Принцип работы бензонасоса инжекторного двигателя

Устройство и принцип работы бензонасоса и его неисправности

В любом двигателе автомобиля имеется система питания, которая обеспечивает смешивание компонентов горючей смеси и подачу их в камеры сгорания. От того, на каком топливе работает силовая установка, зависит конструкция системы питания. Но самым распространенным является агрегат, работающий на бензине.

Для того, чтобы система питания смогла смешать компоненты смеси, она еще их должна получить из емкости, в котором находится бензин – топливный бак. И для этого в конструкцию включен насос, обеспечивающий подачу бензина. И вроде, данная составляющая не является самой главной, но без его работы двигатель попросту не заведется, поскольку в цилиндры бензин не будет поступать.

Типы бензонасосов и принцип их работы

На автомобилях применяется два типа бензонасосов, отличающихся не только по конструкции, но и по месту установки, хотя задача у них одна – закачать бензин в систему и обеспечить его подачу в цилиндры.

По типу конструкции бензиновые насосы разделяются на:

1. Механические;
2. Электрические.

1. Механический тип

Бензонасос механического типа используется на карбюраторных двигателях. Он обычно располагается на головке блока силовой установки, поскольку привод его осуществляется от распределительного вала. Закачка топлива в нем производится за счет разрежения, которое создается мембраной.

Cхема топливного насоса механического типа

Конструкция его достаточно проста – в корпусе расположена мембрана (диафрагма), которая снизу подпружинена и по центральной части прикреплена к штоку, связанному с приводным рычагом. В верхней части насоса располагаются два клапана – впускной и выпускной, а также два штуцера, по одному из них бензин втягивается в насос, а из второго он выходит и поступает в карбюратор. Рабочей зоной у механического типа является полость над мембраной.

Работает бензонасос по такому принципу – на распределительном валу имеется специальный эксцентриковый кулачок, который приводит в действие насос. Во время работы двигателя вал, вращаясь, вершиной кулачка воздействует на толкатель, который нажимает на приводной рычаг. Тот в свою очередь тянет вниз шток вместе с мембраной, преодолевая усилие пружины. Из-за этого в пространстве над мембраной создается разрежение, из-за которого отрывается впускной клапан и бензин закачивается в полость.
Как только вал провернется, пружина возвращает на место толкатель, приводной рычаг и мембрану вместе с штоком. Из-за этого в полости над мембраной повышается давление, из-за которого впускной клапан закрывается, а выпускной открывается. То же давление выталкивает бензин из полости в выпускной штуцер и он перетекает в карбюратор.

То есть вся работа механического типа безонасоса построена на перепадах давления. Но отметим, что вся карбюраторная система питания не требует большого давления, поэтому и давление, которое создает механический топливный насос небольшое, главное, чтобы этот узел обеспечил необходимое количество бензина в карбюраторе.

Работает же такой бензонасос постоянно, пока функционирует мотор. При остановке силового агрегата подача бензина прекращается, поскольку насос тоже прекращает качать. Чтобы топлива хватило для запуска мотора и функционирование его то время, пока за счет разрежения система не заполнится, в карбюраторе имеются камеры, в которые заливается бензин еще при предшествующей работе двигателя.

2. Электрический топливный насос, их типы

В инжекторных же топливных системах бензин впрыскивается форсунками, а для этого необходимо, чтобы топливо поступало к ним уже под давлением. Поэтому использование насоса механического типа здесь невозможно.

Для подачи бензина в инжекторную систему питания используется электрический топливный насос. Такой насос располагается в топливопроводе или непосредственно в баке, что обеспечивает закачку бензина под давлением во все составляющие системы питания.

Немного упомянем самую современную инжекторную систему – с непосредственным впрыском. Она работает по принципу дизельной системы, то есть бензин впрыскивается непосредственно в цилиндры под высоким давлением, которое обычный электронасос обеспечить не может. Поэтому в такой системе используется два узла:

1. Первый из них является электрическим, установлен в баке, и он обеспечивает заполнение топливом системы.
2. Второй насос – высокого давления (ТНВД), имеет механический привод и в его задачу входит обеспечение значительного давления топлива перед подачей его на форсунки.

Но ТНВД мы рассматривать пока не будем, а пройдемся по обычным электрическим бензонасосам, которые располагаются либо возле бака и врезаны в топливопровод, либо же установлены прямо в емкость.

Видео: Бензонасос, проверяем-тестируем

Видов их большое количество, но самое большое распространение получили три типа:

• роторно-роликовый;
• шестеренчатый;
• центробежный (турбинный);

Роторно-роликовый электрический насос относится к насосам, которые устанавливаются в топливопровод. В его конструкцию входит электродвигатель, на ротор которого установлен диск с роликами. Все это помещено в обойму нагнетателя. Причем ротор немного смещен по отношению к нагнетателю, то есть присутствует эксцентричное расположение. Также у нагнетателя имеются два выхода – через один бензин поступает в насос, а через второй – выходит.

