Avto505.ru

Авто 505
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Принцип работы топливного насоса инжекторного двигателя

Устройство и принцип работы топливного 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.

  1. Устройство топливных насосов
  2. Механические топливные насосы
  3. Насосы для подачи топлива с электрическим приводом
  4. Особенности работы топливных насосов
  5. Основные неисправности и ресурс топливных насосов

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.

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.

Читать еще:  Почему повысился расход топлива

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.

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.

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.

Основная задача системы питания инжекторного двигателя заключается в обеспечении подачи оптимального количества бензина в двигатель при разных режимах работы. Подача бензина в двигатель осуществляется с помощью форсунок, которые установлены во впускном трубопроводе.

Устройство системы питания инжектора:

1. Электробензонасос – устанавливается в модуле, который располагается в топливном баке. Модуль также включает в себя такие дополнительные элементы, как топливный фильтр, датчик уровня бензина и завихритель.

Электробензонасос предназначен для нагнетания бензина из топливного бака в подающий топливопровод. Управление электробензонасосом осуществляется с помощью контроллера через реле.

2. Топливный фильтр – предназначен для очистки топлива от грязи и примесей, которые могут привести к неравномерной работе двигателя, неустойчивой работе инжектора, загрязнению форсунок. В инжекторных системах к качеству топлива предъявляются высокие требования.

3. Топливопроводы – служат для подачи топлива от бензонасоса к рампе и обратно от рампы в топливный бак. Соответственно существует прямой и обратный топливопроводы.

4. Рампа форсунок с топливными форсунками – конструкция рампы обеспечивает равномерное распределение топлива по форсункам. На топливной рампе располагаются форсунки, регулятор давления топлива и штуцер контроля давления в топливной системе инжектора.

Читать еще:  Сигналка томагавк не закрывает двери

5. Регулятор давления топлива – предназначен для поддержания оптимального перепада давления, который способствует тому, что количество впрыскивания топлива зависит только от длительности впрыска. Излишки топлива регулятор подает обратно в бак.

Как работает система питания инжекторного двигателя?

Для стабильной работы двигателя необходимо обеспечить сбалансированное поступление топливовоздушной смеси в камеру сгорания. Приготовление топливовоздушной смеси происходит в впускном трубопроводе, благодаря смешиванию бензина с воздухом. Контроллер с помощью управляющего импульса открывает клапан форсунки и путем изменения длительности импульса регулирует состав топливовоздушной смеси.
Регулятор давления топлива поддерживает перепад давления топлива постоянным, соответственно количество топлива, что подается пропорционально времени, при котором форсунки находятся в открытом состоянии. Контроллер поддерживает оптимальное соотношение топливовоздушной смеси путем изменения длительности импульсов. Если длительность импульса увеличивается – смесь обогащается, если уменьшается – смесь обедняется.

ТН с электроприводом

Долговечную работу, простоту изготовления и большую эффективность можно получить при использовании электрического бензонасоса, который управляется специальным реле. Он позволяет создать давление в пределах 0,3-0,4 МПа (в двигателях с непосредственным впрыском – до 0,7 МПа), что превосходит возможности механического ТН. Устройство во многом зависит от того, где находится топливный насос: в баке или в подкапотном пространстве. Но принцип работы всех ТН такого типа можно считать идентичным. В подавляющем большинстве современных авто используется погружаемый бензонасос, который располагается в баке. Это хоть и чревато небольшими механическими потерями и уязвимостью, связанными с большой длиной топливной магистрали, но насос получает гораздо лучшее охлаждение.

В процессе работы омывающее корпус и проходящее сквозь электродвигатель топливо отводит значительную часть тепла. Именно поэтому на ресурсе так сильно сказывается езда с практически пустым баком.

Устройство

Электрический бензонасос состоит из двух частей: электрического привода (представляет собой обычный электродвигатель) и насосной части (закачивает горючее из топливозаборника). Погружаемые насосы размещаются в едином корпусе с сеточкой, осуществляющей грубую очистку топлива.

В зависимости от конструкции заборного механизма, существуют несколько видов насосной части:

  • роликовый насос. Топливо подается за счет вращения ротора с подвижными роликами. При увеличении пространства между роликом и ротором в свободном пространстве создается разряжение, которое заполняется бензином. При дальнейшем вращении ротора пространство уменьшается, что позволяет создать давление и подать топливо через выпускной канал;
  • шестеренчатый бензонасос. Принцип работы схож с предыдущим видом, но изменения площади свободного пространства происходит вследствие вращения шестерни;
  • центробежный насос. Нагнетание топлива возникает из-за завихрения, провоцируемого вращением крыльчатки в корпусе. Подача и отвод горючего осуществляется через соответствующие каналы внутри корпуса.

Дополнительно можно выделить гибридные топливные насосы. Конструктивно они напоминают механические устройства, но движение диафрагмы осуществляется не приводом толкателя, а электромагнитным клапаном и специальным реле.

Логика работы

В автомобилях, у которых управление основными узлами жизнеобеспечения ДВС осуществляется по CAN-шине, команду к запуску бензонасос получает от электронного блока управления двигателем. Перед запуском ДВС необходимо создать давление в топливопроводе, поэтому сразу после включения зажигания ЭБУ подает сигнал на реле, которое включает бензонасос. В некоторых авто подача питания на реле и включение бензонасоса осуществляется в момент открытия водительской двери. Время работы бензонасоса в таком режиме исчисляется секундами, после чего питание отключается. Последующий запуск произойдет уже при начале вращения стартера.

Основные неисправности, простейшая диагностика

К основным поломкам, из-за которых может не работать бензонасос, относятся:

  • перегорание предохранителя;
  • обрыв питания, окисление контактов;
  • износ щеточного узла, вследствие чего ухудшается производительность, разрушение коллектора, износ втулок ротора;
  • засорение;
  • критический износ трущихся пар роликовых и шестеренчатых топливных насосов;
  • разрушение пластмассовой муфты, посредством которой вал якоря электродвигателя соединяется с ротором насоса.

Чтобы понять, почему не работает бензонасос, достаточно базовых навыков пользования мультиметром. Наличие питания на разъеме ТН после включения зажигания будет означать, что неисправность в насосе. Если питание не приходит и бензонасос не запускается, то следует проверить цепь до разъема, а также реле.

Основные симптомы неисправности:

  • увеличение шума, появление посторонних звуков;
  • провалы при резком нажатии на газ;
  • двигатель периодически глохнет (особенно на горячую);
  • проблемы с запуском.

Одним из важнейших элементов системы питания инжекторного двигателя является реле бензонасоса. Оно используется для уменьшения нагрузки на бортовую сеть, так как управление силовыми контактами осуществляется подачей слабого напряжения на соответствующие выводы электромагнитного реле. Принципиальная схема подключения бензонасоса.

Принцип работы реле, а также способы проверки вы можете увидеть на видео.

Читать еще:  Какое масло заливают в коробку передач

Замена механического насоса на автомобилях с карбюраторным двигателем

Для работы понадобятся:

  • ключи на 10 и 13;
  • плоская и крестовая отвертка;
  • прокладка под насос;
  • герметик;
  • новый топливный насос;
  • емкость для слива бензина;
  • тряпки.

Чтобы снять старый насос, ключом на 10 ослабьте затяжку гайки клеммы минусового вывода аккумулятора. Снимите клемму с аккумулятора. Ослабьте хомут, установленный на дальнем (от топливного насоса) конце выходного шланга. На классике он от насоса идет напрямую к карбюратору, на переднеприводных моделях подсоединен к тройнику. Подставьте емкость для слива топлива и снимите шланг с карбюратора или тройника. Ослабьте хомуты крепления входного шланга к металлическому топливопроводу.

Подставьте емкость и снимите шланг с трубки. Поднимите оба шланга вверх и чем-нибудь скрепите между собой – это необходимо, чтобы избежать разлива топлива во время демонтажа насоса. Открутите две гайки крепления топливного насоса к ГБЦ, затем снимите насос. Если снять не получается, покачайте его из стороны в сторону, затем снимите. Следом за насосом снимите картонную прокладку, текстолитовую теплоизоляционную проставку и еще одну прокладку. Проверьте поверхность ГБЦ – на ней не должно остаться следов старой прокладки или герметика. Протрите посадочное место на ГБЦ чистой тряпкой, чтобы очистить от масла.

Слейте со снятого насоса топливо, затем ослабьте хомуты и снимите шланги. Осмотрите шланги – если обнаружили трещины, разрывы или другие повреждения, необходимо использовать новый шланг. Наденьте шланги на новый топливный насос и затяните хомуты. Наденьте на посадочное место новую прокладку, затем установите теплоизоляционную проставку и еще одну прокладку. После этого установите новый насос с закрепленными на нем шлангами. Закрутите гайки с гроверными шайбами с усилием 3 – 4 кг. Если на ГБЦ или проставке есть глубокие царапины, раковины или другие повреждения, вместо прокладок необходимо использовать маслостойкий герметик. Нанесите его тонким слоем на ГБЦ, посадочное место насоса и обе стороны проставки, дайте подсохнуть 5 минут, после чего установите, как описано выше.

Подключите шланги к карбюратору (тройнику) и топливопроводу. Проверьте затяжку всех хомутов. Подключите аккумулятор и заведите двигатель. Через 5 минут заглушите двигатель и проверьте прокладки бензонасоса – если на них есть подтеки масла, необходимо чуть-чуть подтянуть гайки и еще раз проверить на работающем двигателе.

Подкачивающий насос дизельного двигателя для ТНВД

Итак, топливный насос низкого давления (ТННД) нужен для того, чтобы под небольшим давлением пропустить дизельное топливо через фильтры и затем подать горючее в ТНВД. При этом выделяют два режима работы устройства. Первый режим является так называемым подготовительным, тогда как второй режим рабочий.

Стоит отметить, что насос низкого давления перекачивает немного больше топлива, чем необходимо двигателю для ровной работы. Такая подкачка «с запасом» позволяет поддерживать оптимальное давление в системе питания, избегая повышения нагрузок.

Принцип функционирования современного электронасоса

Команду насос получает от ЭБУ. Перед запуском в топливной системе создаётся давление. Способствует этому импульс, который подаётся электронным управлением на реле после включения зажигания. Блок управления не только осуществляет контроль над всей работой электрического насоса, но и принимает непосредственное участие в образовании ТВС (топливно-воздушной смеси). К тому же, электроника управляет дроссельной заслонкой, регулирует содержание выхлопных газов и т.д.

На некоторых моделях авто включение насоса происходит в момент открывания водительской двери.

Электробензонасос проталкивает горючее в двигатель. Скорость его работы зависит от норм, выдвигаемых к мотору. А вот скорость работы насоса механического типа бывает неизменной.

Следует знать, что электробензонасосы предназначены для работы под давлением, вследствие чего их конструкция продумана иначе. Они предрасположены к скорому нагреванию и шуму. Принцип действия современного насоса зависит от функционирования двигателя. Если последний не работает, то и насос не задействуется.

Возможны неисправности элемента, связанные больше с механической частью. Поломки электрического характера тоже бывают, но они случаются крайне редко. Изнашивается, в основном, нагнетатель топливного насоса, ведь на него оказывается большая нагрузка.

Примечательно, что электронасос управляется непосредственно ЭБУ, и задействуется ещё до срабатывания пускателя. Не стоит писать о том, что топливный насос является одним из самых важных элементов системы питания ДВС. Его неисправность легко приводит к перебоям в работе мотора, провалам при нажатии на педаль акселератора и сложностям с запуском.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector