладают рядом весомых достоинств, в числе которых: простая и надежная конструкция, а также возможность ручной подкачки топлива, обеспечивающая возможность без проблем завести автомобиль после долгосрочного простоя.
Электрический бензонасос инжектора
Топливные насосы на электрическом приводе устанавливаются не только на бензиновых инжекторах, но и в качестве ТНВД на дизельных двигателях. Востребованность электрических бензонасосов привела к появлению нескольких разновидностей этого типа механизмов, различающихся конструктивными особенностями. В их число входят топливные насосы следующих типов:
- вакуумные. Устройство агрегата в целом аналогично описанному выше механическому бензонасосу. Единственным существенным отличием выступает замена эксцентрика на электрический привод. Последний работает как втягивающее реле, имеющее два составных элемента – сердечник и обмотку;
- роликовые. Рабочий узел этого типа топливного насоса состоит из ротора с выполненными специальными пазами, в которые устанавливаются ролики. Перемещение горючего достигается за счет вращения ротора и изменения расстояния между ним и роликами. Электропривод представляет собой обычный двигатель постоянного тока;
- шестеренчатые. Подача и повышение давления горючего в данном случае достигаются за счет вращения ротора, изготовленного в форме шестерни и расположенного эксцентрично к другой шестерне, которая называется статором. Зубья обеих шестерен образуют камеры, объем которых постоянно меняется, благодаря чему создаются перепады давления и обеспечивается подача топлива к двигателю;
- центробежные. Рабочий узел насоса представляет собой колесо, оснащенное лопастями. За счет их движения создаются завихрения, в результате чего горючее транспортируется от всасывающего канала к нагнетательному;
- плунжерные. Подобная конструкция топливного насоса редко используется для бензиновых двигателей и намного чаще применяется в дизельных силовых установках в ТНВД. Основу механизма составляют плунжерные пары, состоящие из гильзы и поршня, которые приводятся в движение кулачковым валом. Перемещение плунжера нагнетает давление в пространстве над ним и обеспечивает подачу топлива к форсункам двигателя.
Электрические бензонасосы делятся на два типа – выносные и погружные. Первая разновидность устанавливается на кузове транспортного средства, а вторая – монтируется непосредственно в топливном баке.
В современных моделях автомобилей чаще применяются именно погружные топливные насосы.
Ключевые преимущества такого расположения – отсутствие возможности так называемого «сухого хода» и охлаждение агрегата за счет погружения в рабочую жидкость.
ТННД дизеля
Топливный насос низкого давления дизельного двигателя предназначен для выполнения одной функции – транспортировка топлива из бака к ТНВД. На старых моделях силовых установок в подобном качестве использовались механические топливные насосы. Современные дизельные агрегаты предусматривают использование ТННД на электроприводе.
ТНВД дизельного двигателя
Главной особенностью дизельного двигателя выступает подача топлива под высоким давлением. Для успешного выполнения этой функции используются ТНВД.
Современные модели топливных насосов этого типа предназначены для решения еще двух важных задач, к числу которых относятся: дозировка горючего и регулирование периодичности его впрыска в камеры сгорания.
Именно успешное осуществление трех перечисленных функций в значительной степени определяет эффективность и КПД при эксплуатации дизельной силовой установки.
Основным рабочим узлом ТНВД дизельного двигателя является плунжерная пара. Ее устройство состоит из двух элементов – поршня или плунжера, который перемещается внутри гильзы, нередко называемой втулкой.
Для изготовления плунжерной пары применяются высокопрочные стали, а рабочие поверхности деталей выполняются с высокой точностью и тщательно обрабатываются.
В результате достигается герметичность примыкания при одновременном обеспечении возможности перемещения поршня внутри втулки.
В современном автомобилестроении используются три разновидности ТНВД:
- классическая. Устройство и принцип действия в целом напоминает описанный выше бензонасос инжектора. Горючее подается посредством плунжерных пар непосредственно к форсункам дизельного двигателя;
- система насос-форсунка или pump-dus. Главной конструктивной особенностью ТНВД этого типа является наличие специального подкачивающего устройства, установленного на каждой форсунке. Это позволяет увеличить мощность двигателя по сравнению со стандартным ТНВД на 5-6%. Минусом системы выступает требовательность к качеству используемого двигателем дизельного топлива;
- система common rail. Самая прогрессивная разновидность ТНВД дизельных агрегатов, широко применяемая в последние годы. Устройство топливного насоса этого типа предусматривает наличие общей рампы, из которой топливо под очень высоким давлением подается непосредственно к форсункам. Использование common rail обеспечивает максимально высокий КПД дизеля, который совмещается с экономичностью и экологичностью его эксплуатации.
Ресурс и основные неисправности топливных насосов
Независимо от вида топливного насоса главным фактором, влияющим на долговечность механизма, выступает качество используемого в процессе эксплуатации горючего. Это в равной степени касается как бензиновых, так и дизельных агрегатов.
Основной проблемой, возникающей при работе насоса в подобной ситуации, становится загрязнение отдельных деталей топливной системы. Частичным решением данной проблемы становится использование и регулярная замена эффективных фильтров очистки.
Другой часто причиной неисправности топливного насоса погружного типа является эксплуатация двигателя при малом количестве топлива в баке. В этом случае затрудняется охлаждение агрегата, что приводит к его перегреву, снижению эффективности и, в самом худшем случае, попросту выходу из строя.
В качестве основных критериев, позволяющих диагностировать неисправность топливного насоса автомобиля, выступают следующие признаки:
- трудности с запуском двигателя;
- повышенный расход горючего и увеличение объема выхлопных газов;
- уменьшение мощности двигателя на высоких оборотах или перепады в работе силовой установки;
- возникновение посторонних звуков при запуске и работе бензинового или дизельного двигателя.
Современное диагностическое оборудование эффективно выявляет возможные проблемы на ранних стадиях. Это позволяет принять необходимые меры по их устранению, в результате чего при небольшом уровне расходов существенно увеличивается нормативный срок службы топливного насоса. Кроме того, удается избежать намного более серьезных затрат на ремонт и замену пришедших в негодность узлов или деталей.
Загрузка...
