Топливный насос низкого давления

Электронная система управления распреде­лительными топливными насосами с дози­рующим электромагнитным клапаном

При использовании таких насосов (рис. «Аксиально-поршневой распределительный топливный насос высокого давления с управлением при помощи электромагнитного клапана«) количество подаваемого топлива дозируется электромагнитным клапаном высокого давле­ния, который перекрывает камеру насосного элемента. Это дает еще большую гибкость дози­рования топлива и возможность регулирования момента начала впрыска топлива. Кроме того, за счет уменьшения нерабочих объемов повы­шается потенциал рабочего давления насоса.

Основными узлами насоса являются элек­тромагнитный клапан высокого давления, электронный блок управления и инкремент­ный датчик угла поворота для управления электромагнитным клапаном.

Закрытие электромагнитного клапана опреде­ляет начало подачи топлива, которая продолжа­ется до момента открытия клапана. Количество впрыскиваемого топлива зависит от времени, в течение которого клапан остается закрытым. Управление при помощи электромагнитного кла­пана позволяет быстро открывать и закрывать камеру насосного элемента независимо от ча­стоты вращения коленчатого вала. Такой метод обеспечивает быстрое регулирование подачи топлива независимо от частоты вращения колен­чатого вала двигателя, улучшение герметизации полостей высокого давления и в конечном итоге увеличение эффективности насоса.

Насос снабжен собственным блоком управ­ления для точной установки момента начала подачи топлива и его дозирования. В памяти ЭБУ хранится программа работы конкретного насоса и информация о данных его калибровки.

Электронный блок управления работой двига­теля определяет начало впрыска топлива и его подачу на основе рабочих характеристик двига­теля и отправляет эту информацию по каналу связи в блок управления насоса. С использова­нием такой системы можно управлять как момен­том начала впрыска, так и началом нагнетания.

Блок управления насоса также получает сигнал о количестве впрыскиваемого топлива через шину данных. Этот сигнал затем об­рабатывается в блок управления двигателя в соответствии с сигналами, поступающими от педали подачи топлива, и другими параме­трами, определяющими потребное количество топлива. В блок управления насоса сигналы о количестве впрыскиваемого топлива и ско­ростном режиме работы насоса на момент на­чала подачи топлива принимаются в качестве входных переменных для диаграммы рабочих характеристик насоса, на основании которых соответствующий период срабатывания сохра­няется в виде угла поворота кулачковой шайбы.

И наконец, момент срабатывания электро­магнитного клапана высокого давления и про­должительность его закрытия определяются по данным угла поворота датчика, интегриро­ванного в топливный насос распределитель­ного типа (VE). Этот датчик используется для регулирования по углу поворота/времени. Дат­чик состоит из магниторезистивного сенсора и кольцевого элемента, обладающего маг­нитным сопротивлением и имеющего метки, расставленные через 3°, для каждого цилин­дра двигателя. Датчик с высокой точностью определяет угол поворота приводного вала, при котором электромагнитный клапан от­крывается и закрывается. Это позволяет блок управления насоса преобразовывать данные по моменту начала подачи топлива в данные по соответствующему этому моменту углу по­ворота кулачкового вала и наоборот.

Мягкое протекание процесса подачи топлива в начале впрыскивания, которое зависит от кон­структивных особенностей насоса распредели­тельного типа, еще больше реализуется при использовании форсунки с двумя пружинами. При работе прогретого двигателя с турбонадду­вом такое протекание топливоподачи позволяет снизить уровень шума работающего двигателя.

Предварительный впрыск

Обеспечивает дальнейшее снижение шума от сгорания топлива без ухудшения работо­способности всей системы, которая должна обеспечивать максимальную эффективную мощность при минимально возможном экс­плуатационном расходе топлива. Для получе­ния предварительного впрыска дополнитель­ных конструктивных изменений не требуется. В течение нескольких миллисекунд ЭБУ за­ставляет срабатывать электромагнитный кла­пан дважды. Электромагнитный клапан с высокой точностью и быстродействием регу­лирует количество впрыскиваемого топлива. Типичные значения количества впрыскивае­мого топлива составляют 1,5 мм3.

Причины выхода из строя бензонасоса

Давайте рассмотрим причины выхода из строя бензонасоса, при которых необходимо проводить его ремонт.

Вообще, как вы, наверное, поняли ремонт бензонасоса самостоятельно проводить сложно, особенно если у вас стоит импортный вариант. Проще конечно его заменить, но если есть возможность сэкономить деньги, почему бы не попробовать.

Поломка электродвигателя.

Основная наиболее распространена причина, это поломка электродвигателя.

Самым слабым местом в электродвигателе являются его щетки и коллектор.

При осмотре электродвигателя обратите на это внимание. Подобрать щетки на импортный бензонасос будет сложно

Некоторые специализированные мастерские научились самостоятельно изготавливать щетки для таких агрегатов. По своему химическому составу данные щетки ничем не отличаются от оригинальных щеток

Подобрать щетки на импортный бензонасос будет сложно. Некоторые специализированные мастерские научились самостоятельно изготавливать щетки для таких агрегатов. По своему химическому составу данные щетки ничем не отличаются от оригинальных щеток.

Если разрушен коллектор, то его необходимо заменить новым или его восстановить, что без специалиста вам не сделать.

Выход из строя пластмассовой муфты. Благодаря данной муфте ротор насоса соединяется с валом якоря электродвигателя. Муфту следует заменить на новую.

Опять же для импортных бензонасосов это проблема. В хороших мастерских налажено изготовление таких муфт с использованием специальных пресс-форм.

Также может выйти из строя сам якорь электродвигателя. В данной ситуации необходима перемотка якоря.

Другие причины поломки бензонасоса, напрямую завися от типа самого насоса.

Поломка и типы бензонасосов.

1. Шестеренчатого типа;
2. Шиберные бензиновые насосы.

Бывают устройства шестеренчатого типа, которые сейчас получили большое распространение благодаря небольшой цене. Основным производителем таких насосов является фирма Bosh.

А также шиберные бензиновые насосы. Данные агрегаты более дорогие, но намного надежней аналогов шестеренчатого типа, которые очень чувствительны к качеству бензина и в наших условиях эксплуатации долго не служат и часто заклинивают.

В шиберном бензонасосе рабочим элементом являются не две шестерни, как в насосах шестеренчатого типа, а специальные ролики.

Какая поломка считается серьезной.

Следует понимать, что если в бензонасосе произошла какая-то поломка и причиной этой поломки не является электродвигатель, хотя и это тоже серьезно, то данную поломку можно отнести к серьезной.

Ремонт бензонасоса, особенно импортного, самостоятельно вы вряд ли выполните. Даже не все ремонтные мастерские берутся за такой ремонт, а сразу рекомендуют заменить устройство.

По причине того, что шестеренчатые насосы в наших условиях эксплуатации часто выходят из строя, некоторые мастерские переделывают их в шиберные, и хотя это дорого, но себя оправдывает.

Как вы уже поняли ремонт бензонасоса инжекторного автомобиля намного сложнее механического насоса карбюраторного. Поэтому к самостоятельному ремонту такого бензонасоса прибегать не стоит.

Для этого есть специализированные мастерские по ремонту насосного оборудования.

Однако чтобы бензонасос вашего автомобиля прослужил как можно дольше придерживайтесь советов указных ниже:

старайтесь использовать только качественный бензин;
обращайте внимание на чистоту топливного бака, периодически промывайте его;
если вы сняли бензонасос, то храните его в бензине, чтобы не попала влага;
по возможности меняйте фильтрующие сетки, которые находятся внутри агрегата;
не допускайте, чтобы насос ударялся, падал и т.д. внешние механические воздействия он переносит плохо.. Ремонт бензонасоса проводите только в специализированных мастерских, которые занимаются только ремонтом соответствующего оборудования

Ремонт бензонасоса проводите только в специализированных мастерских, которые занимаются только ремонтом соответствующего оборудования.

Одними из самых надежных и наиболее приспособленных к нашим условиям эксплуатации и нашим бензинам, среди импортных аналогов, являются насосы фирмы Bosch шиберного (роликового) типа.

Дальше по надежности идут устройства VDO, PIERBURG тоже немецкого производства.

Следующим по надежности идет насос WALBRO изготовленный в Америке.

Дальше по надежности идет корпорация DENSO (главный офис в Японии, в Европе офис в Голландии).

Среди отечественных бензонасосов неплохо зарекомендовали себя жигулевские. Больше про ремонт топливного насоса автомобиля.

Электробензонасос на мотор с карбюратором

Итак, электрический топливный насос низкого давления на инжекторных авто стоит в бензобаке и осуществляет забор горючего из топливного бака, после чего подает его под определенным давлением к форсункам. В результате двигатель работает стабильно независимо от нагрузки, также удается добиться точного и своевременного впрыска.

При этом как в первом, так и во втором случае насос подает горючее в дозирующие системы (форсунки или карбюратор). Вполне очевидно, что если вместо механического насоса поставить электрический, можно добиться безотказной работы карбюратора и стабильной подачи топлива.

Однако важно понимать, что электробензонасос на карбюраторе должен работать с низким давлением, чтобы избежать переливов топлива. Что касается самой установки, электрический насос в ряде случаев устанавливается под капотом, а не в баке (как на инжекторе)

Также достаточно распространенным является вариант, когда насосную секцию интегрируют прямо в бензобак.

Установка электрического бензонасоса на карбюратор

Сразу отметим, установка электробензонасоса на карбюраторный ДВС сопряжена с рядом сложностей

Обратите внимание, без надлежащего опыта проведения подобных работ проводить указную доработку топливной системы самостоятельно не рекомендуется

Теперь давайте рассмотрим распространенный способ установки на примере. Прежде всего, нужно подобрать наиболее подходящий по производительности топливный электронасос для конкретного типа ДВС и установленного на машине карбюратора.

Кроме насоса также следует подготовить следующие элементы:

• шланг длиной 5 метров, внутренний диаметр шланга около 8-9 мм;
• дополнительно потребуется реле;
• также нужно иметь сверло 3 или 4 мм;
• еще понадобится топливный фильтр от инжекторных систем;
• топливный фильтр для карбюраторных систем;
• трубка из стали 7 мм со стенкой 0.8 мм и длиной 25 см;
• топливный шланг с внутренним диаметром 12 мм;
• штуцер-переходник с 8 мм на 12 мм;

Подготовив все необходимое, можно переходить к установке. Сначала потребуется снять датчик уровня топлива в бензобаке. Затем в крышке датчика высверливается отверстие, затем паяльником в отверстие впаивается трубка 7 мм

Важно загнуть кончик трубочки так, чтобы реализовать слив обратки максимально удаленно от топливозаборника

Также верхний конец трубочки параллельно загибается с выходом топливозаборника. Теперь в бак следует поставить доработанный датчик уровня топлива с заборником и обраткой. Следует учитывать, что резиновую трубку потребуется соединить с установленным штуцером обратки от штатной топливной магистрали.

Теперь один конец шланга с длиной 5 метров надевается на штуцер топливозаборника. После того, как было реализовано подключение резинового шланга топливподачи, указанный шланг надежно крепится к металлической трубке. Сделать это можно путем использования хомутов.

При установке важно следить за тем, чтобы насос распологался правильно (топливо всасывается со стороны расширительного бачка, а подача идет на двигатель). Далее на резиновый шланг подачи устанавливается топливный фильтр с инжекторных систем

На второй штуцер следует надеть шланг длиной 5 см. В дальнейшем этот шланг хомутами закрепляется на кузове автомобиля в вертикальном положении.

Это необходимо для того, чтобы горючее подавалось снизу вверх. Сам электробензонасос соединяется с бензобаком при помощи шланга 12мм. Для соединения используется стальной переходник. На данном этапе подключение насоса можно считать завершенным. Теперь нужно разобраться с вопросом давления нового наоса, которое выше, чем у механического. Если давление окажется большим, карбюратор будет заливать.

Для решения задачи потребуется выполнить доработки. Прежде всего, с насоса снимается верхняя крышка, выкручивается штуцер подачи, после чего снимается сетка. Далее отверстие рассверливается на 1-3 мм заранее подготовленным сверлом. Теперь остается выполнить окончательную сборку, подключить бензонасос через шланг, установив параллельно фильтр топлива для карбюраторных систем. Для этого используется резиновая трубка, фиксация реализуется посредством хомутов.

Что касается электропитания насоса, устройство подключается через силовое реле к контакту 12 В, который находится на катушке зажигания.

Проблема старых квартир

В старых квартирах трубы имеют небольшое поперечное сечение. Кроме этого, некоторые проблемы системы трубопровода также приводят к снижению давления. Именно поэтому выходом из сложившейся ситуации становится установка подкачивающего насоса, так как замена трубопроводов в большинстве случаев невозможна или обходится намного дороже.

Особенности:

1. В продаже встречается просто огромное количество различных моделей подкачивающих насосов.
2. Встречаются промышленные варианты исполнения, которые могут устанавливаться в помещениях производственного типа.
3. Современная насосная станция предусматривает наличие бака. Он существенно повышает эффективность системы.

Стоит учитывать, что конструкция водяных станций существенно отличается от конструкции топливных насосов.

Топливный насос

Топливный насос служит для принудительной подачи топлива из топливного бака в карбюратор (или к накопительным и впрыскивающим устройствам других типов систем питания двигателя). На отечественных автомобильных карбюраторных двигателях применяют мембранные (диафрагменные) топливные насосы, конструктивно отличающиеся друг от друга лишь числом клапанов, формами корпуса и рычага привода.

Применение насосов такого типа в конструкциях карбюраторных двигателей обусловлено относительной простотой конструкции, а также тем, что при работе диафрагменных насосов практически отсутствует вероятность искрообразования. Слабым местом диафрагменных (мембранных) насосов является диафрагма, которая может повредиться, а также клапанный механизм, склонный слипаться при накоплении смолистых отложений из топлива.

На одной из страниц сайта, посвященного науке гидравлике, описаны особенности конструирования и расчета мембранных насосов, а также описано устройство и работа топливного насоса системы питания карбюраторного двигателя автомобиля ВАЗ.
Ниже приведен чертеж общего вида топливного насоса двигателя ГАЗ-53А, который имеет аналогичную конструкцию и отличается лишь размерами и формами элементов.

Насос состоит из трех частей: корпуса 2, клапанной головки 7 и крышки 6. Отлитый из цинкового сплава корпус, головка и крышка соединены между собой винтами. В корпусе на оси 14 установлен вильчатый рычаг 13, прижимаемый пружиной 12 к эксцентрику распределительного вала двигателя.
Вильчатым концом рычаг охватывает шток 10 мембраны 3, которая отжимается верхней пружиной 9. Края мембраны зажаты между корпусом и головкой насоса.
В центральной части мембраны закреплен шток. В головке насоса смонтированы клапаны: два всасывающих 4 и один нагнетательный 8. Над всасывающими клапанами размещен сетчатый фильтр 5.
Рычаг 1 ручной подкачки топлива закреплен неподвижно на валике 11 и удерживается в нижнем положении пружиной, установленной на валике между рычагом и корпусом насоса.

Под действием эксцентрика распределительного вала двигателя рычаг 13 сжимает пружину 9 и перемещает через шток 10 мембрану 3 вниз. Объем полости над мембраной увеличивается, вследствие чего в ней создается разрежение, под действием которого открываются всасывающие клапаны и топливо поступает в эту полость, проходя сетчатый фильтр.
После того, как эксцентрик распределительного вала освободит рычаг 13, мембрана 3 переместится вверх под действием пружины 9. При этом в полости над мембраной повысится давление, под действием которого закроются всасывающие клапаны 4 и откроется нагнетательный клапан 8, а топливо поступит в головку и затем по трубопроводу в фильтр тонкой очистки.

Производительность топливных насосов грузовых автомобилей 100…180 л/ч, а максимальный перепад давления при нулевой подаче – 20…30 кПа. Наибольшая подача насоса в 3…5 раз превышает максимальный расход топлива двигателем. Однако пружина 9 подобрана так, что ее сила упругости не может преодолеть силу, действующую на запорную иглу в поплавковой камере карбюратора. Поэтому когда поплавковая камера заполнена, мембрана насоса остается в нижнем положении, а рычаг 13 перемещается вхолостую. Таким образом, насос изменяет подаваемое количество топлива соответственно расходу двигателем.

Поплавковая камера карбюратора может быть заполнена топливом перед пуском двигателя с помощью устройства для ручной подкачки. При качании рукой рычага 1 валик 11, поворачиваясь, отжимает рычаг 13 насоса вниз или отпускает его.
В результате этого топливо засасывается в полость над мембраной и затем нагнетается в поплавковую камеру карбюратора. Эксцентрик распределительного вала при этом не должен касаться рычага 13.

***

Учебные дисциплины

• Инженерная графика
• МДК.01.01. «Устройство автомобилей»
•    Карта раздела
•       Общее устройство автомобиля
•       Автомобильный двигатель
•       Трансмиссия автомобиля
•       Рулевое управление
•       Тормозная система
•       Подвеска
•       Колеса
•       Кузов
•       Электрооборудование автомобиля
•       Основы теории автомобиля
•       Основы технической диагностики
• Основы гидравлики и теплотехники
• Метрология и стандартизация
• Сельскохозяйственные машины
• Основы агрономии
• Перевозка опасных грузов
• Материаловедение
• Менеджмент
• Техническая механика
• Советы дипломнику

Олимпиады и тесты

• «Инженерная графика»
• «Техническая механика»
• «Двигатель и его системы»
• «Шасси автомобиля»
• «Электрооборудование автомобиля»

Топливопроводы

Как альтернатива стальным трубкам, для топливопроводов низкого давления могут быть использованы огнеустойчивые армированные сталью гибкие трубки. Они должны проходить так, чтобы обеспечить невозможность их механического повреждения, а топливо, которое сконденсировалось или испарилось не должно иметь возможности скопления или воспламенения.

Топливный фильтр

Система (контур) высокого давления ТНВД и форсунки изготавливаются с точностью в несколько тысячных долей миллиметра. Это означает, что загрязнения в топливе могут привести к поломкам. Неэффективная фильтрация может стать причиной повреждения деталей ТНВД, нагнетательных клапанов и форсунок. Это значит, что топливный фильтр, специально отвечающий требованиям системы впрыска, чрезвычайно важен для надежной и длительной работы системы впрыска топлива. Топливо может содержать воду в связанной форме (эмульсия) или в свободном виде (конденсация из-за изменения температуры). Если вода попадет в ТНВД, то могут образоваться коррозионные повреждения. В связи с этим распределительные насосы должны быть оснащены топливным фильтром с водосборником, из которого вода должна регулярно сливаться. Возрастающая популярность дизельных двигателей в легковых автомобилях привела к необходимости создания автоматических устройств контроля наличия воды и индикаций с помощью контрольной лампы необходимости слива воды.

Местоположение

По целому ряду причин разместить электрический бензонасос на двигателе оказалось невозможно. В этом случае, прежде всего, нельзя обеспечить достаточную производительность, а значит, не будет выполняться одно из назначений бензонасоса — создание высокого давления. Кроме того, установка на двигателе была нужна для обеспечения механического привода, но при использовании электродвигателя необходимость в этом отпала. Поэтому конструкторы разместили бензонасос в топливном баке автомобиля.