Работает он так: при вращении ротора ролики проходят через впускную зону, из-за чего образуется разрежение и бензин закачивается в насос. Его ролики захватывают и переносят в выпускную зону, но предварительно из-за эксцентрикового расположения, топливо сжимается, чем и достигается давление.

За счет эксцентрикового движения работает и насос шестеренчатого типа, тоже устанавливающийся в топливопровод. Но вместо ротора и нагнетателя у него в конструкции присутствуют две шестерни внутреннего зацепления, то есть одна из них помещена внутрь второй. При этом внутренняя шестеренка является ведущей, она связна с валом электромотора и смещена относительно второй – ведомой. Во время работы такого насоса закачка топлива производится зубьями шестеренок.

Но на авто чаще всего применяется центробежный топливный электронасос, который устанавливается непосредственно в бак, а уже к нему подсоединен топливопровод. У него подача топлива осуществляется за счет крыльчатки, имеющей большой количество лопастей и помещенной внутрь специальной камеры. Во время вращения этой крыльчатки создаются завихрения, способствующие засасыванию бензина и его сжатию, что обеспечивает давление перед подачей в топливную магистраль.

Это упрощенные схемы самых распространенных электробензонасосов. В действительности же в их конструкцию входят клапана, системы контактов для подключения к бортовой сети и т. д.

Отметим, что уже во время запуска инжекторной силовой установки в системе уже должно находиться топливо под давлением. Поэтому электрический бензонасос контролируется электронным блоком управления, и в работу он включается до срабатывания стартера.

Основные неисправности бензонасоса

Видео: Когда «болеет» бензонасос

Все бензонасосы имеют достаточно большой ресурс работы благодаря сравнительно простой конструкции.

В механических узлах проблемы встречаются и вовсе редко. Возникают они чаще всего из-за порыва мембраны или износа приводных элементов. В первом случае насос вообще перестает качать топливо, а во втором – подает его в недостаточном количестве.

Проверить такой бензонасос не составит труда, достаточно снять верхнюю крышку и оценить состояние мембраны. Также можно от карбюратора отсоединить топливопровод, идущий от узла, опустить его в емкость и запустить мотор. У исправного элемента подача топлива осуществляется равномерными порциями достаточно мощной струей.

В инжекторных двигателях неисправность электрического топливного насоса имеет определенные признаки – автомобиль плохо запускается, заметно падение мощности, возможны перебои в работе мотора.

Конечно, такие признаки могут давать неисправности в разных системах, поэтому потребуется дополнительная диагностика в которой проверяется производительность насоса за счет замеров давления.

А вот перечень неисправностей, из-за которых данный узел работает некорректно, не так уж и много. Так, насос может перестать работать из-за сильного и систематического перегрева. Происходит это из-за привычки заливать в бак небольшие порции бензина, ведь топливо выступает в качестве охлаждающей жидкости для данного узла.

Заправка некачественным топливо запросто может привести в неисправностям. Имеющиеся в таком бензине примеси и сторонние частицы, попадая внутрь узла, приводят к усиленному износу его составных частей.

Проблемы могут возникнуть и через электрическую часть. Окисление проводки и ее повреждение может привести к тому, что на насос будет подаваться недостаточно энергии.

Отметим, что большинство неисправностей, которые происходят из-за повреждения или износа составных частей бензонасоса, устранить сложно, поэтому зачастую при нарушении его работоспособности он просто заменяется.

Как работает топливный насос и почему он не так прост, как кажется

Топливный насос современного автомобиля редко напоминает о себе водителю. И в этом его коварство: редкий автолюбитель знает, где насос установлен, в чём особенности его работы, как понять, что он неисправен, и что делать, если проблемы возникли в пути. Поможем разобраться в этих вопросах.

Электрический топливный насос со снятой крышкой корпуса. Источник: Raimond Spekking / CC BY-SA 4.0 (via Wikimedia Commons)

Топливный насос: функции, принцип действия

Функция топливного насоса в системе питания проста — подать топливо из бака в двигатель. Там топливо смешивается с воздухом и полученная горючая смесь дозировано подаётся в двигатель. В двигателях разных типов смесь приготавливается по-разному: в карбюраторных движках этим занят карбюратор, в инжекторных — форсунки, управляемые электроникой. Соответственно, насосы в этих системах питания тоже различаются.

На карбюраторных моторах устанавливают механический насос, приводимый в действие от распредвала. Давление, которое создаёт механический насос, невелико, но его хватает для наполнения поплавковой камеры карбюратора. А больше ничего и не требуется. Такой бензонасос работает только вместе с двигателем. Поскольку в карбюраторе всегда есть некоторое количество бензина, двигатель запускается при неработающем насосе. Если необходимо, водитель перед запуском мотора подкачивает топливо вручную.

