Топливный насос автомобиля: назначение виды принцип работы диагностика и замена

Топливоподкачивающие насосы для рядных ТНВД

25 октября 2021 Категория: Полезная информация. Топливоподкачивающий насос должен при всех условиях эксплуатации снабжать ТНВД достаточным количеством дизельного топлива. Кроме того, он имеет избыточную производительность для охлаждения ТНВД, причем топливо воспринимает тепло и поступает обратно в бак через перепускной клапан. Кроме описанных ниже, используются также электрические подкачивающие насосы и модели для многотопливных двигателей. В некоторых редких случаях рядный ТНВД может снабжаться топливом без подкачивающего насоса в режиме подачи топлива из бака самотеком, т. е. под действием разницы уровней горючего.

Механические бензонасосы

Устанавливаются на карбюраторные силовые агрегаты и отличаются простотой конструкции, работа устройств не зависит от электропитания. Функционирование насоса обеспечивается при помощи привода, перемещающего диафрагму, которая сжимаясь, качает бензин. Как проверить бензонасос? Есть два основных метода.

Без снятия и разборки

Отсоедините шланг, надетый на штуцер карбюратора, и опустите его в подходящую бутылку. Нащупайте на устройстве рычаг подкачки, резко надавите на него несколько раз. Из шланга пойдет относительно сильная струя бензина с минимальным количеством воздуха (почти без пузырьков).

Здесь есть небольшой нюанс, на который «попадаются» неопытные водители. Если толкатель устройства упрется в эксцентрик, подкачка работать не будет. В подобной ситуации просто слегка проверните коленвал стартером. Можно поступить и проще, если у вас есть помощник. Попросите его «крутануть» стартер и взгляните на струю горючего. Если она слабая, запчасть придется демонтировать и осмотреть.

С разборкой

Посмотрите на верхнюю крышку насоса на предмет наличия подтеков. Если они есть:

Разберите устройство и замените пару прокладок;
Следующие объекты осмотра – диафрагмы: трещины и разрывы не допускаются.
Очистите фильтр-сетку, клапаны впуска, выпуска: детали должны быть без грязи, налетов.
Если новые прокладки установлены, а бензин все равно подтекает, приставьте верхнюю крышку к корпусу без них и направьте на свет. Вполне возможно, что после сильной затяжки плоскости неплотно прилегают друг другу. Проблему можно решить при помощи наждачки.

Что касается импортных бензонасосов, то некоторые из них неразборные. Можно попытаться высверлить заклепки, но если внутри изношенные детали, их придется где-то покупать или делать самому.

Топливопроводы

Как альтернатива стальным трубкам, для топливопроводов низкого давления могут быть использованы огнеустойчивые армированные сталью гибкие трубки. Они должны проходить так, чтобы обеспечить невозможность их механического повреждения, а топливо, которое сконденсировалось или испарилось не должно иметь возможности скопления или воспламенения.

Система (контур) высокого давления ТНВД и форсунки изготавливаются с точностью в несколько тысячных долей миллиметра. Это означает, что загрязнения в топливе могут привести к поломкам. Неэффективная фильтрация может стать причиной повреждения деталей ТНВД, нагнетательных клапанов и форсунок. Это значит, что топливный фильтр, специально отвечающий требованиям системы впрыска, чрезвычайно важен для надежной и длительной работы системы впрыска топлива. Топливо может содержать воду в связанной форме (эмульсия) или в свободном виде (конденсация из-за изменения температуры). Если вода попадет в ТНВД, то могут образоваться коррозионные повреждения. В связи с этим распределительные насосы должны быть оснащены топливным фильтром с водосборником, из которого вода должна регулярно сливаться. Возрастающая популярность дизельных двигателей в легковых автомобилях привела к необходимости создания автоматических устройств контроля наличия воды и индикаций с помощью контрольной лампы необходимости слива воды.

Магистральные ТНВД системы Common Rail

В таких насосах, работающих преимущественно с дизельными двигателями, перед нагнетанием в форсунки топливо собирается в специальной рампе. Промежуточный накопитель в ТНВД используется для генерации достаточного давления (но не избыточного), а также для компенсации потерь, вызванных выходом из строя отдельными форсунками. В зависимости от необходимого уровня усилия нагнетания конструкторы могут ставить в такие системы один, два или три плунжера.

Способы дозирования топлива в ТНВД

Цикловая подача дизеля, в отличие от инжекторных и карбюраторных бензонасосов, обеспечивает более точный расход энергоносителя. За счет дополнительного устройства – перепускного клапана, происходит отвод излишнего топлива при избыточном давлении.

В классификации используются три типа устройств:

С дросселированием в момент впуска топлива;
С функцией отсечки;
С комбинированием дозирования.

Регулирование объема топлива может быть механическим (пружинным) или электронным.

В целом, топливная система состоит из следующих элементов:

топливный бак (в нем хранится запас топлива — бензина или дизтоплива)
топливный насос (забирает топливо из бака и гонит его к двигателю)
датчик уровня топлива (подает сигнал о необходимости дозаправки)
топливный фильтр или система фильтров (очищают топливо от механических примесей)
воздушный фильтр (очищает воздух от пыли и других мелких частиц)
топливопровод (система трубок и шлангов, по которым топливо подается в двигатель)
система впрыска (устройство, через которое топливо попадает в камеру сгорания)

Топливный бак, или бензобак, представляет собой металлическую или пластиковую емкость, которая обычно находится под багажником, хотя в некоторых машинах для него нашли довольно интересные места. Если вы не можете найти бензобак, его местоположение лучше выяснить в инструкции либо у механика.

Внутри бензобака находится маленький поплавок, который плавает на поверхности топлива, посылая сигналы датчику уровня топлива на панели приборов, благодаря чему можно узнать, когда нужна очередная заправка. Невзирая на то что некоторые машины работают на дизельном топливе, сейчас в большинстве случаев используется бензин, поэтому под словом «топливо» мы будем подразумевать именно его, хотя это и не совсем корректно.

Топливный насос подает бензин (или дизтопливо) по топливопроводу, который идет под днищем автомобиля от бака к карбюратору или инжекторам — для бензиновых двигателей. В дизельных двигателях топливо подается в насос высокого давления (ТНВД) и далее в форсунки. В старых машинах с карбюраторами используется механический насос, который работает от двигателя. Двигатели с впрыском топлива используют электрический насос, который может находиться внутри бака либо где-то рядом.

Топливный фильтр делает именно то, о чем говорит его название, — фильтрует топливо, то есть очищает его. На своем пути по бензопроводу к инжекторам или карбюратору топливо проходит через топливный фильтр. Маленькая сетка внутри фильтра задерживает грязь и ржавчину, которая может присутствовать в бензине. На некоторых машинах установлены дополнительные фильтры между баком и насосом

Важно менять фильтры, следуя заводскому графику обслуживания

Воздухоочиститель очищает воздух перед его смешиванием с бензином. В карбюраторных двигателях воздухоочиститель обычно большой и круглый с торчащей сбоку трубкой для облегчения забора свежего воздуха. На инжекторных двигателях может быть установлен круглый воздухоочиститель, а может быть и прямоугольный.

Чтобы найти прямоугольный воздухоочиститель, следуйте за большим раструбом воздухозаборника, отведенного как можно дальше от двигателя.

Внутри воздухоочистителя находится воздушный фильтр, который задерживает грязь и частицы пыли из забираемого воздуха. Если вы часто ездите по пыльной или песчаной местности, нужно периодически проверять воздушный фильтр и менять его по мере загрязнения (чаще чем того требует инструкция по эксплуатации).

Насос высокого давления с непрерывной подачей топлива

Для создания давления впрыска до 12 МПа (в системах прямого впрыска топлива 1-го поколения), система подачи топлива бензиновых двигателей использует насос высокого давления с непрерывной подачей топлива. Он представляет собой радиально-поршневой насос с тремя подающими цилиндрами, расположенными по окружности со смещением 120° (см. рис. «Насос высокого давления с непрерывной подачей топлива для систем прямого впуска 1-го поколения» ).

На приводном вале насоса, приводимом во вращение от распределительного вала, установлен эксцентриковый кулачок. Он преобразует вращательное движение вала в радиальное перемещение плунжеров насоса. Приводная часть насоса работает в бензине, служащем для охлаждения и смазки.

Топливо, нагнетаемое электроприводным топливным насосом, поступает в насос высокого давления через впускной канал. В плунжерах насоса имеются поперечные и продольные каналы, через которые топливо поступает в вытеснительные камеры трех цилиндров. Во время перемещения плунжера из верхней мертвой точки в нижнюю мертвую точку топливо всасывается через впускной клапан. Во время хода подачи, при перемещении плунжера из нижней мертвой точки в верхнюю мертвую точку топливо сжимается и через выпускной клапан подается в область высокого давления. Производительность насоса высокого давления с непрерывной подачей топлива пропорциональна его скорости вращения.

Три цилиндра насоса, смещены относительно друг друга на 120° для обеспечения перекрытия и, следовательно, непрерывной подачи топлива. Это позволяет свести к минимуму пульсации давления. Благодаря этому, по сравнению с системами с регулированием подачи с одноплунжерными насосами, к соединениям и топливопроводам предъявляются менее строгие требования. Кроме того, в данном случае отсутствует необходимость в демпфере пульсаций давления. К недостаткам можно отнести тот факт, что при непрерывной подаче топлива с высоким давлением имеют место более высокие потери мощности по сравнению с системами с регулируемой подачей.

Когда насос работает при постоянном давлении в топливной рампе или при частичной нагрузке двигателя, давление избыточного топлива снижается до уровня давления на впуске клапаном регулирования давления, установленном на топливной рампе, и возвращается на сторону впуска насоса высокого давления. Уровень давления в контуре высокого давления регулируется блоком управления двигателем, управляющим клапаном регулирования давления.

Клапан регулирования давления

Клапан регулирования давления обеспечивает регулирование давления в топливной рампе в функции коэффициента заполнения импульсов. Избыточное топливо, подаваемое насосом высокого давления, возвращается в контур низкого давления.

Пружина клапана выполняет функцию ограничения давления в целях защиты компонентов от чрезмерно высокого давления в топливной рампе, например, в случае сбоя в системе управления клапаном.

В случае выхода из строя одного или более цилиндров насоса, возможна работа на исправных цилиндрах или от электроприводного топливного насоса при давлении, равном давлению на впуске.

Система улавливания паров топлива

Система улавливания паров топлива требуется для автомобилей с двигателями с искровым зажиганием (SI). Ее назначением является улавливание и сбор паров топлива из топливного бака в целях соблюдения требований законодательства в отношении предельно допустимого выделения паров топлива.

Система улавливания паров топлива включает угольный фильтр, к которому присоединен шланг вентиляции топливного бака, а также регенерационного клапана, подсоединенного к угольному фильтру и впускному трубопроводу (см. рис. «Система улавливания паров топлива» ). Активированный уголь поглощает пары топлива и позволяет выходить в атмосферу только воздуху. Вследствие разрежения во впускном трубопроводе свежий воздух прогоняется через угольный фильтр, когда во время движения автомобиля продувочный клапан открывает линию, соединяющую угольный фильтр с впускным трубопроводом. Свежий воздух захватывает поглощенное фильтром топливо и уносит его в двигатель для сжигания. Этот процесс известен под названием продувки угольного фильтра.

Регулирование объемного расхода продувочного воздуха осуществляется блоком управления двигателем в зависимости от режима работы двигателя. Чтобы угольный фильтр всегда был способен поглощать пары топлива, активированный уголь необходимо регулярно регенерировать. В системах с прямым впрыском топлива из-за небольшой разности атмосферного давления и давления во впускном трубопроводе при работе в режиме послойного распределения заряда топлива, для продувки необходимо перейти в режим работы на гомогенной смеси.

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:

Преимущества установки ТННД

Применение современных топливных насосов высокоэффективных низкого давления в составе топливной системы различных автомобилей и двигателей даёт ряд объективных и важных преимуществ.

Стоит акцентировать внимание на наиболее значимых моментах

Это важнейший компонент всей питающей системы ДВС. С его помощью эффективно подаётся топливо к ТНВД, и дополнительно прогоняется горючее через установленные фильтры грубой и финишной тонкой очистки. Это минимизирует вред, наносимый двигателю от низкокачественного горючего.
За счёт используемого подкачивающего насоса стабилизируется работа автомотора в различных режимах и при разных параметрах оборотов двигателя.
Исключается ситуация, когда мотору может не хватать топлива при работе в условиях повышенных нагрузок, требующих повышенного объёма горючего для стабильной работы.
ТННД можно установить на автомобиль при его штатном отсутствии. Монтируют его непосредственно в бак, либо врезают в топливную магистраль после выхода из бака.
За счёт подкачивающего насоса можно частично или полностью решить проблему небольшого завоздушивания питающей системы из-за длительной стоянки автомобиля.
Применение такого устройства позволяет упростить и облегчить пуск двигателя при заморозках и при продолжительных стоянках. Особенно это актуально для дизельных ДВС.

Автомобили с качественными и эффективными ТННД, как отмечают сами автовладельцы, легче заводятся, требуют меньше оборотов стартера для пуска. В различных режимах двигатели функционируют стабильнее. В определённых ситуациях наблюдается небольшой прирост по мощности, поскольку насос продолжает обеспечивать двигатель требуемым объёмом топлива, даже когда ДВС работает в условиях повышенных оборотов.

ТННД действительно важный, а порой незаменимый компонент автомобильной топливной системы. Выходит он из строя не так часто, поэтому особых проблем с ним у автовладельцев не возникает.

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.

Шестеренные насосы

Шестеренные насосы широко применяют в системах подкачки дизелей различного назначения. Принцип действия и устройства их просты. Насос состоит из ведомой и ведущей шестерен, размещенных в корпусе. При вращении ведущей шестерни, связанной с приводом насоса, находящееся между зубьями топливо переносится из приемной полости в полость нагнетания.

В результате такого переноса в приемной полости создается пониженное давление, а в линии подач — повышенное.

Чтобы уменьшить габаритные размеры шестеренного насоса, зацепление между зубьями иногда выполняют внутренним. Ведущая шестерня 2, находящаяся в корпусе 1 насоса, входит в зацепление с звездочкой 3, сидящей на оси 5. Между звездочкой и зубьями ведущей шестерни имеется серповидный выступ крышки 4. Наружная поверхность этого выступа концентрична расточке фланца, а внутренняя — звездочке. Поэтому из всасывающей в нагнетательную полость подается топливо, находящееся как между зубьями звездочки, так и между зубьями ведущей шестерни. Шестеренные насосы обеспечивают достаточную равномерность подачи и результате большой частоты перекачек небольших объемов топлива, надежны в работе. Однако они не могут создавать разрежение на всасывании, необходимое для забора топлива из низко расположенных баков.

Tags: Насос

Диагностика и ремонт ТНВД

ТНВД 1.8TDci Lynx: принцип работы, запасные части, сборка Топливный насос состоит из насоса низкого давления и насоса высокого давления. ТННД данного ТНВД входит в состав фланца.

Выше приведена схема работы ТНВД, где: 1 — насос низкого давления 2 – плунжера 3 – регулятор давления топлива (PCV) 4 – клапан дозирования (объема) топлива VCV 6 – ограничитель давления 7 – смазывающий клапан

Клапан дозирования (объема) топлива VCV управляет количеством топлива, которое попадает из контура низкого давления в насос высокого давления.

Клапан имеет три входных канала (на рисунке под буквойe ) и два выходных (на рисунке под буквойf ). В нерабочем состоянии клапан является нормальнозакрытым — его поршень под воздействием усилия пружины перекрывает поступление топлива с входных каналов на выходные. Когда ЭБУ начинает регулировать поток, подавая ШИМ-сигнал на катушку клапана, электромагнит приводит в действие магнитный сердечник, толкая поршень вперед и прижимая возвратную пружину на конце поршня. При этом канал для подачи топлива в контур высокого давления открывается

Чем больше потребность в топливе, тем больше скважность сигнала и выше частота возвратно-поступательных движений поршня клапана

Принцип работы плунжерной пары

Вал насоса в камере высокого давления имеет эксцентрик (на рисунке5 ). Плунжера расположены под углом 120 градусов к друг другу. При вращении вал приводит в движение все три плунжерные пары. На входе и выходе плунжера имеются обратные клапана (8 и9 на рисунке). Во время движения плунжера вниз (рисунок слева) создаётся разряжение и клапан8 открывается, пропуская топливо внутрь камеры для сжатия, после начала сжатия (рисунок справа) клапан мгновенно закрывается и плунжер сжимает топливо в камере. Когда плунжер находится в верхней точке, максимально сжимая топливо, открывается шариковый клапан9 на выходном канале с плунжера, и топливо передается к регулятору давления. Избыток топлива, образующийся в контуре насоса высокого давления, возвращается в бак.

Давление подачи ТНВД в рампу управляется клапаном (регулятором) давления PCV, путем слива лишнего топлива в магистраль обратки.

На рисунке под буквойg показано питающее отверстия клапана, а под буквойh – выпускные отверстия подачи топлива в рампу Изначально входное отверстие перекрыто штоком клапана с шариком на конце под действием пружины. Когда давление топлива на входе превышает 50 бар (усилие пружины), то клапан открывается, и сливает лишнее топливо в обратку. При подаче ШИМ-сигнала с ЭБУ шток клапана перекрывает входное отверстие, в результате чего давление в рампе повышается.

ТНВД 1.8TDci Lynx имеет следующие каталожные номера: 1543842

,4M5Q9B359AF ,A2C59511609 ,5WS40094

На рисунке выше представлена схема запасных частей ТНВД 1.8TDci где: 01 — Фланец ТНВД A2C59512972 02 — Уплотнение фланца ТНВДX39-800-300-001Z 04 — Комплект плунжеровX39-800-300-008Z 05 — Уплотнение плунжеровX39-800-300-004Z 07 — Регулятор давления топлива (PCV)X39-800-300-005Z или A2C59506225 08 — Клапан дозирования (объема) топлива (VCV)X39-800-300-006Z 09 — Штуцера насосаA2C59512242 Сборка ТНВД 1.8TDci осуществляется со следующими моментами: Фланец к насосу – 10 Нм Плунжера к насосу – 14 Нм Штуцер возвратной топливной линии – 16 Нм Штуцер подачи – 35 Нм Клапан VCV – 12 Нм Клапан PCV – 28 Нм

Как проверить бензонасос?

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

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;
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;
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;
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;
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;
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;
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.

Демонтаж устройства

Замена бензонасоса предполагает демонтаж старого устройства и установку нового. Демонтажные манипуляции выполняются с помощью набора головок, ключа трубчатого типа, рожковых ключей или съемника.

На разных моделях авто способ фиксации насоса отличается, хотя все они выполнены по общему принципу. Перед демонтажем этого устройства нужно заранее устранить давление внутри системы питания.

Для этого нужно выполнить следующее:

отсоединить «минусовую» клемму на автомобильном аккумуляторе;
на рейке под автокапотом надавить на специальный клапан, из которого должно вытечь немного топливной смеси.

Некоторые автомобилисты идут иным путем. Они сначала откидывают «минус» с АКБ, после чего отсоединяют питание топливного насоса с помощью снятия электроразъема с устройства. После этого клемма «минус» вновь ставится на аккумуляторную батарею, а двигатель немного подкручивается стартером. Спустя некоторое время остатки бензина сами покинут систему. В ряде моделей машин двигатель даже может краткосрочно запуститься, после чего заглохнуть.