Топливные насосы низкого давления
Autoservice-ryazan.ru

Автомобильный портал

Топливные насосы низкого давления

Насос топливный низкого давления: первая ступень системы питания дизеля

Для работы топливного насоса высокого давления дизельных двигателей необходимо обеспечить подачу топлива в него под напором. Данную задачу решает топливный насос низкого давления — все об этом механизме, его типах, конструкции и принципе работы, а также о выборе и замене насосов рассказано в статье.

Что такое топливный насос низкого давления (ТННД)?

Топливный насос низкого давления (топливоподкачивающий насос, ТННД) — компонент ступени низкого давления топливной системы и системы впрыска дизельного двигателя; насос для подачи топлива из топливного бака во впускную полость топливного насоса высокого давления (ТНВД).

Данный агрегат выполняет несколько функций:

  • Создание на входе в ТНВД необходимого для его функционирования избыточного давления;
  • Обеспечение поступления в ТНВД достаточного объема топлива;
  • Создание во всасывающей разрежения, необходимого для забора топлива из бака и преодоления сопротивления фильтра грубой очистки (ФГО);
  • Создание давления, достаточного для преодоления топливом сопротивления фильтра тонкой очистки (ФТО);
  • Предотвращение выделения пузырьков легколетучих фракций из топлива при движении в топливной магистрали (что может происходить вследствие нагрева топлива во время работы двигателя и в теплое время года).

Применение ТННД на дизелях обусловлено особенностями работы ТНВД. В отличие от других типов насосов, на входе ТНВД не создается разрежение, за счет которого обеспечивался бы забор топлива из бака. Напротив, для нормальной работы насосных секций ТНВД на его входе необходимо создать некоторое избыточное давление (порядка 4-6 атмосфер) — именно эту задачу и решает ТННД.

ТННД обычно выполняется в виде отдельного компактного узла, который монтируется непосредственно на ТНВД и имеет привод от его кулачкового вала, либо устанавливается отдельно и имеет собственный привод. Вход ТННД соединен с магистралью топливной системы со стороны бака и ФГО, выход — с магистралью со стороны ФТО и входа ТНВД. В результате такого расположения топливоподкачивающий насос создает разрежение для забора топлива из бака и повышает его давление для преодоления сопротивления ФТО и подачи на ТНВД.

ТННД является одним из основных компонентов системы питания дизельного мотора, его поломка фактически выводит из строя и всю силовую установку. Так что ТННД необходимо как можно скорее ремонтировать или менять, а, чтобы сделать это правильно, следует разобраться в существующих типах этих агрегатов и их конструкции.

Классификация ТННД


Конструкция роликового топливоподкачивающего насоса


Конструкция роторно-лопастного топливоподкачиваюшего насоса


Конструкция шестеренчатого топливоподкачивающего насоса

В системах питания дизелей находят применение насосы трех основных видов:

При этом агрегаты могут иметь различный привод:

  • Механический — от вала ТНВД, коленвала, распредвала;
  • Электрический — от встроенного электромотора.

Как правило, электрический привод имеют некоторые виды роторных (роликовых) насосов, они выполнены в виде автономного узла, монтируемого рядом с двигателем, у топливного бака или в ином месте. Роторные и шестеренчатые насосы применяются на легковых авто и коммерческих грузовиках, оснащенных системой впрыска Common Rail (они могут быть как автономными, так и интегрированными в корпус ТНВД). Дизельные двигатели грузовых автомобилей с распределительной системой впрыска обычно имеют поршневой насос, интегрированный с ТНВД.

Каждый из указанных агрегатов имеет различный принцип работы и свои конструктивные особенности.

Конструкция и принцип работы роторных ТННД

Роторные насосы низкого давления бывают различных типов — роторно-лопастные, роликовые и другие. Однако они отличаются лишь способом формирования замкнутых камер для топлива.

Насосная секция роторного ТННД состоит из цилиндрического корпуса (плиты нагнетания), в стенках которой выполнены прорези переменного сечения, и вращающегося внутри корпуса ротора с прорезями, в которые на пружинах вставлены ролики или плоские лопасти. При вращении насоса ролики/лопасти, упираясь в стенки корпуса, образуют замкнутые полости, захватывают топливо со стороны всасывания и проталкивают его по прорези — за счет сокращения объема камеры давление топлива возрастает, и когда ролик/лопасть проходит выпускное отверстие, топливо выбрасывается через него в систему.

Недостаток роторных насосов — необходимость в сложном приводе от коленчатого вала, шестерен распредвала или вала ТНВД. Это повышает стоимость агрегата и снижает его надежность. Однако ТННД данного типа с электрическим приводом автономны и их характеристики не зависят от режима работы силового агрегата — это обеспечивает стабильное поступление топлива в ТНВД и повышает устойчивость работы мотора.

Устройство и принцип работы шестеренчатого ТННД

Конструктивно этот насос очень прост, он повторяет устройство обычных шестеренчатых масляных насосов. Основу ТННД составляет корпус, внутри которого расположены две зацепленные друг с другом шестерни. Каждая шестерня вращается в своей половине корпуса так, что ее зубцы прижаты к стенкам и образуют ряд герметичных камер. При вращении шестерен эти камеры захватывают топливо и перемещают его в сторону выпуска, за счет постоянного поступления топлива в сторону нагнетания его давление повышается до необходимой величины.

Для шестеренчатых насосов присущи те же преимущества и недостатки, что и для роторных. Однако эти ТНВД более просты по конструкции, а поэтому они дешевле в производстве и обслуживании, что и обусловило их широкое распространение.

Конструкция и принцип работы поршневого ТННД

Поршневые топливные насосы низкого давления бывают двух типов:

  • Однократного действия — за один рабочий цикл выполняется одно накачивание топлива;
  • Двукратного действия — за один рабочий цикл выполняется два накачивания топлива.

Наиболее просто устроен насос однократного действия. Его основу составляет литой корпус, в котором находятся впускная и нагнетательная полости, а также центральная полость под поршень. Поршень соединен со штоком, который через цилиндрический толкатель или ролик опирается на эксцентрик кулачкового вала ТНВД, а обратной стороной упирается в пружину. Непосредственно в поршне или на всасывающей секции насоса выполнен впускной клапан, а выпускной расположен в нагнетательной секции.

Работа поршневого насоса однократного действия сводится к следующему. Пружиной шток прижимается к вращающемуся эксцентрику, поэтому при вращении вала шток набегает и сбегает с эксцентрика, а поршень совершает возвратно-поступательные движения. При движении поршня в сторону нагнетательной секции его клапан открывается и полость над ним заполняется. При движении поршня вверх клапан закрывается и полость герметизируется — за счет этого давления топлива повышается. При достижении необходимого давления срабатывает выпускной клапан и топливо поступает к фильтру тонкой очистки и ТНВД. Далее процесс повторяется.

Насосы однократного действия нагнетают топливо только при движении поршня в одну сторону, поэтому они создают пульсирующий поток. Этот недостаток устранен в насосах двукратного действия.

Конструктивно ТННД двукратного действия похож на предыдущий, однако в нем выполнены две пары впускных и выпускных клапанов, а поршень является герметичным и делит полость на две камеры. Работает агрегат просто. При движении поршня объемы полостей над и под ним изменяются: одна увеличивается, а другая уменьшается. В полости с уменьшающимся объемом давление растет и в определенный момент топливо, преодолев усилие пружины выпускного клапана, поступает в магистраль к ТНВД. В полости с увеличивающимся объемом, напротив, давление падает, за счет чего в нее поступает топливо из бака. При движении поршня в обратную сторону полости меняются ролями и в них происходят описанные выше процессы.

Насосы двукратного действия нагнетают топливо при движении поршня в обе стороны, поэтому они создают более равномерный поток топлива.

В насосах также предусмотрены механизмы изменения подачи топлива вслед за изменением скорости вращения коленвала. Это достигается регулировкой усилия пружины и введением в насос перепускного канала (иногда с дополнительным клапаном). Настройка этих компонентов выполняется так, чтобы при снижении оборотов мотора амплитуда движения поршня уменьшалась (например, за счет подачи топлива под поршень в насосах однократного действия или за счет упругости пружины) — это уменьшает подачу топлива, при росте оборотов подача восстанавливается.

Также в этих механизмах встраивается насос ручной подкачки, посредством которого осуществляется заполнение системы после длительного простоя или ремонта. Такой насос имеет простейший ручной привод с помощью рукоятки, которая в транспортном положении зафиксирована на корпусе агрегата резьбой.

Вопросы выбора и замены ТННД

Топливоподкачивающий насос постоянно работает с высокими нагрузками, вследствие чего его детали — поршень, клапаны и их седла, уплотнительные компоненты — подвергаются интенсивному износу и становятся причинами поломок. В большинстве случаев для устранения неисправностей и восстановления работы ТННД требуется заменить отдельные детали, которые продаются в ремкомплектах.

В случае серьезных поломок — при возникновении трещин в корпусе, изломов и разрушения деталей, их деформации и т.д. — насос меняется в сборе. На замену следует выбирать ту модель топливоподкачивающего насоса, которая рекомендована производителем транспортного средства и по характеристикам совместима с ТНВД. Все работы по замене и настройке насоса необходимо выполнять в соответствии с инструкцией по ремонту и ТО данного конкретного транспортного средства. При правильном выборе агрегата вся система питания дизеля будет работать надежно и эффективно на всех режимах.

AlexsandrZP › Блог › Установка электро бензонасоса низкого давления.

Самостоятельно на карбюратор.

Сегодня мы поговорим как самому, на карбюраторном авто, легко заменить штатный механический насос на электрический. Электро бензонасос–это моторчик, который закачивает бензин в карбюратор. ЭБН можно установить на любую иномарку и отечественное авто.

Зачем это вообще нужно делать? Причины есть:

для облегченного пуска двигателя зимой ( он закачивает предварительно топливо в карбюратор );
для облегченного пуска двигателя летом ( он закачивает предварительно топливо в карбюратор, которое испаряется в жару быстро из карбюратора );
при установке ГБО на авто ( когда вы переключаетесь на газ, бензиновый насос автоматически выключается );
для стабильной работы двигателя при езде и на холостых оборотах на светофоре и не зависимо от оборотов коленвала подает стабильно топливо в карбюратор;
не перегревается как штатный родной механический ( например у Таврий );
для увеличения ресурса АКБ и стартера авто, особенно зимой. Так как механический насос накачивает топливо в карбюратор, когда крутит стартер двс. Это время достигает 7 секунд.
Насос низкого давления — описание товара тут жми.

Пример установки показан на Ваз 2107 ( с обратным клапанаом ). Так же в конце статьи есть видеоинструкция.

Основные правила для монтажа: подальше от горячих мест; горизонтальное положение; перед насосом установка фильтра.

Ставим авто и даем двигателю часок остыть, чтобы было не жарко под капотом работать нам. Примеряем наш эбн и присматриваем место для его установки.

Мы устанавливаем насос на кронштейн-планку ( для теста ) на старый механический насос. Так он и по уровню перепада топлива будет идентичен и через подушки двс вибрации насоса погасятся.

Подключаем входной и выходной патрубок топлива к насосу. На нашем насосе фирмы Аврора есть стрелка, которая показывает направление топлива.

Заменяем сразу топливный фильтр на новый. Рекомендуем ставить фильтр-отстойник и менять его каждые 6 месяцев.

Далее зажимаем хомуты на патрубках. Мы используем червячные хомуты, 12-20 мм раскрытия.

От хомутов из комплекта откажемся.

Теперь электрическая часть насоса. Подключать эбн нужно через реле ( силовое )! У нас 4-х контактное реле, но можно взять и 5-и контактное.

ЭБН потребляет 6-10 Ампер и его нельзя подключать на прямую ( параллельно ) к катушке зажигания, замку зажигания или клапану ГБО! При ГБО нам нужен клапан, который блокирует подачу бензина к карбюратору. На плюсовую клемму клапана мы подключаем параллельно нашу проводку. Вот схема коммутаций.

Принцип работы схемы такой: на управляющий вход приходит +12В от катушки зажигания, замка зажигания или клапана ГБО. Включается наше реле и через себя пропускает +12В от аккумулятора на наш насос. Насос включается. Насос защищен от сухого хода, но он охлаждается бензином, поэтому сухой ход не превышайте 5 секунд. Массу ( минус ) реле и массу эбн подключаем на кузове авто. Плюс реле ( силовой ) берем от клеммы плюса аккумулятора. При установке насоса мы используем, для легкости монтажа, готовую проводку для эбн.

Читать еще:  Троит двигатель как это

На ней есть все клеммы и ее только нужно закрепить под капотом. Используем предохранитель на ток 10А фирмы МТА ( Италия ). Все. После подключений вставляем наше реле и предохранитель. Все теперь включаем зажигание. Насос закачивает топливо в карбюратор ( легкое жужжание эбн ). Если стоит ГБО, то переключаем из салона его кнопкой на бензин. Включается ( открывается ) электро-клапан бензина и запускается одновременно на насос. Готово.

Укладываем наши новые провода на штатную проводку под капотом. Закрепляем их их через 5-6 см изолентой. Мы используем только американскую изоленту 3М.

Выводы из практики.

1. Если стоит ГБО, а насос закрепили возле двигателя – он греется от двигателя. Так как он не работает большую часть времени ( только при прогреве двс ) и не охлаждается топливом. Переставить эбн на кузов, в районе крепления катушки зажигания.

2. Если ГБО не стоит, то поставить насос через теплоизоляционную пластину ( текстолит или фторопласт ).

3. На авто где нет обратки в карбюраторе лучше сделать, вокруг эбн, шланг сброса топлива. Чтобы насос на холостом ходу не работал в напряг. Первый вариант-с жиклером от карбюратора. В шланг топлива вставляем келер карбюратора от Ваз 2108. Уменьшая диаметр внутренний патрубка. Но этого достаточно, чтобы уводить излишнее давление из системы на зад.

Второй вариант –с обратным клапаном. Обратный клапан от Ваз 2108 ( пластиковый или металический ) открывается когда в карбюраторе избыточное давление и игла закрыта. Топливо открывает клапан и излишки уходят на зад.

4. Штатный бензонасос можно не снимать ( и не ставить заглушку ), а оставить его как запасной в дороге, на месте.

5. ЭБН можно установить как подкачивающий насос ( нагнетающий топливо в карбюратор перед поездкой ), а основной будет механический. Статью об этом варианте ЭБН можно прочесть тут-жми (скоро появится).

Ток включения-9 А.

Давление- 0,2 бар.

Аксессуары для монтажа:

1. проводка для подключения готовая — тут жми

2. реле 4-х контактное г. Пенза — тут жми

3. заглушка механического насоса. Есть для Ваз/Заз/Иж и Газ/Уаз — тут жми

4. обратный клапан. Есть пластиковый и металический — тут жми
5. фильтр топливный с отстойником — тут жми

Видеоинстуркция по устновке насоса ЭБН.

Так же есть видеообзор этого насоса.

Toyota Mark II DRAKON › Logbook › Электрический бензонасос низкого давления вместо механического на карбюратор . Двигатель 1S-U.

Пришло время покупать новый механический бензонасос на мой карбюраторный двигатель 1S-U.
Потому как с дренажного отверстия внизу бензонасоса стал брызгать бензин.
Верой и правдой прослужил он лет 14. Покупал его тогда сам, новый.
Родной механический бензонасос 23100-69075 стоит сейчас

6000р со сроком доставки 30 дней.
Есть замена Kyosan TP-675 за 2700р со сроком 74 дня.

Вобщем решил заменить механический бензонасос на электрический бензонасос низкого давления. (ЭБН).
Обычный бензонасос нельзя, он выдает давление под 6 бар, а нужно для карбюратора 0,2-0,4бар.
Забегая вперёд, сразу скажу, что замена удалась, всё заработало с первого раза. Давление перед карбюратором держится около 0,3бар.

Итого закуплено:
1. ЭБН фирмы Pierburg 7.21440.51.0 (59,5Евро)
2. ЭБН фирмы Tech-as EFP382001G (запасной) _(700р)
3. Реле пятиконтактное 90.3747 с колодкой. (65р+45р)
4. Два держателя предохранителя + 2 предохранителя 5А (по 55р)
5. Провод монтажный луженый МГШВ-1мм2. 10метров (7р за метр)
6. Трубка термоусадочная Ø4мм 15см (10р)
7. Клемма круглая для + контакта ЭБН Ø3мм (5р)
8. Клемма круглая для — контакта ЭБН Ø4мм (5р)
9. Клемма круглая для ”Земли” под болт Ø5мм (20р)
10. Клемма монтажная TDM 2-х контактная 2шт CK-412 (15р)
11. Клемма монтажная TDM 3-х контактная 1шт CK-413 (20р)
12. Фильтр топливный FILTRON PS822 (55р)
13. Клапан топливный обратный 21080115601000 2шт (по 50р)
14. Шланг топливный Gates Ø8мм – 1,5метра 3225-00053 (220р метр)
15. Шланг топливный Gates Ø6мм – 1,5метра 3225-00052 (220р метр)
16. Хомуты с ручкой 10-16мм -8шт (по 20р)
17. Манометр ДМ2029У2 до 1,6kgf/cm2 (до 1,6 бар) (170р)
18. Переходник для манометра с ¼ на ёлочку 6мм Fubag 180250 (48р)
19. Датчик расхода топлива производства г.Курск ”Счетмаш” 13.3853
(вместо него можно использовать топливный тройник)
20. Герметик Dirko HT. Артикул 705.705. ф.Elring

Теперь по порядку:
Одновременно с изучением ассортимента ЭБН, замерил давление топлива между старым механическим бензонасосом и карбюратором. Оно оказалось от 0,2бар(на холостых) до 0,4бар в зависимости от оборотов.

Заказал два ЭБН (заводской Китай):
MEAT&DORIA 76043 (

700р)
Оказались абсолютно одинаковыми, сделаны на том же заводе, отличались только лазерной гравировкой. Потому вернул обратно MEAT&DORIA.
По отзывам в инете понял, что китайские ЭБН ходят пол года – год. Посему решил поискать более именитый ЭБН фирмы Pierburg. В наших магазинах много шансов нарваться на китайскую подделку.
И как раз получилось заказать друзьям купить в Германии ЭБН фирмы Pierburg (7.21440.51.0).
Обошелся в 59,5 Евро. Покупался в немецком интернет-магазине: www.atp-autoteile.de/de/p…urg-kraftstoffpumpe/dvc-1
Оказался польского производства с хорошей подробной инструкцией. В комплекте хомут крепления, 2 хомута для шланга, винт, гайки, гроверы.
Видно, что не китайский.

Рекомендуется ставить ЭБН у бензобака как можно ниже, но под днищем около бензобака устанавливать слишком муторно.
Место бензонасосу определил под капотом как можно пониже.
Для начала установил ЭБН и реле включения ЭБН на металлический профиль, чтобы все подключить на столе и уже готовую конструкцию болтом прикрепить к кузову. Фото:

Закупил луженые провода МГШВ-1мм2.(попался провод с изоляцией, которую даже паяльник не плавит) Луженые лучше, потому как бывает, что уже через год после зимней соли обычные медные провода сильно окисляются или сгнивают полностью. Фото:

Реле взял обычное пятиконтактное, управляющий сигнал +12В на реле взял с провода питания распределителя (трамблера) через предохранитель 5А. (Питание распределителя появляется какраз только при повороте замка зажигания в положение ON и START)
Коммутироемое релюшкой питание ЭлектрБензоНасоса +12В провел отдельным проводом от АКБ через отдельный предохранитель 5А.
Минус питания взял просто от клеммы болта корпуса автомобиля.
К проводам автомобиля подключался удобными клеммниками TDM:
На контакты и клеммы по возможности одевал термоусадочную трубку для защиты от коррозии. Также для защиты от коррозии обмазывал все контакты реле, клеммы ЭБН и зачищенные провода специальной защитной смазкой Liqui Moly.

В моем авто установлен датчик расхода топлива 13.3853 производства г.Курск ”Счетмаш”, так вот в нем есть три трубки: Вход, Выход и Обратка.
В трубке обратки отверстие маленькое Ø1мм. За счет этого поддерживается определенное давление.

Вместо него можно использовать обычный топливный тройник обратки карбюратора VSK00052767. Но в трубочке обратки необходимо вставить любую заглушку с отверстием диаметром около 1мм. Чтобы давление топлива было в норме на любых оборотах (0,4…0,3бар)

Топливные шланги решил установить покачественнее. Взял Gates (3225-00053 и 3225-00052). На ощупь очень мягкие и совершенно не воняют химической резиной, как недорогие наши шланги. Надеюсь прослужат дольше и не будут трескаться, как отечественные.

На данный момент топливная система собрана по такой схеме:

Потому что отечественный обратный клапан создает сопротивление потоку топлива. Даже продувается воздухом он немного с усилием.

Поэтому заказал на ebay у китайцев обратный клапан на пробу. В надежде, что он меньше будет давать сопротивление потоку. Ну и размером клапан для шланга 8мм, чтобы установить его после ЭБН. Вот такой:
www.ebay.com/itm/30172347…geName=STRK%3AMEBIDX%3AIT

Сейчас обратный клапан и фильтр тонкой очистки установлены до ЭБН.

Со временем постараюсь сделать все, как указано в инструкции у немцев:
обратный клапан и фильтр тонкой очистки надо установить после ЭБН, а до ЭБН установить фильтр грубой очистки. Например вот такой:

Владельцы карбюраторных авто знакомы с тем, что после долгого простоя машина плохо заводится.
Так вот, теперь с ЭБН стала заводиться значительно лучше! Ура!

PS. Со временем отчет дополню фотографиями.

Особенности и предназначение насоса низкого давления

Топливный насос низкого давления — это деталь, которая применяется для транспортировки горючего к ТНВД. В большинстве случаев он устанавливается прямо на коробку насоса высокого давления или возле него. Между ними проведено соединение из трубок, по которым топливо передвигается, одновременно проходя очищение через тонкие и грубые фильтры.

Принцип работы ТННД

Если говорить в целом, то насос низкого давления в своей работе имеет два режима:

Подготовительный режим работы наблюдается тогда, когда поршень начинает двигаться вверх. При этом на него воздействует эксцентрик и стягивает пружину. После этого начитается движение горючего в камерах и между фильтрами.

Рабочий режим наблюдается при обратном движении, то есть — вниз.

Насос низкого давления постоянно транспортирует горючего больше, чем двигатель требует для своей стабильной работы. Таким образом, разные режимы работы позволяют создавать в топливной системе оптимальные условия. Ведь в случае постоянного движения поршня в механизме будет возникать повышенная нагрузка, которая, в конце концов, приведет к поломке.

Когда топливо подается меньшими объемами, то уровень напряжения возрастает и справиться с ним поршень уже не может, в результате чего он просто зависает. А это означает, что топливный механизм подает меньше топлива. И в обратном случае, если горючее подается в больших количествах, то поршень двигается активнее, а насос низкого давления гонит больше горючего.

Устройство ТННД

ТННД состоит из:

  1. Приводного вала;
  2. Ротора с определенным количеством лопастей;
  3. Статора;
  4. Диска распределения;
  5. Регулятивной приводной шестерни;
  6. Муфты соединения.

Устройство топливного насоса низкого давления

Когда ротор начинает свое движение, то его лопасти начинают сближаться со статором и под влиянием центробежной силы возникают определенные камеры. Так как внутри существует определенное напряжение, то из этих камер горючее направляется непосредственно к ТНВД. Для этого используются специальные каналы в диске распределения. При этом незначительное количество горючки направляется в клапан редукции, если давление создается больше, чем настроено системой.

Так как оба устройства неразрывно связаны, то для поддержания необходимых условий используется топливный сливной дроссель (в виде жиклера), вкрученный в насос высокого давления. Таким образом, конструкция этой детали позволяет создавать необходимые условия в камерах в зависимости от скорости движения приводного вала. Такая конструкция подходит для дизелей, но есть и другие виды, о которых речь пойдет дальше.

Виды ТННД

Топливный насос низкого давления используется абсолютно на всех машинах любого года выпуска и марки. Без него обойтись не получится, так как именно он выкачивает горючее из бака и подает его в остальную систему. Однако есть разные виды таких насосов. Например, вместе с карбюратором работает слабый механический ТННД, в то время как на инжекторах устанавливается более серьезный топливный электронасос. В дизельных же моторах такой топливный насос транспортирует горючее исключительно к ТНВД.

Механический тип

Механический вариант устанавливается на блоке цилиндров и крепится обычными винтами. Его работа обеспечивается валом коленчатого типа с эксцентрическим кулачком. Нажатие на кулачек приводит к сокращениям и таким образом бензин подается в камеру. Для предотвращения попадания топлива обратно используется специальный клапан. При последующих нажатиях топливо поступает в карбюратор, где и сгорает.

Кстати, механический тип устройства позволяет легко завести машины после длительного простоя. Для этого можно вручную подкачать топливо и пересыхание не станет проблемой.

Механический топливный насос низкого давления

Электрический тип

С появлением инжектора и внедрения большого количества электрических устройств, использование механического нагнетателя стало просто невозможным, так как он не справлялся со своими функциями и не создавал нужного низкого давления.

Читать еще:  Как проверить радиатор охлаждения на течь в домашних условиях

Электронасос в упрощенном виде состоит из насосного элемента и приводного электрического двигателя в корпусе. В нем же размещен фильтр, топливозаборник и датчик расхода бензина. Работает он по схожей схеме с механическим вариантом, за исключением того, что топливо перемещается в системе с помощью того самого электродвигателя.

Топливный насос низкого давления располагается внутри бака. Многие считают, что это небезопасно, но это ложное мнение. Если в механических вариантах этого устройства часто перегревался бензин из-за тепла, выдаваемого двигателем, то на электрических вариантах такой проблемы нет. Бензин без перерыва движется по системе топливных трубок и это не дает ему нагреваться до предельных температур. То есть, такое расположение способствует сохранению нормальной температуры, ведь расстояние до источника тепла максимальное.

Более того, из-за непрерывного контакта элементов конструкции и бензина исключается возможность возникновения коротких замыканий, приводящих к возгоранию.

Электрические варианты устанавливаются и на дизельные машины. Сейчас они служат в качестве дополнения в системе и используются для транспортировки дизеля к ТНВД.

Здесь топливный насос низкого давления очень часто объединен с насосом высокого давления. Это объясняется необходимостью постоянной подачи топлива для обеспечения стабильной работы на разных оборотах.

Устройство ТНВД

Одним из основных составляющих системы питания дизельной силовой установки является насос, обеспечивающий подачу топлива под высоким давлением на форсунки. Полное название – топливный насос высокого давления (аббревиатура – ТНВД). Помимо дизельных моторов такой насос применяется и в бензиновых агрегатах с инжекторной системой, у которой подача бензина осуществляется непосредственно в цилиндры.

Этот узел системы питания имеет достаточно сложную конструкцию, поскольку в его задачу входит не только нагнетание дизтоплива, но еще и подача его на форсунки в строго определенные моменты. В общем, от его работы напрямую зависит функционирование силовой установки.

Виды ТНВД

Существует несколько типов дизельных топливных систем, имеющих разные конструктивные особенности. Это в свою очередь влияет на устройство ТНВД. Так, на дизелях могут использоваться насосы:

Несмотря на отличия в конструкции, во всех используется один и тот же основной рабочий узел – плунжерная пара. Именно она обеспечивает нагнетание давления.

Основной рабочий узел

Состоит эта пара из двух частей – поршня (он же плунжер) и гильзы (втулки). Поскольку в узле создается высокое давление, то утечки между составными элементами не допускаются. Поэтому рабочие поверхности поршня и гильзы имеют высокую степень обработки, поэтому не редко пару называют прецизионной.

Суть работы пары построена на возвратно-поступательном перемещении плунжера внутри втулки. При этом посредством каналов или клапанов обеспечивается попадание топлива в надплунжерную полость и отвод его после сжатия.

Работа плунжерной пары

Работает все так: при перемещении поршня вниз открывается канал или клапан подачи (зависит от устройства ТНВД), и топливо закачивается в полость. При передвижении вверх подача прекращается (канал или клапан закрывается) и плунжер начинает сжимать дизтопливо. При достижении определенного значения давления открывается нагнетательный клапан и дизтопливо (уже находящееся в сжатом состоянии) выходит в магистраль, ведущую к форсункам.

В общем, работа самой плунжерной пары очень проста, но существует множество нюансов и особенностей, в том числе и конструктивных, которые влияют на функционирование этого узла. Поэтому принцип работы ТНВД следует рассматривать отдельно по каждому из указанных видов.

Особенности конструкции и принцип функционирования рядного ТНВД

Рядный вид является «родоначальником» насосов высокого давления, поскольку именно эти ТНВД использовались на первых дизельных установках и применение он, хоть уже и ограниченное, находит и сейчас.

Особенность его заключается в том, что для каждой форсунки предусмотрена своя топливная секция (с одной рабочей парой). Все секции размещены в ряд, отсюда и название типа ТНВД. Разновидностью его является V-образный насос, у которого секции располагаются в два ряда. Также стоит отметить, что он полностью механический, и только в последних модификациях стали использовать электромеханические регуляторы момента подачи топлива.

В нем плунжеры приводятся в действие от кулачкового вала, который получает вращение посредством привода от коленвала. При этом кулачки воздействуют на поршни секции не напрямую, а через роликовые толкатели. Возвратное передвижение плунжера обеспечивается пружиной.

Интересно в этом типе ТНВД организована регулировка количества топлива, подающегося на форсунки после сжатия. Для этого в гильзе проделано два отверстия – впускное и выпускное, причем первое находится ниже второго. Также на рабочей поверхности поршня сделана винтовая проточка. За счет проворота гильзы относительно плунжера и удается регулировать порции топлива.

А работает все так: при движении вверх, поршень перекрывает оба отверстия, и начинается сжатие топлива. Но при поднятии до определенного уровня, проточка на поршне соединяется со сливным отверстием, из-за чего давление падает, поскольку топливо начинает стекать по проточке, и нагнетательный клапан закрывается, прекращая его закачку в магистраль. За счет изменения расположения сливного отверстия относительно плунжера можно регулировать уровень совпадения его с проточкой.

К примеру, при работе мотора под нагрузкой необходимо обеспечить подачу большего количества топлива. Для этого втулка поворачивается так, чтобы отверстие с проточкой совпало как можно позже, тем самым порция дизтоплива, которая пройдет через нагнетательный клапан, будет увеличена.

Для проворота втулки используется рейка, которая имеет постоянное зацепление с зубчатым сектором, установленным на внешней поверхности гильзы. Причем эта рейка воздействует на все топливные секции одновременно, что обеспечивает синхронность регулирования дозировки.

Как уже отмечено, ТНВД помимо сжатия обеспечивает еще и соблюдение момента впрыска. Причем в рядном типе это организовано очень просто – плунжерная пара срабатывает точно на конце такта сжатия. Но здесь имеется очень важный момент – чем крупнее порция впрыскиваемого топлива, тем больше времени нужно, чтобы его подать. То есть, при работе мотора под нагрузкой, впрыск должен начаться раньше.

И это обеспечивает регулятор опережения момента впрыска. В полностью механическом насосе в его качестве выступает центробежная муфта, установленная на кулачковом валу насоса.

В конструкцию этой муфты входят подпружиненные грузики, которые за счет центробежной силы могут расходиться, преодолевая усилие пружин. Это расхождение приводит к тому, что кулачковый вал меняет угол (проворачивается) относительно своего привода. То есть, чем выше скорость вращения этого вала, тем на больший угол грузики его провернут. В результате кулачок будет раньше набегать на толкатель плунжера и момент начала впрыска изменяется.

Также в конструкции используется электромеханический регулятор момента подачи топлива. В такой конструкции электроника посредством датчиков отслеживает параметры работы силовой установки и на их основе через исполнительные механизмы управляет углом начала подачи дизтоплива.

Механический регулятор момента подачи топлива

Насосы рядного типа отличаются высокой надежностью и неприхотливостью к качеству топлива. Но из-за ряда недостатков, среди которых значительные габаритные размеры и сравнительно медлительное реагирование на изменение режимов работы мотора, использование этого вида ТНВД сейчас ограничено. Он пока еще применяется на тяжелой технике, что же касается автомобильного транспорта, то его вытеснили другие типы насосов.

Распределительный тип ТНВД

Следующим этапом в развитии дизельных систем питания стало использование насосов распределительного типа.

Особенность этого вида ТНВД заключается том, что в конструкции используется только одна топливная секция, которая обеспечивает подачу на все форсунки. Примечательно, что секция только одна, но в ней может использоваться разное количество плунжерных пар – от 1 до 4.

Существует несколько типов распределительных ТНВД, отличающихся между собой по особенностям работы прецизионных пар и их приводом. В целом, все насосы этого типа делятся на:

  • торцевые;
  • роторные;
  • с внешним приводом (кулачковым).

Отметим, что последний тип из-за низких показателей надежности особого распространения не получил.

Торцевой тип

Насосы с этим приводом – достаточно распространенный вариант и выпускаются они многими именитыми производителями топливной аппаратуры для дизелей.

Устройство топливного насоса высокого давления с этим видом привода подразумевает наличие только одной прецизионной пары, которая одновременно выполняет и роль распределителя – направляет сжатое топливо к требуемой форсунке.

ТНВД торцевого вида

Особенность работы заключается в том, что поршень выполняет не только возвратно-поступательное перемещение, он еще при этом и вращается. Чтобы обеспечить одновременное выполнение нескольких движений, в конструкции используется специальная кулачковая шайба с закрепленными на ней роликами.

Суть работы очень проста – эта шайба за счет воздействия пружин находится поджатой к неподвижному кольцу (упирается в него роликами). В кольце проделаны выемки под ролики. При вращении ролики периодически попадают в имеющиеся выемки, что приводит к возвратно-поступательному движению самой шайбы, которая связана с плунжером, при этом она его сразу же и вращает.

Схема питания дизельного двигателя

При ходе поршня внутри втулки происходит сжатие дизтоплива, а его вращение обеспечивает открытие того или иного канала, по которому топливо под давлением движется к требуемой форсунке.

Процесс работы плунжера ТНВД

Блок высокого давления

Это была описана только работа топливной секции. Но в конструкцию этого насоса входит еще ряд дополнительных элементов:

  • топливоподкачивающий насос (роторно-лопастной);
  • регулятор опережения момента подачи;
  • дозирующее устройство (механическое или электромагнитное);

Если рассматривать все эти дополнительные устройства, то принцип их работы – не сложен.

Подкачивающий насос располагается на валу ТНВД и представляет он собой ротор, с установленными в нем роликами. Вращается этот ротор в статоре, на внутренней поверхности которого проделаны специальные пазы.

Главный рабочий механизм ТНВД

В качестве регулятора опережения впрыска выступает неподвижное кольцо (к которому поджата шайба с роликами). Проворачивая ее вокруг оси можно менять угол проворота вала, при котором срабатывает рабочая пара. В движение это кольцо приводится исполнительными механизмами электронного блока управления ТНВД.

Дозировка топлива механическим регулятором выполняется за счет срабатывания специальной муфты. В электромагнитном типе роль дозатора выполняет специальный запорный клапан, который по сигналу от блока управления перекрывает подачу топлива в магистраль.

Роторный тип

Еще один ТНВД распределительного вида, получивший неплохое распространение, имеет так называемый роторный привод (он же – внутренний кулачковый). В этом насосе тоже имеется только одна топливная секция, в которой может использоваться 2, 3 или 4 плунжерные пары.

Пары в этом типе насоса расположены радиально. Плунжеры при этом совершая поступательное перемещение, двигаются навстречу друг другу. Надплунжерные пространства объединены в единую полость – камеру высокого давления. Втулки в плунжерных парах, как таковые – отсутствуют. Их роль выполняют отверстия в валу-распределителе насоса.

В целом, конструкция топливной секции включает кулачковую шайбу, с проделанными пазами на внутренней поверхности. Внутри этой шайбы размещен вал-распределитель с установленными в нем плунжерами. В движение поршни приводятся через специальные роликовые башмаки, ролики которых постоянно контактируют с рабочей поверхностью шайбы.

Кулачковый двухплунжерный ТНВД

Суть работы секции такова: при вращении вала, башмаки повторяют форму поверхности шайбы. Попадание на выступ поверхности приводит к вдавливанию башмаков внутрь вала, при этом они толкают плунжеры (происходит поступательное движение). Попавшее ранее в камеру высокого давления топливо сжимается и подается на распределитель, где и перенаправляется на требуемые форсунки.

Но это только принцип работы топливной секции. В конструкцию ТНВД помимо нее входят топливоподкачивающий насос (роторного типа), регуляторы дозировки и момента впрыска, электронный блок управления, который регулирует работу насоса в зависимости от режима работы силового агрегата.

Насосы распределительного типа отличаются компактными размерами и достаточно высоким создаваемым давлением. Но есть и недостатки, главным из которых является короткий срок службы плунжерных пар.

ТНВД системы Common Rail

Несколько иной тип насосов высокого давления применяется в топливной системе Common Rail. На конструкции ТНВД здесь сказываются особенности работы самой системы.

Читать еще:  Принцип работы системы

Одноплунжерный ТНВД Common Rail

В этой системе впрыск контролируется и управляется ЭБУ, поэтому дозировка и момент впрыска топлива в задачу насоса не входят. У него только одна функция – нагнетать топливо в рампу (аккумулятор).

Поэтому конструкция ТНВД сильно упрощена. По сути, насос состоит только из вала, плунжерных пар (от 1 до 3) и клапанов – впускных и нагнетательных. Регуляторы здесь отсутствуют за ненадобностью.

Двухплунжерный насос высокого давления

Здесь все просто – вал вращается от привода и плунжеры постоянно нагнетают топливо в рампу. Это и все, что требуется от ТНВД.

Насосы низкого давления (топливоподкачивающие)

Выше рассматривались ситуации, когда топливо уже находится в ТНВД. Но к нему оно еще должно поступить, причем пройдя несколько этапов очистки. И это выполняет топливный насос низкого давления (топливоподкачивающий).

Они бывают как внешними, так и внутренними, механическими или электрическими.

В топливных системах с рядными ТНВД обычно используются внешние механические подкачивающие насосы поршневого типа. Привод его осуществлялся от эксцентрика вала насоса высокого давления.

Механический топливоподкачивающий насос

Конструктивно он очень прост. Внутри его корпуса имеется поршень со штоком, контактирующим с эксцентриком и двумя клапанами – впускным и выпускным.

При движении поршня вниз, топливо за счет разрежения через впускной клапан закачивалось в надпоршневое пространство. Движение же его вверх сопровождается закрытием впускного клапана и открытием выпускного, через который поршень выдавливает дизтопливо далее – к фильтру тонкой очистки.

Принцип работы ТННД

Поскольку его производительность больше, чем требуется для работы мотора, конструктивно предусмотрен сброс излишков обратно в бак.

В ТНВД распределительного типа уже используется внутренний механический подкачивающий насос роторного типа.

Нередко вместо механических узлов используются электрические, которые могут устанавливаться на корпусе ТНВД, в магистралях низкого давления или же непосредственно в баке. Они зачастую используются и в системе безопасности, которая при аварии подает сигнал на его отключение для прекращения подачи топлива в магистрали.

Электрический топливный насос

Принципиальных изменений в конструкции ТНВД давно уже не было, автопроизводители используют проверенные временем механизмы лишь дорабатывая отдельные детали и системы управления.

Топливный насос

Топливный насос – это один из обязательных элементов любого транспортного средства. Он предназначается для транспортировки горючего из топливного бака непосредственно в двигатель. В современном автомобилестроении применяются различные виды топливных насосов, отличающихся как по функциональному назначению, так и по конструктивным особенностям. В статье рассматриваются основные их разновидности, устройство, принцип действия и выполняемые функции.

Функциональное назначение

Работа двигателя внутреннего сгорания предполагает сжигание топливно-воздушной смеси в специальных камерах. Топливная система транспортного средства, наиболее важной частью которой выступает насосное оборудование, предназначается для обеспечения бесперебойной подачи горючего к рабочим узлам двигателя.

В современном автомобилестроении используются несколько разновидностей топливных насосов. Самый простой и в сегодняшних условиях редко применяемый вариант – традиционный и весьма распространенный 2-3 десятилетия назад бензонасос карбюратора. Его функция ограничивается перемещением горючего к двигателю, причем бензин подается под обычным давлением, а потому такой вид механизма нередко называется ТННД или топливный насос низкого давления.

В намного чаще используемом в настоящее время инжекторном бензиновом двигателе применяется система непосредственного впрыска горючего в цилиндры. Это предполагает подачу горючего под давлением. Поэтому бензонасос инжектора является ТНВД или топливным насосом высокого давления.

Конструкция дизельного двигателя предусматривает наличие сразу двух топливных насосов. Первый из них является ТННД и предназначается для перемещения горючего из бака к ТНВД. Последний, в свою очередь, сжимает полученное топливо и обеспечивает его доставку непосредственно к форсункам двигателя.

Таким образом, выполняемые функции определяются типом двигателя и самого топливного насоса:

· бензонасос карбюратора подает горючее из бака к двигателю без каких-либо манипуляций с давлением;

· бензонасос инжектора, помимо функции транспортирования, еще и нагнетает давление перед впрыском горючего в камеру сгорания, а также дозирует топливо и регулирует периодичность его подачи;

· ТННД дизеля закачивает дизельное топливо из бака в двигатель;

· ТНВД дизельного агрегата выполняет функции, аналогичные бензонасосу инжектора – нагнетает давление, дозирует и определяет режим впрыска топлива в форсунки двигателя.

Классификация

Наиболее часто применяемая классификация топливных насосов – по типу двигателя – была приведена выше. Однако, применяют и другие признаки, позволяющие разделить рассматриваемый механизм на виды. Например, по месту расположения в автомобиле различают погружные насосы, которые устанавливаются прямо в топливном баке, и насосы, монтируемые непосредственно к силовой установке двигателя.

По типу привода топливные насосы делятся на механические и электрические. Первая разновидность применяется в карбюраторных двигателях и старых моделях дизельных агрегатов. Альтернативный вариант используется сегодня намного чаще и устанавливается как в инжекторных бензиновых движках, так и в современных дизельных силовых установках.

Особенности устройства различных видов топливных насосов

Очевидно, что каждая из перечисленных выше разновидностей топливных насосов обладает характерными конструктивными особенностями, предназначена для выполнения разных функций и имеет серьезные отличия в принципе работы. Поэтому целесообразно рассмотреть каждую из них подробнее.

Механический бензонасос карбюратора

Стандартный бензонасос механического типа устанавливается на двигателе – как правило, на блоке цилиндров. Он крепится при помощи обычных винтов. Работа механизма обеспечивается за счет движения так называемого кулачкового эксцентрика.

Устройство механического бензонасоса предусматривает наличие следующих элементов:

  • корпус, внутри которого располагают остальные детали;
  • толкатель, непосредственно соединенный с кулачком механического привода;
  • рычаг и шток, воспринимающие энергию от штока и обеспечивающие функционирование насоса;
  • мембрана, которая разделяет внутреннее пространство насоса на две камеры – впускную и выпускную;
  • возвратная пружина, предназначенная для возвращения штока в стартовое положение;
  • два клапана, установленные на нагнетательном и всасывающем каналах;
  • фильтр, который в большинстве моделей также размещается внутри корпуса насоса и предназначен для очистки подаваемого в двигатель топлива.

В современном автомобилестроении механические топливные насосы применяются достаточно редко, что объясняется их более низкой эффективностью, по сравнению с агрегатами с электрическим приводом. Тем не менее, они обладают рядом весомых достоинств, в числе которых: простая и надежная конструкция, а также возможность ручной подкачки топлива, обеспечивающая возможность без проблем завести автомобиль после долгосрочного простоя.

Электрический бензонасос инжектора

Топливные насосы на электрическом приводе устанавливаются не только на бензиновых инжекторах, но и в качестве ТНВД на дизельных двигателях. Востребованность электрических бензонасосов привела к появлению нескольких разновидностей этого типа механизмов, различающихся конструктивными особенностями. В их число входят топливные насосы следующих типов:

  • вакуумные. Устройство агрегата в целом аналогично описанному выше механическому бензонасосу. Единственным существенным отличием выступает замена эксцентрика на электрический привод. Последний работает как втягивающее реле, имеющее два составных элемента – сердечник и обмотку;
  • роликовые. Рабочий узел этого типа топливного насоса состоит из ротора с выполненными специальными пазами, в которые устанавливаются ролики. Перемещение горючего достигается за счет вращения ротора и изменения расстояния между ним и роликами. Электропривод представляет собой обычный двигатель постоянного тока;
  • шестеренчатые. Подача и повышение давления горючего в данном случае достигаются за счет вращения ротора, изготовленного в форме шестерни и расположенного эксцентрично к другой шестерне, которая называется статором. Зубья обеих шестерен образуют камеры, объем которых постоянно меняется, благодаря чему создаются перепады давления и обеспечивается подача топлива к двигателю;
  • центробежные. Рабочий узел насоса представляет собой колесо, оснащенное лопастями. За счет их движения создаются завихрения, в результате чего горючее транспортируется от всасывающего канала к нагнетательному;
  • плунжерные. Подобная конструкция топливного насоса редко используется для бензиновых двигателей и намного чаще применяется в дизельных силовых установках в ТНВД. Основу механизма составляют плунжерные пары, состоящие из гильзы и поршня, которые приводятся в движение кулачковым валом. Перемещение плунжера нагнетает давление в пространстве над ним и обеспечивает подачу топлива к форсункам двигателя.

Электрические бензонасосы делятся на два типа – выносные и погружные. Первая разновидность устанавливается на кузове транспортного средства, а вторая – монтируется непосредственно в топливном баке. В современных моделях автомобилей чаще применяются именно погружные топливные насосы. Ключевые преимущества такого расположения – отсутствие возможности так называемого «сухого хода» и охлаждение агрегата за счет погружения в рабочую жидкость.

ТННД дизеля

Топливный насос низкого давления дизельного двигателя предназначен для выполнения одной функции – транспортировка топлива из бака к ТНВД. На старых моделях силовых установок в подобном качестве использовались механические топливные насосы. Современные дизельные агрегаты предусматривают использование ТННД на электроприводе.

ТНВД дизельного двигателя

Главной особенностью дизельного двигателя выступает подача топлива под высоким давлением. Для успешного выполнения этой функции используются ТНВД. Современные модели топливных насосов этого типа предназначены для решения еще двух важных задач, к числу которых относятся: дозировка горючего и регулирование периодичности его впрыска в камеры сгорания. Именно успешное осуществление трех перечисленных функций в значительной степени определяет эффективность и КПД при эксплуатации дизельной силовой установки.

Основным рабочим узлом ТНВД дизельного двигателя является плунжерная пара. Ее устройство состоит из двух элементов – поршня или плунжера, который перемещается внутри гильзы, нередко называемой втулкой. Для изготовления плунжерной пары применяются высокопрочные стали, а рабочие поверхности деталей выполняются с высокой точностью и тщательно обрабатываются. В результате достигается герметичность примыкания при одновременном обеспечении возможности перемещения поршня внутри втулки.

В современном автомобилестроении используются три разновидности ТНВД:

  • классическая. Устройство и принцип действия в целом напоминает описанный выше бензонасос инжектора. Горючее подается посредством плунжерных пар непосредственно к форсункам дизельного двигателя;
  • система насос-форсунка или pump-dus. Главной конструктивной особенностью ТНВД этого типа является наличие специального подкачивающего устройства, установленного на каждой форсунке. Это позволяет увеличить мощность двигателя по сравнению со стандартным ТНВД на 5-6%. Минусом системы выступает требовательность к качеству используемого двигателем дизельного топлива;
  • система commonrail. Самая прогрессивная разновидность ТНВД дизельных агрегатов, широко применяемая в последние годы. Устройство топливного насоса этого типа предусматривает наличие общей рампы, из которой топливо под очень высоким давлением подается непосредственно к форсункам. Использование common rail обеспечивает максимально высокий КПД дизеля, который совмещается с экономичностью и экологичностью его эксплуатации.

Ресурс и основные неисправности топливных насосов

Независимо от вида топливного насоса главным фактором, влияющим на долговечность механизма, выступает качество используемого в процессе эксплуатации горючего. Это в равной степени касается как бензиновых, так и дизельных агрегатов. Основной проблемой, возникающей при работе насоса в подобной ситуации, становится загрязнение отдельных деталей топливной системы. Частичным решением данной проблемы становится использование и регулярная замена эффективных фильтров очистки.

Другой часто причиной неисправности топливного насоса погружного типа является эксплуатация двигателя при малом количестве топлива в баке. В этом случае затрудняется охлаждение агрегата, что приводит к его перегреву, снижению эффективности и, в самом худшем случае, попросту выходу из строя.

В качестве основных критериев, позволяющих диагностировать неисправность топливного насоса автомобиля, выступают следующие признаки:

  • трудности с запуском двигателя;
  • повышенный расход горючего и увеличение объема выхлопных газов;
  • уменьшение мощности двигателя на высоких оборотах или перепады в работе силовой установки;
  • возникновение посторонних звуков при запуске и работе бензинового или дизельного двигателя.

Современное диагностическое оборудование эффективно выявляет возможные проблемы на ранних стадиях. Это позволяет принять необходимые меры по их устранению, в результате чего при небольшом уровне расходов существенно увеличивается нормативный срок службы топливного насоса. Кроме того, удается избежать намного более серьезных затрат на ремонт и замену пришедших в негодность узлов или деталей.

Ссылка на основную публикацию
×
×
Adblock
detector