Классика: механический топливный насос вазовского движка (шланги отсоединены). Источник: Paintforge / DRIVE2

В инжекторных моторах система питания работает иначе. Бензин подаётся под довольно большим давлением к форсункам (в разных моторах от 2,5 до 5 атм.), которые в заданный момент открываются — топливо распыляется (впрыскивается) во впускной тракт или непосредственно в камеру сгорания. То есть здесь два принципиальных отличия: бензин подаётся к форсунке под давлением и это давление должно быть создано в системе до запуска двигателя.

Механический насос ни одно из этих условий не создаст — поэтому стал нужен электрический топливный насос. Электрические бензонасосы пошли в массы в 80-х годах прошлого века вместе с инжекторными моторами.

Где топливный насос находится и как работает

Электрический топливный насос размещается, как правило, в бензобаке. Такое решение имеет несколько преимуществ:

— механизм насоса расположен в закрытом, защищённом от пыли и механических воздействий пространстве;
— отпадает необходимость во впускном трубопроводе, что упрощает конструкцию системы питания;
— перегрев электродвигателя насоса практически исключён — он охлаждается топливом;
— смазывается насос тоже топливом, поэтому необходимость в дополнительной смазке отпадает.

Устройство электродвигателя насоса ясно из этого рисунка:

Устройство двигателя топливного насоса: 1— выпускной топливный штуцер, 2 — клемма для присоединения проводов, 3 — угольные щётки, 4 — постоянный магнит, 5 — корпус насоса, 6 — ротор, 7— впускной штуцер, 8 — фильтр, 9 — клапан сброса давления, 10 — якорь, 11 — обратный клапан. Источник: Sergeevich0001 / DRIVE2

Обратите внимание, что внутренняя полость насоса заполнена бензином. С точки зрения безопасности здесь нет ничего удивительного. Бензин обладает высоким электрическим сопротивлением, поэтому искрение щёток невозможно.

Загореться здесь тоже ничего не может. Опасность представляют пары бензина в смеси с воздухом, причём в определённой концентрации. В бензобаке концентрация паров для воспламенения слишком велика.

Топливный насос в сборе с датчиком уровня топлива: 1 — входная и выходная топливные магистрали, 2 — датчик уровня топлива, 3 — поплавок датчика уровня топлива. Бензонасос находится внутри. Фото: Hella

Конструктивно топливный насос объединён в одном устройстве с датчиком уровня топлива. Чтобы при движении автомобиля в повороте насос не оказался без топлива, в нижней части насоса сделан пластиковый стакан, уровень бензина в котором слабо меняется при любых кренах.

Конфигурация этого устройства зависит от формы бензобака, поэтому вариантов исполнения погружного топливного насоса очень много: фактически, у каждой модели автомобиля насос свой и они между собой не взаимозаменяемы. А вот электромоторов выпускается всего несколько видов и они очень схожи по устройству.

Чем они различаются заметно, так это качеством исполнения и материалов. Для примера рассмотрим два электромотора топливного насоса, очень близких по характеристикам, — один производства Hella, другой безымянный, который мы специально для подготовки этого материала приобрели в ближайшем магазине автозапчастей. Второй немного отличается от первого размерами и несколько больше — ценой: ноунейм дешевле.

Перед вскрытием мы проверили их работоспособность, подключив на несколько секунд к питанию. Разобрав затем оба электромотора, мы обнаружили следы искрения на коллекторе якоря дешевого аналога и ещё кое-какие различия.

Коллектор дешёвого аналога (слева) подгорел, тогда как коллектор электромотора оригинального насоса Hella чистый. Причина — в наличие у мотора Hella конденсатора, которого у дешёвого аналога нет. Фото: Hella

Щётки и токоподводящие элементы дешёвого аналога (вверху) и оригинального электромотора. Качество элементов питания (проволока, проводка, разъемы и т.д.) щёток у изделия Hella выше, они выполнены из более качественных материалов. Фото: Hella

Корпус более дешёвого насоса (на фото) имеет коррозию еще до установки, тогда как корпус оригинального электромотора защищён от коррозии. Фото: Hella

Вывод очевиден: правильно сделанный электромотор — и насос в целом — проработает дольше и с меньшей вероятностью станет причиной внеплановой остановки на дороге, буксировки до ближайшего сервиса, ремонта и прочей необязательной потери денег, времени и нервов. Затраты на круг в случае поломки получатся больше, чем разница в стоимости дешёвого и дорогого компонентов.

По принципу действия электрические топливные насосы бывают объёмные и центробежные. В центробежных давление топлива создаётся вращающейся крыльчаткой. Это простая и надёжная конструкция, но создаваемое ею давление относительно невелико.

Для высоких давлений используют конструкции объёмного типа — роликовые и шестерёнчатые. Действие обоих типов основано на циклическом изменении объёмов всасывающей и нагнетающей полостей.

