Топливный насос низкого давления дизельного двигателя

Топливный насос низкого давления дизельного двигателя: основные особенности и предназначение

Двигатель автомобиля часто сравнивают с человеческим сердцем. И определенное сходство действительно есть. Благодаря сердцу человек может жить, а автомобиль благодаря мотору — двигаться. Сердце прокачивает кровь в организме – обеспечивает ее циркуляцию ко всем ключевым органам. В двигателе такую функцию выполняет топливная система. Сегодня мы рассмотрим особенности и предназначение насоса низкого давления. Этот элемент является очень важной частью системы питания. ТННД необходим для подачи горючего к ТНВД. Часто его устанавливают рядом с ТНВД. Оба механизма соединены при помощи патрубков, через которые осуществляется циркуляция. Одновременно топливо проходит через фильтры, где очищается.

Какие задачи решает ТННД в топливной системе

Топливный насос низкого давления дизельного двигателя решает важную задачу.

Как устроен ТННД

Топливный насос низкого давления дизельного двигателя состоит из вала привода. Прокачивание осуществляется при помощи специального ротора, на котором имеются лопасти. Также в конструкции предусмотрен статор, распределительный диск и приводная шестерня. Когда ротор приводится в действие, происходит сближение его лопастей со статором. Затем выполняется формирование камер из-за воздействия центробежной силы. Так как в полости насоса создается напряжение, то горючее поступает из них непосредственно к ТНВД. Для этого существуют каналы в распределительном диске. Незначительный объем дизеля попадет в клапан редукции, если давление больше необходимого.

Устройство подкачивающего насоса

Подкачивающий или топливный насос низкого давления (ТННД) в дизельных силовых агрегатах имеет простую конструкцию. Он состоит из двух шестеренок, которые постоянно находятся в сцеплении друг с другом. В процессе вращения зубья этих шестерен создают поток горючего по топливной системе к насосу высокого давления. Главный элемент конструкции в насосе помпового типа – поршень, который нагнетает топливо. Для подачи дизеля необходимо два режима работы поршня. Это рабочий ход и вспомогательный.

Разновидности ТННД

Топливный насос низкого давления дизельного двигателя – это только одна разновидность этих механизмов. Кроме дизельных, данные устройства можно встретить в других двигателях, независимо от модели мотора или года его производства. Без насоса не обойтись – он необходим для подачи горючего из топливного бака и передачи его далее по системе.

Механический ТННД

Данная система устанавливается непосредственно на блоке цилиндров и закрепляется при помощи обыкновенных винтов. Работа такого насоса обеспечивается при помощи коленчатого вала с эксцентриком. Если нажать на эксцентриковый кулачок, внутри создаются сокращения. Так топливо подается по системе питания. Для того чтобы горючее не попало обратно, насос оснащен специальным клапаном. Остальные нажатия на кулачок отправляют бензин в карбюратор. Если в автомобиле установлен ТННД механического типа, то с ним можно легко завести двигатель даже при учете долгого простоя. Для этого просто вручную качают механизм подкачки.

Электрический

На современных автомобилях используют электрический топливный насос низкого давления дизельного двигателя и бензинового инжекторного мотора. Использование механического прибора стало просто невозможным. Он, ввиду меньшей мощности, не мог справиться с поставленными задачами. Он не создает необходимое давление внутри топливной системы.

Топливный насос высокого давления (ТНВД)

Это устройство считается одним из самых сложных в дизельном моторе. Главная его задача — обеспечить подачу дизеля в камеры сгорания под высоким давлением. Подача обеспечивается не просто под определенным давлением, но в необходимый момент времени. Порция очень точно отмеривается электроникой и полностью соответствует уровню нагрузки на агрегат. Существует несколько видов устройств по типу впрыска. Это агрегаты с аккумуляторной системой впрыска и с непосредственным действием.

Аккумуляторные ТНВД и их особенности

Насосы, оснащенные аккумуляторным впрыском, имеют отличия. Так, на рабочий привод плунжера будут действовать сжатые под давлением газы в цилиндрах двигателя. Также воздействие может оказываться с помощью пружин. Сейчас распространены устройства с аккумулятором гидравлического типа. Они устанавливаются в мощных моторах, работающих преимущественно на небольших оборотах.

Основные неисправности ТННД

Основная проблема – это снижение производительности устройства и падение уровня впрыска, которое обеспечивал топливный насос низкого давления дизельного двигателя. Определить его можно при помощи манометра или же датчика давления, который устанавливают на входе.

Как ремонтировать ТННД

В случае если упала эффективность работы агрегата, топливный насос низкого давления дизельного двигателя необходимо демонтировать и провести ревизию. Зачастую производительность снова вырастает после промывки и прочистки рабочих полостей и элементов устройства.

Зная, как устроен топливный насос низкого давления дизельного двигателя, принцип работы устройства, можно без труда отремонтировать его или же заменить.

Устройство топливных насосов высокого и низкого давления

Подобно человеческому сердцу, топливный насос обеспечивает циркуляцию горючего в топливной системе. Для бензиновых моторов эту роль выполняет электрический бензонасос, а для дизелей – топливный насос высокого давления (ТНВД).

Этот агрегат выполняет две функции: он нагнетает горючее в форсунки в строго определенном количестве и определяет момент начала его впрыскивания в цилиндры. Вторая задача аналогична изменению угла опережения зажигания у бензиновых моторов. Однако с тех пор, как появились аккумуляторные системы впрыска, момент впрыска регулируется электроникой, управляющей форсунками.

Основным элементом топливного насоса высокого давления является плунжерная пара. Подробно ее устройство и принцип работы в данной статье рассматриваться не будут. Если говорить коротко, то плунжерная пара – это длинный поршень небольшого диаметра (его длина в несколько раз превышает диаметр), и рабочий цилиндр, очень точно и плотно друг к другу подогнанные, зазор составляет максимум 1-3 мкм (по этой причине, в случае выхода из строя, меняется пара целиком). В цилиндре располагается один или два впускных канала, через них внутрь поступает топливо, которое затем выталкивается поршнем (плунжером) через выпускной клапан.

Принцип работы плунжерной пары схож с работой двухтактного двигателя внутреннего сгорания. Двигаясь вниз, плунжер создает разрежение внутри цилиндра и открывает впускной канал. Топливо, повинуясь законам физики, устремляется заполнить разреженное пространство внутри цилиндра. После этого поршень начинает подниматься. Вначале он перекрывает впускной канал, затем поднимает давление внутри цилиндра, вследствие чего открывается выпускной клапан, и горючее под давлением поступает к форсунке.

Типы топливных насосов высокого давления

Существует три типа ТНВД, они имеют разное устройство, но одно предназначение:

• рядный;
• распределительный;
• магистральный.

В первом из них, топливо в каждый цилиндр нагнетает отдельная плунжерная пара, соответственно, количество пар равно количеству цилиндров. Схема распределительного топливного насоса высокого давления, в значительной мере отличается от схемы рядного. Отличие заключается в том, что горючее нагнетается ко всем цилиндрам посредством одной или нескольких плунжерных пар. Магистральный насос нагнетает топливо в аккумулятор, из которого оно в последствии распределяется по цилиндрам.

В авто с бензиновыми двигателями, с системой непосредственного впрыска, горючее качает электрический топливный насос высокого давления, однако оно (давление) там в разы меньше.

Рядный топливный насос высокого давления

Как уже было сказано, он имеет плунжерные пары по числу цилиндров. Его устройство довольно просто. Пары размещены в корпусе, внутри которого имеются подводные и отводные топливные каналы. В нижней части корпуса находится кулачковый вал с приводом от коленвала, плунжеры постоянно прижимаются к кулачкам пружинами.

Принцип работы такого топливного насоса не отличается большой сложностью. Кулачок при вращении набегает на толкатель плунжера, заставляя его и плунжер двигаться вверх, сжимая горючее, находящееся в цилиндре. После перекрытия выпускного и впускного каналов (именно в такой последовательности), давление начинает подниматься до значения, после которого открывается нагнетательный клапан, после чего дизтопливо подается к соответствующей форсунке. Данная схема напоминает работу газораспределительного механизма двигателя.

Для регулирования количества поступающего топлива, и момента его подачи, применяется либо механический способ, либо электрический (такая схема предполагает наличие управляющей электроники). В первом случае количество подаваемого горючего изменяется поворотом плунжера. Схема очень проста: на нем имеется шестерня, она находится в зацеплении с рейкой, которая, в свою очередь, связана с педалью акселератора. Верхняя поверхность плунжера имеет наклон, благодаря чему изменяется момент закрытия впускного отверстия в цилиндре, а значит, и количество горючего.

Момент подачи топлива нужно менять при изменении величины оборотов коленвала. Для этого на кулачковом валу имеется центробежная муфта, внутри которой расположены грузики. С ростом оборотов они расходятся, и кулачковый вал поворачивается относительно привода. В результате, при повышении оборотов, топливный насос обеспечивает более ранний впрыск, а с уменьшением – более поздний.

Устройство рядных ТНВД обеспечивает им весьма высокую надежность и неприхотливость. Поскольку смазывание происходит моторным маслом из смазочной системы силового агрегата, это делает их пригодными для работы на низкокачественном дизтопливе.

Устанавливаются рядные ТНВД на средние и тяжелые грузовики. На легковые автомобили их полностью перестали устанавливать в 2000 году.

Распределительный топливный насос высокого давления

В отличие от топливного насоса рядного, распределительный имеет только одну или две плунжерных пары, которые снабжают топливом все цилиндры. Основные преимущества подобных топливных насосов – меньшая масса и размеры, а также более равномерная подача топлива. Главный минус один – их срок службы намного меньше из-за большой нагруженности, поэтому их применяют только на легковых автомобилях.

Существует три типа распределительных ТНВД:

1. с торцевым кулачковым приводом;
2. с внутренним кулачковым приводом (роторные насосы);
3. с внешним кулачковым приводом.

Устройство первых двух типов насосов обеспечивает им больший срок эксплуатации, по сравнению с последним, ведь силовых нагрузок на узлы приводного вала, от давления топлива, в них нет.

Схема работы распределительного топливного насоса первого типа выглядит следующим образом. Основной элемент – плунжер-распределитель, который, помимо поступательно-возвратного движения, вращается вокруг своей оси, и тем самым нагнетает и распределяет горючее между цилиндрами. В действие он приводится кулачковой шайбой, обегающей по роликам неподвижное кольцо.

Количество поступающего топлива регулируется как механическим путем, при помощи вышеописанной центробежной муфты, так и посредством электромагнитного клапана, на который подается электрический сигнал. Опережение впрыска топлива определяется поворотом неподвижного кольца на определенный угол.

Роторная схема предполагает несколько иное устройство распределительного топливного насоса. Условия работы такого насоса несколько отличается от того, как работает ТНВД с торцевым кулачковым приводом. Горючее нагнетается и распределяется, соответственно, двумя противолежащими плунжерами и распределительной головкой. Вращением головки обеспечивается перенаправление топлива к соответствующим цилиндрам.

Магистральный ТНВД

Магистральный топливный насос гонит горючее в топливную рампу и обеспечивает более высокое давление, по сравнению с рядным и распределительным насосами. Схема его работы несколько иная. Топливо может нагнетаться одним, двумя или тремя плунжерами, приводимыми в действие кулачковой шайбой или валом.

Подача горючего регулируется электронным дозирующим клапаном. Нормальное состояние клапана – открытое, когда поступает электрический сигнал, он частично закрывается и тем самым регулирует количество топлива, попадающего в цилиндры.

Что такое ТННД

Топливный насос низкого давления, необходим для снабжения горючим топливного насоса высокого давления. Он, как правило, установлен или на корпусе ТНВД или отдельно, и закачивает топливо из бензобака, через фильтры грубой, а после и тонкой очистки, непосредственно в насос высокого давления.

Принцип его работы следующий. В действие он приводится эксцентриком, расположенном на кулачковом валу ТНВД. Толкатель, прижатый к штоку, заставляет двигаться шток с поршнем. В корпусе насоса имеются входной и выходной каналы, которые перекрываются клапанами.

Схема работы ТННД следующая. Рабочий цикл топливного насоса низкого давления состоит из двух тактов. Во время первого, подготовительного, поршень перемещается вниз и в цилиндр всасывается топливо из бака, нагнетательный клапан при этом закрыт. При движении поршня вверх входной канал перекрывается всасывающим клапаном, и под нарастающим давлением открывается выпускной клапан, через который горючее поступает в фильтр тонкой очистки и далее в ТНВД.

Поскольку топливный насос низкого давления имеет производительность большую, чем требуется для работы мотору, поэтому часть горючего выталкивается в полость под поршнем. В результате поршень, теряет контакт с толкателем и зависает. По мере выработки топлива поршень вновь опускается, и насос возобновляет работу.

Вместо механического, на автомобиле может быть установлен электрический ТННД. Довольно часто он встречается на машинах, которые оснащаются насосами фирмы Bosch (Opel, Audi, Peugeot и др.). Устанавливается электрический насос только на легковые автомобили и небольшие микроавтобусы. Помимо основной функции, он служит для прекращения подачи горючего в случае аварии.

Работать электрический ТННД начинает одновременно со стартером и продолжает нагнетать горючее с постоянной скоростью, пока мотор не будет заглушен. Лишнее топливо, через перепускной клапан сливается обратно в бак. Размещается электрический насос либо внутри топливного бака, либо за его пределами, между баком и фильтром тонкой очистки.

Тест 8. Система питания дизельного двигателя

Топливный насос высокого давления (трёхцилиндровый дизельный двигатель, китайский трактор).

Топливный насос высокого давления 12-цилиндрового дизельного двигателя, в разрезе.
То́пливный насо́с высо́кого давле́ния (ТНВД) ди́зельного дви́гателя

является одним из наиболее сложных узлов системы топливоподачи дизельных двигателей.

Назначение

Топливные насосы предназначены для подачи в цилиндры дизеля под определенным давлением и в определенный момент цикла, точно отмеренных порций топлива, соответствующих данной нагрузке приложенной к коленчатому валу. По способу впрыска различают топливные насосы непосредственного действия и с аккумуляторным впрыском.

В топливном насосе непосредственного действия осуществляется механический привод плунжера, а процессы нагнетания и впрыска протекают одновременно. В каждый цилиндр секция топливного насоса подает необходимую порцию топлива. Требуемое давление распыления создается движением плунжера насоса.

У топливного насоса с аккумуляторным впрыском привод рабочего плунжера осуществляется за счет сил давления сжатых газов в цилиндре двигателя или с помощью специальных пружин. На мощных тихоходных дизелях применяют аккумуляторные топливные насосы с гидравлическими аккумуляторами.

В системах с гидравлическими аккумуляторами процессы нагнетания и впрыска протекают раздельно. Предварительно топливо под высоким давлением нагнетается насосом в аккумулятор, из которого поступает к форсункам. Эта система обеспечивает качественное распыление и смесеобразование в широком диапазоне нагрузок дизеля, но из-за сложности конструкций такой насос широкого распространения не получил. Современные дизели используют технологию с управлением электромагнитными клапанами форсунок от микропроцессорного устройства (такое сочетание называется «common rail»).

Подкачивающие топливные насосы для ТНВД, дизельного и карбюраторного двигателей. 12В и 24В

Электробензонасос 24В низкого давления HEP02A. Устанавливается на дизельные двигатели. Нас..

Магистральный электрический 24В топливный насос подкачки низкого давления HEP-02A для дизельных и бе..

Электробензонасос 12В низкого давления HEP02A. Устанавливается как на бензиновые ( карбюратор ) так ..

NS08X-Z электрический 12В топливный насос подкачивающий низкого давления. Применяется на технике, с ..

Подкачивающий топливный насос низкого давления на 12В (без сепаратора) для экскаваторов по..

Электрический 12В топливный насос подкачивающий низкого давления. Применяется на дизельных и бензино..

Подкачивающий топливный насос качественный аналог Perkins 2641A203, диаметр входного ..

Электрический 12В топливный насос подкачивающий низкого давления. Применяется на технике, с установл..

Топливный насос низкого давления подкачивающий для SUZUKI, KUBOTA, MITSUBISHI S3/S4 и других мо..

Подкачивающий топливный насос качественный аналог Perkins 2641A203, диаметр входного ..

NS510 электрический топливный насос низкого давления для дизельных, бензиновых двигателей 12В. Приме..

Топливный насос низкого давления (подкачки) для грузовиков, автобусов и экскаваторов ISUZU / HITACHI..

Топливный насос (12B) EP-500-0 (EP-501) подкачки низкого давления для установки в топливную магистра..

Магистральный электрический 12В топливный насос подкачки низкого давления HEP-02A для дизельных и бе..

Будет полезно: Гидроудар двигателя: что это такое?

1 400.00 р. 1 200.00 р.

Топливный насос низкого давления (подкачки) для грузовиков, автобусов и экскаваторов ISUZU / HITACHI..

NS02-007 Это внешний топливоподкачивающий насос низкого давления (аналог FACET 40104) в пр..

NS01-052 Топливоподкачивающий насос низкого давления ТННД для двигателей DEUTZ 101110121013 (ан. 0..

NS83D 12В Подкачивающий топливный насос (без сепаратора) для JOHN DEERE, MASSEY FERGUSON (..

Подкачивающий электрический 12В топливный насос повышенной производительности (без сепаратора) для т..

Аналог топливного насоса низкого давления с сепаратором ULPK0041, 3860189 для двигателей P..

Подкачивающий электрический топливный насос (без сепаратора) для тракторов,экскаваторов, погруз..

Электрический топливный насос низкого давления импульсного типа для установок Thermo King &..

NS01-094 механический топливный насос низкого давления ( ТННД ) с ручной подкачкой для CASE, NE..

NS01-093 механический топливоподкачивающий насос ( ТННД ) с ручной подкачкой для JCB 3CX,4CX с двига..

NS02-001 Это внешний топливоподкачивающий насос низкого давления (аналог FACET 40106) в прямоуг..

NS01-051 – механический топливный насос низкого давления для двигателей DEUTZ 2012, 1013 (02112673) ..

Электрический топливный насос подкачивающий низкого давления для техники с напряжением сети 24в. При..

Унивресальный высокопроизводительный обслуживаемый топливный насос низкого давления (подкачивающий) ..

Унивресальный топливный насос низкого давления (подкачивающий) марки Facet ® и Pu..

Разновидности

Топливные насосы высокого давления могут быть рядными, V-образными (многосекционными) и распределительными. В рядных ТНВД насосные секции располагаются друг за другом, и каждая подает топливо в определенный цилиндр двигателя. В распределительных ТНВД, которые бывают одноплунжерными и двухплунжерными, одна насосная секция подает топливо в несколько цилиндров двигателя.

Работа секции рядного ТНВД

Устройство распределительного ТНВД:

1. редукционный клапан;
2. всережимный регулятор;
3. дренажный штуцер;
4. корпус насосной секции высокого давления в сборе с плунжерной парой и нагнетательными клапанами;
5. топливоподкачивающий насос;
6. лючок регулятора опережения впрыска;
7. корпус ТНВД;
8. электромагнитный клапан выключения подачи топлива;
9. кулачково-роликовое устройство привода плунжера.

Подачу топлива из бака в ТНВД обеспечивает топливоподкачивающий насос (5), а редукционный клапан (1) поддерживает стабильное давление на входе в насосную секцию ТНВД, которая расположена в корпусе (4).

Плунжерная пара насосной секции представляет собой золотниковое устройство, регулирующее количество впрыскиваемого топлива и распределяющее его по цилиндрам дизеля в соответствии с порядком их работы. Всережимный регулятор (2) обеспечивает устойчивую работу дизеля в любом режиме, задаваемом водителем с помощью педали акселератора, и ограничивает максимальные обороты коленчатого вала, а регулятор опережения впрыска топлива (6) изменяет момент подачи топлива в цилиндры в зависимости от частоты вращения коленвала.

Топливоподкачивающий насос подает в ТНВД топливо в гораздо большем объёме, чем требуется для работы дизеля. Излишки возвращаются в бак через дренажный штуцер (3). Что касается электромагнитного клапана (8), то он предназначен для остановки дизеля. При повороте ключа в замке зажигания в положение «выключено» электромагнитный клапан перекрывает подачу топлива к плунжерной паре, а значит, и в цилиндры дизеля, это и требуется, чтобы заглушить силовой агрегат.

В зависимости от давления и продолжительности впрыска, а также от величины цикловой подачи топлива существуют следующие модели рядных ТНВД:

• М (4—6 цилиндров, давление впрыска до 550 бар)
• А (2—12 цилиндров, давление впрыска до 950 бар)
• P3000 (4—12 цилиндров, давление впрыска до 950 бар)
• P7100 (4—12 цилиндров, давление впрыска до 1200 бар)
• P8000 (6—12 цилиндров, давление впрыска до 1300 бар)
• P8500 (4—12 цилиндров, давление впрыска до 1300 бар)
• R (4—12 цилиндров, давление впрыска до 1150 бар)
• P10 (6—12 цилиндров, давление впрыска до 1200 бар)
• ZW (M) (4—12 цилиндров, давление впрыска до 950 бар)
• P9 (6—12 цилиндров, давление впрыска до 1200 бар)
• CW (6—10 цилиндров, давление впрыска до 1000 бар)
• H1000 (5—8 цилиндров, давление впрыска до 1350 бар)

Какой уровень давления обеспечивают ТНВД?

Поскольку основной задачей ТНВД является точное дозирование и своевременная подача топлива, его рабочие характеристики во многом зависят от требуемых для конкретного автомобиля режимов работы. Следует понимать, что каждый насос имеет некоторый диапазон рабочего давления, а не одну конкретную величину. Так, например, рядные ТНВД для дизельных моторов, в зависимости от модели, могут создавать максимальное давление до 55-135 МПа. При этом в отдельной модели минимальный показатель на холостом ходу может быть 15 МПа, а максимум при полной нагрузке — 130 МПа.

Магистральные насосы системы Common Rail достигают максимальных показателей до 135-200 МПа и каждое последующее поколение увеличивает не только верхний, но и нижний порог диапазона. Для примера, самые первые системы Bosch CP1 предполагают работу в диапазоне от 17 до 135 МПа, тогда как системы четвертого CP4 поколения способны развивать от 23 до 200 МПа.

Рекомендуем: Как проверить датчик лямбда зонд

Для бензиновых двигателей с непосредственным впрыском топлива (системы GDI) достаточно обеспечить давление в диапазоне 3-11 МПа.

Общее устройство ТНВД

• Корпус.
• Крышки.
• Всережимный регулятор
• Муфта опережения впрыска.
• Подкачивающий насос.
• Кулачковый вал.
• Толкатели.
• Плунжеры с поводками или зубчатыми втулками,
• Гильзы плунжеров.
• Возвратные пружины плунжеров.
• Нагнетательные клапаны.
• Штуцеры.
• Рейка.

Принцип действия ТНВД

Вращение кулачковый вал получает через муфту опережения впрыска и зубчатую передачу от коленчатого вала. При вращении кулачкового вала кулачок набегает на толкатель и смещает его, а он в свою очередь, сжимая пружину, поднимает плунжер. При поднятии плунжера он вначале закрывает впускной канал, а затем начинает вытеснять топливо, находящееся над ним. Топливо вытесняется через нагнетательный клапан, открывшийся за счёт давления, и поступает к форсунке.

В момент движения плунжера вверх винтовой канал, находящийся на нём, совпадает со сливным каналом в гильзе. Остатки топлива, находящиеся над плунжером, начинают уходить на слив через осевой, радиальный и винтовой каналы в плунжере и сливной в гильзе. При опускании плунжера за счёт пружины открывается впускной канал, и объём над плунжером заполняется топливом от подкачивающего насоса.

Изменение количества подаваемого топлива к форсунке осуществляется поворотом плунжеров от рейки через всережимный регулятор. При повороте плунжера, если винтовой канал совпадёт со сливным раньше, то впрыснуто топлива будет меньше. При обратном повороте каналы совпадут позже, и впрыснуто топлива будет больше.

На некоторых ТНВД (например, ТНВД трактора Т-130) часть секций отключается на холостых оборотах, соответственно, отключается и часть цилиндров двигателя.

Дополнительные агрегаты ТНВД

Муфта опережения впрыска

— служит для изменения угла опережения впрыска в зависимости от оборотов. По принципу действия является механизмом, использующим центробежную силу. Устройство:

• Ведущая полумуфта.
• Ведомая полумуфта.
• Грузы.
• Стяжные пружины грузов.
• Опорные пальцы грузов

Принцип действия муфты следующий. При минимальных оборотах грузы за счёт пружин стянуты к центру и положение между муфтами является исходным, при этом угол опережения впрыска находится в пределах отрегулированного параметра. При увеличении оборотов центробежная сила в грузах возрастает и разводит их, преодолевая сопротивление пружин. При этом муфты поворачиваются относительно друг друга и угол опережения впрыска увеличивается.

Всережимный регулятор — служит для изменения количества подачи топлива в зависимости от режимов работы двигателя: запуск двигателя, увеличение/уменьшение оборотов, увеличение/уменьшение нагрузки, остановка двигателя. Устройство:

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.

Топливный насос низкого давления

Современные дизельные моторы, не в пример бензиновым собратьям, очень чувствительны к состоянию топливных магистралей и к качеству самого дизельного топлива. С качеством топлива понятно – грязь и вода выводят из строя форсунки и наконечники распылителей. Кроме того, топливные насосы высокого давления в грязной солярке рискуют выработать свой ресурс за считанные месяцы.

Но причем тут топливные магистрали? Оказывается, дизель, а конкретно, система впрыска топлива, качественно и точно может распылять солярку только при условии:

• наличия в магистрали гомогенизированного, проще говоря, однородного по составу, дизельного топлива;
• отсутствия колебаний давления горючего в магистрали;
• отсутствия воздушных и паровых пробок в любой части топливной системы.

Самые примитивные китайские мотоблоки, собранные на базе полулитрового дизельного двигателя, имеют в своем составе топливный насос низкого давления. Точнее, небольшое прямоточное устройство, выполняющее функции ТННД. На любом дизеле современного автомобиля будет стоять электрический топливный насос низкого давления. Это значительно упрощает регулировку топливной аппаратуры, а также предохраняет всю систему подачи топлива от преждевременного износа и разрушения. Для более грубой и тяжелой дизельной техники электрический насос низкого давления может стоять в паре с дополнительным, имеющим механический привод. Немецкие производители любят даже интегрировать в одном блоке агрегаты высокого и низкого давления, а они, равно как и французы, могут считаться законодателями моды в двигателестроении.

Многие из собственного опыта предпочитают обходиться резиновой грушей с клапаном, позволяющей закачать горючее из бака и выдавить воздух из питающей магистрали. Есть немало любителей выгонять воздух из труб с помощью стартера, предварительно отвернув гайку штуцера топливопровода низкого давления.

Всю подобную работу с успехом выполняет топливный насос низкого давления дизельного двигателя. Иногда для маломощных дизелей используют подкачивающий насос, который требует ручного усилия, по конструкции подобен топливному насосу низкого давления для бензинового карбюратора.

Какие функции выполняет ТННД

Исправная и стабильная работа электрического топливного насоса низкого давления дизельного двигателя важна прежде всего для успешного функционирования ТНВД. Дизельное топливо, как и бензин, при низком давлении в топливной магистрали склонно вскипать и образовывать паровые пробки. Выделившиеся пузырьки паров легких фракций и загустевшее остальное топливо склонны к разделению. Это значит, что в приемную рампу ТНВД будет поступать жидкость, постоянно меняющая свою вязкость. О нормальном и стабильном нагнетании горючего насосом подачи высокого давления в таких условиях говорить не приходится. Факел распыла в камере сгорания будет постоянно изменяться, не попадая в оптимальные параметры.

Может показаться, что повышенное давление в топливопроводе, ведущем от бака к ТНВД, может спровоцировать подтекание солярки на соединениях или уплотнениях. В реальности избыточное давление гарантирует отсутствие подсоса воздуха в уплотнении. Наоборот, при отсутствии насоса и низком давлении в магистрали обратный клапан или фильтр не способен удержать топливопровод в заполненном состоянии, и топливо медленно мигрирует обратно в бак.

Циркуляция горючего в подводящих магистралях

Важной задачей насоса подачи низкого давления в топливной цепи дизеля является поддержание постоянной циркуляции солярки в подводящих и дренажных трубопроводах. Казалось бы, абсолютно второстепенный процесс циркуляции топлива, не способный повлиять на работу дизеля в целом. Тем не менее, благодаря работе ТННД обеспечивается выравнивание химических и физических характеристик дизельного топлива, его подогрев и предупреждение расслоения.

Топливный приемник забирает в баке солярку с одного и того же уровня – глубины резервуара. Благодаря прокачиванию горючего через систему подачи топлива и дренажных магистралей, жидкость в баке систематически перемешивается и нагревается. Как результат, при низких температурах смолистые или парафинистые фракции горючего находятся в растворенном состоянии и не забивают сетки и фильтры.

В паре с ТННД всегда используется фильтр. Постоянное фильтрование позволяет эффективно удалить из солярки воду, попавшую в бак из заправочной цистерны и поглощенную из воздуха. Грязь и вода оседают на сменном картридже фильтра насоса низкого давления.

В конструкции топливных насосов чаще всего применяют электрический привод с рабочим элементом в виде мембраны или поршня. Большинство электрических насосов выполняют в виде самостоятельного блока, вмонтированного (погруженного) в топливном баке. Так уменьшаются потери от гидравлического сопротивления солярки, и обеспечивается эффективное охлаждение самого устройства.

Причиной плохой работы бывают:

• накопления крупинок мусора в клапанах или снижение упругости возвратных пружин;
• подклинивание или зависание рабочего элемента – поршня или мембраны.

В таких случаях топливный насос подачи низкого давления подлежит демонтажу и ревизии. Чаще всего помогает простая промывка и слив мусора и смол из дренажных полостей. Зачастую для ремонта можно использовать ремкомплект для ТННД, выпускаемый по лицензии китайскими авторемонтными заводами. Перед использованием лучше проверить стойкость китайского варианта к воздействию топливных фракций, подержав ремкомплект в солярке в течение суток.

В качестве примера конструкции электрических топливных насосов низкого давления для дизеля можно привести продукцию компании Racor – модули подготовки топлива. В одном корпусе такой конструкции объединены фильтр, подогреватель топлива на 150 Вт и сам насос.

Модуль легко обслуживается, картридж фильтра изготавливается из фирменного материала Aquabloc, его можно менять без разборки корпуса. В конструкции насоса предусмотрен специальный стакан-уловитель для обработки дренажа. Кроме того, в самом фильтре стоит датчик наличия в топливе воды, показания которого можно вывести на приборную панель.

Что такое топливный насос низкого давления более подробно можно посмотреть на видео: