Принцип работы бензонасоса – Электрический топливный насос и его устройство. Блог › Все о бензонасосе, принцип работы и виды неисправности

типы, устройство и принцип работы

Не существует бензинового двигателя, которому бы не понадобился бензонасос. И неважно, идет речь о современных суперкарах или стареньких карбюраторных трудягах – хороший насос нужен всем.

Единственная задача, которую выполняет насос в бензиновых автомобилях – подача непрерывного потока бензина на форсунки или карбюратор. С ней вполне справляются электрические насосы низкого давления, у которых достаточно простая конструкция и невысокая цена. Устройство, принцип работы и основные возможные поломки бензонасоса мы рассмотрим в этой статье.

Типы, устройство и принцип работы бензонасосов

В бензиновых двигателях используются так называемые насосы низкого давления, которые качают топливо под напором от 3 до 6 бар. Этого вполне достаточно даже для мощного двигателя.

Типы бензонасосов определяются типом привода – механический или электрический, а также месторасположением насоса – внутри бензобака или снаружи. Нужно сразу отметить, что львиную долю рынка сегодня занимают электрические погружные модели. Рассмотрим различные типы бензонасосов.

1. Механический (вакуумный)
Это уже устаревшая конструкция, которую чаще можно встретить как вспомогательный насос на дизельных двигателях. На бензиновых автомобилях механические бензонасосы остались только в паре с карбюратором, и то уже нечасто.

Устройство механического (вакуумного) бензонасоса

Устройство представляет собой насос, основным рабочим элементом которого является мембрана. Кулачковый механизм поднимает и опускает мембрану, в результате чего в рабочей камере попеременно понижается и повышается давление. На фазе разрежения бензин поступает в рабочую камеру через входной патрубок, в это время клапан на выходном патрубке закрыт. На фазе сжатия клапан на входном патрубке перекрывается, на выходном открывается и давление выталкивает бензин в топливную магистраль.

За счет того, что привод на бензонасос идет от коленвала двигателя, его производительность напрямую зависит от частоты оборотов. Чем выше скорость, тем больше топлива нужно и тем больше его даст насос. Такая схема работы не требует дополнительной регулировки.

2. Электрический
Это уже более продвинутый тип бензонасоса. Он представляет собой моторчик, который приводит в действие насосный механизм. Для простоты конструкции в электробензонасоса не регулируется производительность, он всё время работает с одной и той же скоростью. Если двигатель не требует столько топлива, сколько дает насос, излишек сливается обратно в бензобак через возвратный патрубок. Чем проще – тем лучше!

Электронасосы классифицируются по внутренней конструкции, месту размещения и способу монтажа в корпусе.

2.1. Шестеренный

Схема работы шестеренчатого эксцентрикового бензонасоса

Для электронасосов используется конструкция с внутренним зацеплением шестерен. Эксцентриковый ротор вращается в рабочей камере, создавая попеременно участки с пониженным и повышенным давлением. Бензин поступает в камеру при разрежении (когда ротор максимально отходит от впускного канала), затем перемещается к выпускному каналу и выталкивается в него.

2.2. Роликовый

Схема работы роликового бензонасоса

Конструкция по своему принципу похожа на шестеренную, но вместо зубчатого колеса в круглой рабочей камере вращается круглый ротор с роликами по периметру. Поступающий бензин захватывается ротором при вращении, перемещается к выпускному каналу и выталкивается в него. Конструкция немного напоминает шиберные насосы, но вместо скользящих пластинок используются катящиеся ролики.

2.3. Центробежный

Схема работы центробежного (турбинного) бензонасоса

Нагнетание бензина происходит с помощью вращающейся крыльчатки особой формы, которая выталкивает бензин в топливную магистраль за счет центробежной силы. Такая конструкция используется чаще всего в современных электронасосах.

2.4. Вакуумный
Это электробензонасос первого поколения, который по конструкции похож на механический, с той лишь разницей, что приводится в движение от электрического моторчика, а не ДВС автомобиля.

2.5. Плунжерный

Принцип действия типового плунжерного бензонасоса

Редкая конструкция с поршневой (плунжерной) системой подачи бензина. При движении плунжер попеременно открывает и закрывает впускное и выпускное отверстие, благодаря чему идет накачка бензина. Сегодня эта конструкция практически не используется для бензиновых автомобилей.

3. Выносной
Выносным называют насос, который находиться не в бензобаке, а где-либо на топливной магистрали. Довольно редкая компоновка, поскольку автопроизводители предпочитают ставить насос прямо в бак и не иметь с ним проблем.  У выносных насосов самая частая болезнь – перегрев. Возможно, именно это вынудило инженеров искать способы их охлаждения.

4. Погружной

Типовая схема системы питания авто с погружным бензонасосом

Пожалуй, самое удачное решение – поместить бензонасос прямо в бензобак. Так он лучше охлаждается, нет лишних патрубков, есть место для установки фильтра первичной очистки. К тому же бензин предохраняет электропроводку от короткого замыкания – он отличный изолятор.

Признаки неисправности, их причины

1. Чаще всего бензонасосы страдают от перегрева. Даже 10 минут работы без правильного охлаждения могут привести к поломке моторчика насоса.
2. Второй враг – вода и грязь. В бензобаке собирается конденсат, который затем попадает в бензин и вызывает коррозию и самого бака, и корпуса бензонасоса.
3. Повредить насос могут и механические примеси. Как правило, в комплекте с ним идет сетчатый топливный фильтр, который можно промывать и снова использовать. Но если внутрь корпуса начнут проникать крупинки ржавчины и другие грубые частички, они быстро выведут из строя механизм.
4. Наконец, где электричество – там и проблема с проводкой. Провода электронасосов страдают от вибрации, перетираются и переламываются.

Основные признаки неисправности – либо полный отказ насоса, либо некорректная подача топлива, из-за чего двигатель начинает работать неровно, а бензонасос не срабатывает. Если на разгоне вдруг пропадает мощность или то же происходит при перевозке грузов, не заводится двигатель или заводится с трудом, неровно работает, это может быть следствием того, что насос вышел из строя.

Как проверить бензонасос?

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

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

Ниже коротенькое видео-инструкция по проверке давления бензонасоса.

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

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

Устройство электробензонасоса — как он качает бензин?

Представьте себе такую ситуацию: вы проспали, спешите на работу или дети опаздывают в школу. Итак, вы быстро допиваете еще очень горячий кофе, впопыхах берете ключи и плащ и мчитесь к автомобилю чтобы его прогреть. Пробуете его завести, а он никак не реагирует на ваши действия. Вы стараетесь еще раз, и еще, собираете всю волю в кулак, и пробуете в «последний третий раз», но вскоре понимаете, что сегодня таки не ваш день. Вот это и называется законом подлости, или, возможно, неисправностью электробензонасоса?

Как так? Присмотритесь к одометру в вашем автомобиле: если он показывает 80 000 км, а тем более 170 000 км, причина того, что ваш автомобиль не заводится очевидна. Скорее всего, в бензонасос больше не проводится транспортировка горючего под достаточными показателями давления. Также, очень часто водители жалуются на то, что автомобиль постоянно глохнет на пол пути, или же уровень мощности двигателя при эксплуатации желает лучшего. Причина в недостаточности давления в топливном насосе.

Как ни крути, но такая, казалось бы небольшая деталь как бензонасос, способна предугадать ход работы целого двигателя. Поэтому, каждому автолюбителю необходимо знать из чего он собственно состоит и по какому принципу он работает. Так как наука и технологии стремительно идут вперед, и наряду с механическими бензонасосами, на сегодня, повсеместно в топливные баки устанавливают бензонасосы с электроприводом, мы тоже не будем отставать и расскажем о конструкции и принципе работы именно электробензонасоса. Итак, что это и «с чем его едят»? Давайте посмотрим.

1. Назначение электробензонасоса

Ни для кого не секрет, что на сегодня весь современный автомобильный транспорт комплектуется двумя видами насосов: механическим и электрическим. Главным отличием первого от второго является сфера использования бензонасоса. Так, механический топливный насос принято использовать в автомобилях карбюраторного типа. Именно здесь производится подача бензина в карбюратор под низким давлением. Электрическим бензонасосом комплектуют автомобили с топливными системами непосредственно инжекторного типа, где бензин подается под давлением. В чем же предназначение электробензонасоса?

Если говорить в целом, электробензонасос является достаточно сложным по конструкции и функциям узел автомобиля. Его функции идентичны работе диафрагменного или плунжерного насоса. Что же он делает? Электробензонасос используется для подачи топлива к форсункам по топливопроводам. Как известно каждому автолюбителю, нормальная работа форсунок в автомобиле напрямую зависит от создания в топливной системе определенного давления. Исходя из этого, конструкторы автомобилей успели предусмотреть работу электробензонасоса еще до запуска двигателя.

Если кратко говорить о построении электробензонасоса, то можно сказать, что он состоит из электрического двигателя и, конечно же, механического насоса (может быть разный: роликовый, вихревой, шестеренчатый, а также турбинный). Сам электробензонасос не имеет отдельной системы смазки, так как он и без того постоянно находится в топливе, поэтому топливо самостоятельно является для такого вида бензонасоса и охлаждающей жидкостью и жидкостью для смазки узла. Местонахождение электробензонасоса определяется маркой автомобиля.

Бензонасос на электрической тяге может быть установлен как внутри бака, так и снаружи бака прямиком возле него. Если говорить о работоспособности электробензонасоса, следует отметить, что, в среднем, он может прокачать где-то 1-2 литра в минуту. Такая работа возможна при давлении в 2,5-5 атмосфер. Выравнивание рабочего давления до необходимого продуктивного показателя можно воспользовавшись специальным регулятором в топливной реке.

Если говорить о поломках, то можно сказать что они бывают двух типов: механические и электрические. Как показывает практика, последние случаются довольно редко. Если пробег вашего автомобиля равен 150 тысячам, единственное что может выйти из строя так это щетка или коллектор электромотора.

Как правило, электрические насосы, в отличии от механических, которые крепят с внешней стороны топливного бака, устанавливаются на внутренней его стороне. Бывают и такие модели автомобилей, которые используют и два бензонасоса. Один выполняет свои функции на довольно больших объемах под малым давлением, непосредственно внутри бака, а другой эксплуатируется на незначительных объемах под большим давлением, на самом двигателе или вовсе около него. Как правило, под малым давлением работают именно механические бензонасосы. Теперь давайте поподробнее рассмотрим принцип работы электрического бензонасоса.

2. Как работает электробензонасос

Если говорить в общем, электрический бензонасос проделывает проталкивание бензина в двигатель. Если брать во внимание старинные автомобили, на таковых бензонасос работает с неизменимой скоростью. Напротив, скорость работы топливного насоса в современных автомобилях напрямую зависит от требований двигателя.

Как правило, контроль над всей работой электрического бензонасоса производится электронной системой автомобиля, которая помимо положения дросселя и содержания выхлопов принимает во внимание и соотношение воздуха к горючему. Исходя из того факта, что электробензонасосы предназначены для работы под давлением, они склонны быстро нагреваться и издавать шум. Собственно поэтому их и помещают в топливный бак, так как бензин способен охладить топливный насос и , к тому же, заглушить все существующие шумы.

Как правило, электрический бензонасос от того и электрический, что его запускают с помощью электродвигателя. В то время как вы включаете зажигание поворачивая замок на включение, именно в этот момент из бортового компьютера исходит сигнал на запуск бензонасоса. Затем к топливному насосу поступает электрический заряд. Движок, который находится внутри насоса на протяжении нескольких секунд вращается и при этом работает над созданием в топливной системе нужного давления. Важным является тот факт, что если в компьютер на протяжении двух секунд не поступает сигнал о работе двигателя, в таком случае насос производит автоматическое выключения. Данная операция проводится с целью безопасности.

Именно в эти первые секунды после того, как двигатель запустился можно услышать как же работает топливный насос. После запуска, происходит засасывание горючего через трубочку прямиком в насос, которое после этого выводится из топливного насоса посредством одностороннего клапана. После этого горючее попадает в топливный фильтр, выполняющий функции задерживания мусора и прочей грязи, а потом уже поступает непосредственно в сам двигатель.

Работа топливного насоса напрямую зависит от работы двигателя, поэтому если двигатель не работает, не будет работать и электробензонасос. Как мы уже говорили, неисправности электрического характера случаются довольно редко. Намного чаще можно наблюдать износ нагнетающей части. Как показывает практика, причиной такой поломки являются присутствующие в горючем разнообразные механические примеси, которые могут абразивно действовать на трущиеся поверхности насоса. Такие примеси могут более всего навредить в том случае, когда топливный бак почти пуст. На значительную потерю давления может повлиять загрязнение сетки топливоприемника, а также несвоевременная замена фильтра тонкой очистки топлива. Диагностировать поломку можно общепринятым способом используя манометр давления в топливной системе, именно в тот момент, когда двигатель находится в рабочем состоянии.

Важно помнить, что если вы хотите заменить топливный фильтр, вам нужно помнить, что замена должна производиться непосредственно перед самой проверкой, для того, чтобы предотвратить возможные искажения в показаниях манометра. Если вы обнаружили, что отметка показывает низкое давление, специалисты советуют провести проверку, а возможно и очистку сетки топливоприемника.

Если после проделанных операций давление будет по-прежнему ниже двух атмосфер, вам нужно провести замену электробензонасоса. Полностью проделать такую операцию в домашних условиях и без участия специалистов невозможно. Единственное что вы сможете сделать, так это проверить электрическую часть насоса. Как правило, исправно работающий электродвигатель издает звуки, похожие на жужжание при включенном зажигании.

Не лишним было бы отметить, что именно при работе механической части электробензонасоса и достигается давление в системе. Важно помнить, что неисправный электробензонасос по сути не подлежит ремонту на СТО, техцентры могут произвести разве что его замену. Все же, некоторым сервисам удается успешно отреставрировать топливный насос. К слову, цена на новый насос составляет одну третью всего узла.

Многие задаются вопросом, как же продлить работоспособность топливного насоса. Во-первых, нужно всегда следить, чтобы в баке постоянно было топливо нормального качества и, желательно, заполняло бак на не менее две трети объема. Конечно, в идеале бак должен всегда быть полным. На сегодня, современные автомобили используют плоские баки, поэтому даже 10-15 литров при маневрах могут оголить насос в значительной степени. Это грозит насосу тем, что он будет захватывать воздух, а в процессе эксплуатации это крайне нежелательно. Если же в зимнюю пору, бак будет недостаточно наполнен, то по большое вероятности в нем образуется конденсат. Специалисты советуют особенно тщательно подойти к этой проблеме, которая может доставить много неудобств.

Наиболее распространенными «вредителями» электробензонасоса являются, как мы уже говорили, механические примеси. Бороться с ними можно и нужно. Во-первых, можно заправляться на АЗС в канистру, а уже после этого заливать топливо в бак, используя дополнительный фильтр. Данный способ борьбы с механическими примесями является достаточно эффективным, но крайне неудобным.

Также можно использовать специальные насадки, в основу которых идут различные спирты, которые могут выводить из бака воду. Но как ни крути, механические способы на сегодня являются наиболее эффективными и надежными.

3. Из чего состоит электробензонасос

Если говорить в общем о конструкции любого электробензонасоса, можно сказать что он состоит из двух очень важных узлов, а именно из электродвигателя постоянного тока, а также гидронагнетателя. Оба узла объедены в одном корпусе и соединённые между собой механически. Узел гидронагнетателя включает в себя предохранительный клапан для сброса лишнего давления, а также обратный клапан, который находится на выходе самого бензонасоса (возможно и размещение и за его пределами).

Последний способен воспрепятствовать сливу топлива из магистрали в бензиновый бак. Также за его участия происходит сохранение давления в магистрали при выключении данного бензонасоса. Сам гидронагнетатель по принципу действия принято делить на центробежный и объёмный. Первый бывает турбинным, нагнетающая деталь которого напоминает крыльчатку с большим количеством лопастей, а второй бывает шестеренчатым и роликовым.

Поскольку электробензонасос представляет собой начало подачи топливной системы, как правило, на его работу воздействуют все предшествующие узлы, посредством которых он систематически прокачивает топливо. Исходя из этого, при какой-либо диагностике бензонасоса вам нужно будет принять во внимание все особенности схемы построения топливоподачи, а также воздействие отдельных узлов на всю работу электробензонасоса.

Итак, система подачи топлива может строиться исходя из двух схем. Первой является «короткое» топливное кольцо (возврат топлива в бак от начала топливной системы), вторая идет по «длинному» кольцу (возврат неиспользованного топлива форсунками в бак от места их установки).

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

где находится и как работает, описание и назначение устройства

Двигатель большинства современных автомобилей находится выше уровня бензобака, что исключает поступление топлива «самотеком» и вынуждает перекачивать его принудительно. Более того, для нормальной работы силового агрегата необходимо создать приличное давление в системе. Для этого и установлен на автомобиле топливный насос. За последние несколько десятилетий он не только изменился конструктивно, но и поменял свое местоположение. Поэтому нелишним будет напомнить, где находится бензонасос, его устройство и принцип работы.

Карбюраторный двигатель

Сначала несколько слов об известном всем механическом бензонасосе. Он качает топливо в автомобилях с карбюратором. Ключевым элементом является мембрана, которая, совершая поступательные движения вверх и вниз, обеспечивает доставку топлива от бака к карбюратору. В конструкции предусмотрена система клапанов, благодаря которым обеспечивается закачка бензина и предотвращается его возврат в топливную магистраль.

Движение механических частей осуществляется непосредственно от самого двигателя, для этого там, где находится бензонасос, в блоке цилиндров предусмотрен его привод. Закачка топлива может осуществляться вручную, с помощью предусмотренного рычага. Насос не требует автономной системы смазки, так как включен в общую с двигателем магистраль.

Основные неисправности

Мембрана насоса не только находится в постоянном движении, но и непрерывно контактирует с бензином. Это вызывает ее деформацию и приводит к потере эластичности. Поэтому основная причина поломки бензонасоса карбюраторного двигателя – износ диафрагмы. Чаще всего мембрана попросту рвется. Впрочем, в большинстве случаев это не приводит к большим затратам и долгому ремонту. Диафрагма стоит копейки, если речь идет об автомобилях ВАЗ, а сам насос легко снимается и ремонтируется даже начинающими автолюбителями.

Еще одной частой причиной неисправности являются клапаны. Если в жаркую погоду перестал качать бензонасос, причина точно в них. Дело в том, что место, где находится бензонасос, на тольяттинских автомобилях выбрано не очень удачно. Он греется и от блока цилиндров, и от радиатора, что приводит к появлению зазора между клапанами насоса и посадочными местами. В результате перекачка топлива прекращается.

В этом случае специалисты не рекомендуют заниматься восстановлением насоса. Несмотря на то что в продаже имеются ремкомплекты, поможет это ненадолго. Поэтому лучше поменять насос целиком.

Бензонасос инжекторного двигателя

Принудительный впрыск топлива в цилиндры предполагает наличие высокого давления в топливной системе. Использование для этого дополнительного насоса привело бы к существенному усложнению конструкции автомобиля. Поэтому пришлось полностью изменить существующий, придерживаясь при этом следующих требований:

1. Давление, создаваемое насосом, должно быть достаточным для работы форсунок.
2. Необходимость функционирования в соответствии с командами электронного блока управления.
3. Насос должен обладать большой производительностью.

Чтобы соблюсти все требования, пришлось сделать бензонасос электрическим. Это позволило решить часть проблем. Для большей эффективности пришлось поменять и местоположение.

Бензонасос инжекторного двигателя состоит из следующих элементов:

• корпус;
• обмотка статора;
• ротор с крыльчаткой;
• обратный и редукционный клапаны;
• выходной штуцер.

При описании бензонасоса нужно упомянуть о фильтре грубой очистки, так называемой сетке, которая предохраняет его составные части от попадания посторонних частиц.

Принцип работы

Электронный блок управления подает на обмотку бензонасоса напряжение 12 В. Крыльчатка начинает вращаться вместе с ротором двигателя. При этом бензин прижимается к стенкам корпуса и выдавливается из него в топливную магистраль. Далее он поступает на рампу и распределяется по форсункам. В то же время в центре вращающейся крыльчатки образуется разряжение, которое немедленно заполняется новой порцией бензина из бака.

Пока вращается двигатель, процесс непрерывно повторяется. При этом в системе устанавливается рабочее давление порядка 2,5 атм. Поддерживать его помогает редукционный клапан. Он открывается, если превышено пороговое значение. Обратный клапан предназначен для сохранения давления после выключения бензонасоса. Таков вкратце принцип работы. Теперь о том, где находится бензонасос инжекторного двигателя.

Местоположение

По целому ряду причин разместить электрический бензонасос на двигателе оказалось невозможно. В этом случае, прежде всего, нельзя обеспечить достаточную производительность, а значит, не будет выполняться одно из назначений бензонасоса — создание высокого давления. Кроме того, установка на двигателе была нужна для обеспечения механического привода, но при использовании электродвигателя необходимость в этом отпала. Поэтому конструкторы разместили бензонасос в топливном баке автомобиля.

Изменение местоположения позволило решить сразу несколько проблем:

1. Насос получился погружным. Таким образом, не приходится закачивать бензин через топливопровод, что существенно повысило давление на выходе.
2. Отпала проблема охлаждения электромотора. Тепло отводится топливом, в котором находятся обмотки бензонасоса. Дело в том, что бензин обладает очень низкой проводимостью, это позволяет электродвигателю работать при полном погружении в жидкость. Любое искрение при работе насоса полностью исключено, так что соблюдены все правила пожарной безопасности.
3. Бензин кроме основного предназначения и охлаждения выступает своеобразной шумоизоляцией. Погруженный в него электродвигатель почти не слышен в салоне автомобиля.

Охлаждение насоса бензином имеет и один существенный минус. В баке постоянно необходимо иметь резерв горючего. Если бензин закончится, что часто происходит у неопытных автолюбителей, электродвигатель, скорее всего, выйдет из строя.

Бензонасос в топливном баке — конструкция, характерная для всех инжекторных двигателей. Это остается неизменным у любого производителя. При этом место, где находится бензонасос, и то, как до него добраться, зависит от марки автомобиля. В большинстве случаев для доступа достаточно снять задние сиденья.

Схема подключения

Приличная мощность электродвигателя не позволяет запитывать бензонасос от электронного блока управления (ЭБУ). Поэтому в его цепь включены контакты промежуточного реле. Благодаря высокому сопротивлению его обмотку вполне можно подключать непосредственно к блоку управления. Сработав своими контактами, реле замыкает цепь питания электродвигателя.

Провода подключения бензонасоса проходят через весь салон автомобиля. Со временем их изоляция может перетереться, что грозит коротким замыканием. Поэтому цепь бензонасоса защищена предохранителем. Для повышения надежности его номинал немного завышен. Блок, где находится предохранитель бензонасоса, на отечественных автомобилях, как правило, вынесен отдельно от общего щитка. Это позволяет в случае неисправности быстро его отыскать.

Характерные неисправности

Электрический бензонасос обладает высокой надежностью и редко выходит из строя. Все отказы, как правило, связаны с неаккуратностью владельца в эксплуатации и обслуживании. Наиболее частыми неисправностями являются:

1. Низкое давление на рампе. Чаще всего причиной является несвоевременная замена фильтра тонкой очистки. Иногда забивается сетка на самом бензонасосе. В этом случае придется ее снимать и чистить.
2. Автомобиль плохо заводится после длительной стоянки. Причина — постепенное падение давления в системе. Виноват в этом обратный клапан бензонасоса.
3. Неисправность предохранителя. В этом случае при повороте ключа не слышно работы бензонасоса и щелчка его реле. Причиной может стать также повреждение ЭБУ. Чтобы выяснить это точно, необходимо открыть блок, где находится предохранитель и реле бензонасоса. Для проверки потребуется контрольная лампа, пробник или тестер. Необходимо проконтролировать напряжение с одной и другой стороны предохранителя. Зажигание должно быть включено. Если напряжения нет нигде, значит, неисправен ЭБУ или проводка от него до предохранителя. Дальнейшую диагностику в этом случае лучше доверить специалистам. Когда контрольная лампа загорается на одном из контактов, нужно поменять предохранитель.
4. Неисправность реле.
5. Выход из строя бензонасоса из-за отсутствия в баке бензина.

Качество топлива

Кроме несоблюдения периодичности обслуживания еще одной частой причиной, которая приводит к неисправности бензонасоса, является бензин. Не на всех АЗС его качество одинаковое. На некоторых из них нарушаются правила транспортировки и хранения. В результате систематических заправок на таких АЗС в баке скапливается большое количество посторонних частиц, которые забивают сетку бензонасоса.

Это проявляется потерей мощности двигателя, рывками машины при движении и, как ни странно, перерасходом топлива. Приходится снимать бензонасос и проводить его обслуживание. Если этого не сделать, то ездить на машине станет невозможно, топливо просто перестанет поступать к форсункам. Причина этого хорошо видна на фото бензонасоса с забитой сеткой.

Заключение

Электрический бензонасос очень надежен и не нуждается в обслуживании. Для его надежной работы важно своевременно менять фильтр тонкой очистки и заправляться только на проверенных АЗС. Кроме того, в баке обязательно должен оставаться небольшой резерв бензина. Сухой бак — самая частая причина покупки нового бензонасоса.

Устройство топливного насоса

Работа двигателей внутреннего сгорания, использующихся на самых разных видах транспорта и техники, основана на сгорании топливо-воздушной смеси и выделяемой в результате этого процесса энергии. Но для того, чтобы силовая установка функционировала, топливо должно подаваться порционно в строго определенные моменты. И задача эта лежит на системе питания, входящей в конструкцию мотора.

Системы подачи топлива двигателей состоят из ряда составных элементов, у каждого из которых своя задача. Одни из них фильтруют топливо, удаляя из него загрязняющие элементы, другие осуществляют дозировку и подачу его во впускной коллектор или непосредственно в цилиндр. Все эти элементы выполняют свою функцию с топливом, которое к ним еще нужно подать. И это обеспечивают используемые в конструкциях систем топливные насосы.

Насос в сборе

Как и у любого жидкостного насоса, задача узла, используемого в конструкции мотора – закачка топлива в систему. Причем практически везде нужно, чтобы оно подавалось под определенным давлением.

Типы топливных насосов

В разных типах моторов используются свои виды топливных насосов. Но в целом, все их можно разделить на две категории – низкого и высокого давления. Использование того или иного узла зависит от конструктивных особенностей и принципа работы силовой установки.

Так, у бензиновых моторов, поскольку воспламеняемость бензина значительно выше дизельного топлива, и при этом загорается топливо-воздушная смесь от стороннего источника, то высокого давления в системе не требуется. Поэтому в конструкции используются насосы низкого давления.

Насос бензинового двигателя

Но стоит отметить, что в инжекторных бензиновых системах последнего поколения, топливо подается прямо в цилиндр (непосредственный впрыск), поэтому бензин должен подаваться уже под высоким давлением.

Что касается дизелей, то у них смесь загорается от воздействия давления в цилиндре и температуры. К тому же само топливо имеет непосредственный впрыск в камеры сгорания, поэтому, чтобы форсунка смогла его впрыснуть, нужно значительное давление. И для этого в конструкции используется насос высокого давления (ТНВД). Но отметим, что без использования насоса низкого давления в конструкции системы питания не обошлось, поскольку сам ТНВД не может закачивать топливо, ведь в его задачу входит только сжатие и подача на форсунки.

Все используемые насосы на силовых установках разных типов можно также разделить на механические и электрические. В первом случае узел работает от силовой установки (используется шестеренчатый привод или от кулачков вала). Что касается электрических, то они в действие приводятся от своего электродвигателя.

Если более конкретно, то на бензиновых моторах системы питания используют только насосы низкого давления. И лишь в инжекторе с непосредственным впрыском имеется ТНВД. При этом в карбюраторных моделях этот узел имел механический привод, а вот в инжекторных используется электрические элементы.

Механический бензонасос

В дизелях же применяется два типа насосов – низкого давления, который закачивает топливо, и высокого давления – сжимающий дизтопливо перед тем, как оно поступит на форсунки.

Топливоподкачивающий насос дизеля обычно имеет механический привод, хотя встречаются и электрические модели. Что касается ТНВД, то он в работу приводится от силовой установки.

Разница в создаваемом давлении насосов низкого и высокого давления очень разительна. Так, для работы инжекторной системы питания достаточно всего 2,0-2,5 Бар. Но это рабочий диапазон давления самого инжектора. Качающий топливо узел же, как обычно, обеспечивает его немного с избытком. Так, давление топливного насоса инжектора варьируется от 3,0 до 7,0 Бар (зависит от типа и состояния элемента). Что касается карбюраторных систем, то там бензин подается практически без давления.

А вот в дизелях для подачи топлива нужно очень высокое давление. Если взять систему Common Rail последнего поколения, то в контуре «ТНВД-форсунка» давления дизтоплива может достигать 2200 Бар. Поэтому насос и работает от силовой установки, поскольку для функционирования его требуется достаточно много энергии, а ставить мощный электродвигатель не целесообразно.

Естественно, рабочие параметры и создаваемое давление сказываются на конструкции этих узлов.

Виды бензонасосов, их особенности

Разбирать устройство бензонасоса карбюраторного двигателя не будем, поскольку такая система питания уже не используется, да и конструктивно он очень прост, и ничего особого в нем нет. А вот электрический бензонасос инжектора следует рассмотреть подробнее.

Стоит отметить, что на разных машинах используются разные виды топливных насосов, отличающиеся по конструкции. Но в любом случае узел делится на две составляющие – механическую, которая и обеспечивает закачку топлива, и электрическую, приводящую в действие первую часть.

На инжекторных автомобилях могут использоваться насосы:

• Вакуумные;
• Роликовые;
• Шестеренчатые;
• Центробежные;

Насосы роторного типа

И разница между ними, в основном, сводится к механической части. И только устройство топливного насоса вакуумного типа полностью отличается.

Вакуумный

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

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

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

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

Роликовый

Что касается остальных видов, то у них электрическая часть, в принципе, идентична и представляет собой обычный электродвигатель постоянного тока, работающий от сети 12 В. А вот механические части – разные.

Роликовый топливный насос

В роликовом типе насоса рабочими элементами являются ротор с проделанными пазами, в которые установлены ролики. Эта конструкция помещена в корпус с внутренней полостью сложной формы, имеющая камеры (впускную и выпускную, сделанные в виде проточек и соединенные с подающей и выпускной магистралями). Суть работы сводится к тому, что ролики просто перегоняют бензин с одной камеры во вторую.

Шестеренчатый

В шестеренчатом типе используется две шестеренки, установленные одна в другую. Внутренняя шестерня – меньше по размеру, и движется по траектории эксцентрика. Благодаря этому между шестернями имеется камера, в которой и осуществляется захват топлива из подающего канала и перекачка его в выпускной канал.

Шестеренчатый насос

Центробежный тип

Роликовый и шестеренчатый типы электробензонасосов – менее распространены, чем центробежные, они же – турбинные.

Центробежный насос

Устройство топливного насоса такого типа включает в себя крыльчатку с большим количеством лопастей. При вращении эта турбина создает завихрения бензина, что обеспечивает его всасывание в насос и дальнейшее выталкивание в магистраль.

Мы рассмотрели устройство топливных насосов немного упрощенно. Ведь в их конструкции имеются дополнительно впускные и редукционные клапаны, в задачу которых входит подача топлива только в одном направлении. То есть, бензин, попавший в насос, вернуться в бак уже сможет только по обратной магистрали, пройдя через все составные элементы системы питания. Также в задачу одного из клапанов входит запирание и прекращение закачки при определенных условиях.

Турбинный насос

Что касается насосов высокого давления, используемых в дизельных моторах, то там принцип действия кардинально отличается, и подробно о таких узлах системы питания узнать можно здесь.

Устройство механического и электрического бензонасоса

Мы продолжаем наш цикл статей об устройстве топливной системы автомобиля. Сегодня речь пойдет о топливном насосе бензинового двигателя.

Читайте в этой статье

Механический и электрический бензонасос

Бензонасос представляет собой важнейший элемент топливной системы. Главной его задачей становится доставка горючего из топливного бака в задней части автомобиля к системе дозированной подачи в подкапотном пространстве. Такой системой считается карбюратор или инжектор. Бензонасос может быть представлен как механической конструкцией, так и электрическим бензонасосом.

Бензонасосы механического типа нашли свое применение в  автомобилях с карбюратором и обеспечивают подачу топлива под невысоким давлением. Электрические бензонасосы  применяются в авто с инжектором, так как отвечают за подачу  топлива под высоким давлением и поддерживают  рабочее давление в системе.

Механический бензонасос закреплен снаружи топливного бака или вблизи карбюратора, так как нет необходимости в создании высокого давления в системе топливоподачи.  Электрический бензонасос обязательно  находится внутри топливопровода  или резервуара с горючим.

Существует также схема установки сразу двух бензонасосов. Один бензонасос установлен в баке и работает с большими объемами топлива, прокачивая его под низким давлением. Другой бензонасос работает с малым объемом горючего и создает высокое давление перед системой впрыска. Такой насос имеет название топливный насос высокого давления. Его зачастую располагают в подкапотном пространстве вблизи силовой установки или прямо на ней.

Стоит отметить, что карбюраторные двигатели считаются устаревшими, давно уступив место более производительным, экономичным и экологичным инжекторным ДВС. Существует ряд моделей, где электрический насос находится под контролем ЭБУ. Система учитывает  положение дроссельной заслонки, качество топливно-воздушной смеси и состав выхлопа, тем самым параллельно корректируя работу бензонасоса.

Электрические бензонасосы самого современного типа в процессе поддержания высокого давления демонстрируют излишние шумы при работе и склонны к быстрому нагреву. Это обусловило место их расположения именно в топливном баке. Горючее охлаждает сам бензонасос, а стенки бензобака  значительно поглощают шум от работы устройства.

Конструкция механического насоса

Механический бензонасос состоит из:

• крышки;
• сетчатого фильтра;
• верхней части корпуса;
• тарелки верхней;
• рабочих диафрагм;
• дистанционных проставок;
• предохранительной диафрагмы;
• тарелки нижней;
• штока;
• возвратной пружины;
• нижней части корпуса;
• рычага для ручной подкачки;

Данная конструкция образует камеру, которая имеет впускные и выпускные клапаны. Указанные клапаны  находятся в верхней части корпуса механического бензонасоса. Такие клапаны являются  текстолитовыми шайбами, которые поджимаются  пружинами малого размера к латунным седлам клапана.

Принцип действия

Специальный приводной рычаг  механического бензонасоса все время осуществляет движение вверх и вниз, но диафрагма сдвигается рычагом  вниз только тогда, когда необходимо заполнение камеры топливного насоса. Диафрагма задвигается обратно вверх при помощи возвратной пружины. Так происходит процесс подачи топлива в карбюратор.

Если взглянуть на работу механического бензонасоса более внимательно, то следует учитывать небольшое различие для заднеприводных автомобилей и моделей с передним приводом. Авто с задними ведущими колесами  имеет эксцентрик, расположенный на  вале привода. Указанный элемент  оказывает воздействие на толкатель. Модели с передним приводом  имеют аналогичный эксцентрик, но он уже находится на распредвале двигателя.

Толкатель осуществляет нажатие на рычаг, а рычаг уже нажимает на балансир. Такой балансир находится в нижней части корпуса  самого бензонасоса. Балансир преодолевает сопротивление пружины и тянет вниз  шток с диафрагмами бензонасоса. Таким  способом достигается разрежение. Горючее  проходит через впускной штуцер, а впускной клапан пропускает топливо в полость над диафрагмами.

Далее эксцентрик  соскакивает с толкателя. Происходит освобождение рычага, балансира и штока с диафрагмами. Прижимная пружина  заставляет шток с диафрагмами двигаться вверх, тем самым  создавая давление в рабочей камере бензонасоса. Под образовавшимся давлением происходит закрытие впускного клапана и открытие выпускного. Через этот клапан горючее попадает в выпускной штуцер, далее продолжает движение по соединительному шлангу и проникает в поплавковую камеру карбюратора. Подробнее о карбюраторе можно узнать в статье об устройствах топливоподачи.

Если осуществлять ручную подкачку топлива на механическом бензонасосе, то рычаг подкачки на корпусе насоса через кулачок сразу оказывает воздействие на балансир и шток с диафрагмами. Толкатель в данном случае не задействуется.

Когда поплавковая камера в карбюраторе полностью заполнена, тогда игольчатый клапан больше не пропустит туда топливо, а насос будет работать в дежурном режиме. Дело заключается в том, что давление от  перемещения диафрагм в корпусе насоса все равно не способно преодолеть сопротивления игольчатого клапана.

Устройство электрического топливного насоса

Электробензонасос конструктивно в некоторых частях  напоминает по ряду элементов механический. Работает такой насос благодаря специальному сердечнику, который втягивается в электромагнитный клапан до того момента, пока не происходит отключение контактов для подачи электрического тока.

Поворот ключа в замке зажигания перед запуском является сигналом для бортового компьютера автомобиля. В бензонасос на данном этапе уже подается электрический ток. Двигатель еще не запускали, а  электродвигатель внутри бензонасоса за пару секунд уже поднимает давление в топливной системе до рабочего. Вот почему рекомендовано выждать 2-3 секунды перед тем, как начать крутить стартер и запускать мотор.

Если ЭБУ не получит сигнал об успешном запуске двигателя, тогда  бензонасос отключается в автоматическом режиме. Это сделано в целях обеспечения безопасности. Некоторые автомобили устроены так, что бензонасос включается уже в момент открытия двери водителя.

Электрический топливный насос способен  создавать давление топлива на отметке в 0,3-0,4 МПа, а в двигателях с системой непосредственного впрыска этот показатель доходит до 0,7 МПа. В данной статье мы не будем подробно говорить о топливном насосе высокого давления (ТНВД) для дизеля и бензиновых двигателей с прямым впрыском. Читайте о такой системе в соответствующем разделе сайта.

Особенностью бензинового электронасоса можно считать использование модульной системы в его конструкции. Это обусловлено его непосредственным контактом с топливом. Среди ключевых элементов насоса также находится топливозаборник, топливный фильтр и датчик, указывающий на расход топлива.

В электрическом насосе имеется диафрагма, которая движется вверх и вниз. Результатом становится то, что над диафрагмой при ходе вниз создается разрежение. Это позволяет открыться всасывающему клапану электронасоса. Через такой клапан бензин проходит через фильтр и оказывается в камере над диафрагмой.  Когда диафрагма движется вверх, тогда образующееся давление закрывает впускной клапан и открывает нагнетающий, что и проталкивает горючее дальше в систему.

Основные элементы простейшего электронасоса

Электрический бензонасос состоит из:

• камеры;
• впускного и выпускного клапана;
• диафрагмы;
• возвратной пружины;
• электромагнитного клапана;
• сердечника;
• электрических контактов;

Обратный клапан отвечает за запирание топливной системы в том случае, когда двигатель остановлен. Редукционный клапан осуществляет поддержку высокого рабочего давления в топливной системе.

Виды топливных насосов

Сегодня  существуют электронасосы различных видов, но наиболее распространенными считаются:

• роликовый;
• шестеренный;
• центробежный;

Роликовый

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

Шестеренный

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

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

Центробежный

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

Распространенные неисправности

Электрический топливный насос имеет достаточно большой ресурс, который заложен в него инженерами. Но такой ресурс становится реальным только при соблюдении ряда условий, которых в процессе эксплуатации добиться удается далеко не всегда.

Учтите, что топливный насос является далеко не самым дешевым элементом, так что будет лучше создать для работы насоса условия, максимально приближенные к идеальным. Добавим, что любому ответственному автовладельцу сделать это будет очень даже не сложно.

Главными врагами насосов являются:

1. Езда с практически пустым топливным баком;
2. Загрязненный топливный фильтр или сетка бензонасоса;

В первом случае насос плохо охлаждается по причине отсутствия должного количества топлива в баке, а также возрастает риск захватить из бака осевшую в самый низ грязь и даже воздух. Все это может послужить  поводом для сокращения ресурса и/или выхода топливного насоса из строя. Старайтесь сразу же и немедленно заправляться после загорания сигнальной лампочки, а еще лучше держите в баке не менее 5-10 литров  неприкосновенного запаса.

Второй  причиной неполадок с бензонасосом является использование грязного топлива низкого качества и несвоевременная замена фильтров. Топливному  насосу необходимо постоянно поддерживать рабочее давление. Протолкнуть топливо через забитые фильтры устройству намного сложнее, а это говорит о неизбежном возрастании нагрузки на насос и повышенном его износе.

В итоге

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

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

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

Не забывайте своевременно менять топливный фильтр и другие фильтрующие элементы топливной системы. Заправляйтесь качественным топливом на проверенных АЗС и не катайтесь на остатках топлива «до лампочки».

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

Читайте также

Электрический топливный насос и его устройство. Блог › Все о бензонасосе, принцип работы и виды неисправности

В связи с необходимостью прокачивать бензин через топливопроводы, устройства для его очистки и подавать к карбюратору, расположенному, как правило, выше уровня бензина в топливном баке, автомобили оборудуются топливными насосами .

На отечественных автомобилях с карбюраторными двигателями применяются мембранные топливные насосы с механическим приводом.

Для двухтактных двигателей с кривошипно-камерной продувкой используются мембранные насосы, работающие в результате пульсаций давления в кривошипной камере.

Топливный насос с электрическим приводом

Автомобили в специальном исполнении с аппаратурой для впрыскивания бензина оснащены топливными насосами с электроприводом, устанавливаемыми около топливного бака или непосредственно в топливном баке (насосы погружного типа).

Условия работы автомобильных топливных насосов характеризуются чрезвычайно большим диапазоном изменения подачи топлива от нулевого (на принудительном холостом ходу) до максимального значения на режиме полных нагрузок и во время заполнения поплавковой камеры после длительной стоянки.

Во избежание переполнения или осушения поплавковой камеры карбюратора топливный насос должен автоматически менять подачу в точном соответствии с потреблением топлива. Для выполнения указанного требования в приводе мембраны имеется односторонняя жесткая связь механизма привода и штока мембраны , служащая только для осуществления хода всасывания. Ход нагнетания осуществляется в результате действия пружины, характеристика которой с учетом диаметра мембраны выбрана таким образом, чтобы давление подачи не выходило за определенные пределы.

В конструкции топливного насоса имеются пластинчатые нагнетательные и всасывающий клапаны.

На двигателях с большим объемом цилиндров часто применяются топливные насосы с двумя и более параллельно работающими клапанами с целью увеличения производительности насоса. Для предохранения клапанов от загрязнения во всасывающей полости насоса устанавливаются отстойник и сетчатые фильтры, задерживающие крупные посторонние частицы.

Насосы с механическим приводом имеют рычаг ручной подкачки. Если двигатель остановился, когда мембрана отведена в нижнее положение, необходимо повернуть коленчатый вал примерно на один оборот стартером или рукояткой.

Для предотвращения проникновения в картер двигателя топлива при повреждении мембраны выполняется дренажное отверстие, по которому проникшее через неплотности топливо сливается наружу, не попадая в картер двигателя. На топливных насосах двигателей ВАЗ, а также на унифицированных с ними насосах, имеющихся на части двигателей МеМЗ, ЗМЗ, УМЗ, кроме двухслойной основной мембраны предусмотрено наличие второй, расположенной на том же штоке. Дренажное отверстие выполнено в прокладке между мембранами.

Принцип работы топливного насоса

Топливный насос работает следующим образом. При заполнении поплавковой камеры все топливо, поступившее в насос в течение хода всасывания, выталкивается усилием пружины через нагнетательные клапаны . В этот период как на ходе всасывания, так и на ходе нагнетания головка штока мембраны не отрывается от приводного рычага . По мере повышения уровня топлива в поплавковой камере проходное сечение запорного клапана уменьшается, вызывая рост давления в полости нагнетания насоса . Когда противодавление достигнет определенной величины, составляющей в среднем для большинства насосов 0,01…0,025МПа (0,10…0,25кг/см2), пружина при ходе нагнетания вследствие сопротивления со стороны мембраны не может полностью распрямиться. В результате головка штока в конце хода нагнетания и в начале хода всасывани

Устройство и принцип работы автомобильного электрического бензонасоса

Любая система впрыска топлива, которая устанавливается на современном автомобильном двигателе внутреннего сгорания, снабжена бензонасосом с приводом от электродвигателя постоянного тока. Электрический бензонасос может быть расположен как внутри бензобака, где, в таком случае, он будет погружен в бензин, так и рядом с ним под днищем кузова автомобиля.

 

В качестве примера рассмотрим устройство и принцип работы погружного электробензонасоса производства BOSCH серии 0580254, который используется во всех модификациях системы впрыска топлива «К-Jetronic».

Рис. 1. Конструкция автомобильного электробензонасоса
1 — выходной штуцер; 2 — обратный клапан; 3 — электроклемма; 4 — коллектор; 5 — щеткодержатель с пружиной и щеткой; 6 — статорный постоянный магнит; 7 неподвижная ось для якоря электродвигателя и для ротора насоса; 8 — якорь электродвигателя; 9 — сцепная вилочка; 10 — центробежный ролик; 11 — крышка нагнетателя с выпускной щелью; 12 — статор нагнетателя с эксцентрической цилиндрической полостью; 13 — ротор нагнетателя с пятью центробежными роликами; 14- донце нагнетателя с входной щелью; 15 — входное отверстие; 16 — сетка фильтра грубой очистки топлива; 17 — выпускное отверстие; 18 — клапан сброса; 19 — выемка в днище бензобака.

 

На рис. 1 приведено схематическое изображение конструкции электробензонасоса. Его приводной частью является электродвигатель постоянного тока с двумя постоянными магнитами 6, расположенными на статоре, и с двенадцатисекционной рабочей обмоткой, намотанной на 12-пазном якоре 8. Якорь барабанного типа. Якорная обмотка петлевая, короткозамкнутая, по отношению к внешней электрической цепи, — разделена щетками на две параллельные ветви. Всего в обмотке 288 витков медного провода диаметром 0.6 мм, по 24 витка в каждой секции. Два статорных магнита создают постоянное магнитное поле В’ с полюсами N и S, которое пронизывает магнитные массы и витки якоря электродвигателя. Коллектор 4 имеет 12 ламелей, которые попарно соединены с бортовой электрической сетью напряжением 12 Вольт посредством подпружиненных щеток 5 и двух внешних электроклемм 3. Щетки к клеммам подсоединены многожильным гибким медным проводом. Клеммы выведены за пределы корпуса бензонасоса (обозначены соответственно «+» и «-») и имеют герметическое уплотнение.

Электробензонасос устанавливается на переходную площадку, посредством которой он крепится к бензобаку. При этом приемный торец электробензонасоса с сетчатым фильтром 16 грубой очистки топлива опускается точно в выемку 19 днища бензобака. Рабочее положение электробензонасоса БОШ-0580254 вертикальное.

Электродвигатель рассчитан на рабочее напряжение 12 В и в нагруженном режиме потребляет.ток до 6 А. Мощность электродвигателя примерно 80 Вт.

Принцип работы электродвигателя можно объяснить с помощью рис. 2.

На клеммы +М и -М подается напряжение 12 В от бортовой сети автомобиля через схему управления электробензонасосом. Эта схема включает электродвигатель бензонасоса в момент пуска двигателя внутреннего сгорания на 3…5 с, а во время работы двигателя автомобиля удерживает его постоянно включенным. Если двигатель внутреннего сгорания заглохнет при включенном зажигании, схема управления отключает электробензонасос от бортовой сети до следующего пуска двигателя автомобиля.

Под действием бортового напряжения 12 В по виткам рамки R якоря электродвигателя начинает протекать пусковой ток I_я. Этот ток, согласно закону Ома равный U_cR_я (где U_c — напряжение бортовой сети, R_я — омическое сопротивление обмотки якоря), вступает в электромагнитное взаимодействие с магнитным полем В’ постоянного магнита статора. Как следствие, на рамку R начинают действовать две механические силы F1 и F2, каждая из которых согласно закону электромагнитной индукции определяется по формуле: F=BLI cosα, где L — суммарная активная длина витков рамки R; В — индукция магнитного поля; α — угол поворота рамки R относительно направления поля В7. Направление действия силы F легко определяется по правилу левой руки.

Силы F1 и F2, приложенные в противоположных направлениях к оси вращения якоря, образуют вращающий момент М_я, который посредством сцепной вилочки (рис. 1, 9) передается ротору шиберного бензонасоса. Момент определяется по формуле: М_я=(F1+F2)r, где r — приведенный радиус якоря.

Следует заметить, что сцепная вилочка выполнена из жесткой, но ломкой пластмассы и при заклинивании ротора бензонасоса (например, при замерзании зимой случайно попавшей в бензобак влаги) должна сломаться, предотвращая тем самым короткое замыкание электродвигателя насоса.

После пуска электродвигателя ток якоря I_я значительно уменьшается. Это явление имеет место потому, что, во-первых, якорь сам становится вращающимся постоянным магнитом и силой этого магнита ослабляет магнитное поле В’ статора электродвигателя (реакция якоря), во-вторых, ток I_я при работе электродвигателя ослабляется противоэлектродвижущей силой и постоянно переключается по виткам якоря коллекторно щеточным механизмом, за счет чего его среднее значение становится меньше тока заторможенного якоря.

Частота вращения якоря электродвигателя, а следовательно, и ротора насоса, не регулируется, так как зависит только от приложенного к клеммам электродвигателя напряжения и в незначительной степени от механической нагрузки на ось. Новый электробензонасос BOSCH — 0580254 при напряжении 12В может развивать давление на заглушенном выходном штуцере (рис. 1, 1) до 7,8 бар. Клапан сброса (рис. 1, 18) отторирован на 6,8 бар. При этом электродвигатель насоса вращается с частотой до 100 об/с. Производительность насоса около 1,8 дм³/мин, что значительно выше потребления топлива двигателем внутреннего сгорания в форсированном режиме.

Для поддержания требуемого давления в системе и для сброса излишнего бензина обратно в бензобак все системы питания современных двигателей внутреннего сгорания оборудованы обратным бензопроводом и регулятором давления в рабочей топливной магистрали, благодаря чему давление, развиваемое бензонасосом, поддерживается постоянным (для Bosch-0580254 около 6 бар).

Бензоподающим устройством электробензонасоса является шиберный гидронагнетатель (рис. 1, 10—18), который работает по принципу проталкивания отдельных порций бензина центробежными роликами через эксцентрическую насосную полость.

Рис.3 Составные части шиберного бензонасоса.

Основные составные части шиберного бензонасоса (рис. 3) следующие: ротор R с роликами Р, статор С с эксцентрической насосной полостью S, донце А с впускным отверстием L и крышка В с выпускным отверстием М.

В собранном виде центробежный насос представляет собой трехслойный пакет, в средней части которого между крышкой В и донцем А образована главная насосная полость S, эксцентрично сдвинутая относительно центра вращения ротора R, в которой и вращается ротор R с роликами Р.

Работает центробежный гидронагнетатель следующим образом. Ротор нагнетателя приводится во вращение вышеописанным способом. Под действием центробежных сил все ролики нагнетателя плотно прижимаются к стенке эксцентрической статорной полости и начинают кататься по стенке. Эта полость является главной насосной полостью нагнетателя. Там, где ротор нагнетателя вплотную подходит к стенке насосной полости (рис. 3, б, Р1), ролики почти полностью утапливаются в направляющие пазы. Там, где зазор между ротором и статором нагнетателя максимален (рис. 3, б, Р2), центробежные ролики выступают из пазов почти на половину своего диаметра. Таким образом через впускную щель (рис. 3, а, L) насосной полости S происходит захват очередной порции бензина очередным набежавшим роликом. Эта порция интенсивно проталкивается в выпускное отверстие (рис. 3, в, М) крышки нагнетателя и оттуда вверх, через все детали электродвигателя, к выходному штуцеру электробензонасоса (рис. 1, 1).

Бензин не проводит электрический ток, но беспрепятственно пропускает магнитные силовые линии. Поэтому на электромагнитные процессы в электродвигателе бензин никакого влияния не оказывает. Вязкость бензина очень низкая, и поэтому гидромеханическое сопротивление слоев бензина, протекающих через рабочий «воздушный» зазор электродвигателя, также незначительно.

Прокачка бензина через «внутренности» электродвигателя повышает его надежность. Имеет место постоянная и эффективная промывка коллекторно щеточного механизма и смазка проточным бензином оси вращения, на которой вращаются ротор нагнетателя и якорь электродвигателя.

В конструкции электробензонасоса нет подшипников качения. А втулки скольжения с плотной посадкой на ось лучше работают с жидкой смазкой, которой в данном случае является бензин. Помимо сказанного, бензин интенсивно охлаждает электродвигатель, который никогда не перегревается. Как следствие, электробензонасосы с прокачкой бензина через внутреннюю полость электродвигателя обеспечивают работу двигателя автомобиля до 200 тыс. км пробега.

Следует заметить, что расположение электродвигателя бензонасоса в бензобаке на первый взгляд вызывает недоумение. Действительно, хорошо известно, что в коллекторно щеточном механизме электродвигателя может возникать интенсивное искрение. Это может стать причиной взрыва бензобака, когда он пустой, а концентрация паров бензина соответствующая. Однако фирма BOSCH выпускает погружные электробензонасосы более 30 лет и случаев взрывов бензобака не зарегистрировано. Объясняется этот феномен так: электроконтактная пара «щетка-ламель» не искрит, так как, во-первых, работает в режиме переключателя малых энергий, во-вторых, ее компоненты изготовлены из специально подобранных электропроводных материалов, и, в-третьих, в электродвигателе с короткозамкнутой петлевой обмоткой на якоре искрение в коллекторно щеточном механизме ограничено встречно-параллельным соединением рабочих ветвей якорной обмотки на щетках. Кроме этого, бензонасос и его электродвигатель при работе постоянно наполнены бензином, искрение в котором практически невозможно. За счет герметичности в системе топливного питания, в бензонасосе бензин или его чрезмерно богатая смесь присутствует даже тогда, когда бензобак пустой.

Таким образом, вероятность взрыва бензобака от присутствия в нем электробензонасоса практически сведена к нулю.

 

 

На сайте Времонт.su публиковаться материалы по ремонту и сервисному обслуживанию классического электрооборудования, автомобильной электроники, а также по устройству, принципу действия и ремонту новейших автоэлектронных устройств, таких как автомобильных стартеров, впрыска топлива, автомобильные свечи зажигания, антиблокировки тормозов, cистемы зажигания в мотоциклах и цифрового зажигания , простые схемы противоугонных систем автомобиля и т. п.

Приглашаем к сотрудничеству всех заинтересованных лиц, имеющих желание разместить рекламу на сайте, владеющих информацией по указанным темам и желающих поделиться ею на страницах интернет-журнала. По интересующим вопросам пишите на наш Email Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript .