Топливный насос автомобиля: виды, устройство и принцип работы

Где находится бензонасос

Схема устройства системы питания с бензонасосом в баке

Впервые сталкиваясь с необходимостью ремонта или замены, многие автолюбители спрашивают, где стоит бензонасос. Насос расположен непосредственно в бензобаке и напрямую контактирует с топливом, то есть погружается в бензин. На большинстве гражданских автомобилей бензобак находится в задней части транспортного средства под днищем.

Бензонасос установлен таким образом, чтобы находиться в верхней части бензобака. Благодаря такому размещению доступ к насосу можно получить прямо из салона. Для этого необходимо снять задний диван, так как бензонасос находится прямо под сиденьем в левой или правой части.

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.

топливный модуль
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
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
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.

Принцип работы механической помпы

Принцип работы механического топливного насоса сопровождается контактом плечевого рычага с телом распределительного вала. Моменты движения рычага передаются резиновой диафрагме, находящейся внутри конструкции помпы. Как результат, диафрагма периодически движется вверх — вниз.

МЕХАНИЧЕСКИЕ

Топливный насос автомобиля механический - классическая конструкция
Конструкция механического типа: 1 – плечевой рычаг под распределительный вал; 2 – упорные пружины; 3 – пружина диафрагмы; 4 – диафрагма; 5 – клапан; 6 – чаша; 7 – выходной патрубок

Движением диафрагмы вверх вниз создаётся вакуум и давление, благодаря чему топливо втягивается в область насоса и проталкивается вперёд. Однонаправленное движение образуется благодаря обратным клапанам, встроенным внутри конструкции топливного автомобильного насоса. Механическую систему отличает довольно низкое давление 0,27 – 0,68 АТИ. Однако карбюраторная система как раз и рассчитана на небольшое давление.

Типичные исполнения электрических топливных помп

Электрические топливные насосы изготавливают разных конструкций. Устаревшие модели традиционно представляют насос с «поршневыми ячейками» прямого вытеснения. Здесь используются ролики, установленные на смещённом диске, который вращается внутри стального кольца. Топливо втягивается внутрь пространства (ячейки) между роликами и проталкивается от входа насоса к выходу.

Вал роликовых насосов обычно вращается на скорости около 3000 об/мин. Роликовый тип топливной помпы создаёт очень высокое давление, скорость потока поддерживается постоянной. Однако выход на устройстве носит импульсный характер, поэтому топливная магистраль после насоса дополняется глушителем, ослабляющим импульсное давление.

Другим типом позитивно-смещаемого насоса выступает так называемая «героторная» конструкция. Эта система аналогична масляному насосу и работает по принципу движения смещаемого ротора для проталкивания топлива к выходному коллектору. Героторные топливные насосы поддерживают скорость вращения ротора  на уровне 4000 об/мин.

УНИВЕРСАЛ

Топливный насос автомобиля - конструкция турбинного типа
Конструкция «турбинного» исполнения, устанавливаемая на современных моделях авто: 1 – поток топлива; 2 – лопастное колесо турбины; 3 – электрический мотор в защитном кожухе; 4 – клапан одностороннего движения; 5 – выход

Моторы многих современных автомобилей комплектуются топливным насосом турбинного типа. Лопасти турбины проталкивают топливо по ходу движения в момент вращения рабочего колеса. Этот тип помп не имеет отношения к системам прямого вытеснения, соответственно:

  • отсутствуют пульсации потока,
  • отмечается плавность хода механизма,
  • для конструкции характерна тихая работа.

При этом системой поддерживается высокоскоростное вращение (до 7000 об/мин), потребляется меньше тока по сравнению с насосами более старого исполнения. Конструкция также отличается менее сложной механикой и отмечается долговечностью в эксплуатации.

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.устройство бензинового топливного насоса

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.устройство электробензонасоса

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.схема реле бензонасоса

Виды топливных насосов

Сегодня  существуют электронасосы различных видов, но наиболее распространенными считаются:

  • роликовый;
  • шестеренный;
  • центробежный;

Вакуумный

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

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

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

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

Роликовый

В основе такого насоса лежит ротор и ролики, которые обеспечивают всасывание и подачу топлива. Работа всей конструкция построена на увеличении объема пространства между ротором и роликом в процессе работы. В такой момент увеличения объема образуется разница в давлении, топливо заполняет образовавшееся пространство. Дальнейшая подача  горючего прекращается тогда, когда это пространство полностью заполняется. Следующим шагом становится вращение ротора и уменьшение объема пространства. Это обеспечивает нужное давление, что влечет открытие выпускного отверстия, а нагнетаемая доза топлива попадает в систему.

Шестеренный

Всасывание топлива в шестерном насосе построено на движении внутренней шестерни относительно внешней. Внутренняя шестерня и есть ротор, вторая же шестерня является внешней и называется статор. Ротор вращается, а в его боковых зубьях при вращении  получаются своеобразные камеры. С их помощью происходит всасывание и топливо нагнетается.

Рассмотренные выше шестернный и роликовый насосы имеют такие особенности конструкции, что размещать их возможно только в топливопроводе. Наиболее востребованным и широко распространенным видом топливных насосов в современных авто являются центробежные насосы. Они характеризуются низким уровнем шума и обеспечивают наибольшую равномерность подачи топлива.

Центробежный

Данные насосы располагаются внутри топливного бака. Основным элементом насоса подобного типа является крыльчатка с большим количеством лопастей. Указанная крыльчатка вращается внутри камеры. В этой камере имеются всасывающий и нагнетательный клапан. Результатом вращения лопастей крыльчатки становятся завихрения топлива, обеспечивается его активное всасывание, рост и поддержание рабочего давления в топливной системе.

Неисправности бензонасоса

Механический бензонасос:

  1. Выработка механического внутреннего штока;
  2. Износ уплотнительной прокладки;
  3. Повреждение внутренней мембраны;
  4. Выход из строя нагнетающего или всасывающего клапана.

Электрический бензонасос:

  1. Износ роликов или шестерен в объемных гидронагнетателях;
  2. Поломка крыльчатки в центробежных нагнетателях;
  3. Износе или подгорание ламелей коллектора электродвигателя;
  4. Износ пластмассовой муфты которая соединяет вал электродвигатель с гидронагнетателем.

Преимущественно бензонасос – это агрегат, который не подлежит восстановлению, потому в случае выхода его из строя необходима его полная замена. Оригинальный насос стоит немало по той причине, что это узел высокой технологии производства. Безусловно, цена отображает затраты качественных материалов при их изготовлении, а также применение передовых технологий, потому что современные бензонасосы должны за время своей работы перекачать не одну тонну топлива, на него влияют не только различные вибрации, но и температурные колебания. Потоэтому для сохранности бензонасоса в первую очередь необходимо следить за фильтрами.

Как проверить бензонасос?

Техническое состояние автомобиля, в том числе системы подачи топлива, можно проверить с помощью автомобильного диагностического сканера. Достаточно наличия ODB2 разъёма и устройства вывода информации (телефон, планшет, ПК). Из представленных на рынке можем порекомендовать Scan Tool Pro Black Edition.

Scan Tool Pro Black Edition
Данный автосканер доступен по достаточно демократичной цене, совместим с большинством автомобилей начиная с 1993 года, имеет широкий функционал и достаточно прост в использовании. Преимущества конкретно этой модели— не только диагностика двигателя, но и остальных подсистем. Вся информация о состоянии вашего автомобиля и описание имеющихся неисправностей отображается на экране телефона/планшета на русском языке.

Если при включении зажигания бензонасос не запускается, проверку начинают с поиска неполадок в электрике:

  1. Проверка предохранителя. Для этого найти блок предохранителей, выяснить, какой из них отвечает за бензонасос (свериться со схемой) и осмотреть его на предмет подгораний. Еще лучше сразу заменить на заведомо рабочий с такими же характеристиками и посмотреть, заработает ли он;
  2. Проверка реле управления бензонасосом. Оно может устанавливаться возле блока предохранителей, блока управления впрыском или в других местах. Для проверки реле насоса нужно снять и замерить омметром сопротивление обмотки. Если показатель стремится к бесконечности, значит, есть обрыв;
  3. Проверить подачу тока. Для этого нужно достать сам бензонасос, не отключая его от электросети. Включить зажигание и замерить напряжение на клеммах, в норме должно быть 12-12,5 В. Если при этом мотор не работает, его придется заменить;
  4. Можно прозвонить сам мотор бензонасоса. Замерить сопротивление обмотки статора омметром, сначала на контактах мотора на предмет обрыва, затем между контактом и корпусом. Если есть проводимость, значит, обмотка статора замыкает на корпус;
  5. Если всё нормально, оценить состояние сетчатого фильтра. Возможно, он забит до такой степени, что не пропускает нужное количество бензина, и в этом случае его необходимо очистить и использовать дальше;
  6. Проверить обратный клапан, который не дает бензину возвращаться назад из топливной магистрали. Либо протестировать манометром (показатель должен быть не более 0,3 Мпа), либо прочистить клапан и посмотреть, как изменится работа двигателя;
  7. И, наконец, проверить давление бензина в системе. Для этого подключить манометр к топливной рампе и замерить давление при выключенном двигателе, на холостом ходу и в движении. При включенном двигателе показатель манометра должен быть в пределах 3-3,7 атм.

Ниже коротенькое видео-инструкция по проверке давления бензонасоса.

Если проверка показала, что бензонасос вышел из строя, его не ремонтируют, а меняют. Слишком тонко там подогнаны все элементы, чтобы без специального оборудования пытаться что-то отремонтировать.

При покупке бензонасоса лучше отдать предпочтение хорошим известным брендам, а не подозрительно дешевому «конфискату». Тогда есть шанс, что новый насос отслужит хотя бы 100 тыс. км и не создаст проблем.

В итоге

Итогом нашей статьи станет небольшой список основных признаков, которые помогут диагностировать проблемы с бензонасосом или неполадками в топливной системе:

  • Приходится очень долго крутить мотор стартером при запуске как холодного, так и ранее прогретого двигателя. Это может говорить о том, что насосу сразу не удается создать необходимое рабочее давление в системе;
  • Сложности при разгоне, двигатель с большим трудом набирает обороты, запоздалая реакция на нажатие педали газа, провалы и рывки в движении;
  • Вы уверены, что в баке есть бензин, машина заводится, но затем непредсказуемо глохнет;
  • Повышение шума, который слышен в салоне и исходит от топливного насоса. Насос может сильно гудеть, издавать треск, писк или хлопки;
  • Наблюдается увеличение расхода топлива по непонятным причинам;
  • Неустойчивая работа мотора в разных режимах работы, плавающие обороты и другие признаки, похожие на троение;
  • Полное отсутствие звука работающего бензонасоса в момент включения зажигания;

Теперь Вы познакомились с устройством различных типов топливных насосов, которые повсеместно встречаются на отечественных автомобилях и иномарках  различного года выпуска.

Соблюдение этих простых рекомендаций может служить надежной гарантией того, что бензонасос определенно не доставит Вам в процессе эксплуатации автомобиля никаких проблем.

Источники

  • http://KrutiMotor.ru/kak-pomenyat-benzonasos/
  • https://avtoexperts.ru/article/benzonasos-ustrojstvo-neispravnosti-proverka/
  • https://zetsila.ru/%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B8%D0%B2%D0%BD%D1%8B%D0%B9-%D0%BD%D0%B0%D1%81%D0%BE%D1%81-%D0%B0%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%BE%D0%B1%D0%B8%D0%BB%D1%8F/
  • https://autolirika.ru/teoriya/ustrojstvo-benzonasosa.html
  • http://KrutiMotor.ru/ustrojstvo-toplivnogo-nasosa/
  • http://autoleek.ru/sistemy-dvigatelja/toplivnaja-sistema/ustrojstvo-toplivnogo-nasosa.html
  • https://seite1.ru/zapchasti/benzonasos-i-vsechto-nuzhno-o-nem-znat/.html
  • https://VazNeTaz.ru/benzonasos

[свернуть]
Предыдущая запись Чем и как сверлить кафельную плитку на стене, чтобы она не треснула?
Следующая запись Какие диски лучше: Стальные или легкосплавные?