Насос для 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.

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.

В любом двигателе обязательно присутствует деталь, обеспечивающая бесперебойную подачу топлива — топливный насос. О назначении топливного насоса, существующих сегодня типах насосов бензиновых и дизельных двигателей, их устройстве и работе, а также о вопросах их обслуживания и ремонта читайте в статье.

Назначение топливного насоса

Для работы любого двигателя внутреннего сгорания необходимо обеспечить бесперебойную подачу топлива в его камеры сгорания. Эта задача решается с помощью одной из систем двигателя — системы питания. В разных типах моторов — в бензиновых карбюраторных, бензиновых инжекторных и дизельных — системы питания строятся неодинаково, однако в их основе лежит один компонент — топливный насос.

Топливный насос ДВС решает три основных задачи:

• Подача топлива в систему питания перед запуском (в том числе и вручную);
• Подача топлива с необходимым давлением к форсункам инжекторных и дизельных силовых агрегатов;
• Прокачка топлива через фильтры грубой и тонкой очистки.

Все эти задачи решаются насосами различных конструкций и типов, причем этих насосов в одном моторе может быть несколько.

Типы топливных насосов

Все существующие топливные насосы можно разделить на несколько типов по назначению, используемому способу перекачки топлива и типу привода.

Сегодня существует два основных типа насосов:

• Топливные насосы низкого давления — ТННД;
• Топливные насосы высокого давления — ТНВД.

В свою очередь, ТННД можно разделить на три типа:

• Топливные насосы бензиновых двигателей;
• Топливоподкачивающие насосы дизельных двигателей;
• Ручные топливоподкачивающие насосы (безотносительно к типу силового агрегата).

ТНВД делятся на две основных категории:

• ТНВД дизельных двигателей;
• ТНВД бензиновых двигателей с системой впрыска топлива.

Конструктивно ТНВД бензиновых двигателей делятся на три типа:

• Центробежный насос;
• Роликовый насос;
• Шестеренный насос.

Однако эти насосы названы ТНВД условно — они создают не слишком высокое давление, а в бензиновых двигателях с непосредственным впрыском топлива они и вовсе располагаются в контуре низкого давления.

По конструкции ТНВД дизельных моторов можно разделить на пять типов:

• Рядные плунжерные насосы;
• Магистральные плунжерные насосы для систем CommonRail;
• Распределительные насосы (VE) с одним или двумя плунжерами-распределителями;
• Роторные насосы (DPA, DPC) с радиально расположенными плунжерами, вращающимися в роторе;
• Индивидуальные насос-форсунки в дизельных двигателях.

Некоторые типы ТНВД (распределительные и роторные) также используются в бензиновых двигателях с непосредственным впрыском топлива.

Насосы могут иметь один из трех типов привода:

• Механический — с помощью шестерен от коленвала или от кулачка распределительного вала;
• Электрический;
• Ручной.

Механический привод традиционно используется на насосах карбюраторных моторов (они же предусматривают и ручную подачку), на всех ТНВД и топливоподкачивающих насосах дизельных моторов. Электрический привод имеют насосы инжекторных двигателей. Ручной привод имеют топливоподкачивающие насосы, предназначенные для прокачки топлива перед пуском двигателя.

Топливные насосы бензиновых двигателей

В большинстве карбюраторных двигателей легковых и грузовых автомобилей (особенно отечественного производства) используются механические топливные насосы диафрагменного типа с приводом от распределительного вала. Основу насоса составляет диафрагма (собирается из двух-четырех мембран и прокладок), зажатая между корпусом и крышкой насоса. Под крышкой расположены два тарельчатых клапана — всасывающий и нагнетательный. В нижней части насоса на оси установлен приводной рычаг, соединенный с мембраной посредством штока. С противоположной стороны рычаг самостоятельно или через толкатель опирается на кулачок распредвала. Также в насосе предусмотрен рычаг для ручной подкачки топлива, этот рычаг тем или иным способом соединен с приводным рычагом и выведен в удобном месте.

Работает такой насос просто. При запуске двигателя распределительный вал начинает вращаться, и приводной рычаг насоса, прижатый к кулачку, начинает совершать колебательные движения. Это заставляет диафрагму насоса подниматься и опускаться, создавая изменение давления под крышкой. При движении вниз давление падает, открывается всасывающий клапан, и топливо заполняет насос. При движении вверх всасывающий клапан закрывается, но открывается нагнетательный клапан, и топливо под давлением поступает в карбюратор.

Данный тип насоса очень прост и надежен, он устанавливается непосредственно на двигатель и при необходимости дает возможность ручной подачи топлива.

В инжекторных двигателях находят применение электрические топливные насосы трех типов — центробежные, роликовые и шестеренные.

Центробежный насос. Это наиболее простое решение, его насосная часть состоит из крыльчатки (рабочего колеса), которое при вращении своими лопатками увлекает топливо из всасывающего канала и с силой выталкивает через нагнетательный канал.

Роликовый насос. Устроен более сложно, его насосная часть состоит из ротора и вставленных по его периметру в продолговатых каналах роликов. Ротор расположен в статоре ассиметрично, поэтому образуется серповидная камера, с одной узкой стороны которой расположен всасывающий канал, а с другой — нагнетательный. При вращении ротора ролики прижимаются к стенкам статора, образуя герметичные камеры изменяющегося объема. При прохождении мимо всасывающего канала камера увеличивается в объеме и топливо всасывается в нее, затем происходит сжатие, и при достижении камерой нагнетательного канала топливо под большим давлением поступает в топливную рампу.

Шестеренный насос с шестернями внутреннего зацепления. По принципу работы напоминает роликовый насос, однако здесь используется ротор из двух шестерен, расположенных эксцентрично. При вращении шестерен между их зубцами и разделительным серповидным элементом образуются камеры изменяющегося объема, которые всасывают топливо сжимают его и с силой выталкивают в рампу.

В настоящее время наибольшее распространение получили центробежные насосы, а роликовые и шестеренные используются ограничено. Центробежные насосы встраиваются в бак, а роликовый и шестеренный могут работать только непосредственно в топливопроводе.

Топливные насосы дизельных моторов

Все современные ТНВД дизелей — плунжерные. То есть, в них используется плунжерная пара той или иной конструкции, которая и обеспечивает нагнетание топлива снеобходимым давлением. Однако плунжеры могут быть основой разных по конструкции насосов.

Рядный ТНВД. Это наиболее простой вид насоса, в нем для подачи топлива в каждый цилиндр используется своя плунжерная пара, все пары расположены в ряд и имеют привод от одного кулачкового вала. Обычно в такой насос встроен регулятор оборотов двигателя, а нередко и подкачивающий насос (ТННД).

Магистральный ТНВД. Это усовершенствованная конструкция рядного насоса, которая предназначена специально для применения в системах впрыска топлива типа Common Rail. В насосе может быть один или два плунжера, которые нагнетают топливо в рампу (аккумулятор давления).

Распределительный ТНВД. Это более современный насос, который отличается более простой конструкцией и компактными размерами. В насосе используется один (реже два) плунжер-распределитель, который совершает как колебательные, так и вращательные движения — в результате он нагнетает топливо и по каналам сразу же распределяет его на форсунки.

Роторный ТНВД. Это усовершенствованный распределительный насос, в котором плунжеры и распределительный узел разделены. Плунжеры (два, три или четыре) радиально установлены в роторе, который вращается в кулачковой обойме. Плунжеры через толкатели и ролики пружинами прижимаются к обойме, а сами плунжеры расположены таким образом, что между ними образуется камера для топлива. При вращении ротора ролики плунжеров набегают на неровности кулачковой обоймы, вдвигаются внутрь ротора и сжимают топливо, которое с помощью распределительного узла поступает на форсунки.

Насос-форсунка. Это объединение в одну конструкцию топливной форсунки и одной плунжерной пары. Привод плунжера обычно обеспечивается распределительным валом через толкатель.

Классические рядные ТНВД были чисто механическими, однако в современных насосах очень широко используются электромагнитные клапаны и электронные блоки управления. Это усложняет насос и его обслуживание, однако позволяет достичь наилучших режимов работы двигателей.

Для работы описанных ТНВД необходимо, чтобы топливо уже при подаче на насос имело некоторое давление — это достигается с помощью топливоподкачивающего насоса. В распределительных ТНВД используется встроенный насос (обычно центробежного типа). Во многих отечественных дизельных двигателях используется отдельный поршневой топливоподкачивающий насос, имеющий свой привод от распредвала, а также и ручной привод.

Ручные насосы

Насосы с ручным приводом необходимы для подачки топлива перед пуском двигателя после его длительной стоянки. Широкое распространение получили насосы-груши, которые представляют собой резиновую грушу с двумя шариковыми клапанами, встроенную непосредственно в топливопровод.

Сегодня ручные насосы используются довольно редко, и чаще всего ставятся на внедорожники.

Вопросы эксплуатации, обслуживания и ремонта топливных насосов

Топливные насосы просты в эксплуатации и практически не требуют специального обслуживания. Обратить внимание на насос требуется только в случае его поломки.

При возникновении проблем в системе питания насос следует проверить. Наиболее просто диагностируются электронасосы бензиновых двигателей — они запускаются при включении зажигания, издавая характерный звук в районе бензобака. Если звука нет, то следует проверить цепь питания насоса (предохранитель, разъемы, провода), а при отрицательном результате заменить насос или обратиться в автосервис.

Для проверки насоса старых карбюраторных двигателей (типа ВАЗ «Классика») его следует снять и попробовать прокачать топливо из одной емкости в другую. Если насос не качает топливо, то его следует разобрать, проверить и заменить все неисправные детали. Наиболее частая проблема таких насосов — разрушение мембран диафрагмы.

Наиболее сложны в диагностике и ремонте ТНВД дизельных двигателей, при подозрении на неисправность следует сразу же обратиться в автосервис. Ремонт ТНВД должен производиться специалистом с применением специализированного инструмента, а в ряде случаев насос полностью заменяется.

Реагирование на неисправности топливного насоса и своевременный ремонт — это гарантия надежной и бесперебойной работы двигателя в любых условиях.

Как известно, сначала все автомобили оснащались только карбюраторным двигателем. При этом топливная смесь образовывалась за счет разряжения во впускном коллекторе, затягивающем бензин в тракт потоком воздуха. Конечно, сегодня такое устройство также довольно распространено, но все большую популярность приобретает инжектор ВАЗ 2110.

Главные преимущества

Инженеры решили усовершенствовать двигатель, поэтому стала популярной инжекторная электросхема и в автомобилях ВАЗ 2110. В таком случае топливная смесь попадает под давлением прямо в камеру сгорания из форсунок.

Инжектор получил огромное преимущество над карбюраторным двигателем, и, несмотря на то, что его стоимость намного выше, применение карбюраторных систем практически нигде уже не практикуется. Ведь вся информация о двигателе собирается компьютером, поэтому возникает возможность точно дозировать количество топлива во всех режимах работы двигателя. За счет этого можно значительно уменьшить расход топлива и эффективнее использовать ресурсы бензонасоса.

Вне зависимости от вида впрыска, а он может быть двух видом – многоточечным или одноточечным, инжектор ВАЗ 2110 мгновенно реагирует на меняющиеся нагрузки.

Холодный пуск и прогрев

Инжектор по-разному работает в зависимости от температуры воздуха и двигателя. В любом случае система топливного насоса точно дозирует подачу топлива на форсунки, за счет чего можно быстро набрать необходимые обороты холостого хода.

Однако если электросхема топливного насоса перегорает, то могут появиться проблемы во время его работы. Из-за этого реакция на изменение нагрузок при минимальных расходах топлива и оптимальных крутящих моментах может быть замедленной, что может привести к выходу из строя насоса.

Бензонасоса ВАЗ 2110

Распыление топлива

В карбюраторных системах автомобилей ВАЗ 2110, топливный насос распыляет капли размером 100-120 мкм, а инжектор – 20-60 мкм.

Принцип работы

Электросхема нуждается в постоянной проверке, ведь если один из ее контактов будет нарушен, то топливный насос начнет работать неверно, поэтому принцип работы изменится.

Собственно, при нормальной работе топливного насоса происходят такие основные этапы:

• Топливо подается к фильтру через топливный насос. В автомобиле ВАЗ 2110, этот фильтр может располагаться как внутри насоса, так и на топливной магистрали;
• После этого горючее переходит в топливную рампу, где под давлением подается к форсункам;
• Электросхема топливного насоса построена таким образом, что если остаются какие-либо излишки топлива, то они отсекаются регулятором давления, после чего сливаются обратно в бензобак;
• Устройство компьютера дает импульс, который открывает форсунки в нужный момент, после чего горючее подается через топливный насос.

Задачи

Устройство необходимо для выполнения таких основных функций:

• Обеспечивает двигатель необходимым количеством топлива, поступающего через топливный насос;
• Электросхема способствует поддержанию оптимального давления в топливной магистрали.

Источник: automotogid.ru