Устройство топливных насосов для дизельных моторов принципиально такое же. Поскольку степень сжатия дизелей гораздо выше, то и давление впрыска требуется большее. Поэтому в системе питания дизельных двигателей используют два топливных насоса: один размещён в баке и служит для подачи топлива к насосу высокого давления, который расположен на двигателе и обеспечивает работу форсунок.

Важной частью системы питания является регулятор давления топлива (РДТ). Он поддерживает давление в системе в необходимых для правильной работы форсунок пределах. Очень часто РДТ устанавливается на корпусе топливного насоса, иногда — на двигателе. Неисправности регулятора проявляются в затруднённом пуске двигателя, нестабильных оборотах, снижении мощности и приемистости. Работу РДТ может нарушить коррозия, вызванная попавшей в топливо водой.

Как понять, что топливный насос неисправен

Поскольку топливный насос является частью системы питания, его неисправности приводят к нарушениям в её работе. Как правило, проблемы с подачей топлива заметны по характерным признакам — мотор теряет мощность, появляются рывки и провалы, падают обороты и т.п.

Иногда насос начинает шуметь (исправный насос работает почти бесшумно). Выработайте привычку прислушиваться к работе насоса перед запуском двигателя (при работающем моторе ничего не услышите): если со стороны насоса появились необычные, нехарактерные звуки, это может сигнализировать о «начале конца», то есть о скором выходе его из строя — диагностику и ремонт откладывать нельзя. Для полной и точной диагностики требуется специальное оборудование, поэтому его лучше делать на СТО.

Как проводят диагностику топливного насоса на СТО
Насосы разных моделей отличаются по характеристикам и величине конкретных параметров. Однако в общем процедура диагностики одинакова для всех:

1) специальным манометром проверяют давление, создаваемое насосом;
2) с помощью мензурки определяют его производительность;
3) амперметром замеряют потребляемый электрический ток.

Отклонение от нормы любого из этих параметров говорит о неисправности насоса.

Набор для измерения давления топлива. Фото: Valentinos / DRIVE2

Как провести диагностику в дороге
Допустим, проблемы начались в дороге: тяга мотора упала, машина задёргалась, увяла. Вы останавливаетесь на обочине и думаете: «Что делать? Искать подмогу или пытаться справиться своими силами?» Разумно попытаться найти проблему и уж потом принимать решение.

Начинаем искать. Отмотаем назад к теории: мотору для работы нужна топливовоздушная смесь. Электроника по сигналам датчиков обеспечивает необходимую пропорцию воздуха и бензина. Бензин подаётся насосом и отмеряется форсункой; воздух засасывается в камеру сгорания под действием атмосферного давления, а его количество измеряется датчиком массового расхода воздуха (ДМРВ).

Важно! Неисправность датчика массового расхода воздуха может сопровождаться перебоями в работе двигателя и потерей мощности такими же, как при неисправности топливного насоса.

Датчик массового расхода воздуха, снятый с автомобиля. Фото: Аркадий Боралов

Ещё один тонкий момент: бортовой компьютер зафиксирует полный отказ датчика (загорится лампочка «check engine»), но если датчик «всего лишь» забарахлил, лампочка не загорится сразу. Мотор с неисправным датчиком расхода воздуха заводится и тут же глохнет — всё выглядит так, будто ему не хватает бензина.

Если вы встали в дороге, проверьте работу топливного насоса и датчика. Действуйте так:

1. Дайте двигателю постоять несколько минут, чтобы в системе питания сбросилось давление. Включите зажигание — в течение нескольких секунд должен слышаться шум работающего бензонасоса. Если шума не слышно, насос не работает.

2. Если насос шумит, в топливной рампе должно быть давление. Для проверки заглушите мотор, отверните на топливной рампе защитный колпачок и нажмите на ниппель — если давление в системе есть, брызнет топливо. (Не забудьте завернуть колпачок обратно). Если при работающем насосе в рампе давления нет, наиболее вероятны проблемы с топливной магистралью.

3. Если бензонасос работает, давление есть, но мотор не запускается или запускается и сразу же глохнет, проверьте ДМРВ: отсоедините от него провода, попробуйте запустить двигатель. Если проблемы в датчике, мотор заработает, и вы сможете продолжить путь и доехать до СТО своим ходом.

Перечисленные проверки — всё, что вы можете сделать «на коленке», если неисправность настигла вас в дороге. С неисправным датчиком вы можете ехать своим ходом (разумеется, расход топлива вырастет, а мощность упадёт). Без насоса ехать нельзя — вызывайте эвакуатор или ищите буксир.

Если нужно больше подробностей, смотрите обстоятельный пост драйвовчанина Sergeevich0001 .

Причины и профилактика неисправностей

Вообще-то, топливный насос современного автомобиля — долговечное и надёжное устройство. Его ресурс — около 200 тыс. км пробега. В процессе эксплуатации он не требует специального внимания, однако совсем забывать про него тоже не стоит.

Если не брать в расчёт производственный брак, то неисправности могут возникнуть по следующим причинам:

— засорение фильтра на впускном патрубке насоса;
— коррозия деталей мотора и регулятора давления из-за воды, содержащейся в топливе;
— окисление соединительных контактов;
— перегрев;
— износ.

Кстати, первыми от воды разрушаются самые «нежные» детали — пружины, прижимающие щётки к коллектору. Зимой вода может замёрзнуть внутри насоса и «прихватить» его механизмы. Грязное топливо — наиболее частая причина болезней насоса.

После нескольких лет эксплуатации фильтр на входе в топливный насос может выглядеть так. Нет, это не чайный пакетик. Фото: rocket-one / DRIVE2

Поскольку насос расположен в топливном баке, случайные механические повреждения практически исключены. Однако могут быть повреждены топливопроводы, соединяющие бак с двигателем, и электрические провода, идущие к насосу. Сам насос при этом исправен, но система питания уже не работает.

Вот что вы можете делать в качестве профилактики неисправностей:

1) заправляйтесь качественным топливом;
2) поскольку насос охлаждается топливом, старайтесь не ездить на пустом баке, особенно летом в жару;
3) заменяйте топливный фильтр по регламенту: забитый фильтр создаёт для насоса дополнительную нагрузку;
4) периодически используйте очистители топливной системы, заливаемые в бак в виде добавки, — выбирайте такие, которые помогают удалить из бака воду; обработку лучше приурочить к сезонному обслуживанию перед зимней эксплуатацией.

В сухом остатке

Топливный насос инжекторного мотора редко напоминает о своём существовании. Продуманная конструкция, удачное расположение в автомобиле, качественное изготовление — всё работает на его надёжность и долговечность.

Но если вдруг возникла необходимость насос заменить, вы знаете, какой и почему покупать. Поищите нужную модель в каталоге HELLA.

Рассказывайте в комментариях о своём опыте, связанном с топливными насосами, и задавайте вопросы — мы ответим в комментариях или в следующем посте.

Устройство и принцип работы топливного насоса

Топливный насос предназначен для подачи топлива из бака в двигатель автомобиля. Он обеспечивает равномерную дозировку и необходимое для правильной работы мотора постоянное давление. В практике автомобилестроения применяются несколько видов насосов, отличающихся не только конструктивно, но и типом привода. О том, как устроены наиболее популярные топливные насосы, и пойдет речь далее.

Устройство топливных насосов

В зависимости от типа привода насосы для подачи топлива разделяются на две большие группы: механические и электрические. Первые используются только в карбюраторных двигателях, а также в качестве подкачивающих насосов в дизельных двигателях. Вторые применяются и для бензиновых, и для дизельных моторов.

Механические топливные насосы

Механический насос располагается на двигателе и приводится в движение специальным эксцентриком. Конструктивно он состоит из следующих элементов:

• корпус;
• диафрагма;
• толкатель;
• шток;
• возвратная пружина;
• клапаны на всасывающем и нагнетательном каналах;
• фильтр;
• эксцентрик.

В автомобилях, оснащенных задним приводом, эксцентрик находится на валу привода масляного насоса, а в авто с передним приводом он размещается на распределительном валу двигателя. Перемещение диафрагмы в таком насосе и обеспечивает движение топлива. Когда диафрагма находится в нижней точке, в рабочей камере возникает разрежение, и последняя заполняется жидкостью. Когда диафрагма перемещается в верхнее положение, происходит выталкивание топлива в нагнетательный трубопровод. Клапаны при этом препятствуют обратному ходу топлива.

Для дизельных двигателей такие системы часто используются как насосы низкого давления. Они выполняют функцию подкачивания топлива и располагаются рядом с насосами высокого давления (ТНВД). С практической стороны это позволяет преодолеть гидравлическое сопротивление системы фильтрации и создать стабильное избыточное давление.

Насосы для подачи топлива с электрическим приводом

Электрические насосы устанавливаются на двигателях с распределенным и непосредственным впрыском. Они приводятся в действие при помощи электрического привода от аккумулятора или генератора. По своему устройству электронасосы разделяются на следующие группы:

• Вакуумные. Такой насос имеет аналогичную конструкцию с механическим, но эксцентрик, приводящий в движение рабочие узлы, заменен на электропривод.
• Роликовые. В таком устройстве топливо перемещается благодаря вращению ротора (движению роликов). В момент, когда дистанция между роликом и ротором увеличивается, возникает разрежение, открывается всасывающий клапан, и топливо всасывается до полного заполнения. В следующий момент вращение ротора обеспечивает уменьшение расстояния, и через открывшийся нагнетающий клапан топливо подается к двигателю.
• Шестеренчатые. Всасывание и нагнетание топлива реализуется за счет вращения шестерни-ротора. Она расположена эксцентрично по отношению к шестерне-статору. Зубья шестерен формируют камеры, через которые проходит топливо. В ходе вращения объёмы камер постоянно изменяются, что обеспечивает нужное давление.
• Центробежные. Такой насос имеет рабочее колесо, оснащенное лопатками, которые перемещают топливо от всасывающего к нагнетательному каналу. Давление создается за счет завихрений, возникающих при воздействии лопаток на рабочую жидкость.
• Плунжерные. Бензонасосы такой конструкции – редкое явление. Подобные системы преимущественно используются в автомобилях на дизельном топливе в качестве ТНВД. Они имеют пары плунжеров, приводимые в движение кулачковым валом. При движении плунжера вверх последовательно закрываются выпускное и впускное отверстия. Это формирует необходимое для открытия нагнетательного клапана давление и последующую подачу топлива к форсункам двигателя.

Особенности работы топливных насосов

Чтобы определить, где находится электрический топливный насос в системе, необходимо учесть его конструктивные особенности. Так например, роторные и шестеренчатые устанавливаются непосредственно в системе топливопровода, а центробежный насос всегда находится в бензобаке. По месту расположения топливные насосы разделяют на:

• Выносные – монтируются на кузове автомобиля.
• Погружные – устанавливаются в топливном баке таким образом, чтобы он был погружен в топливо. Такие конструкции наиболее популярны в современных авто. За счет погружения механизма в рабочую жидкость обеспечивается его охлаждение, а также исключается вероятность «сухого хода». Модуль погружного бензонасоса состоит из датчика уровня топлива, фильтра грубой очистки топлива, самого электрического бензонасоса и регулятора давления.

В автомобилях с бензиновым двигателем топливный насос создает высокое давление в диапазоне 0,3-0,4 МПа. В системах непосредственного впрыска топлива может обеспечиваться давление до 0,7 МПа.

Включение электрического насоса происходит при помощи реле, получающего сигнал от блока управления двигателя. Питание проходит через предохранитель в цепи бензонасоса, приводя последний в работу одновременно с включением системы зажигания или сразу после открытия двери водителя. Само реле может располагаться возле блока управления двигателя или в составе блока предохранителей.

Основные неисправности и ресурс топливных насосов

На ресурс любого топливного насоса влияет качество топлива. В среднем, срок службы составляет до 200 тысяч километров, но первые сбои в работе могут возникать уже после 100 тысяч километров пробега.

Наиболее частой проблемой является загрязнение системы. Оно приводит к повреждению и заклиниванию рабочих частей механизма. С целью предотвращения подобных неисправностей устанавливается фильтр очистки (сеточка) бензонасоса. Для погружных конструкций, помимо качества, принципиальным является и количество оставшегося топлива в баке. Если его мало, моторчик перегревается и не получает достаточного охлаждения.

Довольно часто на погружных насосах располагается датчик уровня топлива. Он работает по следующему принципу: поплавок датчика бензонасоса всегда плавает на поверхности жидкости в баке. В зависимости от его положения датчик посылает сигналы и оповещает водителя о необходимости пополнить бак.

Специалисты рекомендуют не допускать снижения уровня топлива в баке менее 5-10 литров.

Одной из распространенных причин отказа запуска мотора является перегорание предохранителя бензонасоса. В этом случае он потребует замены. Месторасположение самого предохранителя зависит от марки авто. Это может быть как подкапотное пространство, так и салон автомобиля.

Диагностировать неисправность топливного насоса при осмотре автомобиля довольно сложно. Однако, явными признаками являются наличие ошибок датчика уровня топлива или датчика давления в топливной рампе. Ошибки можно прочесть автомобильным сканером, к примеру, универсальным мультимарочным устройством Rokodil ScanX Pro.

Помимо чтения и сброса ошибок с помощью данного устройства можно просматривать показаниях всех датчиков в режиме реального времени, считывать параметры работы двигателя, проверять состояние аккумуляторной батареи и выполнять ряд других полезных для диагностики процедур.

Устройство, поломки бензонасоса

Бензонасос является одним из важнейших компонентов системы питания двигателя. Неисправность насоса приводит к перебоям в работе ДВС, провалам при нажатии на газ либо и вовсе к проблемам с запуском. Рассмотрим устройство, принцип работы бензонасосов инжекторных и карбюраторных моторов; поговорим о поломках и способах диагностики.

По своему принципу работы топливные насосы (ТН) бензиновых ДВС делятся на 2 типа:

• электрические;
• механические.

В работе двигателя бензонасос используется для перекачки топлива из бака к карбюратору либо топливной рейке с форсунками. На авто с непосредственным впрыском и топливным насосом высокого давления (ТНВД) бензонасос используется в качестве подкачивающей секции.

ТН с электроприводом

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

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

Устройство

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

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

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

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

Логика работы

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

Основные неисправности, простейшая диагностика

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

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

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

Основные симптомы неисправности:

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

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.

Механический ТН

Насос такого типа работает от распределительного вала двигателя. Вращение эксцентрика провоцирует нажатие рычага (толкателя). На фото представлена отечественная конструкция, состоящая из рычага и балансира. У зарубежных производителей более распространена схема с двуплечим рычагом (коромыслом).

Тяга насоса с диафрагмой при воздействии толкателя на балансир, преодолевая сопротивление пружины, опускается и засасывает топливо через впускной клапан. Как только эксцентрик ослабляет свое давление, пружина возвращает диафрагму, выталкивая топливо к карбюратору через выпускной клапан. При наполнении поплавковой камеры в пространстве над диафрагмой создается давление, которое пружина не может преодолеть. А поскольку балансир и тяга насоса не соединены между собой, то балансир может двигаться вхолостую. Как только давление в поплавковой камере падает, диафрагма выдавливает бензин – работа топливного насоса возобновляется.

Основные неисправности

• Прорыв диафрагмы. Поломка случается достаточно редко, но при наступлении может обернуться капитальным ремонтом ДВС. При значительном нарушении целостности диафрагмы бензин начинает поступать в масло, разжижая его.
• Износ сочленений эксцентрика, толкателя и балансира. В таком случае зазор между элементами получается слишком большим, что сказывается на величине хода тяги и диафрагмы.
• Износ посадочных мест перепускных клапанов, вследствие чего клапаны начинают пропускать топлива. Также встречаются случаи перекоса клапанов, потери эластичности и засорения.
• Поломка пружинной диафрагмы.
• Засорение сетчатого фильтра, из-за которого бензонасос может даже сгореть.

Большое количество деталей, которые требуют подгонки, а также общие конструктивные недоработки заставили конструкторов отказаться от механических бензонасосов в работе двигателя. Примером конструктивных дефектов является закипание топлива в наддиафрагменном пространстве. Образовавшиеся пары бензина преодолевают сопротивления игольчатого клапана. В итоге во впускной коллектор непроизвольно попадает топливо, что оборачивается трудностями при последующем запуске.

Бензонасос: устройство, неисправности, проверка

Любой двигатель оснащается топливной системой, одной из важных частей которой, независимо от модификаций, является бензонасос. Прежде чем понять устройство и принцип функционирования, следуют разделять две основные разновидности:

• Электрический (наиболее распространенный).

• Механический (встречается в карбюраторных машинах).

1. Электрический бензонасос устанавливается в современных инжекторных автомобилях. Размещают его зачастую в баке или же рядом с ним, в топливопроводе. Чтобы у агрегата имелась возможность охлаждаться, так как они сильно нагреваются при работе.

Бензонасос в сборе Лада Приора

Работа электрического бензонасоса, полностью контролируется ЭБУ. Когда водитель включает зажигание, контролер ЭСУД отправляет соответствующий сигнал на запуск насоса. Далее находящийся внутри насоса электромотор с роликами или лопастями крыльчатки, формирует необходимое давление. За счет этих действий, смесь поступает в впускную зону, а затем в выпускную, далее направляясь по топливопроводу.

Топливопровод «упирается» в так называемую рампу, куда топливо направляется под давлением. Кстати, перед тем, как попасть в рампу, «горючка» проходит через еще один фильтр, помимо сетчатого, размещающегося непосредственно на бензонасосе. Попав в рампу, топливо распределяется по форсункам. Далее в зависимости от времени открытия форсунок, впрыскивается и нужное количество бензина в цилиндры.

Топливная система

Кстати, в зависимости от типа системы, на цилиндр может приходиться как одна форсунка, так и несколько.

Роль в определении продолжительности открытия форсунок и соответственно нужного объема топлива возлагается на контроллер (ЭБУ) и множественные датчики, например, датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ), датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ), датчик положения коленчатого вала (ДПКВ), датчик детонации (ДД), датчик кислорода (ДК), датчик расхода воздуха (ДМРВ) или датчик абсолютного давления (ДАД), регулятор холостого хода (РХХ), которые передают данные на контроллер (ЭБУ).

Когда же ЭБУ перестает посылать сигналы или наоборот не получает импульсы от датчиков о работе ДВС, то реле прекращает питание насоса. Помните, что насос работает на протяжении всего времени, пока запущен двигатель. О конкретных примерах работы бензонасоса, в зависимости от модификации, читайте ниже.

Виды и особенности работы электрических бензонасосов:

• Шестеренчатые.
• Роторно-роликовые.
• Центробежные.

Основные отличия между ними, в том, куда именно они устанавливаются. Первые два схожи, так как монтируются непосредственно в топливопровод. Выглядит это так: на роторе электродвигателя установлены диски с роликами, все это помещается в так называемую «обойму», откуда соответственно есть два выхода. При вращении ролики захватывают впускную зону, образуется опять-таки зона разряжения, почему и закачивается «горючка». Далее вращаясь, ролики, захватывая топливо, перемещаются к другому выходу (выпускную зону). Давление возникает по той причине, что непосредственно сам ротор помещен в «обойму» не пропорционально, за счет чего есть определенное смещение, так называемое — эксцентричное расположение. Аналогично работает и шестеренчатый тип, где соответственно вместо роликов установлены шестеренки.

Такой топливный модуль располагается в баке

Но, в современном мире, зачастую можно встретить третий тип механизма, как центробежный. Монтируют такие системы прямо в бак, а к нему уже подсоединяют трубопровод. Подача происходит за счет вращения крыльчатки с лопастями, которая помещена в специальную «камеру». При вращениях крыльчатки, формируются завихрения, отчего бензин засасывается, а потом под давлением попадает в топливопровод. А дальше уже соответственно, в инжектор.

2. Что касается механических бензонасосов, то сейчас их можно встретить на старых карбюраторных автомобилях. Размещаются такие агрегаты зачастую в подкапотном пространстве, причем над «головой». Связано это с тем, что вместо электрического моторчика (как в прошлом варианте), в действие механизмы приводятся при помощи «распредвала».

Механический бензонасос Audi 80

Принцип работы следующий, — на «распредвале» находится кулачок, который при вращении вала воздействует на толкатель насоса. Последний воздействует на приводной рычаг, тянущий шток, где крепится мембрана. В таком случае, когда шток опускается, создается зона разряжения, отчего открывается впускной клапан и происходит закачка смеси.

Устройство

В обратном порядке, шток возвращается, повышается давление, впускной клапан закрывается, а выпускной, наоборот открывается. Далее под давлением смесь переливается в выпускной штуцер, откуда попадает в карбюратор. Последний в свою очередь в камерах смешения, смешивает топливо и бензин и непосредственно подает эту смесь на цилиндры, через специальные штуцеры и клапана. Для наглядности, внимательно изучите рисунок.

Неисправности

Как правило, ресурс бензонасосов большой, учитывая в целом простую конструкцию. Типы неисправностей, можно разделить на две группы:

Итак, в первом случае, проблемы связаны с тем, что порвалась мембрана или сточились приводные детали (кулачок, приводной рычаг), вышли из строя клапана (впускной, выпускной). Если порвалась мембрана, то топливо в принципе подаваться не будет, потому что не будет возникать зоны разряжения. В остальных случаях, «горючка» поступает, но в недостаточных количествах (возможны рывки, глох двигателя).

Электрический бензонасос также достаточно надежен, но и у него встречаются неисправности. Итак:

• Проблемы с проводкой (грязная, ржавая, имеются повреждения).

• Мусор в баке (грязь, вода, ржавчина), постепенно проникает в бензонасос.

Грязная сеточка в бензонасосе

• Естественные причины (износ внутренних деталей механизма).

• Проблема с реле, предохранителем.

Почему не работает бензонасос и как проверить?

Причин, почему устройство перестало или заметен спад в работе много, рассмотрим наиболее встречающиеся.

1. Повреждена проводка. К насосу «подходят» три провода: минус, плюс и провод на датчик топлива. Проверить исправность довольно просто. Подсоедините лампочку на 12 В к внешнему питанию устройства, если она загорится, можно искать причину дальше.

2. Предохранитель. Размещается он в «подкапотке», как правило, под маркировкой — «FUEL PUMP». Выньте его и осмотрите на предмет целостности контакта.

Предохранитель бензонасоса Шевроле Лачетти

3. Реле. При включении зажигания, реле насоса издает характерный щелчок сразу перед запуском (включается) и через несколько секунд (выключается), как насос создал нужное давление. Если таких щелчков не наблюдается, проверьте его, аналогично на состояние контактов.

Реле бензонасоса Citroen C4

4. Контакт массы насоса, как правило, находится под «приборкой». Иногда на проблемы с ним указывает датчик топлива, выдающий неверные показатели. Проверьте и зачистите по необходимости контакты.

5. Не достаточное давление. Даже если вы слышите, как устройство работает, еще не факт, что выдается необходимое давление. Для проверки используйте манометр, измерьте значения в топливной рампе. Зачастую средние показатели для исправного насоса это 3 атмосферы.

Измеряем давление в топливной рампе

Недостаточное давление свидетельствует о:

— неисправном регуляторе давления;

— загрязнение фильтров (при нажатии на газ, стрелка манометра поднимается медленно);

— поломке бензонасоса (при нажатии на акселератор показатели не растут).

6. Электромотор. Если все остальное проверили, самое время заняться диагностикой моторчика. Зачастую окисляются клеммы, отчего пропадает контакт, достаточно почистить. Но, если клеммы чистые, то следует подключить лампочку к клеммам электромотора. Если при включении зажигания, лампочка загорится, значит, моторчик не исправен.

Электромотор бензонасоса

Заключение

В итоге хотелось бы подчеркнуть, как важно следить за состоянием бензонасоса, фильтров, ведь они залог того, что топливная система прослужит дольше. Придерживайтесь стандартных правил эксплуатации: не используйте некачественный бензин, меньше ездите на «пустом» баке, следите за состоянием проводки питающей насос и т.д.