Изменение местоположения позволило решить сразу несколько проблем:

1. Насос получился погружным. Таким образом, не приходится закачивать бензин через топливопровод, что существенно повысило давление на выходе.
2. Отпала проблема охлаждения электромотора. Тепло отводится топливом, в котором находятся обмотки бензонасоса. Дело в том, что бензин обладает очень низкой проводимостью, это позволяет электродвигателю работать при полном погружении в жидкость. Любое искрение при работе насоса полностью исключено, так что соблюдены все правила пожарной безопасности.
3. Бензин кроме основного предназначения и охлаждения выступает своеобразной шумоизоляцией. Погруженный в него электродвигатель почти не слышен в салоне автомобиля.

Охлаждение насоса бензином имеет и один существенный минус. В баке постоянно необходимо иметь резерв горючего. Если бензин закончится, что часто происходит у неопытных автолюбителей, электродвигатель, скорее всего, выйдет из строя.

Бензонасос в топливном баке — конструкция, характерная для всех инжекторных двигателей. Это остается неизменным у любого производителя. При этом место, где находится бензонасос, и то, как до него добраться, зависит от марки автомобиля. В большинстве случаев для доступа достаточно снять задние сиденья.

Ремонт ТНВД

Все три вида ТНВД: рядный, распределительный и магистральный, – сегодня широко используются в машиностроении. Несмотря на существенные конструкционные отличия, ремонтные работы по ним очень схожи. Поэтапно они выглядят так:

1. Очистка.
2. Разборка.
3. Дефектовка и сортировка деталей.
4. Диагностика причин неполадок.
5. Оценка стоимости ремонта.
6. Ремонт.
7. Сборка.
8. Регулировка.
9. Испытания.

Демонтированный насос размещается на очистном стенде, где его тщательно отмывают от грязи составами на основе керосина, а затем продувают сжатым воздухом. Затем ТНВД размещается на ремонтном стенде, где его разбирают и дефектуют детали. В ходе этого процесса мастер диагностирует причину поломки. Затем оцениваются детали, требующие замены, и составляется заказ наряд. Если проблемы в плунжерных парах, то следует их заменить новыми, так как восстановленные они часто крошатся и губят всю топливную аппаратуру.

По окончании работ

После сборки, ТНВД устанавливается на регулировочный стенд, где его настраивают на оптимальный режим работы. Профессиональная регулировка способствует повышению мощности двигателя и снижению расхода топлива. Перечисленные характеристики автомобиля способны приятно удивить владельца и доставить ему удовольствие от эксплуатации.

Редукционный клапан низкого давления

Редукционный клапан низкого давления (называемый также обратным клапаном, рис. 1) установлен в магистрали об-ратного слива топлива. Его задача — на всех режимах работы двигателя обеспе-чивать поддержание необходимой вели-чины низкого давления в системах впрыска UIS и UPS. Аккумулирующий клапан 5 открывается при давлении 300…350 кПа (3…3,5 бар). Конусное седло 7 открывает аккумуляторную камеру 6. Через щелевое уплотнение 4 начинает проникать небольшое количество топ-лива. В зависимости от давления топлива возвратная пружина 3 позволяет клапану 5 сдвинуться от исходной точки на большую или меньшую величину. Сооб-разно этому меняется пропускная спо-собность редукционного клапана, и не-большие колебания давления могут вы-равниваться. При давлении открытия от 400…450 кПа (4…4,5 бар) клапан сдвигается настолько что щелевое уплотнение исчезает полностью, и пропускная спо-собность редукционного клапана значи-тельно возрастает. Клапан закрывается при снижении давления топлива. Для предварительного подбора давления открытия клапана имеются два комплекта жиклеров 2 с пружинами 3 разной жесткости.

Рис.1 1. Корпус клапана 2. Резьбовой жиклер 3. Возвратная пружина 4. Щелевое уплотнение 5. Аккумулирующий клапан 6. Аккумуляторная камера 7. Конусное седло

Рис. 2 1. Топливоподкачива-ющий насос 2. Датчик температуры топлива 3. Радиатор 4. Топливный бак 5. Расширительный бачок 6. Система охлаждения двигателя 7. Насос системы охла-ждения топлива 8. Дополнительный радиатор