Бензонасос автомобиля

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.

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.

Реле

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.

Установка электрического топливного насоса HEP02A

Весь процесс монтажа занимает всего 2-3 часа. Но многое зависит от вашего опыта и наличия под рукой всех необходимых инструментов.

Первоначально необходимо установить топливный фильтр тонкой очистки — предварительная фильтрация бензина позволит уберечь новый насос от повреждений, вызванных попаданием в него частиц грязи. Я установил топливный фильтр непосредственно под баком, в месте выхода топливных патрубков. Прикрепил я его на шланги, тщательно затянув их хомутами.

Следующим этапом идет монтаж непосредственно электробензонасоса. Его я решил прикрепить к левому крылу автомобиля в подкапотном пространстве — там к нему открывается свободный доступ.

Необходимые материалы

Для того чтобы установить электрический насос, потребуется шланг.

Длина его должна быть не менее 5 метров, а внутренний диаметр – порядка 8-9 мм. Также приобретается выносной бензонасос низкого давления и реле к нему. Из инструментов необходимо найти сверло диаметром 3-4 мм. Дополнительно покупают фильтр от инжекторной системы питания двигателя, а также карбюраторный фильтр. Еще понадобится трубка из стали с толщиной стенки 0,8 миллиметров и диаметром 7 миллиметров. Длина трубы должна быть не менее 250 мм. Также необходим шланг на 12 мм и переходной штуцер для шлага с 8 на 12 мм.

Процесс следующий:

• Для начала нужно поддомкратить автомобиль и снять переднее левое колесо.
• Затем просверлить в крыле 2 отверстия для крепления бензонасоса.
• Установить бензонасос и прикрепить его с помощью болтов с гайками.
• Установить колесо на место и снять машину с домкрата.
• Подключить электробензонасос к топливной магистрали и карбюратору, тщательно протянув топливные шланги хомутами.

Теперь настала пора разобраться с его подключением к бортовой электросети авто. Я подключил электрический топливный насос низкого давления непосредственно к зажиганию через реле и предохранитель. То есть, при повороте ключа в замке сразу начинает качать насос, а уже затем можно запускать двигатель. Это наиболее удобный и простой вариант. Схему подключения в бортовой сети я нашел в интернете.

На завершающем этапе я отключил механический бензонасос. Сделал я это следующим разом:

• От установленного мной электробензонасоса и до карбюратора я пустил новый цельный шланг.
• Открутил механический бензонасос и вытащил шток, после чего прикрутил насос на место.
• На штуцеры надел заглушки.

Таким образом, при выходе электрического топливного насоса из строя перевести систему на механический бензонасос можно за несколько минут: достаточно разрезать шланг и подключить его к насосу, затем установить на место шток. Но я искренне надеюсь, что мне это не понадобится.

• Включаем зажигание и сразу же слышим шум работающего насоса.
• Запускаем двигатель. За шумом мотора звука от бензонасоса не слышно, что несомненный плюс.
• Глушим двигатель и выключаем зажигание — насос сразу же перестаёт работать.

Важно! Для снижения шума и вибрации от насоса между ним и крылом стоит проложить слой шумоизоляции типа Вибропласта. На этом процесс установки можно считать законченным. Как показала практика, на скорости до 140 км/ч насос работает превосходно и в необходимом количестве питает мотор бензином — больше я просто не разгонялся

Уверен, что его мощности хватит на весь диапазон оборотов мотора

Как показала практика, на скорости до 140 км/ч насос работает превосходно и в необходимом количестве питает мотор бензином — больше я просто не разгонялся. Уверен, что его мощности хватит на весь диапазон оборотов мотора

На этом процесс установки можно считать законченным. Как показала практика, на скорости до 140 км/ч насос работает превосходно и в необходимом количестве питает мотор бензином — больше я просто не разгонялся. Уверен, что его мощности хватит на весь диапазон оборотов мотора.

Механический и электрический бензонасос

Бензонасос представляет собой важнейший элемент топливной системы. Главной его задачей становится доставка горючего из топливного бака в задней части автомобиля к системе дозированной подачи в подкапотном пространстве. Такой системой считается карбюратор или инжектор. Бензонасос может быть представлен как механической конструкцией, так и электрическим бензонасосом.

Бензонасосы механического типа нашли свое применение в  автомобилях с карбюратором и обеспечивают подачу топлива под невысоким давлением. Электрические бензонасосы  применяются в авто с инжектором, так как отвечают за подачу  топлива под высоким давлением и поддерживают  рабочее давление в системе.

Механический бензонасос закреплен снаружи топливного бака или вблизи карбюратора, так как нет необходимости в создании высокого давления в системе топливоподачи.  Электрический бензонасос обязательно  находится внутри топливопровода  или резервуара с горючим.

Существует также схема установки сразу двух бензонасосов. Один бензонасос установлен в баке и работает с большими объемами топлива, прокачивая его под низким давлением. Другой бензонасос работает с малым объемом горючего и создает высокое давление перед системой впрыска. Такой насос имеет название топливный насос высокого давления. Его зачастую располагают в подкапотном пространстве вблизи силовой установки или прямо на ней.

Стоит отметить, что карбюраторные двигатели считаются устаревшими, давно уступив место более производительным, экономичным и экологичным инжекторным ДВС. Существует ряд моделей, где электрический насос находится под контролем ЭБУ. Система учитывает  положение дроссельной заслонки, качество топливно-воздушной смеси и состав выхлопа, тем самым параллельно корректируя работу бензонасоса.

Электрические бензонасосы самого современного типа в процессе поддержания высокого давления демонстрируют излишние шумы при работе и склонны к быстрому нагреву. Это обусловило место их расположения именно в топливном баке. Горючее охлаждает сам бензонасос, а стенки бензобака  значительно поглощают шум от работы устройства.

Виды бензонасосов

Существует три основных вида топливных электронасосов – шестеренный, центробежный и роликовый.

Шестеренный

В шестеренном насосе топливо подается при помощи ротора (внутренней шестерни, подвижной), который располагается эксцентрично относительно статора (внешней шестерни, неподвижной). При вращении ротора боковые части его зубьев образуют небольшие камеры, которые меняют свой размер в зависимости от того, в каком месте проходят статор.

На входе камеры имеют максимальный размер и засасывают за счет разряжения в себя топливо. По мере вращения относительно статора камера уменьшается в размерах, за счет чего обеспечивается подача и нагнетание топлива на выходе из насоса.

Роликовый

Аналогичный принцип используется в роликовом насосе, в котором подача топлива осуществляется также благодаря эксцентричному расположению вращающегося ротора с подвижными роликами и неподвижного статора. Ролики перемещаются в специальных углублениях в роторе. Пространство, возникающее между ротором и роликом, полностью заполняется топливом в момент, когда ролик под действием центробежной силы максимально стремится вырваться из ротора.

Продолжая вращаться, ротор перемещает ролики относительно статора, форма которого меняется, заставляя ролики прижиматься к центру оси вращения ротора и сжимая тем самым топливо. На выходе создается дополнительное условие, при котором открывается отверстие выпуска, и топливо под высоким давлением удаляется из насоса.

Центробежный

В центробежном насосе подача топлива обеспечивается при помощи крыльчатки, которая оснащается специальными лопатками по всему периметру. Вращение крыльчатки происходит внутри полости, оснащенной двумя каналами – всасывающим и нагнетательным. Вращательные движения лопаток обеспечивают вихревой поток топлива, за счет чего достигается повышение давления.

Если шестеренный и роликовый насосы в силу особенностей конструкции монтируются непосредственно в топливопровод, то центробежный насос размещается в топливном баке. В современных топливных системах предпочтение отдается центробежному насосу, который значительно менее шумный, обеспечивает более ровный (без пульсаций) поток подаваемого топлива, хотя при этом и имеет ограничения по производительности и создаваемому давлению.

Управление работой электрического ТН обеспечивается благодаря блоку управления ДВС. Топливный насос начинает свою работу параллельно с включением зажигания, однако существуют автомобили, в которых насос активируется при открытии водительской двери (еще до того, как будет вставлен ключ зажигания или нажата кнопка пуска).

Электрический насос способен поддерживать довольно узкий, но достаточный для нормальной работы двигателя, диапазон рабочего давления, которое регулируется за счет изменения напряжения и при помощи предохранительного клапана, ограничивающего максимально допустимое давление в системе.

Вакуумный

В основу работы вакуумного насоса положен обычный бензонасос карбюраторного мотора. Единственная лишь разница в приводе, но сама механическая часть практически идентична.

Имеется мембрана, разделяющая рабочий модуль на две камеры. В одной из этих камер располагается два клапана – впускной (связан каналом с баком) и выпускной (ведущий к топливной магистрали, подающей топливо далее в систему).

Эта мембрана при поступательном движении создает разрежение в камере с клапанами, что приводит к открытию впускного элемента и закачке в нее бензина. При обратном движении впускной клапан перекрывается, но открывается выпускной и топливо просто выталкивается в магистраль. В общем все просто.

Что касается электрической части, то работает она по принципу втягивающего реле. То есть, имеется сердечник, и обмотка. При подаче напряжения на обмотку, возникающее в ней магнитное поле втягивает сердечник, связанный с мембраной (происходит ее поступательное движение). Как только напряжение пропадает, возвратная пружина возвращает мембрану в исходное положение (возвратное движение). Подача импульсов на электрическую часть управляется электронным блоком управления инжектором.

Схема подключения

Схема очень проста в подключении.

Даже если вы столкнулись впервые с подключением реле, то там все контакты пронумерованы и ошибку, допустить перепутав провода маловероятны.

Насос установил строго вертикально сразу за вентилятором радиатора.

Так как ЭБН у нас вибрационный он издает громкий звук, если не сделать резиновую прокладку под него. Изначально вырезав с велосипедной камеры кусок полосы, сложив ее в несколько раз, прикрепил это все на 2 болта. В итоге звук насоса был слышен даже при движении автомобиля, очень громко. Далее вырезав прокладки с топливной трубки, установил все это на автомобиль.

Звук стал тише, при движении его не слышно, но это не конечный результат. В дальнейшем буду делать подушку из резины в 1см и более. Для эксперимента я снял ЭБН с креплений и просто повесив его за шлангу проволокой прикрутил к кузову, так, что бы насос был не закреплен, а просто висел на топливной шланге.

Результатом был удивлен. Насос работал практически бесшумно при включенном зажигании, при работающем двигателе даже не слышно как работает насос. Побывал крепить вместо резиновых трубочек пружины, после чего просто на пружины закрепил насос, но звук был еще громче, так что это единственная неприятная ситуация с ЭБН.

Все провода проложил в гофру. Так же не забываем что, лучше тянуть + от реле непосредственно к + клемме АКБ и там же ставим предохранитель на 15А.

Сколько качает топлива из бака не стал, так как у всех разная длинна топливной магистрали, разные фильтра, может даже не один, соответственно результат будет разный. По поводу работы пока что все хорошо. На скорости и высоких оборотах, топлива хватает и машина не дергается, свечи чистые. По сути разницы в работе между эбн и пекаром я не заметил, единственное это больше не глохнет в жару и как мне показалось на холодную лучше холостой ход.

Виды бензонасосов, их особенности

Разбирать устройство бензонасоса карбюраторного двигателя не будем, поскольку такая система питания уже не используется, да и конструктивно он очень прост, и ничего особого в нем нет. А вот электрический бензонасос инжектора следует рассмотреть подробнее.

Стоит отметить, что на разных машинах используются разные виды топливных насосов, отличающиеся по конструкции. Но в любом случае узел делится на две составляющие – механическую, которая и обеспечивает закачку топлива, и электрическую, приводящую в действие первую часть.

На инжекторных автомобилях могут использоваться насосы:

Вакуумные;
Роликовые;
Шестеренчатые;
Центробежные;

Насосы роторного типа

И разница между ними, в основном, сводится к механической части. И только устройство топливного насоса вакуумного типа полностью отличается.

Вакуумный

В основу работы вакуумного насоса положен обычный бензонасос карбюраторного мотора. Единственная лишь разница в приводе, но сама механическая часть практически идентична.

Имеется мембрана, разделяющая рабочий модуль на две камеры. В одной из этих камер располагается два клапана – впускной (связан каналом с баком) и выпускной (ведущий к топливной магистрали, подающей топливо далее в систему).

Эта мембрана при поступательном движении создает разрежение в камере с клапанами, что приводит к открытию впускного элемента и закачке в нее бензина. При обратном движении впускной клапан перекрывается, но открывается выпускной и топливо просто выталкивается в магистраль. В общем все просто.

Что касается электрической части, то работает она по принципу втягивающего реле. То есть, имеется сердечник, и обмотка. При подаче напряжения на обмотку, возникающее в ней магнитное поле втягивает сердечник, связанный с мембраной (происходит ее поступательное движение). Как только напряжение пропадает, возвратная пружина возвращает мембрану в исходное положение (возвратное движение). Подача импульсов на электрическую часть управляется электронным блоком управления инжектором.

Роликовый

Что касается остальных видов, то у них электрическая часть, в принципе, идентична и представляет собой обычный электродвигатель постоянного тока, работающий от сети 12 В. А вот механические части – разные.

Роликовый топливный насос

В роликовом типе насоса рабочими элементами являются ротор с проделанными пазами, в которые установлены ролики. Эта конструкция помещена в корпус с внутренней полостью сложной формы, имеющая камеры (впускную и выпускную, сделанные в виде проточек и соединенные с подающей и выпускной магистралями). Суть работы сводится к тому, что ролики просто перегоняют бензин с одной камеры во вторую.

Шестеренчатый

В шестеренчатом типе используется две шестеренки, установленные одна в другую. Внутренняя шестерня – меньше по размеру, и движется по траектории эксцентрика. Благодаря этому между шестернями имеется камера, в которой и осуществляется захват топлива из подающего канала и перекачка его в выпускной канал.

Шестеренчатый насос

Центробежный тип

Роликовый и шестеренчатый типы электробензонасосов – менее распространены, чем центробежные, они же – турбинные.

Центробежный насос

Устройство топливного насоса такого типа включает в себя крыльчатку с большим количеством лопастей. При вращении эта турбина создает завихрения бензина, что обеспечивает его всасывание в насос и дальнейшее выталкивание в магистраль.

Мы рассмотрели устройство топливных насосов немного упрощенно. Ведь в их конструкции имеются дополнительно впускные и редукционные клапаны, в задачу которых входит подача топлива только в одном направлении. То есть, бензин, попавший в насос, вернуться в бак уже сможет только по обратной магистрали, пройдя через все составные элементы системы питания. Также в задачу одного из клапанов входит запирание и прекращение закачки при определенных условиях.

Турбинный насос

Что касается насосов высокого давления, используемых в дизельных моторах, то там принцип действия кардинально отличается, и подробно о таких узлах системы питания узнать можно здесь.

Бензонасос — элемент топливной системы автомобиля который осуществляет подачу топлива к системе дозирования (карбюратор/форсунка). Необходимость такой детали в топливной системе возникает через техническое расположение двигателя и бензобака относительно друг-друга. В автомобилях устанавливаются один из двух типов бензонасосов: механический, электрический.

Механические применяются в карбюраторных машинах (подача топлива под низким давлением).

Электрические — в автомобилях инжекторного типа (подача топлива происходит под высоким давлением).

СОСТАВЛЯЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ

Устройство топливной системы ВАЗ 2114 состоит из следующих основных элементов:

• Бензобак;
• Топливный насос;
• Устройства для фильтрации бензина;
• Система трубопроводов;
• Топливная рампа;
• Форсунки;
• Блок для утилизации отходов.

Схема топливной системы

Разберем каждую составляющую по отдельности.

БЕНЗОБАК

Бензобак ВАЗ 2114 представляет собою емкость, сверенную из двух равных металлических частей. Из бака выведена горловина, в которую заливается бензин. Горловина соединена с баком посредством резинового патрубка и хомутов.

ТОПЛИВНЫЙ НАСОС

Бензонасос расположен непосредственно в баке. Он обладает датчиком уровня топлива, который передает на ЭБУ информацию о текущем количестве бензина. Бензонасос подсоединен к магистрали по которой бензин транспортируется к топливной рампе. Сам бензонасос состоит из нескольких частей – фильтров грубой очистки, проводки и электромотора, который и осуществляет перекачку топлива. Как свидетельствуют отзывы владельцев четырнадцатых, лучше всего зарекомендовали себя бензонасосы от немецкой компании BOSCH.

УСТРОЙСТВО ФИЛЬТРАЦИИ

Система впрыска топлива ВАЗ 2114 очень сильно зависит от качества используемых фильтрующих устройств. При плохом фильтре существенно снизится как КПД, так и долговечность работы всей системы.

На четырнадцатую ставятся неразборные фильтры с рабочим элементом из бумаги. Такие фильтры достаточно быстро забиваются, и менять их необходимо хотя бы раз на 10-15 тыс. километров пробега.

ТОПЛИВНАЯ РАМПА

Топливная рампа расположена на корпусе впускного коллектора. Её конструкция состоит из двух частей, разделенных между собой подпружиненной диафрагмой. Первая – топливная, в которой задается необходимый уровень давления бензина, вторая – воздушная, в ней нагнетается воздух, благодаря чему диафрагма сжимает топливную камеру, и меняет уровень давления в ней.

Рампа

СИСТЕМА ТРУБОПРОВОДОВ И ШЛАНГОВ

Для циркуляции бензина от бензобака до форсунок в четырнадцатой используются стальные топливные магистрали, расположенные на днище автомобиля. Система подачи топлива ВАЗ 2114 также предусматривает наличие обратного трубопровода, по которому излишек бензина от форсунок возвращается обратно в бензобак.

Магистральные ТНВД системы Common Rail

В таких насосах, работающих преимущественно с дизельными двигателями, перед нагнетанием в форсунки топливо собирается в специальной рампе. Промежуточный накопитель в ТНВД используется для генерации достаточного давления (но не избыточного), а также для компенсации потерь, вызванных выходом из строя отдельными форсунками. В зависимости от необходимого уровня усилия нагнетания конструкторы могут ставить в такие системы один, два или три плунжера.

Способы дозирования топлива в ТНВД

Цикловая подача дизеля, в отличие от инжекторных и карбюраторных бензонасосов, обеспечивает более точный расход энергоносителя. За счет дополнительного устройства – перепускного клапана, происходит отвод излишнего топлива при избыточном давлении.

В классификации используются три типа устройств:

• С дросселированием в момент впуска топлива;
• С функцией отсечки;
• С комбинированием дозирования.

Регулирование объема топлива может быть механическим (пружинным) или электронным.

Функции электронного оборудования карбюраторов

На этапах зарождения электронное оборудование карбюраторов не могло реализовать всё то, что от него реально требовалось. Несмотря на это, поступательное развитие электроники и работа автомобильных инженеров позволили сформировать из неё настоящий мозг топливораспределительного узла. Сегодня электронное управление карбюратором позволяет:

• Стабилизировать обороты холостого хода. Для достижения этой цели используется электрический экономайзер принудительного холостого хода (ЭПХХ). Данный элемент карбюраторного узла позволяет организовать наиболее оптимальный режим мотора на холостом ходу. Экономайзер контролирует отдельные канали и жиклёры поступления топливовоздушной смеси в мотор, когда тот работает в холостом режиме (как при стоянке на месте, так и при движении по инерции). ЭХПП карбюратора имеет свою настройку и никак не связан с воздушной заслонкой. Схема подключения экономайзера представляет собой соединение узла с контроллерами работы двигателя, которые в совместном режиме работы через электронный блок управления настраивают холостой ход автомобиля под наиболее оптимальное функционирование в данный момент времени. Блок управление ЭПХХ – есть тот самый «мозг», контролирующий объёмы топлива и периоды их поставки в цилиндры мотора при работе его в холостую, что позволяет экономить литры бензина при передвижении на автомобиле;
• Прогревать двигатель автомобиля при запуске до тех пор, пока его работа не станет стабильной. Эта функция также осуществляется благодаря ЭПХХ, что опять же исключает управление заслонкой дросселя на холостом ходу. Такой подход к работе карбюратора не только продлевает ресурс мотора посредством его грамотного прогрева, но и позволяет владельцу автомобиля существенно экономить на топливе. Отметим, что в некоторых видах электронных карбюраторов обогащение топливно-воздушной смеси на этапах прогревания мотора происходит не через экономайзер, а через движение дроссельной заслонки. Однако сейчас это большая редкость, в силу грамотной организации системы ЭПХХ;
• Отключать или, напротив, усиливать подачу топлива в цилиндры двигателя при возникновении такой необходимости. Происходит это посредством либо уже изученного нами ЭПХХ (отключает подачу топлива в мотор, если машина катится по инерции на холостом ходу, то есть без нажатой педали газа) и другого экономайзера, который подключается к работе при высоких оборотах мотора и исключает его перегрев из-за недостатка топлива. Такая возможность электронного управления карбюратора иногда позволяет сэкономить топливо, а в некоторых случаях – предотвратить серьезнейшие поломки автомобиля.

Это интересно: Принцип работы впускного коллектора