Устройство топливного насоса бензинового двигателя

Главная / Датчики на авто / Устройство топливного насоса бензинового двигателя

Продолжаем нашу серию статей об устройстве топливной системы автомобиля. Сегодня мы поговорим о топливном насосе бензинового двигателя.

Механический и электрический бензонасос

Топливный насос - важный элемент топливной системы. Его основная задача - подача топлива из топливного бака в задней части автомобиля в систему дозирования в моторном отсеке. Такая система считается карбюраторной или инжекторной. Газовый насос можно представить как механическую конструкцию, так и электрический газовый насос.

Механический топливный насос

Механические топливные насосы нашли свое применение в карбюраторных автомобилях и доставляют топливо под низким давлением. Электрические топливные насосы используются в автомобилях с инжектором, так как они отвечают за подачу топлива под высоким давлением и поддержание рабочего давления в системе.

Электрический топливный насос

Механический топливный насос крепится снаружи топливного бака или рядом с карбюратором, так как нет необходимости создавать высокое давление в топливной системе. Электрический топливный насос необходимо разместить внутри топливопровода или топливного бака.

Также существует схема установки двух бензонасосов одновременно. Топливный насос установлен в баке и работает с большими объемами топлива, перекачивая его при низком давлении. Другой бензонасос работает на небольшом объеме топлива и создает высокое давление перед системой впрыска. Такой насос называется ТНВД. Часто встречается в моторном отсеке возле силовой установки или прямо на ней.

Стоит отметить, что карбюраторные двигатели считаются устаревшими, давно уступив место более производительным, экономичным и экологически чистым двигателям внутреннего сгорания. Есть несколько моделей, в которых электронасос управляется ЭБУ. Система учитывает положение дроссельной заслонки, качество топливовоздушной смеси и состав выхлопа, одновременно регулируя работу топливного насоса.

Более современные электрические топливные насосы, поддерживая высокое давление, издают чрезмерный рабочий шум и имеют тенденцию быстро нагреваться. Это привело к их расположению в топливном баке. Топливо охлаждает сам бензонасос, а стенки бензобака значительно поглощают шум от работы устройства.

Конструкция механического насоса

Механический насос

В состав механического топливного насоса входят:

охватывает;
сетчатый фильтр;
верх корпуса;
верхние плиты;
функционирующие диафрагмы;
дистанционные распорки;
предохранительная диафрагма;
нижние плиты;
резервный запас;
возвратная пружина;
предыстория дела;
рычаг для ручной подкачки;

Эта конструкция образует камеру с впускным и выпускным клапанами. Эти клапаны расположены в верхней части корпуса механического топливного насоса. Эти клапаны представляют собой текстолитовые шайбы, которые прижимаются к латунным седлам клапана небольшими пружинами.

Принцип действия

Специальный рычаг привода механического топливного насоса непрерывно перемещается вверх и вниз, но диафрагма опускается вместе с рычагом только тогда, когда необходимо заполнить камеру топливного насоса. Мембрана толкается вверх возвратной пружиной. Это процесс подачи топлива в карбюратор.

Схема топливного насоса

Если присмотреться к механическому топливному насосу, можно заметить небольшую разницу между заднеприводными автомобилями и моделями с передним приводом. У заднеприводной машины на коленчатом валу расположен эксцентрик. Указанный элемент действует на толкатель. У переднеприводных моделей есть аналогичный эксцентрик, но он уже размещен на распредвале двигателя.

Толкатель давит на рычаг, а рычаг уже давит на балансир. Такой балансир находится в нижней части корпуса самого бензонасоса. Балансир преодолевает сопротивление пружины и опускает шток с мембранами топливного насоса. Таким образом создается вакуум. Топливо протекает через впускной патрубок, а впускной клапан позволяет топливу течь в полость над диафрагмами.

Также эксцентрик выскакивает из толкателя. Рычаг, коромысло и шток с диафрагмами отпускаются. Пружина сжатия заставляет шток с диафрагмами двигаться вверх, создавая тем самым давление в рабочей камере топливного насоса. Под создаваемым давлением впускной клапан закрывается, а выпускной клапан открывается. Через этот клапан топливо попадает в выпускной штуцер, затем продолжает движение по соединительному патрубку и попадает в поплавковую камеру карбюратора. Более подробную информацию о карбюраторе можно найти в статье о устройствах подачи топлива.

Если производить ручную подкачку топлива на механическом бензонасосе, то рычаг подкачки на корпусе насоса через кулачок сразу задевает балансир и шток с диафрагмами. Толкатель в этом случае не используется.

Когда поплавковая камера в карбюраторе полностью заполнена, игольчатый клапан больше не будет пропускать топливо, и насос будет работать в режиме ожидания. Дело в том, что давление движения диафрагм в корпусе насоса еще не способно преодолеть сопротивление игольчатого клапана.

Устройство электрического топливного насоса

Электрический насос

Электробензонасос в некоторых частях конструктивно напоминает механический. Такой насос работает благодаря специальному сердечнику, который втягивается в электромагнитный клапан до размыкания контактов для подачи электрического тока.

Поворот ключа в замке зажигания перед запуском является сигналом для бортового компьютера автомобиля. Электроэнергия на этом этапе уже подана на бензонасос. Двигатель еще не запустился, а электродвигатель внутри топливного насоса за пару секунд уже повышает давление в топливной системе до рабочего. Поэтому перед включением стартера и запуском двигателя рекомендуется подождать 2-3 секунды.

Если в ЭБУ не поступит сигнал об успешном запуске двигателя, топливный насос автоматически отключится. Это сделано из соображений безопасности. Некоторые автомобили устроены таким образом, что бензонасос включается, как только открывается водительская дверь.

Электрический топливный насос способен создать давление топлива примерно на уровне 0,3-0,4 МПа, а в двигателях с системой прямого впрыска этот показатель достигает 0,7 МПа. В этой статье мы не будем подробно рассказывать о ТНВД (ТНВД) для дизельных и бензиновых двигателей с непосредственным впрыском. Об этой системе читайте в соответствующем разделе сайта.

Особенностью бензонасоса можно считать использование в его конструкции модульной системы. Это связано с его прямым контактом с топливом. К ключевым элементам насоса также относятся заборник топлива, топливный фильтр и датчик расхода топлива.

Электрический насос имеет диафрагму, которая перемещается вверх и вниз. В результате во время хода вниз над диафрагмой создается разрежение. Это позволяет открыть всасывающий клапан электронасоса. Через этот клапан бензин проходит через фильтр и попадает в камеру над диафрагмой. Когда диафрагма поднимается, возникающее давление закрывает впускной клапан и открывает выпускной клапан, который продвигает топливо дальше в систему.

Основные элементы простейшего электронасоса

Схема механического и электрического топливного насоса

Электрический топливный насос состоит из:

камеры;
впускной и выпускной клапан;
диафрагма;
возвратная пружина;
соленоидный клапан;
ядро;
электрические контакты;

Обратный клапан отвечает за отключение топливной системы при выключенном двигателе. Редукционный клапан поддерживает высокое рабочее давление в топливной системе.

Виды топливных насосов

На сегодняшний день существуют различные типы электронасосов, но наиболее распространенными являются:

ролик;
механизм;
центробежный;

Роликовый

В центре такого насоса находится ротор и ролики, обеспечивающие всасывание и подачу топлива. Работа всей конструкции основана на увеличении объема пространства между ротором и роликом во время работы. В такой момент увеличения объема образуется перепад давления, топливо заполняет образовавшееся пространство. Дальнейшая дозаправка прекращается, когда это пространство полностью заполнено. Следующим шагом будет вращение ротора и уменьшение объема пространства. Это обеспечивает правильное давление, в результате чего выпускное отверстие открывается, и впрыскиваемая доза топлива поступает в систему.

Шестеренный

Всасывание топлива в шестеренчатом насосе основано на движении внутренней шестерни относительно внешней шестерни. Внутренняя шестерня - это ротор, вторая шестерня - внешняя и называется статором. Ротор вращается и в его боковых зубьях при вращении получаются своеобразные камеры. С их помощью происходит всасывание и перекачка топлива.

Рассмотренные выше шестеренчатые и роликовые насосы имеют такие конструктивные особенности, что их можно размещать только в топливопроводе. Самый популярный и распространенный вид топливных насосов в современных автомобилях - это центробежные насосы. Они отличаются низким уровнем шума и обеспечивают максимальную равномерность подачи топлива.

Центробежный

Эти насосы расположены внутри топливного бака. Основным элементом этого типа насосов является рабочее колесо с большим количеством лопастей. Указанная крыльчатка вращается внутри камеры. Эта камера содержит впускной и выпускной клапаны. В результате вращения лопастей крыльчатки становится турбулентность топлива, обеспечивается его активное всасывание, рост и поддержание рабочего давления в топливной системе.

Распространенные неисправности

Электрический топливный насос имеет довольно большой ресурс, который заложили в него инженеры. Но такой ресурс становится реальным только при соблюдении ряда условий, которые не всегда выполняются при эксплуатации.

Учтите, что топливный насос - далеко не самый дешевый элемент, поэтому лучше будет создать условия для работы насоса, максимально приближенные к идеальным. Добавим, что любому ответственному автовладельцу это сделать не составит большого труда.

Главные враги помп:

Ездить с почти пустым топливным баком;
Загрязнен топливный фильтр или сетка топливного насоса;

В первом случае насос плохо охлаждается из-за отсутствия нужного количества топлива в баке и увеличивает риск захвата грязи и даже воздуха, осевшего на дне бака. Все это может послужить причиной снижения ресурса и / или выхода из строя топливного насоса. Постарайтесь заправиться немедленно и сразу после того, как загорится сигнальная лампа, или, что еще лучше, оставьте в баке не менее 5-10 литров запаса топлива.

Вторая причина проблем с бензонасосом - использование некачественного грязного топлива и преждевременная замена фильтров. Топливный насос всегда должен поддерживать рабочее давление. Устройству намного сложнее протолкнуть топливо через забитые фильтры, а это говорит о неизбежном повышении нагрузки на насос и его повышенном износе.

В итоге

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

Запуск двигателя стартером занимает много времени при запуске как холодного, так и предварительно прогретого двигателя. Это может свидетельствовать о том, что насос не может сразу создать необходимое рабочее давление в системе;
Затруднение в фазе разгона, двигатель с большим трудом набирает обороты, запоздалая реакция на нажатие педали акселератора, провалы и толчки в движении;
Вы уверены, что в баке есть бензин, машина заводится, но потом непредсказуемо останавливается;
Повышенный шум, который слышен в салоне и исходит от топливного насоса. Насос может гудеть, потрескивать, скрипеть или лопнуть;
По неизвестным причинам наблюдается увеличение расхода топлива;
Нестабильная работа двигателя на разных режимах работы, колебание скорости и другие признаки, похожие на стрельбу;
Полное отсутствие звука работающего бензонасоса в момент зажигания;

Теперь вы ознакомились с устройством различных типов топливных насосов, которые повсеместно встречаются на отечественных и иномарках разных годов выпуска.

Не забывайте своевременно менять топливный фильтр и другие фильтрующие элементы топливной системы. Заправляйтесь качественным топливом на проверенных СТО и не ездите с остаточным топливом».

Соблюдение этих простых рекомендаций может служить надежной гарантией того, что бензонасос точно не доставит вам никаких проблем при эксплуатации автомобиля.