Устройство топливного насоса бензинового двигателя

Работа регулятора ТНВД

Параметры режимов работы регулятора устанавливаются путем регулировки механизма устройства и должны соответствовать эксплуатационным показателям силового агрегата согласно данным завода производителя.

Режим пуска

Рычаг управления 29 устанавливают в сторону максимальной скорости вращения до упора в болт 32. Рычаг 9 растягивает одновременно две пружины 10 обогатителя и 15 регулятора. Пружина 15 прижимает основную тягу 23 к головке регулировочного болта «наминала» 19, а пружина 10 обогатителя подаёт промежуточную тягу 22 с тягой 14 в сторону передвижения рейки для увеличения подачи топлива. (рис I) С увеличением частоты вращения после запуска двигателя, грузы на конце вала под действием центробежных сил расходятся и преодолевая усилие основной пружины 15 и обогатителя 10, передвигают муфту 5 назад. При этом тяга 22 перемещается, действуя на рейку насоса через тягу 14 в сторону уменьшения подачи топлива до установки оборотов холостого хода. (рис. II)

Схема работы режимов работы регулятора ТНВД

Рабочий режим

В случае достижения максимальной частоты вращения двигателем центробежная сила грузов регулятора уравновешивается пружиной 15 и рейка занимает промежуточное положение. При этом шток корректора 17 находится в утопленном состоянии, пружина обогатителя 10 сжата, тяги 22 и 23 прижаты друг к другу и работают как одно целое.(рис. II)

При увеличении нагрузки на двигатель до номинальной частота вращения уменьшается, вследствие этого центробежная сила на грузах снижается и муфта перестаёт воздействовать на промежуточную тягу 22. Основная тяга  23 при этом упирается в головку болта «наминала» и  под действием пружины 15 перемещают рейку насоса в сторону увеличения подачи топлива.(рис III)

Схема работы режимов работы регулятора ТНВД

С достижением уровня номинальной частоты вращения устанавливается подвижное равновесие механизма регулятора. Усилие пружины 15 уравновешивают центробежные силы грузов, а основная тяга 23 касается головки болта «номинала».

При возникновении кратковременной нагрузки, превышающей номинальную, частота вращения двигателя и насоса резко снижается. Сила действия грузов на промежуточную тягу 22 падает. В этом случае пружина 7 в корректоре выталкивает шток 7 и упирается в основную тягу 23, в следствие чего, промежуточная тяга 22 вместе с рейкой под действием пружины 15 перемещается в сторону увеличения подачи топлива. Таким образом, крутящий момент двигателя возрастает и преодолевает нагрузку. (рис IV)

Режим остановки двигателя

Для остановки рычаг 29 управления переводят до конца в направлении часовой стрелки. При этом рычаг 9 под действием пружины регулятора 15 передвигает основную тягу 23 к задней стенке корпуса регулятора. Упираясь в ограничительный болт 18, тяга 23 увлекает за собой промежуточную тягу 22 и соответственно рейку насоса назад в сторону выключения подачи топлива.

Виды ТНВД

Топливные системы бывают трех типов:

• Моновпрыск. Это самая первая модификация. Представителем изначально был карбюратор. В его полости подготавливалась топливно-воздушная смесь и подавалась во впускной коллектор. Чуть позже такие системы вместо карбюратора получили одну форсунку, которая производит впрыск топлива во впускной коллектор, где происходит смешивание его с воздухом;
• Многоточечный впрыск. Это уже разновидность инжекторной системы. Для каждого цилиндра на впускном коллекторе устанавливается индивидуальная форсунка. Впрыск производится тоже во впускной коллектор, только максимально близко к впускному клапану;
• Непосредственный впрыск. Как следует из названия системы, топливо распыляется непосредственно в цилиндры в момент, когда воздух в них уже сжат поршнем.

Всего существует три вида подобных механизмов, которые могут использоваться в данных типах топливных систем:

• Рядный;
• Распределительный;
• Магистральный.

Рядный ТНВД

Рядный тнвд состоит из нескольких насосов, заключенных в один корпус. Каждый из них обслуживает отдельную форсунку. Данная модификация использовалась в старых дизельных моторах. Работа всего механизма жестко зависит от привода ГРМ.

Рядная модификация используется уже достаточно длительный период. Даже некоторые современные автомобили (грузовики) оснащены такими насосами. Причина – их высокая надежность и неприхотливость к качеству дизеля.

Работает рядная система следующим образом. Плунжерная пара приводится в движение благодаря повороту коленвала. Один оборот кулачкового вала насоса соответствует двум оборотам коленчатого вала мотора.

Плунжерный механизм через клапан отсечки топлива тнвд отделяет часть горючего от общей магистрали и сжимает ее в напорной части системы. Объем порции регулируется зубчатой планкой, связанной с педалью газа. В машинах с ЭБУ она регулируется сервоприводом, реагирующим на сигналы от блока управления.

Момент впрыска определяется частотой вращения коленвала. В механизме установлены две полумуфты, которые разделены пружинами. Когда обороты мотора повышаются, пружины сжимаются, благодаря чему вал насоса немного проворачивается, что приводит к изменению угла опережения впрыска.

ТНВД распределительного типа

В отличие от предыдущей модификации данная модель имеет меньшие размеры. Также он отличается стабильностью работы. Существует несколько модификаций распределительных насосов. Бывают плунжерные и роторные виды. Также они различаются между собой типами привода – внутреннее, торцевое или внешнее расположение кулачков.

Привод с внешним расположением кулачков не отличается стабильность и надежностью. Поэтому если есть возможность, то лучше остановиться на двух других типах.

Такие насосы быстрее изнашиваются, так как один плунжерный механизм в них обслуживает все форсунки группы. В этом отношении у рядных аналогов есть преимущества. Благодаря небольшим размерам распределительные тнвд устанавливаются в топливных системах легковых автомобилей и небольших грузовиков.

Магистральный ТНВД

В отличие от двух предыдущих модификаций магистральный насос создает напор в единой магистрали – так называемая топливная рейка. Она служит аккумулятором, в котором поддерживается постоянное давление топлива.

Благодаря меньшему количеству распределительных механизмов данная модификация зарекомендовала себя, как самая надежная. Ремонт тнвд магистрального типа не отличается особой сложностью. Объем порции регулирует электромагнитный дозирующий клапан. Такие насосы стоят в системах топливной рейки Common Rail.

Клапан управления давлением

Клапан управления давлением соединяется через канал с верхней (выходной) выемкой почки и крепится в промежуточной области топливоподающего насоса. Это подпружиненный цилиндрический клапан, с помощью которого внутреннее давление в ТНВД может изменяться в зависимости от количества подаваемого топлива. Если давление топлива возрастет выше заданного значения, то сердечник клапана открывает возвратный канал так, что топливо может протекать обратно к впускной стороне топливоподающего насоса. Если давление топлива слишком низкое, то возвратный канал закрывается пружиной. Начальное усилие пружины может быть отрегулировано для установки давления открывания клапана.

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 черезнагнетательные клапаны . В этот период как на ходе всасывания, так и на ходе нагнетания головка штокамембраны не отрывается отприводного рычага . По мере повышения уровня топлива в поплавковой камере проходное сечение запорного клапана уменьшается, вызываярост 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 всасывания начинает отрываться от приводного рычага, т. е. автоматически уменьшается рабочий ход мембраны. В данный период насос развивает наибольшее давление топлива в нагнетающей полости, которое часто указывается в справочной литературе как давление при нулевой подаче.

Контрольными параметрами при оценке его технического состояния эксплуатации являются максимальная производительность при отсутствии противодавления и определенной частоте вращения приводного эксцентрика и высота засасывания топлива сухим насосом.

Важным вопросом является обеспечение оптимальных условий работы топливного насоса на автомобиле, исключающих или уменьшающих возможность появления паровых пробок.

Паровая пробка

Под паровой пробкой

подразумевается внезапное нарушение топливоподачи, которое внешне проявляется точно так же, как и при засорении топливопровода. Суть указанного явления заключается в следующем. Из-за повышения температуры топлива в трубопроводе перед входом в насос, а также при увеличении вакуума вследствие частичного засорения фильтров и топливопровода в потоке топлива могут появиться газовые пузыри, которые образуются в результате испарения низкокипящих фракций бензина. В результатенасос вскоре оказывается целиком заполненным парами топлива .

Описанное явление нередко усугубляется еще и ухудшенной герметичностью клапанов, влияние которой на работу насоса в наибольшей степени проявляется именно при перекачке паров топлива.

При расположении насоса в нижней части двигателя (двигатели ВАЗ первого поколения, ГАЗ, УМЗ) и, следовательно, минимальном вакууме на входе требования к его техническому состоянию (в основном негерметичности каналов) не столь высоки, вследствие чего на указанных двигателях в эксплуатации практически отсутствуют случаи нарушения топливоподачи по причине паровых пробок.

И наоборот, при расположении топливного насоса в верхней части двигателя (двигатели ЗИЛ, АЗЛК, ВАЗ-2108 и его модификации) в случае повышенной температуры, негерметичности клапанов, негерметичности магистрали от бака до насоса нарушения топливоподачи возникают значительно чаще.

Для исключения отказа двигателя вследствие возникновения паровых пробок применяют топливные насосы с производительностью, в 2.3 раза большей максимально требуемой.

Для уменьшения перегрева иногда делаются козырьки, защищающие топливопроводы и насос от перегрева. В настоящее время чаще применяется система подачи с постоянной циркуляцией топлива. Особенностью такой системы является наличие у топливоприемного штуцера карбюратора ответвления топливопровода, направляющего избыток подаваемого насосом топлива через жиклер (с диаметром 0,7…1‚5 мм) обратно в топливный бак

. При циркуляции топлива через насос даже на таком наиболее неблагоприятном для него режиме работы, как движение с малыми скоростями и на холостом ходу, обеспечивается постоянное охлаждение трубопроводов и деталей насоса непрерывно прокачиваемым через них потоком относительно холодного топлива из бака. В случае если циркуляция отсутствует и в жаркое время года автомобиль остановился из-за паровых пробок, нужно охладить насос и топливопровод, например, положив на них мокрую ткань.

В легковых автомобилях с инжекторным двигателем применяются электрические топливные бензонасосы. Они установлены внутри топливного бака. На некоторых марках машин установлены два бензонасоса. Электробензонасос ваз 2110 первый выполняет работу под низким давлением при работе двигателя на больших оборотах, а второй под высоким давлением при малых оборотах. В данной статье будет описан не только сам бензонасос, но и вся электрическая схема подключения бензонасоса ваз 2110.

Очистка топливной системы дизельного двигателя

При использовании дизтоплива несоответствующего качества с повышенным содержанием элементов серы, рабочие детали топливной системы покрываются вредными отложениями и теряют работоспособность. В частности, отверстия форсунок забиваются наростами, затвердевшими под воздействием высоких температур. Под воздействием перечисленных факторов происходит: снижение пропускной способности распылителей, изменяется направление факела распыла и пр. Перед автовладельцем возникает закономерная проблема, как прокачать топливную систему дизельного двигателя.

Лучше всего доверить мероприятия по очищению системы профессионалам. При наличии специального оборудования форсунки демонтируются и проверяются на диагностических стендах. Однако, такой метод отличается высокой трудоемкостью с серьезными материальными затратами.

Опытные водители производят промывку топливной системы дизельного двигателя своими руками в условиях гаража. При этом они используют упрощенную методику – добавление специальной жидкости в топливный бак. Данную процедуру рекомендуется проводить через каждые 3 – 5 000 километров.

Наибольшей популярностью среди автовладельцев пользуются очистительные препараты для дизельных форсунок:

1. Лавр.
2. Liqui moly.
3. Хай-Гир.

Выбирая лучший очиститель для топливной системы своего автомобиля, необходимо изучить особенности каждого препарата, ознакомиться с отзывами потребителей. Благодаря своевременному обслуживанию дизельного двигателя, существенно увеличивается эксплуатационный срок, а также улучшаются технические характеристики вашего транспортного средства.

Регулируем впрыск опытным способом

Регулировка впрыска опытным путем производится после установки шкива. Установив шкив запускаете мотор. Если он не заводится, тогда проверните шкив ТНВД относительно ремня грм на 2-4 зубца.

Снова запускаете движок.

После выполненных нами манипуляций он должен запуститься, прислушайтесь к работе мотора. Явные стуки означают детонацию, нужно прокрутить шкив насоса в сторону на 1-2 зуба, противоположную его вращению. Густой серый дым, означает поздний впрыск, тогда шкив насоса надо прокрутить на 1 зубец в сторону его вращения.

При отсутствии сдвигов в лучшую сторону, в работе дизеля, нужно выполнить провернуть насос вокруг оси. Такими вращениями нужно достичь оптимальной работы агрегата. Лучшим вариантом настройки будет работа в режиме до появления детонационных стуков. Они очень хорошо слышны при работе дизельного мотора.

Второй способ опытного метода подразумевает следующие действия:

Откручиваем трубку, которая идет от насоса к форсунке на первом цилиндре. На снятый конец трубки натягиваете прозрачный шланг и располагаете его в положении вертикально.

Теперь нужно включить зажигание и слегка прокрутить шкив ТНВД. Вращайте шкив понемногу, медленно и весьма аккуратно. При этом следите за уровнем топлива в прозрачном шланге. Определите самую верхнюю границу. Когда уровень солярки установится в верхней границе делайте отметку на шкиве насоса.

После этого выставляются по отметкам распределительный и коленчатый валы. Запускаете мотор и проверяете его работу. При появлении признаков неправильного впрыска, снова повторите процедуру настройки. Если все таки не выходит, обращайтесь на СТО, там все исправят, и при необходимости отрегулируют на стенде.

Это все, друзья, до новых встреч, подпишитесь на обновлении сайта, кто еще не успел, поделитесь ссылкой с друзьями, если вы этого еще не сделали, будет еще много полезного.

Виды электрических ТН

Существует три основных вида топливных электронасосов – шестеренный, центробежный и роликовый.

Шестеренный насос

В шестеренном насосе топливо подается при помощи ротора (внутренней шестерни, подвижной), который располагается эксцентрично относительно статора (внешней шестерни, неподвижной). При вращении ротора боковые части его зубьев образуют небольшие камеры, которые меняют свой размер в зависимости от того, в каком месте проходят статор.

На входе камеры имеют максимальный размер и засасывают за счет разряжения в себя топливо. По мере вращения относительно статора камера уменьшается в размерах, за счет чего обеспечивается подача и нагнетание топлива на выходе из насоса.

Роликовый насос

Аналогичный принцип используется в роликовом насосе, в котором подача топлива осуществляется также благодаря эксцентричному расположению вращающегося ротора с подвижными роликами и неподвижного статора. Ролики перемещаются в специальных углублениях в роторе. Пространство, возникающее между ротором и роликом, полностью заполняется топливом в момент, когда ролик под действием центробежной силы максимально стремится вырваться из ротора.

Продолжая вращаться, ротор перемещает ролики относительно статора, форма которого меняется, заставляя ролики прижиматься к центру оси вращения ротора и сжимая тем самым топливо. На выходе создается дополнительное условие, при котором открывается отверстие выпуска, и топливо под высоким давлением удаляется из насоса.

Центробежный насос

В центробежном насосе подача топлива обеспечивается при помощи крыльчатки, которая оснащается специальными лопатками по всему периметру. Вращение крыльчатки происходит внутри полости, оснащенной двумя каналами – всасывающим и нагнетательным. Вращательные движения лопаток обеспечивают вихревой поток топлива, за счет чего достигается повышение давления.

Если шестеренный и роликовый насосы в силу особенностей конструкции монтируются непосредственно в топливопровод, то центробежный насос размещается в топливном баке. В современных топливных системах предпочтение отдается центробежному насосу, который значительно менее шумный, обеспечивает более ровный (без пульсаций) поток подаваемого топлива, хотя при этом и имеет ограничения по производительности и создаваемому давлению.

Управление работой электрического ТН обеспечивается благодаря блоку управления ДВС. Топливный насос начинает свою работу параллельно с включением зажигания, однако существуют автомобили, в которых насос активируется при открытии водительской двери (еще до того, как будет вставлен ключ зажигания или нажата кнопка пуска).

Электрический насос способен поддерживать довольно узкий, но достаточный для нормальной работы двигателя, диапазон рабочего давления, которое регулируется за счет изменения напряжения и при помощи предохранительного клапана, ограничивающего максимально допустимое давление в системе.

Дополнительные устройства распределительного ТНВД VE

Распределительный ТНВД VE может также быть оснащен различными дополнительными устройствами, например, кор­рек­торами топ­ливоподачи или ускорителем холодного пуска, которые позволяют индивидуально адаптировать ТНВД к особенностям данного дизеля.

Вал привода 1 топливного насоса расположен внутри корпуса ТНВД, на валу установлен ротор 17 топливного насоса низкого давления и шестерня привода вала регулятора с грузами 4. За валом 1 неподвижно в корпусе насоса установлено кольцо с ро­ли­ками и штоком привода автомата опережения впрыски­вания топлива 14. Привод вала ТНВД осуществляется от колен­чатого вала дизеля, шесте­ренчатой или ременной передачей. В че­тырехтактных двигателях частота вращения вала ТНВД составляет половину от частоты вращения коленчатого вала, и работа распределительного ТНВД осуществляется таким образом, что поступательное движение плунжера синхронизировано с движением поршней в цилиндрах дизеля, а вращательное обеспечива­ет распределе­ние топлива по цилиндрам. Поступательное движение обеспечивается кулачковой шай­бой, а враща­тельное – валом топливного насоса.

Автоматический регулятор частоты вращения включает в себя центробежные грузы 4, которые через муфту регулятора и систему рычагов воз­действуют на дози­рующую муфту 12, изменяя таким образом величину топливоподачи в зависимости от скоростного и на­грузочного режимов дизеля. Корпус ТНВД закрыт сверху крышкой, в которой установлена ось рычага управления, связанного с педалью акселератора.

Автомат опережения впрыскивания топлива является гидравлическим устройством, работа которого определяется давлением топлива во внутренней по­лости ТНВД, создаваемым топливным насосом низкого давления с регулирующим перепу­скным клапаном 2.

Наиболее частые неисправности топливной системы дизельного двигателя

Среди самых распространенных поломок в системе питания дизелей чаще всего встречаются следующие:

1. Затруднения при запуске мотора.
2. Снижение мощностных показателей.
3. Увеличение расхода топлива.
4. Возникновение дыма различных оттенков, выходящего из выхлопной трубы.
5. Повышенная жесткость работы.
6. Невозможность разогнаться (при провалах в разгоне рекомендуется увеличить ход педали акселератора).
7. Неустойчивость оборотов на холостом ходу (плавают).
8. Двигатель часто глохнет.

Трудный запуск

Чтобы облегчить зимний запуск дизельных двигателей, производители выпускают специальное топливо под названием «арктическое». Однако, причиной трудного включения не всегда является застывшая солярка. При невозможности запустить дизель на холодную, необходимо проверить:

• качество работы нагнетающих деталей насоса высокого давления;
• степень износа форсунок;
• регулировки угла опережения топлива;
• предпусковые свечи накала;
• регулятор давления;
• нарушение герметичности топливопроводов.

Снижение мощности

Мощность дизельного мотора снижается при возникновении неисправностей, засорении топливных фильтров, отверстий распыляющих форсунок. При выходе из строя фильтрующих элементов количество солярки, направляемой в топливный насос, резко снижается, что негативно сказывается на мощностных показателях мотора.

Увеличение потребления дизтоплива

Неверно выставленный угол опережения впрыска является основной причиной большого расхода горючего. На количество потребляемого топлива также оказывает влияние неправильная работа топливного насоса ТНВД. Необходимо отрегулировать уровень давления смеси в момент впрыска. Понижение компрессии в рабочих цилиндрах также может стать причиной повышенного расхода дизельного топлива.

Выхлоп черного цвета

При появлении темного дыма из системы выхлопа рекомендуется проверить качество смесеобразования. Нарушения могут быть вызваны запоздалым впрыском топлива, которое не успевает полностью сгорать и оседает на стенках цилиндров в виде нагара. Слои нагара часто образуются также на клапанах, которые неплотно закрываются.