Принцип работы бензонасоса инжекторного двигателя – Защита имущества

Принцип работы бензонасоса инжекторного двигателя

В любом двигателе автомобиля имеется система питания, которая обеспечивает смешивание компонентов горючей смеси и подачу их в камеры сгорания. От того, на каком топливе работает силовая установка, зависит конструкция системы питания. Но самым распространенным является агрегат, работающий на бензине.

Для того, чтобы система питания смогла смешать компоненты смеси, она еще их должна получить из емкости, в котором находится бензин – топливный бак. И для этого в конструкцию включен насос, обеспечивающий подачу бензина. И вроде, данная составляющая не является самой главной, но без его работы двигатель попросту не заведется, поскольку в цилиндры бензин не будет поступать.

Типы бензонасосов и принцип их работы

На автомобилях применяется два типа бензонасосов, отличающихся не только по конструкции, но и по месту установки, хотя задача у них одна – закачать бензин в систему и обеспечить его подачу в цилиндры.

По типу конструкции бензиновые насосы разделяются на:

1. Механический тип

Бензонасос механического типа используется на карбюраторных двигателях. Он обычно располагается на головке блока силовой установки, поскольку привод его осуществляется от распределительного вала. Закачка топлива в нем производится за счет разрежения, которое создается мембраной.

Cхема топливного насоса механического типа

Конструкция его достаточно проста – в корпусе расположена мембрана (диафрагма), которая снизу подпружинена и по центральной части прикреплена к штоку, связанному с приводным рычагом. В верхней части насоса располагаются два клапана – впускной и выпускной, а также два штуцера, по одному из них бензин втягивается в насос, а из второго он выходит и поступает в карбюратор. Рабочей зоной у механического типа является полость над мембраной.

Работает бензонасос по такому принципу – на распределительном валу имеется специальный эксцентриковый кулачок, который приводит в действие насос. Во время работы двигателя вал, вращаясь, вершиной кулачка воздействует на толкатель, который нажимает на приводной рычаг. Тот в свою очередь тянет вниз шток вместе с мембраной, преодолевая усилие пружины. Из-за этого в пространстве над мембраной создается разрежение, из-за которого отрывается впускной клапан и бензин закачивается в полость.

Видео: Как работает бензонасос

Как только вал провернется, пружина возвращает на место толкатель, приводной рычаг и мембрану вместе с штоком. Из-за этого в полости над мембраной повышается давление, из-за которого впускной клапан закрывается, а выпускной открывается. То же давление выталкивает бензин из полости в выпускной штуцер и он перетекает в карбюратор.

То есть вся работа механического типа безонасоса построена на перепадах давления. Но отметим, что вся карбюраторная система питания не требует большого давления, поэтому и давление, которое создает механический топливный насос небольшое, главное, чтобы этот узел обеспечил необходимое количество бензина в карбюраторе.

Работает же такой бензонасос постоянно, пока функционирует мотор. При остановке силового агрегата подача бензина прекращается, поскольку насос тоже прекращает качать. Чтобы топлива хватило для запуска мотора и функционирование его то время, пока за счет разрежения система не заполнится, в карбюраторе имеются камеры, в которые заливается бензин еще при предшествующей работе двигателя.

2. Электрический топливный насос, их типы

В инжекторных же топливных системах бензин впрыскивается форсунками, а для этого необходимо, чтобы топливо поступало к ним уже под давлением. Поэтому использование насоса механического типа здесь невозможно.

Для подачи бензина в инжекторную систему питания используется электрический топливный насос. Такой насос располагается в топливопроводе или непосредственно в баке, что обеспечивает закачку бензина под давлением во все составляющие системы питания.

Немного упомянем самую современную инжекторную систему – с непосредственным впрыском. Она работает по принципу дизельной системы, то есть бензин впрыскивается непосредственно в цилиндры под высоким давлением, которое обычный электронасос обеспечить не может. Поэтому в такой системе используется два узла:

  1. Первый из них является электрическим, установлен в баке, и он обеспечивает заполнение топливом системы.
  2. Второй насос – высокого давления (ТНВД), имеет механический привод и в его задачу входит обеспечение значительного давления топлива перед подачей его на форсунки.

Но ТНВД мы рассматривать пока не будем, а пройдемся по обычным электрическим бензонасосам, которые располагаются либо возле бака и врезаны в топливопровод, либо же установлены прямо в емкость.

Видео: Бензонасос, проверяем-тестируем

Видов их большое количество, но самое большое распространение получили три типа:

  • роторно-роликовый;
  • шестеренчатый;
  • центробежный (турбинный);

Роторно-роликовый электрический насос относится к насосам, которые устанавливаются в топливопровод. В его конструкцию входит электродвигатель, на ротор которого установлен диск с роликами. Все это помещено в обойму нагнетателя. Причем ротор немного смещен по отношению к нагнетателю, то есть присутствует эксцентричное расположение. Также у нагнетателя имеются два выхода – через один бензин поступает в насос, а через второй – выходит.

Работает он так: при вращении ротора ролики проходят через впускную зону, из-за чего образуется разрежение и бензин закачивается в насос. Его ролики захватывают и переносят в выпускную зону, но предварительно из-за эксцентрикового расположения, топливо сжимается, чем и достигается давление.

Читайте также:  Как определить износ рулевых тяг

За счет эксцентрикового движения работает и насос шестеренчатого типа, тоже устанавливающийся в топливопровод. Но вместо ротора и нагнетателя у него в конструкции присутствуют две шестерни внутреннего зацепления, то есть одна из них помещена внутрь второй. При этом внутренняя шестеренка является ведущей, она связна с валом электромотора и смещена относительно второй – ведомой. Во время работы такого насоса закачка топлива производится зубьями шестеренок.

Но на авто чаще всего применяется центробежный топливный электронасос, который устанавливается непосредственно в бак, а уже к нему подсоединен топливопровод. У него подача топлива осуществляется за счет крыльчатки, имеющей большой количество лопастей и помещенной внутрь специальной камеры. Во время вращения этой крыльчатки создаются завихрения, способствующие засасыванию бензина и его сжатию, что обеспечивает давление перед подачей в топливную магистраль.

Это упрощенные схемы самых распространенных электробензонасосов. В действительности же в их конструкцию входят клапана, системы контактов для подключения к бортовой сети и т. д.

Отметим, что уже во время запуска инжекторной силовой установки в системе уже должно находиться топливо под давлением. Поэтому электрический бензонасос контролируется электронным блоком управления, и в работу он включается до срабатывания стартера.

Основные неисправности бензонасоса

Видео: Когда «болеет» бензонасос

Все бензонасосы имеют достаточно большой ресурс работы благодаря сравнительно простой конструкции.

В механических узлах проблемы встречаются и вовсе редко. Возникают они чаще всего из-за порыва мембраны или износа приводных элементов. В первом случае насос вообще перестает качать топливо, а во втором – подает его в недостаточном количестве.

Проверить такой бензонасос не составит труда, достаточно снять верхнюю крышку и оценить состояние мембраны. Также можно от карбюратора отсоединить топливопровод, идущий от узла, опустить его в емкость и запустить мотор. У исправного элемента подача топлива осуществляется равномерными порциями достаточно мощной струей.

В инжекторных двигателях неисправность электрического топливного насоса имеет определенные признаки – автомобиль плохо запускается, заметно падение мощности, возможны перебои в работе мотора.

Конечно, такие признаки могут давать неисправности в разных системах, поэтому потребуется дополнительная диагностика в которой проверяется производительность насоса за счет замеров давления.

А вот перечень неисправностей, из-за которых данный узел работает некорректно, не так уж и много. Так, насос может перестать работать из-за сильного и систематического перегрева. Происходит это из-за привычки заливать в бак небольшие порции бензина, ведь топливо выступает в качестве охлаждающей жидкости для данного узла.

Заправка некачественным топливо запросто может привести в неисправностям. Имеющиеся в таком бензине примеси и сторонние частицы, попадая внутрь узла, приводят к усиленному износу его составных частей.

Проблемы могут возникнуть и через электрическую часть. Окисление проводки и ее повреждение может привести к тому, что на насос будет подаваться недостаточно энергии.

Отметим, что большинство неисправностей, которые происходят из-за повреждения или износа составных частей бензонасоса, устранить сложно, поэтому зачастую при нарушении его работоспособности он просто заменяется.

Топливная аппаратура в инжекторных бензиновых двигателях работает в более сложных условиях, чем система питания в карбюраторном моторе. В первую очередь это объясняется тем, что для работы системы впрыска необходимо определенное давление. В разных двигателях оно может быть разным, но среднее значение колеблется в пределах 650 мПа. Это основная функция, которую должен выполнять насос, но наряду с этим, ему предстоит поднимать топливо из бака, транслировать его по топливной магистрали, и при этом поддерживать давление в системе.

На фото инжекторный двигатель, который работает в более сложных условиях, чем карбюраторный

Требования к электробензонасосу довольно высокие. В карбюраторном двигателе мембранный насос не заботился о том, чтобы создавать давление в системе. Ему достаточно было просто преодолеть сопротивление игольчатого клапана в поплавковой камере карбюратора, и поднять бензин из бака. Поэтому его конструкция ограничивалась эксцентриком, который приводил в действие мембрану из прорезиненной ткани. Такую конструкцию имеет водяной бытовой насос низкого давления. Для инжекторных моторов эта система не годилась, поэтому конструкторы были вынуждены искать новые решения.

Топливный инжекторный насос

Бензонасос впрысковых двигателей может располагаться как непосредственно в топливном баке, так и за пределами бака. Такие выносные насосы потихоньку стают архаизмом и встречаются на относительно старых автомобилях. Сейчас производитель пытается совмещать топливный насос и фильтры тонкой и грубой очистки если не в одном корпусе, то компоновать конструктивно рядом.

Видеоролик о замене бензонасоса на ВАЗ

С одной стороны, это облегчает жизнь производителю, поскольку мы уже не можем менять топливные фильтры отдельно от насоса. Для этого приходится демонтировать насос, который зарыт в недрах бензобака, и только после этого пытаться менять фильтр. Такая нестыковка возникла из-за того, что производитель переоценил качество постсоветского бензина, который забивает фильтры ровно в два раза быстрее, чем их нужно менять по регламенту. Эту коллизию приходится распутывать владельцам самостоятельно. Тем не менее, расположение бензонасоса в топливном баке оправдывается еще и тем, что бензин служит охлаждающей жидкостью для двигателя насоса.

Читайте также:  Замена коллектора генератора калина

Виды инжекторных бензонасосов

Каждый автомобильный двигатель предъявляет свои требования к количеству топлива, поэтому насосы на разных моторах могут применяться совершенно разных конструкций. В тех двигателях, где потребность в количестве топлива невелика, но первостепенную роль играет давление, применяют насосы ротационного типа. Они могут быть роликовые, вихревые и пластинчатые. Устройство роторов несколько разнится, но принцип работы у этих трех конструкций один. По мере вращения ротора, объем всасывающей камеры уменьшается, тем самым в камере создается давление, которое выталкивает топливо в магистраль. Конструктивно проще устроить привод насоса в одном с ним корпусе, поэтому большинство производителей (SBR, Pierburg) так и поступают, независимо от расположения насоса — в баке, или снаружи.

Насосы ротационного типа используются в тех двигателях, где потребность в количестве топлива невелика, но важно давление

Второй тип насосов, используемых в инжекторных системах питания — центробежный лопастной. Конструкции такого типа тоже применяются для воды в быту. Устроен насос так: рабочее колесо по периметру оборудовано лопатками, все это соосно помещено в камеру с двумя каналами — приемным и выпускным. По мере вращения рабочего колеса, топливо перекачивается из приемного в выпускной контур, создавая давление до 450 мПа, чего вполне хватает даже для самых требовательных инжекторных систем. Именно такими насосами оборудуют системы с непосредственным впрыском топлива в камеру сгорания. Независимо от того, как работает бензонасос, главная его задача — поддержание давления в системе питания.

Неисправности насосов высокого давления

Неудивительно, что характерные неисправности у насосов, которые эксплуатируются у нас и за рубежом, разные. У них наиболее распространенная поломка — обычный износ электрической части насоса. В условиях нашего топлива она и является самой большой проблемой в работе насоса. Дело в том, что насос работает абсолютно без смазки. Вся смазка, которой пользуется механизм — это само топливо. Даже если взять лабораторные условия, то масляной пленки на идеальном и кристально чистом бензине откровенно мало для того, чтобы работа насоса была полноценной и долговечной.

Можно только представить, что происходит внутри насоса, когда туда попадает маловязкая жидкость с примесью песка и пыли. Сложность в том, что в большинстве автомобилей топливный фильтр тонкой очистки установлен уже после бензонасоса. Этому есть свои объяснения, но в наших условиях от этого не легче.

Фильтр грубой очистки установлен перед насосом, но он не в состоянии обеспечить достойную фильтрацию топлива. Получается, что в насос попадает все то, что накопилось в баке, включая грязь и конденсат. Все это попадает в фильтр, а насосу приходится преодолевать огромное сопротивление, чтобы выйти на оптимальный режим работы и обеспечить систему нужным давлением. Насос просто работает в экстремальных условиях под очень сильной нагрузкой. В чем это выражается, знает большинство владельцев инжекторных автомобилей — шум, визг и скрип бензонасоса.

Фильтр грубой очистки установлен перед насосом, но он не в состоянии обеспечить достойную фильтрацию топлива

Устройство разработано с некоторым запасом прочности, поэтому небольшие повреждения на рабочей поверхности насоса не влияют на работу системы. Но если насос начал шуметь, это говорит о критическом износе, и о том, что пора думать, где купить новый насос, поскольку в гаражных условиях своими руками они не ремонтируются. Единственный выход из этой ситуации — втрое сокращать регламент замены топливных фильтров, только тогда есть вероятность максимально продлить мученическую жизнь инжекторного насоса.

Топливный насос предназначен для подачи топлива из бака в двигатель автомобиля. Он обеспечивает равномерную дозировку и необходимое для правильной работы мотора постоянное давление. В практике автомобилестроения применяются несколько видов насосов, отличающихся не только конструктивно, но и типом привода. О том, как устроены наиболее популярные топливные насосы, и пойдет речь далее.

Устройство топливных насосов

В зависимости от типа привода насосы для подачи топлива разделяются на две большие группы: механические и электрические. Первые используются только в карбюраторных двигателях, а также в качестве подкачивающих насосов в дизельных двигателях. Вторые применяются и для бензиновых, и для дизельных моторов.

Механические топливные насосы

Механический насос располагается на двигателе и приводится в движение специальным эксцентриком. Конструктивно он состоит из следующих элементов:

  • корпус;
  • диафрагма;
  • толкатель;
  • шток;
  • возвратная пружина;
  • клапаны на всасывающем и нагнетательном каналах;
  • фильтр;
  • эксцентрик.
Читайте также:  Верхний багажник на калину

В автомобилях, оснащенных задним приводом, эксцентрик находится на валу привода масляного насоса, а в авто с передним приводом он размещается на распределительном валу двигателя. Перемещение диафрагмы в таком насосе и обеспечивает движение топлива. Когда диафрагма находится в нижней точке, в рабочей камере возникает разрежение, и последняя заполняется жидкостью. Когда диафрагма перемещается в верхнее положение, происходит выталкивание топлива в нагнетательный трубопровод. Клапаны при этом препятствуют обратному ходу топлива.

Для дизельных двигателей такие системы часто используются как насосы низкого давления. Они выполняют функцию подкачивания топлива и располагаются рядом с насосами высокого давления (ТНВД). С практической стороны это позволяет преодолеть гидравлическое сопротивление системы фильтрации и создать стабильное избыточное давление.

Насосы для подачи топлива с электрическим приводом

Электрические насосы устанавливаются на двигателях с распределенным и непосредственным впрыском. Они приводятся в действие при помощи электрического привода от аккумулятора или генератора. По своему устройству электронасосы разделяются на следующие группы:

  • Вакуумные. Такой насос имеет аналогичную конструкцию с механическим, но эксцентрик, приводящий в движение рабочие узлы, заменен на электропривод.
  • Роликовые. В таком устройстве топливо перемещается благодаря вращению ротора (движению роликов). В момент, когда дистанция между роликом и ротором увеличивается, возникает разрежение, открывается всасывающий клапан, и топливо всасывается до полного заполнения. В следующий момент вращение ротора обеспечивает уменьшение расстояния, и через открывшийся нагнетающий клапан топливо подается к двигателю.
  • Шестеренчатые. Всасывание и нагнетание топлива реализуется за счет вращения шестерни-ротора. Она расположена эксцентрично по отношению к шестерне-статору. Зубья шестерен формируют камеры, через которые проходит топливо. В ходе вращения объёмы камер постоянно изменяются, что обеспечивает нужное давление.
  • Центробежные. Такой насос имеет рабочее колесо, оснащенное лопатками, которые перемещают топливо от всасывающего к нагнетательному каналу. Давление создается за счет завихрений, возникающих при воздействии лопаток на рабочую жидкость.
  • Плунжерные. Бензонасосы такой конструкции — редкое явление. Подобные системы преимущественно используются в автомобилях на дизельном топливе в качестве ТНВД. Они имеют пары плунжеров, приводимые в движение кулачковым валом. При движении плунжера вверх последовательно закрываются выпускное и впускное отверстия. Это формирует необходимое для открытия нагнетательного клапана давление и последующую подачу топлива к форсункам двигателя.

Особенности работы топливных насосов

Чтобы определить, где находится электрический топливный насос в системе, необходимо учесть его конструктивные особенности. Так например, роторные и шестеренчатые устанавливаются непосредственно в системе топливопровода, а центробежный насос всегда находится в бензобаке. По месту расположения топливные насосы разделяют на:

  • Выносные — монтируются на кузове автомобиля.
  • Погружные — устанавливаются в топливном баке таким образом, чтобы он был погружен в топливо. Такие конструкции наиболее популярны в современных авто. За счет погружения механизма в рабочую жидкость обеспечивается его охлаждение, а также исключается вероятность «сухого хода». Модуль погружного бензонасоса состоит из датчика уровня топлива, фильтра грубой очистки топлива, самого электрического бензонасоса и регулятора давления.

В автомобилях с бензиновым двигателем топливный насос создает высокое давление в диапазоне 0,3-0,4 МПа. В системах непосредственного впрыска топлива может обеспечиваться давление до 0,7 МПа.

Включение электрического насоса происходит при помощи реле, получающего сигнал от блока управления двигателя. Питание проходит через предохранитель в цепи бензонасоса, приводя последний в работу одновременно с включением системы зажигания или сразу после открытия двери водителя. Само реле может располагаться возле блока управления двигателя или в составе блока предохранителей.

Основные неисправности и ресурс топливных насосов

На ресурс любого топливного насоса влияет качество топлива. В среднем, срок службы составляет до 200 тысяч километров, но первые сбои в работе могут возникать уже после 100 тысяч километров пробега.

Сетка бензонасоса

Наиболее частой проблемой является загрязнение системы. Оно приводит к повреждению и заклиниванию рабочих частей механизма. С целью предотвращения подобных неисправностей устанавливается фильтр очистки (сеточка) бензонасоса. Для погружных конструкций, помимо качества, принципиальным является и количество оставшегося топлива в баке. Если его мало, моторчик перегревается и не получает достаточного охлаждения.

Довольно часто на погружных насосах располагается датчик уровня топлива. Он работает по следующему принципу: поплавок датчика бензонасоса всегда плавает на поверхности жидкости в баке. В зависимости от его положения датчик посылает сигналы и оповещает водителя о необходимости пополнить бак.

Специалисты рекомендуют не допускать снижения уровня топлива в баке менее 5-10 литров.

Одной из распространенных причин отказа запуска мотора является перегорание предохранителя бензонасоса. В этом случае он потребует замены. Месторасположение самого предохранителя зависит от марки авто. Это может быть как подкапотное пространство, так и салон автомобиля.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector