Топливные насосы в автомобиле — виды, конструкция, принцип действия, основные неисправности

топливный насос высокого давления

Независимо от того, какой автомобиль вы водите, в нём обязательно будет топливный насос. Его изобретение приписывают Оскару Бэнкеру – американскому инженеру армянского происхождения. До того, как эта идея была внедрена, бензобак в автомобилях устанавливался выше уровня двигателя, чтобы топливо поступало в карбюратор самотеком. Появление топливных насосов развязало руки инженерам, и они начали компоновать автомобильную «начинку» более рационально.

Конечно, современные насосы на бензиновых и дизельных двигателях коренным образом отличаются от первых моделей этого устройства. Но их основное назначение осталось неизменным: подать столько топлива, сколько нужно, и туда, куда нужно.

Типы, устройство и принцип работы топливных насосов

Можно классифицировать насосы по нескольким категориям:

  1. По типу привода – механические и электрические;
  2. По типу топлива – бензиновые, дизельные и газовые;
  3. По типу системы подачи топлива – для карбюратора, инжектора и для common rail;
  4. По расположению – выносные и погружные;
  5. По величине давления – топливные насосы высокого и низкого давления (ТНВД и ТННД).

Но на самом деле типов топливных насосов не так много, и проще всего изучать их по мере усложнения.

1. Простая конструкция – механический (вакуумный)
Это маломощное устройство, предназначенное для подачи топлива к карбюратору, и сегодня такие модели уже считаются редкостью. Чаще он устанавливается в качестве подкачки для ТНВД. Приводятся в действие от коленвала или вала маслонасоса, а значит, их производительность напрямую зависит режима работы двигателя.

топливный насос механический вакуумный устройство
Устройство механического вакуумного топливного насоса

Агрегат состоит из толкателя (штока), диафрагмы, входного и выходного патрубков и клапанов. Перемещение диафрагмы создает последовательное разрежение и сжатие в рабочей камере. На фазе разрежения в камеру поступает топливо, на фазе сжатия – выталкивается через выходной патрубок. Клапаны препятствуют обратному ходу жидкости.

Основной недостаток, из-за которого их перестали использовать для основной подачи топлива – работа в пульсирующем режиме, что для современных форсунок уже не годится. Понадобилось что-то более производительное и надежное.

2. Современный электрический
Это самый распространенный тип насоса. Представляет собой электромоторчик, работающий непрерывно, пока работает двигатель. Подача топлива осуществляется сплошным потоком и под достаточным давлением. Производительность такого устройства уже не зависит от оборотов двигателя, и чтобы не создавать избыточное давление в топливной магистрали (например, во время работы на холостых оборотах), в нем предусмотрен возвратный патрубок, по которому лишнее топливо сливается обратно в бак.

Включается он одновременно с зажиганием, чтобы сразу подать бензин в двигатель. Электронный блок управления подает сигнал на включение через реле и предохранитель, и только через пару секунд срабатывает стартер.

Есть несколько типов конструкции электронасоса: шестеренная, роликовая, центробежная, вакуумная, плунжерная. Рассмотрим принцип действия каждого из них.

2.1. Вакуумный 
По сути, он дублирует конструкцию механического насоса мембранного типа, только толкатель приводится в движение от электропривода.

2.2. Шестеренный 

шестеренчатый топливный насос эксцентрикового типа схема
Типовая схема шестеренчатого топливного насоса эксцентрикового типа

Состоит из рабочей камеры и вращающейся в ней шестерни-эксцентрика. Прижимаясь поочередно к каждой секции камеры, шестерня создает разрежение на стороне всасывания и переводит порцию жидкости к выходному патрубку. Аналогичная конструкция встречается и у масляных насосов.

2.3. Роликовый 

топливный насос роликового типа
Схема топливного насоса роликового типа

Представляет собой круглую рабочую камеру с секцией нагнетания и выпуска. В ней установлен ротор с пазами, в которые вставлены ролики (для минимизации трения). По мере вращения ротор захватывает поступающее топливо на одной стороне и перегоняет на противоположную. За счет эксцентрического размещения образуются зоны разрежения и сжатия.

2.4. Центробежный 

топливный насос центробежного (турбинного) типа
Устройство топливного насоса центробежного (турбинного) типа

Самый распространенный тип конструкции. В рабочей камере размещена турбина-крыльчатка, при вращении которой топливо нагнетается в магистраль за счет центробежной силы. Такой насос сочетает в себе производительность, бесшумность работы и надежность.

2.5. Плунжерный 

топливный насос плунжерного типа схема
Типовая схема работы топливного насоса плунжерного типа

В основном плунжерная система накачки используется в ТНВД. Но есть и редкие модели электронасосов не високого давления, в которых использована такая схема работы. Как правило, это два плунжера, работающих в противофазе. С помощью системы клапанов создается разрежение и давление в рабочей камере, следовательно, топливо поступает в магистраль.

3.Топливный насос высокого давления (ТНВД)

топливный насос высокого давления
Типовая схема работы плунжерной пары ТНВД

Нельзя обойти вниманием и этого монстра, без которого уже нельзя представить работу дизельного двигателя. ТНВД также относится к механическому типу насосов, с приводом от коленвала двигателя. В зависимости от конструкции ТНВД может подавать топливо на форсунки под давлением от 600 бар. В паре с ТНВД идет подкачивающий насос, образующий с ним единый модуль, таким образом система подает непрерывный поток топлива, даже если за бортом зима, дизтопливо загустело, а фильтр запарафинился.

4. Погружной

погружной топливный насос
Типовая схема погружного топливного насоса в баке

Устанавливаются непосредственно в бензобаке автомобиля. Как ни странно, это оказалось лучшим решением для электрических насосов: внутрь корпуса не попадают пузырьки воздуха, бензин отводит тепло и является отличным изолятором, так что можно не бояться замыкания проводки насоса. К тому же погружной насос не нуждается в лишних патрубках для накачки и сброса избытка топлива.

5. Выносной
Как понятно из названия, выносные насосы монтируются не внутри бензобака, а в другом месте: по ходу топливной магистрали, возле двигателя и т.д. Такой тип размещения можно встретить на старых моделях автомобилей, и к этой же категории относятся ТНВД и подкачивающие насосы.

Неисправности топливных насосов

В идеальных условиях ресурс топливного насоса довольно большой: до 200 тыс. км для электрического, меньше – для простого механического, а ТНВД может прослужить столько же, сколько сам автомобиль. Но далеко не все они показывают такую живучесть, тем более что и условия у нас далеко не идеальные.

Так что на жизненном пути агрегат сталкивается с такими неисправностями:

  1. Перегрев – самая большая неприятность, которая может случиться с электронасосом. Перегревается он, если в баке топлива «на донышке» и корпус насоса не охлаждается. От повышения температуры усиливается трение движущихся частей, и за короткое время устройство выходит из строя;
  2. Грязь, а точнее, крупные частицы, попадающие в топливо. Для их отсеивания в сборе с насосом идет фильтр-сетка грубой очистки, но если он порвался, есть риск, что в внутрь пойдут песчинки, крупинки ржавчины и т.д. (мало ли, что могло насыпаться в бензин). Если фильтра перед насосом нет давно, крупные частицы повреждают механизм;
  3. Влага вызывает коррозию корпуса насоса. Конденсат на внутренних стенках топливного бака – штука неприятная, и агрегат страдает от него в первую очередь;
  4. Время. Естественный износ никто не отменял.

Признаки неисправности связаны с подачей топлива:

  1. Двигатель «тупит» на разгоне или под большой нагрузкой (например, перевозка полного прицепа);
  2. На высоких скоростях автомобиль начинает дергаться;
  3. Двигатель работает неровно;
  4. Двигатель не заводится вообще.

Если агрегат вышел из строя (по любой причине), его не ремонтируют, а только меняют. Исключение составляет ТНВД, цена которого оправдывает любые усилия и затраты на ремонт. В остальных случаях всё, что нужно сделать, это купить новый насос от хорошего бренда и поставить на место старого.
В редких случаях отказ электронасоса может быть вызван перегоревшим предохранителем. Тогда можно обойтись заменой этого предохранителя, чтобы всё снова заработало.

Чтобы топливный насос не вышел из строя раньше времени, нужно соблюдать элементарные правила эксплуатации: не давать ему перегреться (когда топливный бак пустой или когда автомобиль долгое время едет в крутую горку), следить за состоянием электропроводки, заправлять машину нормальным топливом. Тогда можно вообще никогда не узнать, где находится топливный насос, как он выглядит и как работает.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: