Тнвд как работает: принцип работы, устройство, назначение, конструкция

ТНВД — что это? Принцип работы

ТНВД представляет собой один из ключевых узлов двигателя транспортного средства. Его важность показывает сравнение с сердечной мышцей в организме человека, задачей которой выступает обеспечение циркуляции крови по телу. Назначение ТНВД аналогично, с той лишь разницей, что он отвечает за перемещение горючего по топливной системе.

Определение

ТНВД или топливный насос высокого давления – это сложный с конструктивной и технологической точек зрения узел системы подачи топлива в дизельном или бензиновом двигателе. Английское название устройства — injection pump. Основными функциями ТНВД выступают такие:

  • подача горючего к форсункам с одновременным нагнетанием давления;
  • дозирование топлива в зависимости от выбранного водителем режима эксплуатации;
  • определение оптимальной периодичности впрыска топлива в цилиндры двигателя.

Ключевым отличием топливного насоса высокого давления от выполняющего в целом аналогичные функции карбюратора выступает впрыск четко дозированного количества горючего в камеры внутреннего сгорания двигателя. Это достигается установлением непосредственной связи с коленчатым валом, что позволяет при разгоне автомобиля увеличивать порцию подаваемой топливно-воздушной смеси, а при уменьшении оборотов – снижать объем впрыскиваемого горючего. Как следствие – уменьшается расход топлива и обеспечивается более высокий КПД работы двигателя, что и выступает главным достоинством ТНВД.

История разработки и совершенствования

Разработчиком ТНВД считается Роберт Бош. Активное использование рассматриваемой разновидности топливного насоса на легковых автомобилях началось во второй половине 30-х годов прошлого века.

Изначально топливный насос высокого давления предназначался исключительно для дизельных двигателей. Однако, в настоящее время ТНВД применяется и для бензиновых агрегатов, оборудованных инжекторной системой, обеспечивающей впрыскивание топлива непрямую в цилиндры.

Постоянный рост требований в части охраны труда и соблюдения экологических стандартов объясняет еще одно важное направление улучшения ТНВД. В современных условиях произошло вытеснение механических топливных насосов устройствами, оснащенными электронной регулировкой подачи горючего. Второй вариант системы впрыска топлива намного экономичнее и сводит к минимуму количество вредных выбросов в атмосферу.

Устройство

Различают несколько видов топливных насосов высокого давления. Несмотря на существенные конструктивные различия, основным рабочим узлом ТНВД является так называемая плунжерная пара. Основной ее задачей является нагнетание давления в топливной системе.

Устройство плунжерной пары включает две детали – поршень или плунжер, давший название рабочему узлу, и втулка или гильза. Принцип работы устройства основан на возвратно-поступательном движении, которое плунжер осуществляет внутри втулки. При этом каналы и клапаны, расположенные внутри ТНВД обеспечивают подачу горючего в полость, размещенную над плунжером, а также его отвод после сжатия и нагнетания давления.

Узел может эффективно работать только при обеспечении высокого уровня герметичности. Для этого рабочие поверхности и поршня, и втулки тщательно обрабатываются, что дало еще одно название плунжерной пары – прецизионная, то есть высокоточная. Еще одно обязательное требование к поршню и втулке – изготовление из крайне прочных марок стали, способной выдержать серьезные нагрузки.

Наличие других конструктивных элементов, деталей и узлов топливного насоса высокого давления зависит от конкретной разновидности устройства. Конструкция наиболее простого и широко распространенного рядного ТНВД предусматривает присутствие следующих деталей:

  • плунжерная пара, подробно описанная выше;
  • специальные канавки, назначение которых – подача горючего к плунжерной паре;
  • кулачковый вал, оснащенный центробежной муфтой, который вращается при помощи ремня ГРМ;
  • толкатели плунжера, передающие энергию, поступающую от кулачкового вала;
  • пружины, предназначенные для возврата плунжера в исходное положение;
  • нагнетательные клапаны, обеспечивающие движение топлива в нужном для эксплуатации двигателя направлении;
  • зубчатые рейки, штуцеры и так называемый всережимный регулятор, активируемый педалью газа.

Некоторые особенности других разновидностей ТНВД описываются ниже. Но независимо от различий в конструкции, принцип работы любых топливных насосов высокого давления примерно одинаков.

Принцип работы

Схема работы рассматриваемой модели топливного насоса напоминает эксплуатацию двухтактного двигателя внутреннего сгорания. Она включает в себя несколько последовательно реализуемых этапов:

  1. Вращение кулачкового вала с оказанием давления на толкатели плунжера.
  2. Перемещение поршня по втулке.
  3. Увеличение давления топлива, в результате которого открываются нагнетательные клапаны.
  4. Поступление горючего к форсункам через открытые клапаны.

Важной особенностью ТНВД выступает попадание в форсунки не всей топливно-воздушной смеси, а только четко определенной дозы. Оставшееся топливо через специальные сливные клапаны возвращается в систему. Наличие центробежной муфты обеспечивает поступление горючего в нужный момент, а присутствие в конструкции всережимного регулятора обеспечивает точное определение необходимого объема смеси. В результате одновременной работы всех узлов топливного насоса высокого давления удается добиться продуктивной работы двигателя при минимально возможном расходе топлива.

Дальнейшего увеличения КПД двигателей, оснащенных ТНВД, позволяет добиться использование электронных систем управления работой топливного насоса. Современные высокоточные датчики контролируют все ключевые параметры системы, к числу которых относятся:

  • изменение положения педали газа;
  • количество оборотов распределительного вала;
  • уровень температуры охлаждающей жидкости;
  • скорость транспортного средства;
  • уровень давления в системе наддува воздуха;
  • изменение положения иглы форсунки и т.д.

Дополнительный плюс ТНВД с электронным блоком контроля и управления – наличие эффективных программ самодиагностики системы. Они позволяют быстро выявлять возникшие проблемы и обеспечивают работу двигателя даже в случае отказа отдельных узлов или деталей.

Классификация

Для классификации ТНВД применяется несколько признаков. По принципу работы различают топливные насосы непосредственного действия и системы, предусматривающие аккумуляторный впрыск. Первая разновидность также делится на два типа – с механическим и пневматическим приводом. Она обеспечивает одновременное осуществление процессов нагнетания давления и впрыска, а потому проще и намного чаще применяется на практике.

Вторая разновидность – топливный насос с гидроаккумулятором – разделяет выполнение накачки топливно-воздушной смеси и ее впрыска в форсунки. Сначала горючее собирается в специальном хранилище, который и называется аккумулятором, после чего передается для сжигания. В результате повышается эффективность работы двигателя, но при этом заметно усложняется конструкция ТНВД. Последний аргумент стал главной причиной того, что насосы с гидроаккумулятором не относятся к числу популярных.

Второй классифицирующий признак – конструктивные особенности насоса. В соответствии с ними принято различать три типа ТНВД:

  1. Рядные. Наиболее простая и надежная конструкция, предусматривающая наличие нескольких ниш или секций, каждая из которых предназначена для подачи топлива в одну форсунку двигателя. При этом плунжерные пары размещаются в ряд, что и дало название агрегату. Сегодня такая разновидность ТНВД применяется исключительно на грузовых автомобилях, что объясняется надежностью и низким уровнем требований к качеству топлива. Однако, из-за больших габаритов и невысокого, по сравнению с альтернативными вариантами, КПД, установка на легковые авто прекращена в 2000 году.
  2. Распределительные. Данная разновидность насоса предполагает наличие одного или двух плунжеров, количество которых определяется объемом двигателя. Благодаря особенностям конструкции, этого оказывается вполне достаточно для обслуживания цилиндров, число которых варьируется в пределах от 4 до 12. В результате, достигается уменьшение массы и размеров ТНВД, что позволяет использование на двигателях легковых авто. Основной минус – сравнительная недолговечность насосов распределительного типа.
  3. Магистральные. ТНВД этого типа предусматривает систему подачи топлива Common Rail, которая стала в последние годы одной из наиболее востребованных. Главная особенность – накапливание топлива перед поступлением к форсункам в специальной рампе. Основное достоинство магистральных ТНВД – высокий уровень давления (свыше 180 МПа), благодаря которому достигается более эффективное сжигание горючего, обеспечивающее рост КПД при снижении расхода топлива.

Частые неисправности

Несмотря на достаточно серьезные конструктивные различия между разновидностями топливных насосов высокого давления, их эксплуатация сопровождается необходимостью выполнение ряда обязательных требований. Первое и главное из них – использование топлива, соответствующего характеристикам конкретной модели насоса.

Второе необходимое условие – своевременное и регулярное техническое обслуживание агрегата. Третье требование – применение в процессе эксплуатации качественных смазочных материалов.

Невыполнение любого из перечисленных условий приводит к необходимости дорогостоящего и весьма трудоемкого ремонта, что связано со сложностью конструкции ТНВД и, как следствие, большим объемом работ по снятию плунжерной пары или других пришедших в негодность деталей. Наиболее частыми неисправностями топливного насоса высокого давления являются:

  • увеличение количества образуемого в ходе выхлопа дыма;
  • повышенный расход топлива;
  • снижение мощности двигателя;
  • возникновение посторонних шумов;
  • трудности с запуском двигателя;
  • скачки такого важного показателя, как количество оборотов.

Несмотря на внушительный перечень возможных неисправностей, необходимо отметить, что качественно изготовленный ТНВД при грамотной эксплуатации является надежным и долговечным устройством. Следование приведенным выше рекомендациям и правильное использование топливного насоса гарантирует экономичную и эффективную работу двигателя в течение всего нормативного срока службы.

виды топливных насосов высокого давления, и принцип работы топливного насоса

Топливный насос высокого давления имеющий сокращенную аббревиатуру (ТНВД) выполняет следующие основные функции:

— подает топливо под высоким давлением в топливную систему ДВС;

— регулирует моменты впрыска топлива.

Топливный насос относится к наиболее важным устройствам, как бензиновых, так и дизельных двигателей.

ТНВД обычно применяются в дизельных двигателях. В бензиновых двигателях применение ТНВД нецелесообразно, ввиду того, что в нем не требуются такие высокие давления, как в дизельном двигателе.

Можно выделить следующие основные конструктивные элементы топливного насоса:

  1. Плунжер (поршень) + Цилиндр (втулка) = Плунжерная система (пара)

Плунжерная система изготавливается из высокопрочной стали на высокотехнологическом оборудовании (станках), в связи с необходимостью высокой точности.

Всего один завод на все пост Советское пространство изготавливал плунжерные пары. Изготовление плунжерных пар сегодня происходит таким образом.

Если внимательно изучить процесс производства плунжерных пар, то отчетливо видно, что огромное значение уделяют прецизионному сопряжению (зазор между плунжерной парой). Плунжер плавно входит в цилиндр под действием собственного веса.

Как изначально упоминалось, топливный насос служит не только для подачи топлива в топливную систему, но и подает его к форсункам на каждый цилиндр на бензиновом двигателе.

Форсунки являются связующим звеном этой цепи и соединяются с насосом специальными трубопроводами. Для эффективного впрыска топлива форсунки соединяются с нижней распылительной частью с специальными отверстиями для увеличения эффективности впрыска топлива с дальнейшим воспламенением. Момент впрыска топливной смеси в камеру сгорания регулируется углом опережения зажигания.

Типы топливных насосов

Существует три основных типа ТНВД, которые мы с вами рассмотрим:

  1. распределительный;
  2. рядный
  3. магистральный.

Рядный ТНВД

Рядный топливный насос высокого давления оснащен плунжерными парами, которые располагаются друг с другом. Их количество зависит от количества рабочих цилиндров двигателя и соответствует ему. Одна плунжерная пара обеспечивает подачу топлива только для одного цилиндра.

Пары устанавливаются в корпусе насоса, в котором имеются каналы входа и выхода. Плунжер приводится в работу при помощи кулачкового вала, который имеет привод от коленчатого вала.

 

При вращении кулачкового вала топливного насоса, кулачки воздействуют на толкатели плунжеров приводя их в движении внутри втулок насоса. Вследствие впускные и выпускные отверстия начинают последовательно открываться и закрываться. Когда плунжер движется вверх во втулке создается давление, которое приводит к открытию нагнетательного клапана, через который топливо подается к форсунке по топливопроводу. 

Момент подачи топлива регулируется специальным устройством (муфтой центробежного типа). Работа муфты центробежного типа основана на перемещении грузиков под действием центробежной силы.

Центробежная сила изменяется по мере роста (или уменьшения) величины оборотов коленчатого вала двигателя, вследствие чего грузики расходятся к внешним краям муфты, либо сближаются к оси. Происходит смещение кулачкового вала относительно привода, что приводит к изменению работы плунжеров.

Когда обороты коленчатого вала увеличиваются – происходит ранний впрыск топлива, когда уменьшаются – поздний впрыск топлива.

Рядные топливные насосы зарекомендовали себя своей надежностью. Они совсем не привередливы к качеству топлива и смазка ТНВД осуществляется обычным моторным маслом.

Недостатки рядных топливных насосов высокого давления – их размер.

Распределительный ТНВД

Распределительный ТНВД включает в себя один или два плунжера, что зависит от объема двигателя.

 

И эти один или два плунжера работают на все цилиндры двигателя. Таким образом удалось не только обеспечить более равномерную подачу топлива, но и уменьшить габариты топливного насоса высокого давления. Недостатки распределительных ТНВД в их надежности и долговечности.

 

Распределительные ТНВД имеют различные типы привода:

  1. торцевой привод;
  2. внутренний привод;
  3. внешний привод;

Наиболее эффективными себя показали торцевые и внутренние приводы ТНВД, с меньшей нагрузкой.

Кстати, такие импортные насосы, как Bosch, оснащены именно торцевым и внутренним приводом, а внешний привод имеют насосы отечественного производства.

 

Основным элементом в торцевом приводе Bosch является распределительный плунжер, который создает давление и распределяет горючую смесь по цилиндрам. Плунжер распределитель при этом совершает вращательные и возвратно-поступательные перемещения при вращательных движениях кулачковой шайбы.

Плунжер совершает возвратно-поступательно движение одновременно с вращением кулачковой шайбы, которая обегает кольцо. Воздействие шайбы на плунжер обеспечивает высокое давление топлива. Возврат плунжера в начальное положение осуществляется с помощью возвратного механизма.  

Именно вращательное движение плунжера, что приводится от приводного вала, способствует распределению топлива в цилиндрах. Величина подачи топлива обеспечивается с помощью электромагнитного клапана или центробежной муфты.

Работа насоса ТНВД

Работа насоса состоит из нескольких этапов:

  1. Закачка порции топлива в надплунжерное пространство;
  2. Нагнетание давления за счет сжатия и распределение топлива по цилиндрам.
  3. Возвращение плунжера в исходное положение. Повторение цикла работы.
Внутренний кулачковый привод ТНВД

Такой привод топливных насосов применяется в распределительных ТНВД роторного типа, например,  Bosch VR, Lucas DPC. В данном типе ТНВД распределение горючей смеси происходит за счет плунжера и распределительной головки.

 

Распределительный вал оснащается двумя плунжерами, расположенными друг напротив друга, которые нагнетают топливо. Тем выше давление в насосе, чем меньше расстояние между плунжерами. По мере возрастания давления топливо поступает к форсункам через нагнетательные клапана.

Магистральный ТНВД

Магистральный ТНВД используется в известной системе подачи топлива Common Rail. Работа магистрального ТНВД заключается в накапливании топлива в топливной рампе, затем подается на форсунки. Давление в магистральном топливном насосе высокого давления составляет примерно 180 Мпа.

 

Магистральный насос бывает одно-, двух- или трех плунжерным.  Приводится магистральный ТНВД от кулачкового вала.

Когда кулачки воздействуют на плунжер, тот перемещается вниз, происходит расширение компрессионной камеры, давление падает и создается разряжение, которое приводит к открытию впускного клапана, и топливо начинает поступать.

Когда плунжер подымается – давление растет и клапан закрывается. Когда давление достигает необходимой отметки, топливо  через выпускной клапан нагнетается в топливную рампу.

Процесс подачи топлива в магистральном ТНВД регулируется дозирующим топливным клапаном, открытие и закрытие, которого осуществляется с помощью электроники.

Устройство и принцип действия ТНВД механического типа

Стандартные рядные ТНВД

Рядные ТНВД относятся к классической аппарату ре впрыскивания дизельного топлива. Эти надежные агрегаты используются на дизелях с 1927 г. Рядные ТНВД устанавливаются на стационарные дизели, на двигатели грузовых автомобилей, строительных и сельскохозяйственных машин. Они позволяют получать высокие цилиндровые мощности у двигателей с числом цилиндров от 2 до 12. В сочетании с регуляторами частоты вращения коленчатого вала, устройствами для изменения угла опережения впрыскивания и различными дополнительными механизмами они обеспечивают потреби гелю возможность широкого выбора режимов эксплуатации. Рядные ТНВД для легковых автомобилей сегодня не производятся. Мощность дизеля существенно зависит от количества впрыскиваемого топлива. Рядный ТНВД всегда должен дозировать количество подаваемого топлива
в соответствии с нагрузкой. Для хорошей подготовки смеси ТНВД должен дозировать топливо максимально точно, впрыскивая его под очень высоким давлением в соответствии с процессом сгорания. Оптимальное соотношение расхода топлива, уровней шума работы и эмиссии вредных веществ в ОГ требует точности порядка 1° угла поворота коленчатого вала по моменту начала
впрыскивания. Для управления моментом начала впрыскивания и компенсации времени на проход волны давления топлива через подводящую магистраль в стандартном рядном ТНВД используется муфта 3 опережения впрыскивания см. на рис. ниже, которая с увеличением частоты вращения коленчатого вала изменяет момент начала подачи топлива в направлении «раньше». В особых случаях предусмотрено управление опережением впрыскивания в зависимости от нагрузки на двигатель. Нагрузка и частота вращения коленчатого вала регулируются изменением величины цикловой подачи топлива. Рядные ТНВД делятся на два типа: стандартные и с дополнительной втулкой.

  1. Дизель
  2. Стандартный рядный ТНВД
  3. Муфта опережения впрыскивания
  4. Топливоподкачивающий насос
  5. Регулятор частоты вращения коленчатого вала
  6. Установочный рычаг с тягой от педали газа
  7. Ограничитель полной подачи, зависимый от давления наддува
  8. Фильтр тонкой очистки топлива
  9. Магистраль высокого давления
  10. Форсунка о сборе
  11. Магистраль обратного слива топлива

Конструкция и принцип действия

Рядные ТНВД серии РЕ имеют собственный кулачковый вал 14, который установлен в алюминиевом корпусе. Он
соединяется с двигателем либо непосредственно, либо через соединительный узел и муфту опережения впрыскивания.
Количество кулачков на кулачковом валу TНВД соответствует числу цилиндров двигателя. Над каждым кулачком находится роликовый толкатель 13 с тарелкой 12 пружины 11. Тарелка передает усилие от толкателя на плунжер 8, а пружина возвращает его в исходное положение. Гильза 4 плунжера является направляющей, в которой плунжер совершает возвратно-поступательное движение. Сочетание втулки и плунжера образует насосный элемент, или плунжерную пару.

  1. Корпус нагнетательного клапана
  2. Проставка
  3. Пружина нагнета тельного клапана
  4. Гильза плунжера
  5. Конус нагнетательного клапана
  6. Впускное и распределительное отверстия
  7. Регулирующая кромка плунжера
  8. Плунжер
  9. Регулирующая втулка плунжера
  10. Поводок плунжера
  11. Пружина плунжера
  12. Тарелка пружины
  13. Роликовый толкатель

Конструкция плунжерной пары

Плунжерная пара состоит из плунжера 9 и гильзы 8. Гильза имеет один или два подводящих канала (при двух каналах один из них выполняет функции подводящего и перепускного), которые соединяют полость всасывания с камерой высокого давления плунжерной пары. Над плунжерной парой находится штуцер 5 с посадочным конусом 7 нагнетательного клапана. Двигающаяся в корпусе TНВД рейка 10 вращает зубчатый сектор 2, управляя тем самым регулирующей втулкой 3 плунжера. Перемещение самой рейки определяется регулятором частоты вращения коленчатого вала. Это позволяет точно дозировать величину цикловой подачи. Полный ход плунжера неизменен. Активный ход и связанная с ним величина цикловой подачи могут изменяться поворотом плунжера, который совершается при помощи регулирующей втулки.

  1. Полость всасывания
  2. Зубчатый сектор
  3. Регулирующая втулка плунжера
  4. Боковая крышка
  5. Штуцер нагнетательного клапана
  6. Корпус нагнета тельного клапана
  7. Конус нагнетательного клапана
  8. Гильза плунжера
  9. Плунжер
  10. Рейка ТНВД
  11. Поводок плунжера
  12. Возвратная пружина плунжера
  13. Нижняя тарелка возвратной пружины
  14. Регулировочный винт
  15. Роликовый толкатель
  16. Кулачковый вал ТНВД

Плунжер имеет наряду с продольной канавкой 2 еще и спиральную канавку 7. Получаемая таким образом косая кромка на поверхности плунжера называется регулирующей кромкой 6. Если величина давления впрыскивания не превышает 600 бар, то достаточно одной регулирующей кромки, для больших значений давления впрыскивания необходим плунжер с двумя регулирующими кромками, отфрезерованными с противоположных сторон плунжера. Их наличие снижает износ плунжерной пары, поскольку плунжер с одной регулирующей кромкой под давлением прижимается к одной стороне гильзы, увеличивая ее выработку.В гильзе плунжера размещены одно или два отверстия для подвода и обратного слива топлива.
Плунжер притерт к гильзе так плотно, что пара герметична без дополнительных уплотнений даже при очень высоких давлениях и низких частотах вращения коленчатого вала. Из-за этого замене могут подвергаться только комплектные плунжерные пары.
Величина возможной подачи топлива зависит от рабочего объема пары. Максимальное значение давления впрыскивания у форсунки может составлять, в зависимости от конструкции, 400… 1350 бар. Угловой сдвиг кулачков на кулачковом валу гарантирует точное совмещение впрыскивания с фазовым сдвигом процессов по цилиндрам двигателя в соответствии с порядком его работы.

а — гильза с одним подводящим каналом
b — гильза с двумя подводящими каналами

  1. Подводящий канал
  2. Продольная канавка
  3. Гильза плунжера
  4. Плунжер
  5. Перепускном канал
  6. Регулирующая кромка
  7. Спиральная канавка
  8. Кольцевая канавка для смазки

ПЛУНЖЕРНАЯ ПАРА С ПРИВОДОМ

а — НМТ плунжера
б — ВМТ плунжера

  1. Кулачок
  2. Ролик
  3. Роликовый толкатель
  4. Нижняя тарелка возвратной пружины
  5. Возвратная пружина плунжера
  6. Верхняя тарелка возвратной пружины
  7. Регулирующая втулка плунжера
  8. Плунжер
  9. гильза плунжера

Принцип действия плунжерной пары

(последовательность фаз)
Вращение кулачкового вала ТНВД преобразуется непосредственно в возвратно-поступательное движение роликового толкателя, приводящего в действие плунжер Движение плунжера в направлении к его ВМТ называется ходом нагнетания.
Возвратная пружина возвращает плунжер к его НМТ. Пружина рассчитана так, что даже при максимальных частотах
вращения кулачкового вала ТНВД ролик не отходит от кулачка; отскок и вместе с ним удар ролика по кулачку при длительной эксплуатации привели бы к разрушению поверхностей кулачка или ролика. Плунжерная пара работает по принципу перетока топлива с управлением регулирующей кромкой 5. Этот принцип используется в рядных ТНВД серии РЕ и индивидуальных ТНВД серии PF. В НМТ плунжера подводящий канал 2 гильзы 3 и канал 6 слива топлива открыты. Благодаря им топливо может перетекать под давлением подкачки из полости впуска в камеру 1 высокого давления. При движении вверх плунжер закрывает отверстие подводящего канала своим верхним торцом. Этот ход плунжера называется предварительным. При дальнейшем движении плунжера вверх давление
растет, что приводит к открытию нагнетательного клапана над плунжерной парой. При применении нагнетательного клапана постоянного объема плунжер дополнительно совершает втягивающий ход. После открытия нагнетательного клапана топливо во время активного хода через магистраль высокого давления направляется к форсунке, которая впрыскивает точно дозируемое количество топлива в камеру сгорания двигателя. Когда регулирующая кромка плунжера открывает перепускной канал, активный ход плунжера завершается. С этого момента топливо в форсунку не нагнетается, поскольку во время остаточного хода оно через продольную и спиральную канавки из камеры высокого давления направляется в перепускной канал. Давление в плунжерной паре при этом падает. По достижении ВМТ плунжер меняет направление своего движения на противоположное. Топливо при этом через спиральную и продольную канавки поступает обратно из перепускного канала в камеру высокого давления. Это происходит до тех пор, пока регулирующая
кромка вновь не перекроет перепускной канал. При продолжении обратного хода плунжера над ним возникает область низкого давления. С освобождением подводящего канала верхним торцом плунжера топливо вновь поступает в камеру высокого давления. Цикл начинается снова.

Последовательность работы плунжерной пары

  1. Камера высокого давления
  2. Подводящий канал
  3. Гильза плунжера
  4. Плунжер
  5. Регулирующая кромка
  6. Перепускной капал А полный ход плунжера

Регулирование цикловой подачи

Величину цикловой подачи топлива можно регулировать изменением активного хода кромки. Для этого рейка 5 через регулирующую втулку плунжера поворачивает сам плунжер 3 таким образом, что регулирующая кромка 4 может изменять момент конца нагнетания и
вместе с тем величину цикловой подачи (регулирование по концу впрыскивания). В крайнем положении, соответствующем нулевой подаче (а), продольная канавка находится непосредственно перед перепускным каналом. Вследствие этого давление в камере высокого давления плунжерной пары во время всего хода плунжера равняется давлению в полости всасывания и нагнетания топлива не происходит. В это положение плунжер приводится, если двигатель должен быть остановлен. При средней подаче (Ь) плунжер устанавливается в промежуточное положение (по регулирующей кромке). Полная подача (с) становится возможной только при установке максимального активного хода плунжера. Передача движения от рейки на плунжер может производиться либо через
зубчатую рейку на зубчатый сектор , закрепленный на регулирующей втулке плунжера либо через рейку с направляющими шлицами на штифт или сферическую головку на регулирующей втулке плунжера .

а — нулевая подача
b — средняя подача 
с — полная подача

  1. Гильза плунжера
  2. Подводящий канал
  3. Плунжер
  4. Регулирующая кромка плунжера
  5. Рейка ТНВД

Топливный насос высокого давления: что там внутри?

Сегодняшнее поколение водителей в своем большинстве ничего не слышали о тракторе ДТ-54, выпущенном на советских заводах количеством под миллион экземпляров. Вопрос на засыпку: что общего между ним, грузовым автомобилем КАМАЗ и японским джипом NISSAN SAFARI? Трактор, грузовик и легковой внедорожник.

Даже двигатели разнотипные: два первых транспортных средства оснащении дизелем, а Ниссан работает на бензине. Оказывается, что касается всех названных двигателей, на двигатель установлен топливный насос высокого давления (ТНВД).

Первым советским автомобильным двигателем с ТНВД был дизель «Коджу» (Коба Джугашвили), разработанный для ярославского грузовика Я-5. Работы по проектированию начались в 1931 году в одной из «шараг», организованных в те времена для некоторых представителей технической интеллигенции.

Здесь под руководством начальника КБ Н. Р. Бриллинга и был создан дизельный двигатель, окончательно доведенный к 1935 году и получивший название «НАТИ-Коджу». На нем был установлен рядный ТНВД, изготовленный на Самарском карбюраторном заводе. В силу ряда причин Я-5 не пошел в серию. Однако все наработки в дальнейшем были использованы на последующих двигателях.

Функции ТНВД

Рассматриваемое устройство используется в двигателях внутреннего сгорания (ДВС), оснащенных впрыском топлива. В основном это дизели, но, с появлением инжектора, установка ТНВД стала применяться и на бензиновых моторах. Служит он для того, чтобы подать на форсунки горючее с высоким давлением.

Причем, задача, которую выполняет этот прибор, не сводится только к одной функции. Горючее должно подаваться в определенном количестве и в нужный для каждого цилиндра момент времени.

Необходимо уточнить место ТНВД в системе питания. Высоконапорный насос служит для увеличения давления и располагается в середине топливной системы ДВС (между баком и подающими форсунками).

Горючее к нему подается электрическим насосом, расположенным снаружи или внутри топливного бака. Его давления хватает, чтобы транспортировать топливо к первичной (низконапорной) полости ТНВД. А в камеру сгорания солярка впрыскивается форсунками.

Разновидности насоса

Как известно, существует несколько видов топливного впрыска:

  • Моновпрыск — когда вместо карбюратора на всасывающий коллектор устанавливается одна общая форсунка. Сегодня практически не применяется.
  • Распределенный (многоточечный). Перед каждым цилиндром установлена своя форсунка, причем горючее подается не в цилиндр, а во впускной коллектор (непосредственно перед клапаном). Момент впрыска задается обычно электроникой. Ей же регулируется и объем подачи горючего.
  • Прямой или непосредственный впрыск. Горючее впрыскивается сразу в цилиндр двигателя (топливно-воздушная смесь образуется в процессе такта всасывания).

Для каждого вида впрыска применяются и соответствующие разновидности топливного насоса высокого давления. Известны 3 вида этих устройств:

  1. Рядный прибор — представляет собой несколько секций одинаковых насосов, каждый из которых питает свою форсунку. По своему устройству единичные секции абсолютно одинаковы. Эти приборы устанавливались ранее на дизельных двигателях и работали по жесткой программе от газораспределительного механизма (ГРМ) двигателя.
  2. Распределительный одноплунжерный насос — работает также синхронно с вращением коленчатого вала. На 4-тактном двигателе рабочий процесс происходит за 2 оборота коленвала. Насосный вал в это время совершит 1 оборот, а рабочий плунжер подаст очередную порцию топлива на каждую форсунку. Распределительные насосы чаще всего используются в моторах легковых автомобилей.
  3. Магистральный ТНВД. Этот прибор работает независимо по отношению к коленчатому валу. Его задача заключается лишь в создании необходимого давления в топливной магистрали, которую называют еще топливной рампой. Последняя является своего рода гидравлическим аккумулятором. Открыванием форсунок управляет электронный блок управления (ЭБУ) при помощи электромагнитного клапана. Топливный насос высокого давления такого типа применяется в системах впрыска Common Rail.

Рядный ТНВД

Конструктивно он состоит из отдельных нагнетающих секций, выполненных в виде плунжерных пар (поршень-втулка). Сопряженные детали изготавливают из высокопрочной износостойкой хромованадиевой стали, азотированной и закаленной до высокой твердости. После шлифовки внутреннюю поверхность втулок подвергают двукратному хонингованию: сначала крупной абразивной пастой, затем — мелкой. Плунжер доводят с помощью суперфинишной обработки.

При сборке ТНВД используется селективный метод подбора плунжерных пар. Детали сортируют по группам с отклонением между собой до 2-х микрон, поэтому детали разных узлов — невзаимозаменяемые.

Нагнетание топлива плунжером происходит за счет отсечки некоторого объема горючего и последующего сжатия в напорной магистрали. Поршень перемещается роликовым толкателем от кулачкового вала насоса, получающего вращение от коленвала. За два оборота коленвала каждый плунжер совершит один рабочий ход.

Количество горючего регулируется с помощью приводной зубчатой рейки, которая имеет механический привод от педали газа, либо перемещается шаговым двигателем от сигнала ЭБУ. Для этой цели плунжерная поверхность снабжена винтовой канавкой. Рейка с помощью зубчатой передачи поворачивает в корпусе направляющие гильзы, вследствие чего изменяется угловое расположение винтовой канавки, а, следовательно, и объем топливной порции.

Начало впрыска регулируется автоматически по частоте вращения двигателя. Этой цели служит центробежный регулятор момента впрыска. Он располагается в приводной муфте (черный маховик слева на первом фото). Внутри этот узел состоит из 2-х полумуфт, упруго разделенных между собой тангенциально расположенными пружинами и грузами. При увеличении оборотов за счет центробежной силы грузов пружины сжимаются, и кулачковый вал поворачивается на некоторый угол относительно приводной муфты, тем самым создавая опережение впрыска.

Несмотря на возраст конструкции, рядные насосы до сих пор используются на дизельных двигателях грузовых автомобилей. Это вызвано их высокой надежностью и неприхотливостью в отношении качества топлива. В качестве примера показан ТНВД 8-цилиндрового двигателя автомобиля КАМАЗ. Для сокращения осевых габаритов он выполнен V-образным, хотя все равно является рядным.

ТНВД распределительного типа

Этот прибор по сравнению с рядным обладает двумя преимуществами: он меньше его по размерам и более равномерно работает. Если рядные насосы устроены все одинаково, этого нельзя сказать в отношении распределительных аппаратов.

Во-первых, они разделяются по типу рабочего органа: плунжерного типа, или роторного. Во-вторых, — по типу привода: с торцевыми, внешними, или внутренними кулачками. Торцевой или внутренний привод работает в более благоприятных условиях, в связи с тем, что внутренние силы уравновешены, чего не скажешь о внешнем приводе.

Несмотря на указанные выше достоинства, распределительные аппараты менее долговечны. Это объясняется спецификой их работы. В то время как в рядных механизмах каждый плунжер в течение одного рабочего цикла совершает одно возвратно-поступательное движение, в распределительных устройствах рабочий плунжер за это время сделает столько ходов, сколько в двигателе цилиндров. Поэтому износ будет намного быстрее.

Рассмотрим кратко устройство и принцип работы одноплунжерного торцевого распределительного прибора. Слева можно заметить ведущий вал, приводящий во вращение 3 механизма: ротор шиберного насоса подкачки, ведущий приводной кулачок и шестерню механизма регулирования подачи.

Соосно и синхронно с приводным валом вращается подвижный торцевой кулачок, жестко соединенный с рабочим плунжером. Оба кулачка (ведущий и рабочий) снабжены выступами по количеству цилиндров двигателя. Рабочий поджимается пружиной к ведущему кулачку. Когда выступы наезжают друг на друга, рабочий кулачок перемещает плунжер в направлении выходных штуцеров (на фото справа).

При этом плунжер отсекает дозу горючего из низконапорной полости, сжимает запертый объем и выталкивает его в один из выходных каналов, расположенных радиально в распределительном блоке. Поскольку плунжер вращается, будучи жестко связанным с коленчатым валом (но в 2 раза медленнее), при каждом последующем ходе нагнетающее отверстие плунжера совпадает с очередным выходом.

Лопастной насос всасывает горючее из топливного бака и подает его в камеру низкого давления. Распределительные насосы, подобно рядным, имеют механизм регулировки количества подаваемого топлива. Он может быть автоматическим (центробежным), или от ЭБУ. На фото показан как раз такой насос. Прямоугольная коробка, расположенная сверху, есть не что иное, как электронный блок управления количеством подаваемого топлива.

Область применения распределительных насосов — легковые автомобили, хотя встречаются и на грузовиках.

Магистральный ТНВД

Само название говорит об особенностях работы устройства. Этот насос обслуживает не отдельные форсунки, как рядный или распределенный, а одну общую магистраль, которая служит своего рода аккумулятором. В связи с тем, что конструкция освобождена от распределительной функции, она имеет более простое строение в сравнении с двумя предыдущими.

В качестве рабочих органов аппарат содержит от одного до трех нагнетающих плунжеров. Посредством кулачкового вала они поочередно совершают поступательные движения: по ходу нагнетания от кулачкового механизма, в обратную сторону — посредством пружины.

При этом горючее из низконапорной полости отсекается и подается к напорному штуцеру. Количественный состав смеси регулируется электромагнитным дозирующим клапаном, управляемым электроникой.

На рисунке показана схема топливного насоса магистрального типа. Чаще всего такие устройства применяются в системах Common Rail.

Бывает ли ТНВД на бензиновом двигателе?

Почему бы и не быть ТНВД у бензинового двигателя? Пуркуа па? — как говорят французы. В частности, ТНВД устанавливают на бензиновых моторах GDI — оснащенных системой прямого впрыска. Известно, что прямой впрыск используется в дизельных системах.

Так вот — работа система GDI является симбиозом дизельного и бензинового рабочего процесса. Бензин впрыскивается аналогично дизельному двигателю, а воспламенение топливно-воздушной смеси осуществляется не от калильной свечи, а от свечи зажигания, как в карбюраторном. В этом случае используются насосы распределительного типа.

Ремонт насосов высокого давления

Насос насосу рознь. Бензонасос вазовской «копейки» можно было отремонтировать в течение 15-ти минут. Отвернул 3 крепежных винта, и весь механизм — буквально на ладони. Засорившиеся клапаны легко продуваются, а если прохудилась диафрагма — достаточно купить копеечный ремкомплект и поставить его вместо неисправной детали.

Ремонт же топливных насосов высокого давления на коленке не сделаешь. Во-первых, даже причину неисправности определить не так легко, невзирая на встроенную в современных ЭБУ самодиагностику.

Один и тот же внешний симптом может вызываться неисправностью различных компонентов топливной системы, и даже других систем (например, состоянием газораспределительной системы или кривошипно-шатунной группы).

Поэтому ремонт ТНВД лучше выполнять на специализированных СТО с использованием современного диагностического и ремонтного оборудования.

В связи с широким распространением систем впрыска топливные насосы высокого давления являются одним из наиболее важных компонентов современного ДВС. Тенденция их развития заключается в переходе от секционных устройств к распределительным и магистральным. Последние особенно широко применяются в связи с появлением системы непосредственного впрыска Common Rail.

что это такое в машине, виды, диагностика и неисправности

Что собой представляет

Как уже многие поняли, данное название – это аббревиатура. Расшифровка ТНВД достаточно простая. Она расшифровывается как топливный насос высокого давления. Главная задача данного агрегата – подать вовремя в камеру сгорания дизель под высоким давлением. Дизельное топливо имеет одну важную особенность – качественное воспламенение возможно только при достаточном давлении. Если оно будет слишком низким, то искра не сможет воспламенить смесь. Применение стандартной поршневой системы считается неэффективным. Для работы дизельного мотора понадобится создать давление от 150 мегапаскаль. Решением этой проблемы и стал специфический для дизеля агрегат ТНВД.

С появлением передовой системы впрыска Common Rail, которая осуществляет электронное управление форсунками, насос стал выполнять только одно действие – создание достаточного уровня давления. При этом Common Rail устанавливается далеко не на всех автомобилях. Топливный насос высокого давления – это важный и незаменимый компонент, обеспечивающий правильную работу двигателя. Любому водителю дизельного авто будет полезно знать принцип работы аппарата и его разновидности.

Конструкция устройства

Существует несколько видов ТНВД дизельного двигателя. Далее будет описано общее устройство ТНВД. Насос включает два ключевых компонента: плунжер (или поршень) и цилиндр малого диаметра, по которому ходит поршень. Вместе они образовывают плунжерную систему. Изготавливается она только из высококачественной стали, чтобы выдержать без деформаций высокие давления. Важную роль играет высочайшая точность, с которой производится подобная плунжерная пара.

Многим водителям уже известно, что ТНВД является одним из самых дорогих элементов в конструкции. Использование качественного сырья и необходимость для производства высокоточного оборудования делают эту деталь такой дорогостоящей. На территории бывшего СССР было меньше 3 заводов, которые способны были изготавливать топливные насосы высокого давления.

Работа насоса возможна во многом благодаря очень маленькому расстоянию между плунжерной парой. Его называют прецизионным сопряжением. Также насос осуществляет распределение топлива по форсункам. Это промежуточный элемент в цепи, который объединен непосредственно с насосом. Нижняя часть форсунки находится в камере сгорания. Она отвечает за распыление дизеля. Точное время воспламенения определяется углом опережения.

Как правило, топливный насос высокого давления располагается в подкапотном пространстве недалеко от двигателя. На иномарках трубопроводы к форсункам от насоса будут металлическими, что затруднит демонтаж детали.

Теперь вы знаете устройство ТНВД дизельного двигателя. Это общая информация, так как более специфические детали конструкции необходимо изучать на примере насоса конкретного вида.

Разновидности ТНВД

Развитие технологий привело к появлению нескольких видов ТНВД. Далее будут рассмотрены следующие типы:

  • рядный;
  • распределительный;
  • магистральный.

Каждый тип обладает своими особенностями.

Рядный

Это крайне надежный и долговечный тип насосов. В легковых автомобилях его перестали применять где-то в 2000 годах, но на дизельных грузовиках он используется повсеместно. ТНВД подобного класса смазываются моторным маслом, что позволяет работать даже на низкокачественном дизеле. Рядные модели устанавливаются в моторах с раздельными камерами сгорания.

Как понятно из названия, все плунжерные пары установлены в один ряд. Их количество определяется числом цилиндров в моторе. К коленчатому валу подсоединяется кулачковый вал. Именно он приводит в движение каждую из плунжерных пар. Для постоянного прижатия плунжера к кулачкам имеются специальные пружины.

Принцип действия достаточно прост: при вращении кулачкового вала плунжер сдвигается. Он закрывает собой впускное и выпускное отверстия. Параллельно создается высокое давление, благодаря которому происходит открытие нагнетательного клапана. После дизель через топливопровод поступает к конкретной форсунке.

За регулировку количества топлива отвечает электроника. В старых машинах это делается механическим путем. Последний способ предполагает поворот плунжера на небольшой градус внутри цилиндра. Это достигается за счет использования шестерни, соединенной с зубчатой рейкой. Рейка соединяется с педалью акселерометра. Корректный впрыск топлива при разном нажатии педали осуществляется с помощью специальной муфты. Она имеет пару грузиков, которые расходятся под действием центробежных сил и обеспечивают раннее или позднее впрыскивание, учитывая обороты мотора.

Распределительный

Это следующее поколение, обладающее парой важных преимуществ по сравнению с рядными моделями (меньшие габариты детали, более стабильная и плавная работа). При этом распределительные ТНВД разделяются на несколько подклассов:

  • плунжерные или роторные;
  • с торцевыми, внутренними или внешними кулачками.

В конструкции используется пара плунжеров, которые работают на все камеры сгорания. Из-за невысокой долговечности подобные устройства устанавливаются на легковых автомобилях. Плунжеры делают столько оборотов, сколько цилиндров в моторе, за счет чего и уменьшается существенно срок эксплуатации по сравнению с рядными ТНВД.

Магистральный

Большинство современных дизельных иномарок оснащается системой Common Rail, (прямой впрыск топлива). Неотъемлемым компонентом является магистральный ТНВД. Он характеризуется лучшей управляемостью процесса сгорания. Добиться этого удалось за счет подачи топлива не прямо в цилиндр, а в специальную аккумулирующую емкость (топливная рампа). Этот конструктивный ход позволил разделить процесс впрыска и создания давления.

В различных автомобилях используется топливный насос высокого давления с 1, 2 или 3 плунжерными парами. Дополнительно в конструкции может присутствовать гидравлический привод. Из аккумулирующей емкости топливо попадает в цилиндр через специальные клапаны, способные регулировать дозировку.

Магистральные модели являются верхом эволюции подобных насосов, предоставляя максимальную эффективность. Работа регулируется электронным блоком управления, что с другой стороны является уязвимостью. Также к недостаткам можно отнести прихотливость насоса к дизельному топливу и высокая стоимость. Малейшие деформации в движущихся компонентах могут вывести деталь из строя.

Как это работает

Давайте рассмотрим в подробностях принцип работы ТНВД. Как уже было описано ранее, конструкция состоит из плунжера и нагнетательного клапана. В ходе вращения кулачкового вала (который получает вращательный момент от коленчатого вала через передачу) он «набегает» на муфту. Последняя смещается в направлении форсунки, создавая в топливе над плунжером все большее давление. Параллельно закрывается впускной канал. При достижении конкретного показателя давления, нагнетательный клапан приоткрывается, а топливо вытесняется в форсунку.

При движении вниз остатки топлива уходят через специальный винтовой канал в корпусе плунжера. Отверстие в плунжере становится на одном уровне в определенный момент с выпускным каналом. Затем процедура повторяется. В современных иномарках управление осуществляется посредством электронного блока управления (ЭБУ).

ЭБУ получает информацию от датчика температуры, вращения вала и других, на основе которых формируются управляющие сигналы. Электронная система также учитывает, насколько педаль газа нажата, каковы температуры топлива и охлаждающей жидкости. В памяти устройства хранятся оптимальные режимы работы. На основе заложенных алгоритмов и поступающей информации электроника управляет цикловой подачей и углом опережения впрыска.

В зависимости от специфики устройства в конструкции могут быть дополнительные элементы, контролирующие работу ТНВД.

Признаки и причины неисправности

Очень многие автомобилисты интересуются тем, как определить, что топливный насос высокого давления дизельного двигателя вышел из строя или работает с проблемами. Существует ряд признаков, на которые следует обращать внимание:

  • проблемный запуск мотора;
  • повышенный расход дизеля;
  • заметные провалы мощности;
  • появление нетипичного шума или сторонних звуков при работе двигателя;
  • высокая дымность выхлопа.

Причины этих явлений могут быть самые разнообразные. Первая и самая распространенная – естественный износ. Расстояние между плунжером и цилиндром увеличивается, начинает образовываться нагар, что, естественно, приводит к перебоям в системе. Возможна неравномерная подача топлива. Происходит она из-за следующих факторов:

  • истирание металла плунжеров;
  • повышенный износ клапанов или зубчиков на рейке;
  • уменьшение пропускной способности форсунки;
  • физические повреждения втулки.

Явным признаком износа плунжерной пары является «плавание» оборотов на холостом ходу.

Диагностика и ремонт

Определить точную поломку автомобилистам в гаражных условиях практически невозможно. Для диагностики ТНВД необходимы специализированные стенды и опытные механики. Даже если вы сможете демонтировать и разобрать насос, не рекомендуем самостоятельно что-то менять, учитывая высокую стоимость этой детали. Выполняйте ремонт только в специализированных техцентрах. Бывает, что ТНВД полностью исправен, а неполадки в функционирование вносит электронный блок управления. Проблема может быть как в «мозгах» машины, так и в датчиках. Некорректные показания хотя бы с одного из них приведут к неправильному формированию управляющих сигналов.

Чтобы максимально продлить срок службы насоса, рекомендуем использовать только качественное дизтопливо. Обязательно проверяйте состояние топливного фильтра. Если он будет слишком засорен, то даже качественное топливо будет постепенно создавать нагар на стенках втулки. Не пренебрегайте диагностикой, ведь своевременное обнаружение неполадки позволит сэкономить на ремонте. Дешевле заменить некоторые компоненты в ТНВД, чем покупать полностью новую деталь.

Теперь вы знаете, что ТНВД – это важный агрегат в конструкции дизельных автомобилей. Покупая дешевое горючее, задумайтесь, стоит ли ваша экономия поломки топливного насоса.

что это? Устройство и принцип работы топливного насоса высокого давления

Топливный насос высокого давления в системе питания дизельного двигателя является самым дорогим и сложным устройством. Рудольф Дизель, создавая свой первый двигатель, определил тот аспект, что топливо будет качественно самовоспламеняться в цилиндре, если оно поступает под высоким давлением. Первый компактный и надёжный ТНВД в начале двадцатых годов прошлого столетия изобрёл Роберт Бош.

В 1927 году концерн Bosch произвёл первый серийный топливный насос высокого давления для грузового автомобиля. Для легковых автомобилей они наладили выпуск топливных насосов высокого давления в 1936 году. В соответствии с порядком работы цилиндров топливный насос высокого давления распределяет топливо по форсункам под высоким давлением.

Топливопроводы высокого давления соединяют ТНВД с форсунками. В нижней части форсунок расположены распылители, ими они входят в камеры сгорания. Топливо поступает в камеру сгорания в мелкодисперсном виде и воспламеняется из-за того, что в распылителях на выходе имеются очень мелкие отверстия. Угол опережения впрыска определяет момент времени впрыска. Топливный насос высокого давления и форсунки относятся к устройствам прецизионной точности. В процессе работы к ним поступает дизельное топливо, которое смазывает их штифты и плунжеры.

На заре производства топливных насосов высокого давления они были похожи на однорядные двигатели. Коленчатый вал двигателя был в зацеплении с кулачковым валом, у которого число выступов было равно числу цилиндров, и воздействовал непосредственно на плунжерные пары.

Топливные насосы высокого давления роторного типа применяют на дизельных легковых автомобилях с начала шестидесятого года прошлого века. Представляет собой устройство с вращающимся кулачковым валом, у которого один выступ, воздействующий на радиально расположенные плунжерные пары, число которых равно числу цилиндров. Их ещё называют распределительными. Они значительно дешевле по себестоимости и очень компактны.

Встроенные в насос электронные и механические устройства поворачивают вперёд и назад кулачковый вал, тем самым регулируют момент впрыска. Также, при помощи отсечных клапанов, понижающих давление, они регулируют подачу топлива. Для удержания нужного расхода топлива и токсичности выхлопных газов, начало впрыскивания должно быть выставлено в пределах плюс минус один градус поворота коленчатого вала.

Многоплунжерный топливный насос высокого давления

Цилиндр (втулка) и поршень (плунжер) малого размера – есть плунжерная пара. Их изготавливают с высокой точностью из высококачественной легированной стали. Для обеспечения минимального зазора в сопряжении при изготовлении их притирают друг к другу. Через выпускное отверстие топливо отводится, а через впускное поступает. Каждая плунжерная пара нагнетает топливо в свой цилиндр, а количество плунжерных пар соответствует числу цилиндров.

Плунжерные пары стоят внутри корпуса топливного насоса высокого давления. Отсечная кромка (спиральная канавка) имеется на боковой поверхности каждого плунжера. Коленчатый вал двигателя приводит в действие кулачковый вал топливного насоса высокого давления, который установлен на подшипниках качения в нижней части корпуса. К кулачкам через пружины прижимаются плунжеры. Кулачки перемещают плунжеры внутри втулок при вращении кулачкового вала. Когда плунжер движется вверх, он закрывает выпускное отверстие, после – впускное.

Многодырчатая форсунка состоит из корпуса распылителя, иглы, гайки, проставки, штанги, установочных штифтов, уплотнительного кольца, корпуса, фильтра, штуцера, регулировочной прокладки, уплотняющей втулки, пружины и упорной прокладки.

Сверху гильзы находится нагнетательный клапан, который под давлением топлива открывается и к соответствующим форсункам через топливопроводы высокого давления поступает топливо. В корпусе имеется игла, которую поджимает пружина. Игла способна перекрывать доступ топлива к распыляющим отверстиям. Давление топлива поднимает иглу. Пружина сжимается, и топливо впрыскивается в камеру сгорания. Когда канавка отсечной кромки совпадает с отверстием выпуска, тогда прекращается процесс впрыскивания. Давление топлива резко падает, игла закрывает распылитель. Подтекание топлива не наблюдается.

Если внутри повернуть плунжер, то изменив наклон отсечной кромки, Вы измените момент конца подачи топлива. Соответственно изменится и количество топлива. На каждом плунжере есть шестерня в зацеплении с зубчатой рейкой. Рейка механически соединена с педалью акселератора. Нажимая на педаль, Вы перемещаете рейку, которая вращает все плунжеры и меняет количество топлива. Если Вы прекратите подачу топлива, дизель будет заглушен и у всех плунжеров отсечная кромка соединится с выпускным отверстием.

Момент начала подачи топлива меняется при изменении количества оборотов коленчатого вала. Этому способствует центробежная муфта опережения впрыскивания топлива, установленная на кулачковом вале топливного насоса высокого давления. У ней внутри грузики, которые расходятся под действием центробежных сил при увеличении вращения коленчатого вала двигателя. По фазе, относительно привода они проворачивают кулачковый вал. Уменьшение количества оборотов коленчатого вала ведёт к позднему началу впрыскивания, а увеличение, соответственно, к более раннему.

Распределительный топливный насос высокого давления с компенсатором давления во впускном трубопроводе и аксиальным движением плунжера (LDA).

Одноплунжерные топливные насосы высокого давления имеют одну плунжерную пару, а специальный вращающийся распределитель подаёт топливо к форсункам разных цилиндров. Эти насосы, тоже являются распределительными. Они очень лёгкие и компактные, вот только долговечность их мала из-за большей частоты ходов плунжера.

Видео — принцип устройства и работы ТНВД

Устройство и принцип работы ТНВД Bosch

ТНВД и ТННД

На чтение 4 мин. Просмотров 1.6k.

Рано или поздно любой водитель автомобиля может встретиться с проблемой поломки тнвд. В этой статье вы найдете всю основную информацию по теме как: устройство тнвд бош. Начинайте читать уже сейчас!

Топливный насос высокого давления относится к самым сложным узлам системы топливоподачи дизельных двигателей.

Принцип работы ТНВД заключается в подаче к цилиндрам дизельного двигателя в определенный момент и под определенным давлением точно отмеренных порций топливной смеси, которые соответствуют данной нагрузке.

В топливных насосах непосредственного действия проходит механический привод плунжера, а процесс момента впрыска и нагнетания проходят одновременно. Во все цилиндры секцией ТНВД подается необходимая порция топливной смеси. Необходимое давление для впрыска и распыления обеспечивает плунжерный насос. В представленной нами статье мы более подробно поговорим об данной детали производителя bosch, а именно рассмотрим такие довольно распространенные вопросы:

  • Где купить ТНВД и комплектующие?
  • Что такое топливный насос высокого давления?
  • Устройство ТНВД;
  • В чем заключается принцип работы ТНВД бош?
  • Устройство рядного ТНВД бош;
  • Как правильно разобрать ТНВД фирмы bosch?
  • Плунжерный ТНВД bosch, его устройство и принцип работы;
  • Принцип работы момента впрыска ТНВД фирмы bosch;
  • Установка ТНВД bosch.

Тнвд bosch

Основная информация о топливном насосе

Итак, в чем заключается принцип работы ТНВД? Принцип работы ТНВД фирмы бош, так же как и момент впрыска ничем не отличается от ТНВД других производителей. Основным элементом ТНВД фирмы бош является плунжерный насос. Топливный насос рассчитан на то, чтоб под большим давлением передавать определенную порцию топлива к двигателю и не допускать две крайности, такие как его недостаток и избыток. Поэтому поломки на которые владелец автомобиля может не обращать внимание или оценивать их как несущественные, могут привести к ремонту дизельного двигателя или полной его замене. Главным критерием, по которому топливные насосы разделяют на типы, является их устройство. Итак, на основании устройства топливных насосов их разделяют на такие типы:

  • Распределительные. Оснащаются форсунками и регуляторами механического типа. Современные моторы оснащаются рядными ТНВД (топливный насос с высоким давлением) с электрическим управлением. Представленный тип насосов считается самым простым, хотя и отличается значительными размерами и весовыми характеристиками;
  • Рядные. Оснащается одной или несколькими плунжерными парами, нагнетающими топливную смесь и распределяющими ее по цилиндрам. Данный тип намного меньше и легче по сравнению с рядными. Хотя такое преимущество приводит к некоторым недостаткам, например, быстрый износ деталей распределительного типа;
  • Магистральные. Как правило, они используются в системе впрыскивания commonrail. Их основной и единственной функцией является нагнетание топливной смеси в рампу. Количество плунжеров колеблется от одного до трех. В данном типе ТНВД также применяются такие детали как шайба или кулачный валик, приводящие плунжеры в действие.

Разборка и установление топливного насоса

Достаточно очевидным фактом является то, что без использования ТНВД подавать топливо к двигателю было бы сложно. Именно поэтому достаточно логично, что такому типу топливного насоса уделяется столько внимания автолюбителей, которые занимаются ремонтом моторов такого типа.

Ремонт тнвд bosch

Самыми распространенными причинами неполадок являются:

  • Применение низкокачественного топлива, а это может привести к поломке топливного насоса. Для ТНВД применяется дизельное топливо, в качестве смазывающего материала для движущихся деталей и плунжерных пар. В случае загрязнения топлива разными примесями теряется смазывающее свойство, а это может привести к неисправности топливного насоса в дальнейшем;
  • Износ топливного насоса;
  • Проблемы с электрической техникой. Неправильное функционирование электроники автомобиля может сказываться на нормальном функционировании остальных систем.

Для того чтобы качественно отремонтировать топливный насос высокого давления, необходимо знать как проводится разборка и установка, когда восстановление ТНВД невозможно и какие детали нуждаются в замене, для устранения неисправностей. Итак, как правильно проводится разборка и установка топливного насоса высокого давления?

  • Открутите 4 винтика на торцевой стороне;
  • Освободите кабель клапана опережения впрыска из-под прижимной пластины;
  • Открутите 3 винтика, которые закрепляют прижимные пластины дозирующего клапана;
  • Снимите дозирующий клапан;
  • Открутите 2 винтика, которые закрепляют клапан угла опережения впрыска;
  • Снимите клапан опережения впрыска;
  • Открутите винтики, закрепляющие так называемые мозги;
  • Отодвиньте мозги и открутите винтики, которые закрепляют датчик положения валика топливного насоса;
  • Снимите мозги вместе с ливером;
  • Установите на метку шкив и запомните расположение валика вместе с дозирующей иглой;
  • С помощью двух плоских отверток, закладывая их попарно-диаметрально за уши, осторожно камеру вместе со штуцерами;
  • Достаньте подшипник и пластинки;
  • Открутите крышку автомата опережения;
  • Достаньте автомат опережения впрыска;
  • Установите поршень опережения так, чтобы во время поворота из него можно было извлечь кулочковую шайбу;
  • Достаньте поршень опережения впрыска;
  • Топливный насос разобран, а его сборка выполняется в обратном порядке.

Как работает топливный насос

Циркуляционная топливная система

Эта топливная система имеет как подающий, так и обратный трубопроводы, по которым непрерывно циркулирует бензин; карбюратор забирает все, что ему нужно. Однотрубные системы более обычны.

А
автомобильный двигатель
горит смесью бензина и воздуха. Бензин перекачивается по трубе из бака и смешивается с воздухом в баке.
карбюратор
, откуда
двигатель
всасывает смесь.

В
впрыск топлива
система, используемая на некоторых двигателях, бензин и воздух смешиваются на впуске
многообразие
.

А
топливный насос
закачивает бензин из бака по трубе в
карбюратор
.

насос
может быть механическим, приводимым в действие двигателем — или он может быть электрическим, и в этом случае он обычно находится рядом или даже внутри
топливный бак
.

Хранение бензобака в безопасности

В целях безопасности бензобак расположен на противоположном от двигателя конце автомобиля.

Внутри резервуара
плавать
работает электрический передатчик, который передает
Текущий
к
топливо
датчик, сигнализирующий, сколько бензина в баке.

В баке есть вентиляционное отверстие — обычно это труба или небольшое отверстие в крышке заливной горловины, через которое воздух может поступать при опорожнении бака. Некоторые из последних систем имеют
углерод

фильтр
, чтобы не выходили пары топлива.

Как работает механический насос

Механический топливный насос

В механическом насосе исполнительный рычаг постоянно перемещается вверх и вниз, но опускает диафрагму только тогда, когда это необходимо для наполнения камеры насоса.Возвратная пружина толкает диафрагму вверх, чтобы подать бензин в карбюратор.

А
механический топливный насос
движется
распредвал
, или специальным валом, приводимым в движение
коленчатый вал
. При вращении вала кулачок проходит под поворотным
рычаг
а также
силы
это с одного конца.

Другой конец рычага, который неплотно соединен с резиной.
диафрагма
образуя дно камеры в насосе, опускается вниз и тянет за собой диафрагму.

Когда рычаг опускает диафрагму, она создает всасывание, которое втягивает топливо по топливной трубе в насос через односторонний
клапан
.

По мере того, как поворотный кулачок поворачивается дальше, так что он больше не давит на рычаг, рычаг перемещается назад на
возвратная пружина
, ослабляя его давление на диафрагму.

Свободно связанный рычаг не толкает мембрану вверх, но есть возвратная пружина, которая прижимает ее.

Диафрагма может двигаться вверх только путем вытеснения бензина из камеры. Бензин не может пройти обратно через первый односторонний клапан, поэтому он выходит через другой, ведущий к карбюратору.

Карбюратор пропускает бензин только по мере необходимости, через
игольчатый вентиль
в своей поплавковой камере (см.
Как работают карбюраторы с регулируемым жиклером
).

Пока карбюратор полон, а игольчатый клапан закрыт, бензин не выходит из насоса. Диафрагма остается внизу, а рычаг холостого хода поднимается и опускается.

Когда карбюратор принимает больше бензина, возвратная пружина толкает диафрагму вверх и, компенсируя провисание ослабленного рычага, возвращает ее в контакт с рычагом, который снова опускает ее, чтобы заполнить камеру насоса.

Как работает электронасос

Электрический топливный насос

Электронасос имеет аналогичный диафрагменный механизм; он приводится в действие стержнем, который втягивается в соленоидный переключатель до тех пор, пока он не размыкает набор контактов для отключения тока.

Электронасос имеет аналогичное мембранно-клапанное устройство, но вместо распределительного вала используется
соленоид
(электромагнитный
выключатель
) обеспечивает натяжение диафрагмы.

Соленоид притягивает железный стержень, который тянет диафрагму вниз, втягивая бензин в камеру.

В конце своего пути железный стержень разъединяет набор контактов, прерывая ток в
электромагнит
и ослабляя натяжение диафрагмы.

Когда возвратная пружина диафрагмы поднимает диафрагму, она также отталкивает шток от контактов; затем они закрываются, так что соленоид снова тянет шток и диафрагму вниз.

Постоянная циркуляция бензина

Большинство механических и электрических систем перекачивают топливо только тогда, когда это необходимо карбюратору.Альтернативная система имеет полную
схема
труб, от бака к карбюратору и обратно. Насос непрерывно подает бензин по этому контуру, из которого карбюратор забирает бензин по мере необходимости.

Фильтрация бензина и воздуха

И бензин, и воздух фильтруются перед подачей в карбюратор.

Бензиновый фильтр может быть сменным бумажным в пластиковом корпусе в
топливопровод
. Насос может включать проволочный или пластиковый сетчатый фильтр, а иногда и чашу для улавливания.
осадок
.

воздухоочиститель
представляет собой коробку, установленную над воздухозаборником карбюратора, обычно содержащую сменный бумажный фильтр.
элемент
.

Электрический топливный насос

Электрический топливный насос используется в двигателях с впрыском топлива для перекачки топлива из бензобака в форсунки. Насос должен подавать топливо под высоким давлением (обычно от 30 до 85 фунтов на квадратный дюйм в зависимости от области применения), чтобы форсунки могли распылять топливо в двигатель. Для правильной работы двигателя давление топлива должно соответствовать техническим характеристикам.Слишком низкое давление может привести к нехватке топлива в двигателе, в результате чего он будет работать на обедненной смеси, пропускать зажигание, колебаться или глохнуть. Слишком высокое давление топлива может привести к резкой работе двигателя, потере топлива и загрязнению.

Электрические топливные насосы обычно устанавливаются внутри топливного бака, хотя некоторые из них могут быть установлены вне бака. Некоторые автомобили могут даже иметь два топливных насоса (перекачивающий насос внутри бака и главный топливный насос снаружи). Расположение в баке помогает заглушить гудение, производимое электродвигателем электрического насоса, а погружение насоса в топливо помогает смазать и охладить электродвигатель насоса.Езда с топливным баком, заполненным менее чем на 1/4, может сократить срок службы насоса из-за его перегрева. Это также увеличивает риск кратковременного истощения топливного насоса при резком повороте, торможении или ускорении. Законченный бензин иногда может повредить электрический топливный насос из-за того, что он не нуждается в охлаждении и смазке.

Насос обычно является частью узла подачи, который включает в себя поплавок, который посылает электрический сигнал на указатель уровня топлива на панели приборов. Если необходимо заменить электрический топливный насос, его можно заменить как отдельную деталь или как полную сборку модуля (что дороже, но проще и менее хлопотно).

Электрические топливные насосы бывают разных исполнений. В некоторых более старых приложениях используются поршневые насосы с «роликовыми ячейками». В этом типе используются ролики, установленные на смещенном диске, который вращается внутри стального кольца. Топливо всасывается в промежутки (ячейки) между роликами и проталкивается от входа насоса к выходу. Роликовые насосы обычно вращаются со скоростью около 3000 об / мин. Этот тип насоса может создавать очень высокое давление, а скорость потока обычно остается постоянной. Но выходной сигнал идет импульсами, поэтому в топливопроводе после насоса часто устанавливают глушитель для гашения импульсов давления.Насос с роликовым элементом также может быть установлен вне топливного бака и использоваться со вторым подающим насосом низкого давления, установленным внутри топливного бака.

Другой тип поршневого насоса — это «героторный» насос. Эта конструкция аналогична конструкции масляного насоса, в ней используется смещенный ротор для проталкивания топлива через насос. Героторный насос обычно работает со скоростью около 4000 об / мин.

Другой вариант — это пластинчато-роликовый насос. Здесь вместо роликов используются лопатки для проталкивания топлива через насос.

В большинстве новых автомобилей используется топливный насос типа «турбина». Турбинный насос имеет крыльчатку, прикрепленную к двигателю. Лопасти в крыльчатке проталкивают топливо через насос, когда крыльчатка вращается. Этот тип насоса не является поршневым насосом, поэтому он не производит пульсаций, работает очень плавно и тихо. Он работает на более высоких скоростях, обычно до 7000 об / мин, и потребляет меньше тока, чем насосы старого типа. Кроме того, он менее сложен в изготовлении и очень прочен.Некоторые запасные части для насосов используют этот тип насоса для замены старых моделей.

ПРИМЕЧАНИЕ: Запасные топливные насосы НЕ обязательно должны быть того же типа, что и оригинальные. Но они должны быть способны создавать такое же рабочее давление и доставлять тот же объем топлива, что и оригинал. Использование неподходящего насоса или замена другого насоса может вызвать проблемы с управляемостью из-за колебаний давления или расхода топлива.

Как работает электрический топливный насос

Когда водитель включает ключ зажигания, модуль управления трансмиссией (PCM) включает реле, которое подает напряжение на топливный насос.Двигатель внутри насоса начинает вращаться и работает несколько секунд, чтобы создать давление в топливной системе. Таймер в PCM ограничивает время работы насоса до запуска двигателя.

Топливо всасывается в насос через впускную трубку и сетчатый фильтр (что помогает предотвратить попадание ржавчины и грязи в насос). Затем топливо выходит из насоса через односторонний обратный клапан (который поддерживает остаточное давление в системе, когда насос не работает) и проталкивается к двигателю через топливопровод и фильтр.

Топливный фильтр задерживает любую ржавчину, грязь или другие твердые загрязнения, которые могли пройти через насос, чтобы предотвратить засорение такими частицами топливных форсунок.

Затем топливо поступает в топливную рампу двигателя и направляется к отдельным топливным форсункам. Регулятор давления топлива на топливной рампе поддерживает давление топлива и направляет излишки топлива обратно в бак.

На новых автомобилях с безвозвратной системой EFI регулятор давления топлива расположен в топливном баке и является частью модуля топливного насоса.От двигателя обратно в бак отсутствует обратный топливопровод.

Топливный насос работает непрерывно после запуска двигателя и продолжает работать, пока двигатель работает и ключ зажигания включен. Насос может работать с постоянной скоростью или с переменной скоростью в зависимости от нагрузки и скорости двигателя. Если двигатель глохнет, PCM обнаружит потерю сигнала оборотов и выключит насос.

Многие автомобили (особенно Ford) также имеют «инерционный предохранительный выключатель», который отключает топливный насос в случае аварии.Это сделано для снижения риска возгорания в случае разрыва топливопровода. Сильный толчок срабатывает предохранительный выключатель и размыкает цепь топливного насоса. Это потребовало ручного сброса предохранительного выключателя после инцидента путем нажатия кнопки сброса на переключателе.

На большинстве старых автомобилей топливный насос работает с постоянной скоростью. Но во многих новых приложениях скорость насоса изменяется с помощью PCM, чтобы более точно соответствовать потребностям двигателя в топливе.

Отказ топливного насоса

Топливный насос должен прослужить весь срок службы автомобиля, но он может выйти из строя в результате загрязнения внутри топливного бака (грязь или ржавчина), нехватки топлива (нехватка газа), перегрева (всегда при движении с низким уровнем топлива) , низкое напряжение (проблема с проводкой) или переутомление (попытка преодолеть ограничение, вызванное засорением топливного фильтра).Чем тяжелее работает насос, тем горячее он работает и тем больше тока пропускает через свою силовую цепь.

Когда топливный насос выходит из строя, он часто просто выключается без предупреждения. Вы едете нормально одну минуту, а затем внезапно глохнет двигатель, и вы застреваете у дороги. Или вы выходите утром, чтобы завести машину, и обнаруживаете, что она заводится, но не заводится.

Как узнать, не запускается ли неисправный топливный насос? Один из способов — прислушаться к шуму насоса после включения зажигания.Отсутствие шума насоса говорит о том, что насос не работает. Кроме того, если при запуске двигателя вы не почувствуете запаха несгоревшего топлива из выхлопной трубы, это будет означать, что двигатель не получает топлива. Неисправность может заключаться в неисправном насосе или неисправном реле топливного насоса, предохранителе или проводке.

На большинстве автомобилей отказавший топливный насос не устанавливает никаких диагностических кодов неисправностей и не включает световой индикатор «Проверка двигателя» (контрольная лампа неисправности). Двигатель будет нормально проворачиваться, и у него будет искра, но он не запустится, потому что не получает топлива.

Большинство последних моделей двигателей имеют штуцер для проверки давления топлива на топливной рампе двигателя. Присоединение указателя уровня топлива к штуцеру клапана Шредера быстро покажет, создает ли насос какое-либо давление топлива. На двигателях, у которых нет штуцера для проверки давления топлива, манометр можно вставить в топливопровод, где он соединяется с топливной рампой. Если давление топлива равно нулю, насос не работает. Если давление топлива ниже спецификаций, потребуется дальнейшая диагностика, чтобы определить причину.Проблема может заключаться в неисправном регуляторе давления топлива, засорении топливопровода или фильтра или в электрической неисправности в цепи электропроводки топливного насоса.

Еще один способ определить, не запускается ли двигатель из-за отсутствия топлива, — это распылить немного аэрозольной пусковой жидкости на дроссельную заслонку. Если двигатель запускается, работает несколько секунд, затем умирает, у него есть искра и компрессия, но топливо не поступает из топливного насоса.

Замена электрического топливного насоса

Замена топливного насоса может быть дорогостоящей.Новый электрический топливный насос может стоить от 100 до 300 долларов и более в зависимости от области применения, а также от того, покупаете ли вы только насос или полную сборку модуля топливного насоса. Стоимость работ по замене насоса, установленного на резервуаре, также может добавить к счету за ремонт 200 долларов и более. Итак, вы хотите убедиться, что реальная проблема — это неисправный топливный насос, а не что-то еще, прежде чем заменять насос.



Другие статьи о топливных насосах и топливных системах:

Диагностика топливного насоса

Проблемы, связанные с гарантией топливного насоса

Как заменить электрический топливный насос в баке

Как работает электронный впрыск топлива

Топливные фильтры

Автомобиль не заводится.Это топливный насос или что-то еще?

Поиск и устранение неисправностей топливных форсунок

Поиск и устранение неисправностей Электронный впрыск топлива и диагностика топливного насоса

Диагностика топливной системы: поиск наилучшего подхода

Диагностика безвозвратных электронных систем впрыска топлива

Устранение неисправностей и очистка топливных форсунок

Плохой бензин может вызвать проблемы с производительностью

Обновление по плохим газам, 2006 г.

Механические топливные насосы

Щелкните здесь, чтобы увидеть больше технических статей об автомобилях

Топливный насос Техническая информация, связанная с:

Топливный насос University (Airtex)

Информация о продукте Топливный насос Bosch

Топливные насосы Carter

Топливные насосы Delphi Часто задаваемые вопросы (файл PDF).

Топливный насос Denso Информация о продукте

Полезные брошюры, которые вы можете скачать:

Советы по диагностике топливного насоса от Картера (файл PDF).

Нужна информация из руководства по заводскому обслуживанию для вашего автомобиля?

Mitchell 1 DIY eautorepair manuals

Как работают автомобильные топливные насосы

Топливный насос является неотъемлемой частью системы впрыска топлива
автомобиль. Отвечает за подачу давления к топливным форсункам.
насос электрический, управляемый автомобильным
компьютер (PCM)
с помощью реле топливного насоса.Регулятор давления топлива используется для управления
давление, которое может быть расположено внутри топливного насоса или снаружи
топливная рампа.

Расположение топливного насоса

Самый большой впрыск топлива
Первичные топливные насосы системы расположены внутри топливного бака и имеют
датчик уровня топлива, подключенный к корпусу насоса. Хотя этот электрический
двигатель погружен в топливо, опасность возгорания отсутствует из-за недостатка кислорода
внутри резервуара. Для обслуживания насоса или датчика уровня необходимо снять
насос, который может быть выполнен через сервисный порт в кузове автомобиля или с помощью

снятие топливного бака.

СПОНСИРУЕМЫЕ ССЫЛКИ

Характеристики топливного насоса

  • Давление в топливной рампе
  • Удерживает датчик уровня топлива
  • Расположен внутри масляного картера
  • Оснащен топливным фильтром первичной очистки

Посмотрим!

  1. Вот ТНВД внутри топливного бака после бака и обслуживания
    крышка была снята.
  2. Вот топливный насос, который снимают для проверки, обратите внимание на топливопровод
    и электрическая проводка, соединяющая насос и датчик уровня.
  3. Это показывает
    топливный фильтр первичной очистки прикреплен к входному отверстию топливного насоса.
  4. Датчик уровня топлива, установленный на корпусе топливного насоса, который
    имеет резистор, который регулируется при повышении и понижении уровня топлива.
  5. Топливный поддон используется для удержания насоса на месте, помогая загонять
    топливо по направлению к насосу, когда уровни минимальны.

Вопросы?

Наша команда сертифицированных механиков готова бесплатно ответить на ваши вопросы.

Статья опубликована 29.11.2020

Как работает топливный насос

Топливный насос часто (но не всегда) является важным компонентом автомобиля или других устройств с двигателем внутреннего сгорания. Топливный насос откачивает бензин из бака по трубопроводу к карбюратору.

Топливный насос всасывает бензин из бака по трубопроводу в карбюратор. Насос может приводиться в действие двигателем механически — или он может быть электрическим, и в этом случае он обычно находится рядом с топливным баком или даже внутри него.

Расположение топливного насоса

Большинство первичных топливных насосов системы впрыска топлива расположены внутри топливного бака, а датчик уровня топлива подсоединен к корпусу насоса. Несмотря на то, что этот электродвигатель погружен в топливо, опасность возгорания отсутствует из-за нехватки кислорода внутри бака. Для обслуживания насоса или датчика уровня необходимо снять насос, что можно сделать через сервисный порт в кузове автомобиля или сняв топливный бак.

Как работает механический насос

Механический топливный насос приводится в действие распределительным валом или специальным валом, приводимым в движение коленчатым валом.Когда вал вращается, кулачок проходит под поворотным рычагом и с одной стороны поднимает его вверх.

Другой конец рычага, который свободно связан с резиновой диафрагмой, образующей дно камеры в насосе, опускается вниз и тянет за собой диафрагму.

Когда рычаг тянет диафрагму вниз, создается всасывание, при котором топливо втягивается по топливной трубе в насос через односторонний клапан.

По мере того, как вращающийся кулачок поворачивается дальше, так что он больше не давит на рычаг, рычаг перемещается назад возвратной пружиной, ослабляя ее усилие на диафрагме.

Свободно связанный рычаг не толкает мембрану вверх, но есть возвратная пружина, которая прижимает ее.

Диафрагма может двигаться вверх только путем вытеснения бензина из камеры. Бензин не может пройти обратно через первый односторонний клапан, поэтому он выходит через другой, ведущий к карбюратору.

Карбюратор пропускает бензин только по мере необходимости через игольчатый клапан в своей поплавковой камере.

Как работает электронасос

Электронасос имеет аналогичное устройство диафрагмы и клапана, но вместо распределительного вала соленоид (электромагнитный переключатель) обеспечивает натяжение диафрагмы.

Соленоид притягивает железный стержень, который тянет диафрагму вниз, втягивая бензин в камеру.

В конце своего хода железный стержень разъединяет набор контактов, прерывая ток, идущий к электромагниту, и ослабляя натяжение диафрагмы.

Когда диафрагма возвращается в исходное положение и пружина поднимает диафрагму, она также отводит шток от контактов; затем они закрываются, так что соленоид тянет шток, и диафрагма снова опускается.

Если вам повезло, вам не придется заменять топливный насос, который часто находится в топливном баке.

Забота о топливном насосе:

Некоторые автомеханики говорят, что при правильном уходе топливные насосы должны прослужить весь срок службы автомобиля.

Чтобы продлить срок службы топливного насоса, никогда не позволяйте уровню топлива в вашем автомобиле опускаться ниже четверти бака. Топливный насос должен работать до тех пор, пока вы владеете автомобилем, но люди склонны заправлять топливный бак слишком низко, что приводит к их износу. Топливо в баке охлаждает насос, но когда бензин дойдет до полного опустошения, насос может перегреться. ВНИМАНИЕ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Если бак пуст и заправлен новый бензин, это может вызвать тепловой удар в насос.

Замена топливного фильтра, расположенного в топливной магистрали, также поможет сохранить топливный насос. Его работа — очистить бензин, идущий к форсункам.

Pepo Auto Parts, продавец автомобильных запчастей в Эфиопии, основанный в 2015 году. Pepo предлагает выбор высококачественных оригинальных запчастей, особенно для автомобилей MERCEDES и RENAULT.

Признаки неисправности топливного насоса | Драйв

The Drive и его партнеры могут получать комиссию, если вы покупаете продукт по одной из наших ссылок.Читать далее.

Первичная задача топливного насоса — подавать топливо из резервуара для хранения к двигателю, и он работает с множеством других автозапчастей для выполнения этой задачи. Это может затруднить определение того, выходит ли он из строя, если вы не знаете симптомы неисправного топливного насоса.

Самый важный ключ к диагностике автомобиля — это слушать и понимать, как он обычно работает, работает и действует каждый день. Какие звуки он издает? Что гремит? Каковы его нормальные обороты? Благодаря этой базе знаний и внимательному мышлению вы заметите, когда автомобиль начинает работать нерегулярно.

Осознание того, что автомобиль тяжело заводится, с трудом удерживается на холостом ходу или с меньшим энергопотреблением, — это первый шаг к признанию наличия проблемы и принятию мер по ее устранению. Поскольку так много деталей автомобиля взаимосвязаны и взаимозависимы, диагностика не всегда является простым занятием. Это требует проб и ошибок, а определение точного источника часто требует процесса устранения.

Это то, что мы здесь, чтобы обсудить, что касается топливных насосов. Следуйте подробному руководству Drive, чтобы выявить симптомы неисправности топливного насоса и выяснить, что, черт возьми, происходит с вашей поездкой.

Что такое топливный насос?

Топливный насос — это механизм с механическим или электрическим управлением, который подает топливо из бензобака через топливный фильтр в топливную рампу. Оттуда топливо распределяется по форсункам и впрыскивается в камеру сгорания каждого цилиндра двигателя. На старых автомобилях насос подает топливо в карбюратор.

Типы топливных насосов

В автомобилях в первую очередь произошел переход от механических насосов на блоке двигателя в старых автомобилях к электронасосам внутри бензобака на современных автомобилях.Ниже мы разберем различные типы насосов и то, как они работают.

Механический топливный насос: в механическом топливном насосе используется поршневой или диафрагменный поршень прямого вытеснения. В циклическом режиме насос всасывает топливо, улавливает его, затем перемещает это топливо к карбюратору и двигателю и повторяет процесс.

Электрический топливный насос: электронная система впрыска топлива на современных транспортных средствах требует более высокого давления, что частично достигается за счет использования электрического топливного насоса, а не механического модуля.Вот несколько примеров электрических насосов:

  • В баке: в большинстве продаваемых сегодня новых автомобилей используются топливные насосы, которые расположены внутри топливного бака. Это помогает защитить модуль, а газ помогает ему оставаться прохладным.
  • Встроенный: гораздо проще заменить, чем насос в баке, встроенный насос расположен между бензобаком и двигателем и установлен в направляющей топливной системы. Их часто устанавливают под автомобилем или в моторном отсеке.
  • Пластинчато-роторные насосы: как и механические насосы, пластинчато-роторные насосы используют принудительное смещение для перемещения топлива.Внутри роторно-пластинчатого насоса ротор с «лопастями» работает вне центра полости. Поскольку он смещен от центра, он создает карман в форме полумесяца, через который топливо попадает внутрь. Лопатки закрывают небольшое количество топлива при движении ротора и выпускают топливо, как только оно пересекает выпускной клапан. Различные типы лопастных насосов включают вращающуюся лопасть, скользящую лопасть, гибкую лопасть и поворотную лопасть.
  • Геротор: Героторный насос также использует принудительное вытеснение, но для этого используются другие детали.Внутри героторного насоса есть две блокирующие шестерни, зубчатая внутренняя шестерня и внешняя кольцевая шестерня с гладкими изогнутыми лопастями. Внутренняя шестерня смещена от внешней шестерни. Таким образом, когда они вращаются, небольшие карманы с топливом могут быть захвачены, увеличены под давлением и выпущены.

Как долго служат топливные насосы?

Топливные насосы не входят в график регулярного технического обслуживания и подлежат замене только в случае их выхода из строя. Большинство топливных насосов должны прослужить более 100 000 миль.

Признаки неисправного топливного насоса

Хотя причиной этих симптомов может быть неисправный топливный насос, это не всегда так.

Автомобиль не заводится

Существует множество проблем, которые могут помешать запуску автомобиля, но нехватка топлива — это одна из первых вещей, которые необходимо проверить. Если топливный насос не может подавать топливо в двигатель, он не запустится.

Связанный пост: Как запустить автомобиль без кабелей

Распыление

Если автомобиль заводится, но едет неровно и, возможно, умирает, возможно, двигатель не получает достаточно топлива.

Автомобиль умирает под большой нагрузкой

Если вы проверите пределы возможностей своего автомобиля, будь то тяжелое вождение или перевозка лишнего веса и отключение электроэнергии, это может быть признаком того, что топливный насос не справляется с требованиями водителя.

Непостоянное и непреднамеренное ускорение

Если количество топлива не регулируется топливным насосом должным образом, автомобиль может разогнаться без подачи топлива из-за избытка топлива.

Пониженная топливная эффективность

Если вы заметите, что ваш автомобиль внезапно глотает больше газа, чем обычно, это может привести к повреждению топливного насоса и отправке неправильного количества топлива.

Повышенная температура двигателя

Если топливный насос не подает необходимое количество газа в двигатель, двигатель может быть перенапряжен, что может вызвать нерегулярное повышение температуры.

Техника безопасности при осмотре топливного насоса

Работа с автомобилем может быть опасной и грязной, поэтому вот что вам нужно, чтобы не умереть, не получить увечья или не потерять глаз — надеюсь.

Инструменты, необходимые для доступа к топливному насосу

Если вам нужно заменить топливный насос или фильтр в нем, вам понадобятся некоторые базовые инструменты. У большинства современных автомобилей есть панель доступа в багажнике или задних сиденьях, но для некоторых старых автомобилей может потребоваться сбросить топливный бак.

Какой самый простой способ проверить топливный насос?

Самый простой способ проверить, включается ли топливный насос, — это прислушаться к нему. Откройте топливный люк, снимите крышку топливного бака (если она есть в вашей машине) и включите зажигание. Поднесите ухо к дверце топливного бака и прислушайтесь к гудению. Если вы не слышите каких-либо заметных действий, вероятно, насос не работает.

Диагностика проблемы топливного насоса

Задайте себе эти вопросы, чтобы сузить источник проблем.

  1. Есть ли в машине газ?
  2. Топливный насос включается?
  3. Неисправен предохранитель топливного насоса?
  4. Неисправен предохранитель реле топливного насоса?
  5. Плохой контакт на топливном насосе?
  6. Топливный фильтр засорен?
  7. Топливные форсунки забиты?
  8. Давление топлива в пределах нормы?
  9. Имеет ли крышка топливного бака чистое и надежное уплотнение?

Связанное сообщение: Как очистить топливные форсунки вашего автомобиля

Советы по снятию топливного насоса

Доступ к топливному насосу и его снятие может быть утомительным, поэтому вы должны убедиться, что вы делаете это правильно с первого раза.Воспользуйтесь этими советами для успешной работы.

  • Обязательно сбросьте давление в топливопроводе.
  • Кроме того, убедитесь, что рядом с топливным баком нет постоянного электричества.
  • Сфотографируйте топливный насос или отметьте маркером его положение в баке. Это поможет вам правильно выровнять насос, когда вы вернете его в резервуар.
  • Вокруг верхней части насоса может быть грязь и сажа. Убедитесь, что вы тщательно очистили эту область и удалили все, что могло упасть в ваш резервуар и вызвать проблемы позже.Сжатый воздух — отличный способ сдувать вещи.
  • Во многих насосах используется стопорное кольцо, которое может быть трудно снять. Прочтите, как его удалить, и имейте в виду, что у него могут быть разные методы блокировки, которые могут быть отключены, если вы не слишком щепетильны.
  • Осмотрите свою топливную перекачивающую установку и плавайте, пока находитесь там. Подробнее о блоках подачи топлива читайте в нашем руководстве «Нужно ли мне заменять датчик уровня топлива, если он не работает?»

Сколько стоит замена топливного насоса?

В зависимости от автомобиля и его возраста стоимость бензонасоса составляет от 50 до нескольких сотен долларов.

Как сохранить работоспособность топливного насоса

Вам нужно топливо, чтобы продолжать качать, качать, качать его, как Джо Бадден, поэтому вы не хотите непреднамеренно повредить агрегат. Эти маленькие шаги должны помочь ему оставаться в отличной форме.

  • В насосах в баке бензин служит охлаждающей жидкостью. Если в баке постоянно остается низкий уровень, вы непреднамеренно позволяете своей помпе выдерживать дополнительное тепло. Всегда регулярно заполняйте бак полностью каждый раз.
  • Замените топливный фильтр в соответствии с графиком, рекомендованным производителем.Забитый фильтр может создать непреднамеренное давление в топливной системе.

Иногда вам нужен сертифицированный механик

Несмотря на то, что Drive любит помещать «вас» в самостоятельную работу, мы знаем, что не у всех есть подходящие инструменты, безопасное рабочее место, свободное время или уверенность при проведении капитального ремонта автомобилей. Иногда вам просто необходимы качественные ремонтные работы, выполненные профессионалами, которым можно доверять, например, нашим партнерам, сертифицированным механикам Goodyear Tire & Service.

Часто задаваемые вопросы о топливных насосах

У вас есть вопросы, у Drive есть ответы!

Q: Как ведет себя автомобиль, когда не работает топливный насос?

A: Если ваш топливный насос вышел из строя или вышел из строя, вы, вероятно, испытаете один или несколько из многих симптомов, описанных выше. К ним относятся проблемы с запуском, разбрызгивание, низкая производительность, низкая топливная экономичность, плохое ускорение и перегрев.

В: Неисправный топливный насос выдаст код?

A: Хотя неисправный насос сам по себе не выдает код, неправильное количество топлива, отправленное через топливную систему автомобиля, может вызвать срабатывание датчиков, которые прогнозируют определенные уровни и соотношения воздуха и топливных смесей.Так что технически да, возможно увидеть код в результате неисправного топливного насоса.

В: Можно ли водить машину с неисправным топливным насосом?

A: Поскольку неисправный топливный насос может вызвать неожиданное падение мощности или даже полностью остановить автомобиль, мы не рекомендуем управлять автомобилем, зная, что топливный насос неисправен.

Q: Как очистить топливный насос, не снимая его?

A: Очистители топливной системы существуют, но даже в том случае, если они действительно что-то делают (не рассчитывайте на это), они просто откладывают работу на более позднее время.Уберите это с дороги и сделайте всю работу сейчас, пока что-то плохое не случилось позже, когда вы этого не ожидаете.

Давайте поговорим, прокомментируем ниже, чтобы поговорить с руководствами и редакторами Gear!

Мы здесь, чтобы быть экспертами во всем, что связано с практическими рекомендациями. Используйте нас, хвалите нас, кричите на нас. Оставьте комментарий ниже, и давайте поговорим! Вы также можете написать нам в Twitter или Instagram.

Джонатон Кляйн: Twitter (@ jonathon.klein), Instagram (@jonathon_klein)
Тони Маркович: Twitter (@T_Marko), Instagram (@t_marko)
Крис Тиг: Twitter (@TeagueDrives), Instagram (@TeagueDrives)
Toni Скотт: Twitter (@mikurubaeahina), Instagram (@reimuracing)

Топливный насос 101: Основы диагностики и ремонта топливных насосов | 2017-10-24

Электрические топливные насосы — одни из самых надежных частей автомобиля.В нормальных условиях насос нередко работает в течение всего срока службы автомобиля. Когда он наконец выключается, это происходит потому, что двигатель изношен и не может развивать достаточный крутящий момент для создания правильного давления топлива. Вот основные сведения о том, что нужно для диагностики проблемы и проведения рентабельного ремонта.

Самая частая причина отказа топливного насоса — это частый недостаток топлива в баке, что приводит к перегреву двигателя. Второй наиболее частой причиной является загрязнение топлива, обычно частицы грязи и ржавчины, которые забивают топливный фильтр и не позволяют насосу всасывать достаточно топлива при высокой нагрузке на двигатель.Если через всасывающий фильтр насоса попадет достаточное количество загрязнения, это может фактически заблокировать насос и немедленно остановить двигатель.

Диагностика проблем с давлением топлива часто бывает сложной, потому что проблема может быть не в топливном насосе. Чтобы помочь вам избежать ошибочного диагноза и повторного использования, мы рассмотрим компоненты узла топливного насоса, опишем некоторые методы диагностики и обсудим, как обеспечить замену топливных насосов на более длительный срок службы. Мы сосредоточимся только на портовых системах впрыска топлива, которые используют электрический насос для создания всего давления в системе, но большая часть этой информации также может относиться к системе подачи топлива двигателей с прямым впрыском.

Топливный насос

Полный узел топливного насоса может включать в себя передающий блок указателя уровня топлива, клапан регулятора давления, датчик давления в топливном баке, впускной сетчатый фильтр насоса и / или главный фильтр топливной системы и, конечно же, электрический топливный насос. Электрический топливный насос состоит из двух частей: небольшого щеточного электродвигателя постоянного тока и самого насоса. Этот узел погружен в резервуар с топливом, который охлаждает двигатель и предотвращает попадание воздуха в двигатель, тем самым устраняя риск возгорания или взрыва.

Единственными изнашиваемыми деталями в этом узле являются щетки двигателя. Когда электрический ток течет по цепи, он естественным образом выделяет тепло. Большая часть этого тепла сосредоточена в точке наибольшего сопротивления, а в щеточном двигателе именно здесь угольные щетки касаются вращающихся медных контактов (стержней коммутатора). Даже в холодный день двигатель топливного насоса обычно работает при температуре около 100 градусов по Фаренгейту. Это тепло уносится топливом, протекающим через насос, поэтому, когда загорается сигнальная лампа низкого уровня топлива, в баке остается не так много топлива, чтобы поглотить все это тепло.Вскоре концы щеток нагреваются настолько, что микроскопические частицы углерода сгорают и прилипают к медным контактам.

При достаточно частом перегреве щеток на контактах образуется слой пригоревшего угля. Это создает электрическое сопротивление, которое снижает ток, протекающий через двигатель, и, следовательно, снижает мощность двигателя. В конце концов двигатель становится слишком слабым, чтобы создавать надлежащее давление топлива, и если сопротивление становится достаточно высоким, двигатель даже не запускается.

Разъемы

Когда ток течет по цепи, наиболее частым местом возникновения сопротивления (кроме нагрузки) является соединитель.Если соединение плотное и остается чистым, сопротивление почти равно нулю. Однако, если контакты ослаблены, корродированы, загрязнены или просто недостаточно велики, чтобы выдерживать ток, сопротивление увеличивается. Это снижает или «понижает» напряжение на выходе из соединителя, и тепло концентрируется в точке, где напряжения различны; через точку наивысшего сопротивления.

Когда разъем перегревается, пластиковый корпус начинает деформироваться, и проблема становится снежным комом; контакты расшатываются, становятся корродированными или загрязненными, увеличивая сопротивление, выделяя еще больше тепла и способствуя коррозии, которая еще больше увеличивает сопротивление.Напряжение в цепи снижается «ниже по потоку» от высокого сопротивления, поэтому это снижает напряжение, которое достигает электродвигателя насоса. Именно поэтому в цепи топливного насоса используются сверхпрочные разъемы.

Обратный клапан

Для каждого автомобиля существуют две спецификации давления топлива: давление в системе и давление удержания. Удерживаемое давление поддерживается обратным клапаном топливного насоса при выключенном двигателе. Это облегчает запуск двигателя.

При выходе из строя обратного клапана или его заклинивании из-за загрязнения топлива удерживающее давление снизится.Если это произойдет при холодном двигателе, стартер будет проворачиваться немного дольше, пока топливный насос создает давление, достаточное для запуска двигателя. Если двигатель прогрет, жидкое топливо в теплой рампе форсунок может испаряться, создавая «паровую пробку», которая не позволяет жидкому топливу достигать форсунок. Продолжительное проворачивание коленчатого вала может привести к запуску двигателя, но не все топливные насосы способны снова сжимать пары топлива в жидкость. В этом случае двигатель не запустится, пока пар сам по себе не остынет и не конденсируется.

Проверка давления топлива

Низкое давление топлива или проблемы с подачей топлива могут быть вызваны изношенным или поврежденным топливным насосом, неисправным регулятором давления, засорением топливного фильтра или высоким сопротивлением в цепи топливного насоса. Это означает, что есть два способа проверить топливный насос: механически и электрически. Оба необходимы для точной диагностики, но проверка давления в топливной системе с помощью механического манометра — наиболее логичное место для начала. Давление в топливной системе измеряется при прогретом двигателе, работающем на холостом ходу, с помощью контрольного манометра, подключенного непосредственно к топливной рампе или тройнику в шланге подачи топлива.

Иногда топливный насос создает полное давление при проворачивании стартера, но перестает работать после запуска, и двигатель быстро глохнет. Это указывает на проблему с датчиком двигателя или с модулем управления трансмиссией (PCM). Это не неисправность топливного насоса, но часто ошибочно диагностируется как неисправный топливный насос.

Если давление в топливной системе соответствует спецификациям на холостом ходу, многие специалисты решат, что все в порядке, и больше не будут смотреть. Это ошибка, потому что можно иметь правильное давление на холостом ходу, когда потребность низкая, но недостаточное давление или объем потока при более высоких скоростях и нагрузках.Насос следует испытать под нагрузкой.

На старых автомобилях с топливной системой обратного типа простой способ проверить насос под нагрузкой — это подключить манометр непосредственно к линии подачи топлива и запустить насос для измерения его максимального или «мертвого» давления. Таким образом, большинство насосов должны создавать давление топлива, по крайней мере, вдвое превышающее заданное в транспортном средстве. Если это так, вероятно, топливный насос и его цепь питания находятся в хорошем состоянии. Когда двигатель работает на холостом ходу, регулятор давления можно проверить, просто отсоединив вакуумный шланг, чтобы увидеть, увеличивается ли давление.

На автомобилях с механической системой безвозвратной подачи топлива вы не можете проверить мертвое давление, потому что регулятор давления находится внутри топливного бака. Распространенный метод нагрузочного испытания насоса — это движение автомобиля с подключенным манометром. Если давление в пределах нормы во время круиза, но падает во время ускорения, это означает, что либо топливный фильтр забит, либо насос не справляется с потребностями.

Когда давление топлива низкое, диагностический прибор будет показывать, что долгосрочная коррекция подачи топлива все время значительно положительна, а краткосрочная коррекция подачи топлива достигает максимума при ускорении (максимальная коррекция подачи топлива заканчивается на 25%).Однако утечка вакуума может привести к аналогичным показаниям корректировки топливоподачи.

Если давление в топливной системе низкое только под нагрузкой, это не означает автоматически, что с топливным насосом что-то не так. Да, забитый фильтр может вызвать низкое давление и низкий объем под нагрузкой, но низкое напряжение на разъеме топливного насоса будет делать то же самое. Пришло время проверить электрическую систему. Но сначала давайте посмотрим на более новые модели с топливными насосами с регулируемой скоростью.

Модуль привода топливного насоса

Большинство автомобилей теперь имеют электронную систему безвозвратной подачи топлива без регулятора давления топлива.Давление регулируется модулем привода топливного насоса (FPDM) ​​или модулем управления топливным насосом (FPCM) в ответ на команды от PCM. В этих системах давление топлива регулируется путем управления скоростью топливного насоса.

PCM определяет необходимое давление топлива в зависимости от потребности, от холостого хода до полной нагрузки, а также на основе сигналов датчика давления в топливной рампе (FRP) и датчика температуры топливной рампы (FRT). Эти датчики часто находятся в одном корпусе, и их данные будут отображаться на сканирующем приборе.

Когда ключ зажигания включен, полное напряжение аккумуляторной батареи подается на модуль управления и насос либо через модуль управления, либо через отдельную цепь топливного насоса.

Модуль управления управляет топливным насосом, управляя цепью заземления двигателя в рабочем цикле с широтно-импульсной модуляцией.

Диагностический прибор отобразит команды скорости насоса в процентах рабочего цикла. В зависимости от сканирующего прибора вам может потребоваться поискать эти команды в системе служебной информации, чтобы понять, что они означают.Например, на моделях Ford максимальный рабочий цикл топливного насоса составляет 50%. Это запускает насос на полной скорости для создания максимального давления при полностью открытой дроссельной заслонке или запуске. Когда PCM подает команду на включение 25%, это фактически команда на выключение топливного насоса.

Модуль управления насосом отправляет диагностический сигнал обратно в PCM, указывающий на фактическую продолжительность включения топливного насоса. Это обеспечивает контур обратной связи, чтобы PCM мог определить, соответствует ли фактическая скорость насоса заданной скорости. Эти сигналы также отображаются на сканирующем приборе, а некоторые сканирующие приборы позволяют подавать команды скорости насоса с помощью прибора.

Если давление не увеличивается, когда рабочий цикл задан высокой, либо с помощью диагностического прибора, либо при полностью открытой дроссельной заслонке во время тестовой поездки, это может указывать на неисправный насос. Если рабочий цикл топливного насоса остается высоким на холостом ходу только для поддержания нормального давления, это также может указывать на неисправный двигатель топливного насоса. Однако на данный момент единственное, что вы знаете наверняка, — это то, что модуль управления насосом работает. Еще нужно проверить цепь напряжения питания под нагрузкой, прежде чем отказываться от помпы.Если двигатель не запускается и / или если ваш диагностический прибор не отображает команды топливного насоса, вы все равно можете диагностировать модуль драйвера с помощью вольтметра, который может считывать рабочий цикл.

Вам также понадобится система служебной информации со схемами подключения и хорошим описанием того, как система работает. Просто помните, что всегда будет шесть проводов: питание топливного насоса, питание модуля управления, заземление модуля управления, заземление топливного насоса, командный сигнал от PCM и сигнал обратной связи. Проверив разъем и ища правильные сигналы напряжения и заземления, вы можете определить, работает ли модуль управления.Кстати, GM всегда использовала провода одного и того же цвета для этих схем.

Удержание и подача

Давление удержания проверяется одновременно с давлением в топливной системе. После выключения двигателя и остановки топливного насоса давление в топливной системе немного снизится, а затем будет оставаться стабильным в течение как минимум пяти минут. На многих транспортных средствах спецификация удерживающего давления требует не менее 20 фунтов на квадратный дюйм через 20 минут, но большинство двигателей запустятся, если давление останется положительным, пока двигатель еще теплый.

Удерживающее давление может вытечь из-за негерметичной форсунки, но это относительно медленная утечка. Если давление удержания падает сразу после выключения двигателя, это плохой обратный клапан.

Топливная система может иметь хорошее давление, но недостаточный расход топлива для нормальной работы двигателя на более высоких скоростях. Скорость потока можно проверить, отсоединив топливопровод в любом удобном месте и присоединив шланг, ведущий к мерной емкости. Включите топливный насос на 15 секунд и измерьте количество топлива, которое поступает в емкость.Некоторые производители публикуют спецификации расхода топлива, а некоторые нет. В любом случае ожидайте, что исправный топливный насос будет пропускать минимум одну пинту за 15 секунд.

Электрические испытания

Как отмечалось ранее, высокое сопротивление в электрической цепи снижает величину напряжения после точки высокого сопротивления. Меньшее напряжение на двигателе означает, что двигатель вырабатывает меньшую мощность. Простая проверка напряжения при отключенном топливном насосе не говорит вам, есть ли какое-либо сопротивление в цепи, потому что сопротивление вызывает падение напряжения только во время работы цепи.Поэтому, прежде чем отказываться от топливного насоса, важно убедиться, что полное напряжение аккумулятора присутствует на разъеме топливного насоса во время работы насоса. Это тест на падение напряжения.

При измерении падения напряжения следует помнить, что вольтметр измеряет разницу в напряжении на положительном и отрицательном щупах измерителя. В этом тесте вы не измеряете разницу между плюсом аккумулятора (B +) и землей. Вместо этого вы измеряете разницу между положительным полюсом аккумулятора и остальной частью положительного контура.

Подключив положительный зонд вольтметра к аккумулятору через длинную перемычку, используйте отрицательный зонд для обратного зондирования разъема топливного насоса при работающем насосе. Если нет абсолютно никакого сопротивления прохождению тока между аккумулятором и этим разъемом, не будет разницы в электрическом давлении, не будет потери напряжения в этой цепи, и вольтметр покажет ноль вольт. На самом деле идеальной схемы не существует, поэтому полное падение напряжения в хорошей цепи топливного насоса может достигать нуля.5 вольт. Однако некоторые автомобили будут испытывать проблемы с управляемостью при падении напряжения до 0,165 В (165 милливольт).

Если падение напряжения велико, начните искать корродированный или перегретый разъем, неисправное реле или даже потертый провод. Некоторые запасные топливные насосы поставляются с усиленным разъемом, который используется для замены оригинального автомобильного разъема.

Замена насоса

Обычный топливный насос прослужит долгие годы, если газ всегда чистый, но загрязненное топливо может убить насос всего за несколько недель.Перед установкой нового топливного насоса выясните, не испортил ли старый что-то в топливе.

Если возможно, начните с получения информации от покупателя. Покупают ли они обычно самое дешевое топливо, какое только могут найти? Часто ли они ездят с менее чем четвертью бака топлива? Заливают ли присадки в бак? Сколько раз в машине кончался бензин? Машина перестала работать вскоре после того, как они купили бензин?

При снятии старого насоса проверьте состояние уплотнения бака.Похоже, грязь или вода проходят мимо него? Теперь слейте топливо из бака. Если вы используете топливный бак с фильтром, вы можете вернуть бензин в бак позже. В противном случае запланируйте заправку нескольких галлонов свежего газа (всегда более безопасный выбор). Осмотрите бак на предмет ржавчины, коррозии и других твердых частиц. Они могут накапливаться даже в пластиковых резервуарах, поскольку металл в насосном агрегате подвергается коррозии, особенно во влажном климате. Кроме того, во время наполнения резервуара неизбежно попадание грязи, особенно в сухом и пыльном климате.

Наконец, осмотрите само топливо. Он мутный или обесцвеченный? Налейте хотя бы чашку его на чистую белую тряпку или бумажное полотенце и посмотрите, как он будет выглядеть после того, как высохнет. Есть ровное пятно от загара или все цвета радуги? Есть твердые частицы? Сколько времени нужно, чтобы высохнуть? Он полностью высох, влажный или маслянистый? Если есть какие-либо вопросы о том, что находится в топливе, очистите или замените бак и поговорите с клиентом о загрязнении топлива и вашей гарантии.

Если новый насос выходит из строя вскоре после установки, это почти всегда связано с загрязнением топлива. Иногда это происходит из-за того, что при замене насоса в бак попала грязь, но чаще это результат взбалтывания осадка при замене насоса. Этот осадок часто содержит коррозию металлических частей насоса в сборе, которые вступают в реакцию с влагой в топливе. Если топливный бак стальной, обычно на «крыше» бака есть коррозия. Вот почему новый насос поставляется с новым впускным сетчатым фильтром, а также по этой причине топливный бак должен быть полностью очищен при установке нового насоса.

Причина номер один того, что запасные топливные насосы не работают, — это неспособность прочистить топливный бак.

При установке нового топливного насоса безопасность и чистота имеют решающее значение. Если топливный бак необходимо снять, чтобы получить доступ к модулю топливного насоса, иногда возникает соблазн опустить бак только настолько, насколько это необходимо, вместо того, чтобы снимать его полностью. Это ошибка, потому что это увеличивает риск взбалтывания осадка внутри бака, который может повредить новый топливный насос. Каждый раз, когда устанавливается новый топливный насос, бак следует снимать, опорожнять и очищать.

После установки модуля топливного насоса топливную систему необходимо залить, несколько раз включив и выключив зажигание. Часто можно услышать, как насос меняет шаг, когда он, наконец, начинает создавать давление. В некоторых топливных баках резервуар модуля не заполняется топливом автоматически, даже когда он погружен в воду, и топливо необходимо заливать в него вручную во время или после установки. Иногда для этого требуется наполнение бака.

Представленная здесь информация — это только основы.Совет производителей топливных насосов, входящий в Ассоциацию поставщиков автозапчастей, выпустил серию видеороликов, которые предоставляют больше информации, чем мы могли бы уместить в журнальной статье. Если вы пережили много случаев повторного использования топливных насосов или просто хотите узнать больше, поищите в Интернете эти бесплатные обучающие видео. ■

Текущий розыгрыш

Один из быстрых и простых способов проверить топливный насос — это измерить ток, протекающий по цепи, с помощью цифрового вольт / омметра (DVOM).Этот тест покажет, только если потребляемый ток слишком низкий, что указывает на высокое сопротивление где-то в цепи; это не определит проблему. Однако это займет всего несколько минут, и если ток не слишком низкий, цепь топливного насоса, вероятно, в порядке.

Спецификации нет, но практическое правило гласит, что ток должен составлять примерно половину номинала предохранителя при работе насоса под нагрузкой. Например, предохранитель топливного насоса здесь рассчитан на 20 ампер, а цепь протекает около 10 ампер с DVOM, настроенным на регистрацию минимальных / максимальных показаний, а дроссельная заслонка полностью открыта.

Жак Гордон проработал в автомобильной промышленности 40 лет техником по обслуживанию, лаборантом, инструктором и техническим писателем. Его карьера писателя началась с написания сервисных руководств в Chilton Book Co. В настоящее время он имеет сертификаты ASE Master Technician и L1, а также участвовал в семинарах по написанию тестов ASE.

Примечание автора:

После 27 лет написания статей для автомобильных журналов я ухожу из издательского бизнеса.Сказать, что это была работа мечты, — значит ничего не сказать. Места, в которых я побывал, машины, на которых я ездил, то, что я видел, делал и чему научился, — это больше, чем большинство людей испытают в жизни. Конечно, он стал еще богаче благодаря замечательным людям, с которыми я встречался и работал на протяжении многих лет. Один из них был моим первым редактором в Chilton Book Co. Он сказал мне, что к тому моменту, когда парень найдет необходимую ему процедуру обслуживания, у него, вероятно, уже будут проблемы, поэтому моя работа — помочь ему. Это то, что я пытался делать в каждой статье, которую я когда-либо писал, и читатели каждой публикации, над которой я работал, говорили мне, что я добился успеха.Поистине высокая похвала: для меня было честью служить вам. Хотя я ухожу из издательской индустрии, в моей жизни все еще есть некоторые неприятности, поэтому я все еще буду часто проверять iATN. Может, увижу тебя там. — Жак Гордон

Базовая система топливного насоса

Топливная система с гравитационным потоком не работает во многих конструкциях самолетов, особенно в большинстве типов низкорасположенных крыльев. Как вы знаете, система топливного насоса должна использоваться всякий раз, когда топливные баки не могут быть установлены достаточно высоко над уровнем карбюратора, чтобы воспользоваться преимуществом силы тяжести и простой, эффективной системой потока самотеком.

Означает ли это, что система топливного насоса сложнее, чем система самотечного потока? Да, действительно, к сожалению.

Мы знаем, что человеческие усилия никогда не могут сравниться с простотой и эффективностью природы. Поэтому неудивительно, что кажущееся простое решение добавления топливного насоса лишь частично справляется с проблемой подачи топлива в двигатель без помощи силы тяжести. Гравитация никогда не подводит, в отличие от топливных насосов. Итак, чтобы защитить себя от такой возможности, вам придется добавить какой-то резервный насос.

Теперь у вас есть два насоса — но как узнать, насколько хорошо они работают? Правильно, вы также должны установить датчик давления топлива или расходомер топлива (который на самом деле является не чем иным, как датчиком давления топлива), чтобы предоставить вам эту информацию.

Вот и все — лишь намек на дополнительную сложность, которая отличает базовую систему топливного насоса от системы подачи топлива самотеком.

Основные компоненты топливной системы
Во всех отношениях система топливного насоса очень похожа на самотечную.Обе системы начинаются с топливных баков.

Подача топлива начинается, когда топливо проходит через защищенный от пальцев выпускной патрубок в нижней части топливного бака. Из бака топливо течет по алюминиевой магистрали (диаметром не менее 3/8 дюйма) к удобно расположенному клапану переключения топлива в кабине экипажа.

После прохождения через селекторный клапан бака топливные баллончики попадают в главный фильтр, более известный как «газоочиститель».

Газораспределитель обычно располагается на брандмауэре и должен быть самым нижним элементом топливной системы.Он всегда оснащен клапаном быстрого слива, так что в этот момент можно слить всю топливную систему. Газоколонка также представляет собой удобное средство для слива топлива для проверки наличия воды во время предполетного осмотра. Быстрый слив должен быть легко доступен без необходимости снимать кожух или крышки.

Кстати, приходило ли вам в голову, что когда вы сливаете топливо из бензоколонки для проверки наличия воды, вы проверяете только бак, на который установлен селектор? Если вы хотите проверить какой-либо другой бак, вы должны изменить настройку селектора и слить еще немного топлива.Верно?

После того, как отфильтрованное топливо проходит через газоохладитель, оно поступает в резервный насос или в обход него. Этот агрегат обычно представляет собой электрический насос, но также может быть ручным качающимся насосом.

Наконец, топливо попадает в самое сердце системы топливного насоса — насос с приводом от двигателя. Этот насос с механическим приводом от двигателя прикреплен болтами непосредственно к вспомогательной подушке на картере двигателя, откуда он подает топливо под давлением в топливную форсунку или карбюратор.

ПРИМЕЧАНИЕ. Важно знать, что, хотя насос с приводом от двигателя является основным источником давления топлива, резервный вспомогательный топливный насос является обязательной установкой для самолетов, изготовленных по Сертификату одобренного типа.Конечно, и ваш самолет любительской постройки тоже должен быть оборудован.

Поскольку эти топливные насосы должны обеспечивать давление, достаточное для перемещения топлива из баков в карбюратор или топливную форсунку, очевидно, что у вас должен быть какой-то способ узнать, что создается необходимое давление. Как уже указывалось, эта мелочь решается установкой манометра топлива.

Дополнительная сложность системы топливного насоса по сравнению с системой самотечного потока станет для вас более очевидной после того, как вы начнете установку.Посмотрим, в чем дело.

Установка манометра топлива
Манометр, который вы устанавливаете, должен быть откалиброван для соответствия диапазону давления топлива вашей системы. Например, топливная форсунка работает с нормальным давлением топлива около 24 фунтов на квадратный дюйм, в то время как карбюратор высокого давления не требует более 15 фунтов на квадратный дюйм. Обычный карбюратор поплавкового типа требует еще меньшего давления для эффективной работы. . . около 5 фунтов на квадратный дюйм. Итак, вы видите, вы должны установить датчик, который будет показывать достаточно высокое значение для вашей установки.С другой стороны, манометр давления топлива, способный регистрировать гораздо более высокое давление, чем необходимое для вашей установки, может быть не таким точным, как манометр, откалиброванный для меньшего диапазона давления топлива.

Есть еще одно соображение. Типичный индивидуальный датчик давления топлива будет иметь диаметр 2-1 / 4 дюйма или 2-1 / 16 дюйма (автомобильного типа). Лучше проверьте свой размер перед тем, как вырезать это отверстие в приборной панели. Манометры давления топлива также доступны как часть «комбинации приборов».«Они довольно популярны и используются большинством производителей самолетов. Выбор за вами.

Установить манометр топлива довольно просто. После установки манометра на приборной панели или в другом более удобном месте, если это необходимо, прибор подключается к карбюратору или топливной форсунке с помощью алюминиевой трубки с использованием стандартных фитингов AN. Поскольку трубопровод будет заполнен неочищенным топливом на всем пути от карбюратора до панели кабины, было бы разумно использовать трубки меньшего диаметра, чем те, которые используются для ваших основных топливопроводов.В конце концов, измеряется только давление, и это не имеет никакого отношения к подаче топлива в двигатель. Следовательно, будет достаточно алюминиевой лески ¼ дюйма или даже 3/16 дюйма. Подсоедините напорный топливопровод с помощью фитинга ограничительного типа к отверстию в топливной форсунке или корпусе карбюратора, предназначенном для этой цели.

В то время как вы обычно используете алюминиевый трубопровод от манометра до фитинга перегородки брандмауэра, трубопровод давления топлива внутри моторного отсека (от брандмауэра до топливного инжектора или карбюратора) должен быть гибким авиационным шлангом, изготовленным со стандартными металлическими фитингами (см. рисунки 2, 3 и 4 ниже).

На мой взгляд, пластиковые шланги и накидные фитинги, закрепленные хомутами или скрученными проволокой, не имеют места в основной топливной или масляной системе, особенно внутри моторного отсека.

Топливный насос с приводом от двигателя
Во время всех обычных операций двигателя топливный насос с приводом от двигателя (механический) автоматически подает топливо с надлежащим давлением непосредственно к ближайшей топливной форсунке или карбюратору, в зависимости от обстоятельств.

Хорошо известный авиационный топливный насос с диафрагмой переменного тока считается отраслевым стандартом для большинства небольших авиационных двигателей.Это самовсасывающий насос со специально разработанными диафрагмами, на которые в наши дни не влияют различные экзотические химические свойства топлива (см. Рис. 1).

Не так много лун назад люди из AC решили отменить производство своих комплектов для ремонта топливных насосов, потому что слишком много топливных насосов ремонтировалось ненадлежащим образом. Они посчитали, что разница в стоимости между ремонтом старого насоса и установкой нового не стоит возникших проблем.Так что забудьте о ремонте вашего старого топливного насоса с приводом от двигателя переменного тока.

Ремкомплектов больше нет в наличии.

Есть еще кое-что о насосе двигателя переменного тока. Насосы более поздних моделей получили новые номера Lycoming и AC, которые заменяют старые номера насосов. . . но это не все.

При замене вышедшего из строя старого насоса на новый, я обнаружил, что мои старые фитинги впускного и выпускного порта не подходят к новому насосу. Какое удивление узнать, что 30-минутная установка растянется на недельный поиск подходящей арматуры.

В конце концов, чтобы внести изменения, у меня был нежеланный выбор — приобрести специальные фитинги для насоса Weatherhead или Lycoming с уплотнительными кольцами (см. Рис. 1).

Если установлен правильный топливный насос с приводом от двигателя, он будет откачивать (перекачивать) больше топлива, чем требуется вашему двигателю. . . Фактически насос должен обеспечивать минимальный расход топлива 125% от необходимого для максимальной взлетной мощности. Эта избыточная мощность не будет проблемой при работе вашего двигателя, поскольку внутренний предохранительный клапан, настроенный на заводе для подачи топлива с правильным давлением для конкретного карбюратора или топливной форсунки, предотвращает развитие чрезмерного давления топлива на входе топлива. .

Мне известен случай, когда строитель не мог поддерживать мощность крейсерского двигателя, если его электрический подкачивающий насос не был включен и не работал. Многие умные люди были озадачены этой проблемой, пока кто-то не обнаружил очевидное — насос с приводом от двигателя был не того типа и недостаточно велик, чтобы питать этот двигатель с впрыском топлива без помощи вспомогательного насоса.

При покупке нового насоса убедитесь, что у него правильный номер детали для вашего двигателя. Также проверьте, какой тип фитингов вам понадобится.Их обычно трудно найти.

Топливные насосы с приводом от двигателя достигли замечательного рекорда надежности, но они терпят неудачу. Чаще всего происходит разрыв диафрагмы, и топливо выливается из сливной линии. Я считаю, что такая неудача чаще всего является результатом возраста, а не материальной нехватки.

Если ваш двигатель хорошо используется, и в журнале его работы не упоминается топливный насос с приводом от двигателя, считайте, что топливный насос работает в течение определенного времени и требует замены.

Просто имейте это в виду. Неисправный топливный насос с приводом от двигателя может создать серьезную опасность возгорания, если диафрагма разорвется и если вентиляционное отверстие не подключено к линии, проложенной от горячих выхлопных труб к безопасному месту за бортом. Кроме того, двигатель больше не запускается. . . не обошлось и без резервного топливного насоса.

Такой вспомогательный насос может поддерживать работу вашего двигателя даже при отказавшем насосе с приводом от двигателя. Это возможно, потому что топливные насосы с приводом от двигателя переменного тока (а также насосы Томпсона и Ромека) имеют внутренний перепускной клапан, который позволяет топливу течь через насос с приводом от двигателя даже после того, как он вышел из строя.Без этого условия установка и использование резервного насоса были бы очень сложными.

Опции резервного насоса
Резервный насос под любым другим названием может быть вспомогательным насосом, подкачивающим насосом, электронасосом или даже качающимся насосом. Все они служат одной цели — помогать насосу с приводом от двигателя или, в крайних случаях, полностью выполнять его функции.

Вспомогательный топливный насос обычно приводится в действие автономным электродвигателем, который управляется переключателем на приборной панели.

Вспомогательный или подкачивающий насос может использоваться для ряда важных функций, например:

1. Прокачка двигателя с впрыском топлива перед запуском.

2. Восстановление подачи топлива в двигатель каждый раз, когда насос с приводом от двигателя выходит из строя или не может поддерживать достаточный поток топлива.

3. Используется для подавления склонности к парообразованию, особенно на высоте более 10 000 футов.

4. Помощь в перезапуске двигателя после того, как парень, управляющий вашим самолетом, позволил одному из ваших топливных баков иссякнуть.

5. Использование подкачивающего насоса в качестве меры предосторожности при взлете и посадке.

Резервный насос, если он установлен, обычно устанавливается в линию (последовательно) с насосом с приводом от двигателя (см. Рисунок 4).

А теперь послушайте это, амиго. Для такой установки подкачивающий насос ДОЛЖЕН иметь внутренний перепускной клапан, который позволит топливу проходить через подкачивающий насос независимо от того, включен он или нет.

Если вы установите электрический подкачивающий насос без внутреннего перепускного клапана последовательно с насосом, приводимым в действие двигателем, каждый раз, когда вы выключаете этот подкачивающий насос, весь поток топлива к насосу с приводом от двигателя будет заблокирован.Другими словами, двигатель остановится, потому что топливо не может проходить через подкачивающий насос этого типа, если вы не оставите его включенным.

Многие небольшие электронасосы низкого давления, используемые строителями для двигателей с карбюратором, не имеют внутренних перепускных клапанов. Эти насосы, если они установлены в дополнение к насосу с приводом от двигателя, должны устанавливаться параллельно с насосом двигателя. В зависимости от установки, параллельная система может также потребовать включения одного или нескольких обратных клапанов с обратным ходом, чтобы гарантировать, что топливо течет только к двигателю и не утекает обратно в бак при работающем электронасосе.В любом случае параллельная система всегда будет сложнее, чем встроенная установка (см. Рисунок 2).

Качающийся насос
Пилоты спортивного пилотажа предпочитают свой резервный топливный насос классическим качающимся насосом. Его основные функции, такие как помощь в запуске двигателя и поддержание давления топлива по запросу, аналогичны вспомогательному электрическому насосу, за исключением того, что он управляется вручную пилотом. . . и не требует никакой электрической системы.

Установка качающегося насоса аналогична установке любого из других подкачивающих насосов с внутренним байпасом.То есть его тоже можно установить последовательно в основной топливопровод к двигателю (см. Рисунок 3).

Старые излишки воблерных насосов серии D времен Второй мировой войны становятся дефицитными, и их заменяет новый превосходный ручной топливный насос Christen.

Установка ручного топливного насоса Christen намного легче и содержит топливный клапан, топливный фильтр и топливный насос, упакованные в единый компактный блок. Если вы снаряжаете свой самолет для фигур высшего пилотажа, несомненно, это лучший вариант.

Проблемы с паром
Защитите свою топливную систему от чрезмерного воздействия тепла двигателя, и вы в значительной степени снизите вероятность возникновения проблем с паровыми пробками.

Это нелегко сделать, потому что моторный отсек, в котором находится большинство компонентов вашей топливной системы, мало чем отличается от горячего ящика или печи. Кроме того, насос с приводом от двигателя забирает дополнительное тепло от своего физического крепления к двигателю. Как следствие, топливный насос может стать достаточно горячим для просачивания топлива.

Некоторые производители, а также многие строители значительно уменьшают нагрев, заключая топливный насос с приводом от двигателя в алюминиевый кожух, открытый снизу. Воздуховод от задней перегородки двигателя охлаждает воздух в отверстие в кожухе для охлаждения насоса.

Другие меры, которые могут быть предприняты, включают закрытие всех гибких трубопроводов «пожарными рукавами», не столько для защиты мелких частиц от пожара в моторном отсеке, сколько для их некоторой защиты от жары в моторном отсеке.По той же причине часто устанавливают и газосборник с металлическим кожухом вокруг него.

В зависимости от типа установленного оборудования, линия возврата паров обратно в топливные баки) может использоваться с системой топливных форсунок с непрерывным потоком (см. Рисунок 3).

Для двигателей с меньшим объемом впрыска топлива основным средством борьбы с тенденцией к образованию паровых пробок является включение подкачивающего насоса для обеспечения положительного потока холодного топлива через систему.

Я уверен, что, как серьезный строитель, вы понимаете, что мы коснулись только наиболее важных основных элементов системы топливного насоса, и что ваша собственная установка должна быть произведена в соответствии с вашим самолетом — двигатель и устройство для измерения расхода топлива. (топливная форсунка или карбюратор) — и какие компоненты вы собираетесь установить.

.