С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00
Главная » Разное » Принцип работы топливного насоса

Принцип работы топливного насоса


Устройство и принцип работы топливного насоса

Топливный насос предназначен для подачи топлива из бака в двигатель автомобиля. Он обеспечивает равномерную дозировку и необходимое для правильной работы мотора постоянное давление. В практике автомобилестроения применяются несколько видов насосов, отличающихся не только конструктивно, но и типом привода. О том, как устроены наиболее популярные топливные насосы, и пойдет речь далее.

Устройство топливных насосов

В зависимости от типа привода насосы для подачи топлива разделяются на две большие группы: механические и электрические. Первые используются только в карбюраторных двигателях, а также в качестве подкачивающих насосов в дизельных двигателях. Вторые применяются и для бензиновых, и для дизельных моторов.

Механические топливные насосы

Механический насос располагается на двигателе и приводится в движение специальным эксцентриком. Конструктивно он состоит из следующих элементов:

Устройство механического топливного насоса
  • корпус;
  • диафрагма;
  • толкатель;
  • шток;
  • возвратная пружина;
  • клапаны на всасывающем и нагнетательном каналах;
  • фильтр;
  • эксцентрик.

В автомобилях, оснащенных задним приводом, эксцентрик находится на валу привода масляного насоса, а в авто с передним приводом он размещается на распределительном валу двигателя. Перемещение диафрагмы в таком насосе и обеспечивает движение топлива. Когда диафрагма находится в нижней точке, в рабочей камере возникает разрежение, и последняя заполняется жидкостью. Когда диафрагма перемещается в верхнее положение, происходит выталкивание топлива в нагнетательный трубопровод. Клапаны при этом препятствуют обратному ходу топлива.

Для дизельных двигателей такие системы часто используются как насосы низкого давления. Они выполняют функцию подкачивания топлива и располагаются рядом с насосами высокого давления (ТНВД). С практической стороны это позволяет преодолеть гидравлическое сопротивление системы фильтрации и создать стабильное избыточное давление.

Насосы для подачи топлива с электрическим приводом

Роликовый топливный насос. 1 – обратный клапан; 2 – предохранительный клапан; 3 – электрический разъем; 4 – электродвигатель; 5 – рабочее колесо

Электрические насосы устанавливаются на двигателях с распределенным и непосредственным впрыском. Они приводятся в действие при помощи электрического привода от аккумулятора или генератора. По своему устройству электронасосы разделяются на следующие группы:

  • Вакуумные. Такой насос имеет аналогичную конструкцию с механическим, но эксцентрик, приводящий в движение рабочие узлы, заменен на электропривод.
  • Роликовые. В таком устройстве топливо перемещается благодаря вращению ротора (движению роликов). В момент, когда дистанция между роликом и ротором увеличивается, возникает разрежение, открывается всасывающий клапан, и топливо всасывается до полного заполнения. В следующий момент вращение ротора обеспечивает уменьшение расстояния, и через открывшийся нагнетающий клапан топливо подается к двигателю.
  • Шестеренчатые. Всасывание и нагнетание топлива реализуется за счет вращения шестерни-ротора. Она расположена эксцентрично по отношению к шестерне-статору. Зубья шестерен формируют камеры, через которые проходит топливо. В ходе вращения объёмы камер постоянно изменяются, что обеспечивает нужное давление.
  • Центробежные. Такой насос имеет рабочее колесо, оснащенное лопатками, которые перемещают топливо от всасывающего к нагнетательному каналу. Давление создается за счет завихрений, возникающих при воздействии лопаток на рабочую жидкость.
  • Плунжерные. Бензонасосы такой конструкции — редкое явление. Подобные системы преимущественно используются в автомобилях на дизельном топливе в качестве ТНВД. Они имеют пары плунжеров, приводимые в движение кулачковым валом. При движении плунжера вверх последовательно закрываются выпускное и впускное отверстия. Это формирует необходимое для открытия нагнетательного клапана давление и последующую подачу топлива к форсункам двигателя.

Особенности работы топливных насосов

Чтобы определить, где находится электрический топливный насос в системе, необходимо учесть его конструктивные особенности. Так например, роторные и шестеренчатые устанавливаются непосредственно в системе топливопровода, а центробежный насос всегда находится в бензобаке. По месту расположения топливные насосы разделяют на:

Читайте также:  Конструктивные особенности топливного бака автомобиляПогружной бензонасос
  • Выносные — монтируются на кузове автомобиля.
  • Погружные — устанавливаются в топливном баке таким образом, чтобы он был погружен в топливо. Такие конструкции наиболее популярны в современных авто. За счет погружения механизма в рабочую жидкость обеспечивается его охлаждение, а также исключается вероятность «сухого хода». Модуль погружного бензонасоса состоит из датчика уровня топлива, фильтра грубой очистки топлива, самого электрического бензонасоса и регулятора давления.

В автомобилях с бензиновым двигателем топливный насос создает высокое давление в диапазоне 0,3-0,4 МПа. В системах непосредственного впрыска топлива может обеспечиваться давление до 0,7 МПа.

Включение электрического насоса происходит при помощи реле, получающего сигнал от блока управления двигателя. Питание проходит через предохранитель в цепи бензонасоса, приводя последний в работу одновременно с включением системы зажигания или сразу после открытия двери водителя. Само реле может располагаться возле блока управления двигателя или в составе блока предохранителей.

Основные неисправности и ресурс топливных насосов

На ресурс любого топливного насоса влияет качество топлива. В среднем, срок службы составляет до 200 тысяч километров, но первые сбои в работе могут возникать уже после 100 тысяч километров пробега.

Сетка бензонасоса

Наиболее частой проблемой является загрязнение системы. Оно приводит к повреждению и заклиниванию рабочих частей механизма. С целью предотвращения подобных неисправностей устанавливается фильтр очистки (сеточка) бензонасоса. Для погружных конструкций, помимо качества, принципиальным является и количество оставшегося топлива в баке. Если его мало, моторчик перегревается и не получает достаточного охлаждения.

Довольно часто на погружных насосах располагается датчик уровня топлива. Он работает по следующему принципу: поплавок датчика бензонасоса всегда плавает на поверхности жидкости в баке. В зависимости от его положения датчик посылает сигналы и оповещает водителя о необходимости пополнить бак.

Специалисты рекомендуют не допускать снижения уровня топлива в баке менее 5-10 литров.

Одной из распространенных причин отказа запуска мотора является перегорание предохранителя бензонасоса. В этом случае он потребует замены. Месторасположение самого предохранителя зависит от марки авто. Это может быть как подкапотное пространство, так и салон автомобиля.

(1 оценок, среднее: 5,00 из 5) Загрузка...

Топливный насос - что это такое? Описание и принцип действия

У топливной системе бензинового двигателя основным конструктивным элементом является топливный насос, который обеспечивает подачу определенного топлива под давлением к карбюратору или форсункам. К форсункам топливо подается только у двигателях с установленной системой впрыска топлива, а к карбюратору у карбюраторных двигателях. Топливные насосы делятся на механические и электрические в зависимости от принципа работы привода.

Топливный механический насос

Бензонасос используется у карбюраторных двигателях. Соответственно насос имеет механический привод распределительного вала (масляного насоса). Механический топливный насос — это в первую очередь разновидность поршневого насоса. Он включает такие конструктивные элементы:•    Диафрагма;•    Шток который соединен с диафрагмой;•    Клапаны всасывания и нагнетания;•    Фильтр насоса;•    Корпус который закрывается сверху крышкой;•    Насаженную на шток возвратную пружину;•    Механический привод.

Принцип работы механического топливного насоса

Основным элементом работы является диафрагма.  Между мембранами из которых состоит диафрагма расположены прокладки. Диафрагма совместно работает с механическим приводом насоса, а также со штоком. Существуют несколько схем работы привода механической системы. На отечественных автомобилях устанавливается конструкция, которая состоит из толкателя и рычага с балансиром. На зарубежные автомобили устанавливают коромысло с двуплечим коромыслом (рычагом).

Эксцентрик распределительного вала приводит в работу привод насоса. Шток преодолевает усилие пружины с диафрагмой вниз при условии если эксцентрик привода насоса будет вращаться. Через всасывающий клапан разряжения протекает к насосу из топливного бака за счет увеличения диафрагмы объема полости. В карбюратор топливо поступает в нагнетательный патрубок когда открывается нагнетательный клапан за счет увеличения давления над диафрагмой. Всасывающий клапан закрывается.

При работе эксцентрика освобождается рычаг привода, под действием пружины диафрагма поднимается вверх. За счет высокого давления, которое создается над диафрагмой топливо поступает к карбюратору через нагнетательный патрубок. Всасывающий клапан закрывается. Весь этот цикл повторяется при каждом повороте эксцентрика.

Отсекается топливо, которое поступает в карбюратора счет запорной иглы тогда заполняется поплавковая камера. Привод ничего не перемещает (работает вхолостую) когда насос работает а диафрагма опускается вниз. Если изменить амплитуду движения диафрагмы регулируется лучшая производительность системы механического привода.

Топливный электрический насос

Только в бензиновых двигателях с установленный впрыском топлива устанавливается топливный электрический насос. В контуре с низким давлением применяется электрический насос в дизельных и бензиновых двигателях для протекания топлива. Топливный насос создает высокое давление примерно 0,4 Мпа. С непосредственным впрыском создается 0,7 Мпа давление. Механический насос не используется в системах прямого впрыска потому что подается низкое давление топлива.

Электрический привод топливного насоса устанавливается в топливо проводе или в топливном баке. На сегодняшний день в новые модели автомобилей устанавливают топливный насос в топливный бак. За счет того что отсутствует всасывающая магистраль обеспечивается лучшее охлаждения насос и снижения потерь. Минусом такой системы является уязвимость потому что максимальная длина нагнетательного топливо провода максимальная.

Схема работы топливного электрического насоса

Топливный электрический насос состоит из электродвигателя (электрического привода) и собственно насоса (насосной части). Все эти детали объедены в один металлический корпус и они всегда имеют контакт с топливом. Для предотвращения короткого замыкания предусмотрено сопротивление электричеству примерно 1 Ом которое создает бензин. Вся эта система объединяет в себя не только топливный насос, но и датчик расхода топлива и сетчатый фильтр топлива, топливо заборник и непосредственно модуль. Для работы топливного насоса предусмотрено обратный и редукционный клапан. При остановке двигателя запирает топливную система обратный клапан. Поддерживания определенного давления для системы и перепускания топлива обратно на впуск обеспечивает редукционный клапан.

Существует несколько видов топливных насосов:1.    Насос центробежный;2.    Роликовый насос;

3.    Шестеренный насос.

При вращении ротора топливо в роликовом насосе нагнетается и всасывается, а также перемещаются в нем ролики. Топливо заполняет пространство где находятся ротор и ролики разряжением при увеличении пространства. Как только заполнилось все пространство разряжением топливо отсекается. Под давлением топливо покидает насос и открывается выпускное отверстие. Также уменьшается пространство и все это происходит когда ротор вращается.

Шестеренный насос работает аналогично. Нагнетается и всасывается топливо при движении ротора (внутренней шестерни) относительно расположению статора (внешней шестерни). С помощью зубов боковых сторон ротора которые вращаются топливо начинает нагнетаться и всасываются в промежутках меняющихся камер.

Роликовый насос и шестеренный устанавливается в одной конструкции – топливо проводе. В настоящее время чаше всего устанавливают лопастные насосы (центробежные), которые обеспечивают протекания топлива без всяких пульсаций и в свою очередь снижается шум. Но к минусам центробежных насосов относятся ограничения, которые устанавливаются для давления и производительности.

Лопастный топливный насос находится в топливном баке. По периметру крыльчатка (рабочее колесо) снабжается многочисленными лопатками.  В определенной форме внутри камеры вращается крыльчатка, в которой находятся нагнетательный и всасывающий канал. Повышение давления обеспечивает завихрения топлива. Завихрение происходит при воздействии топлива на лопатки.

Схема работы электрического насоса

Блоку управления двигателем принимает сигналы при активации реле насоса. Двигатель автомобиля запускается после включения зажигания и при этом обеспечивается работа топливного электрического насоса. Одной из особенностей электрического топливного насоса является в узких пределах давления топлива. Напряжение изменяется клапаном предохранения и при изменении давления.

Источник: http://remontauto.by/

Топливный насос: назначение, виды, устройство, принцип действия

Ключевым устройством любой топливной системы бензинового ДВС является топливный насос (ТН), основным назначением которого является подача топлива под определенным давлением к топливным форсункам или карбюратору (в зависимости от типа двигателя). Топливные насосы различаются по типу привода на механические и электрические устройства.Топливный насос механического типа или бензонасос используется на двигателях, оснащенных карбюраторами. Работа насоса обеспечивается механическим приводом от распредвала ДВС, как правило, через вспомогательные устройства, например, привод может быть осуществлен через вал масляного насоса. В любом случае насос находится на двигателе.Механический насос является одним из видов поршневого насоса.Насос подобного типа имеет достаточно сложную конструкцию, состоящую из следующих механизмов и элементов:
  • корпуса с защитной крышкой;
  • диафрагмы - располагается в средней части корпуса;
  • штока - соединяется с диафрагмой;
  • возвратной пружины - устанавливается на шток;
  • клапанов - всасывающего и нагнетательного, которые расположены в верхнем отсеке корпуса;
  • фильтра сетчатого - устанавливается в защитной крышке;
  • привода механического
Основным конструкционным элементом механического ТН является диафрагма, которая состоит из 2-3 мембран, уплотненных между собой прокладками. Как уже было сказано выше, диафрагма насаживается на шток, который с обратной стороны соединен с механическим приводом ТН.На разных марках автомобилей может быть установлен механический привод разной конструкции - двуплечный рычаг (коромысло) или толкатель с рычагом и балансиром (чаще применяется на отечественных автомобилях).Механический привод осуществляется при помощи эксцентрика распредвала. Совершая вращательные движения эксцентрик воздействует на шток, который толкает диафрагму, преодолевая воздействия пружины.Полость, расположенная над диафрагмой увеличивается в размере, при этом происходит поступление топлива (бензина) в насос из бака через клапан всасывания. В этот момент нагнетательный клапан полностью закрыт.Далее эксцентрик освобождает приводной рычаг, вместе с тем диафрагма возвращается в исходное положение под воздействием пружины. В полости над диафрагмой возрастает рабочее давление и происходит открытие нагнетательного клапана, благодаря чему топливо попадает в карбюратор. В этот момент закрывается всасывающий клапан.Рабочие циклы топливного насоса повторяются при совершении очередного оборота эксцентрика, расположенного на приводном валу.Бензин поступает в поплавковую камеру карбюратора. При ее заполнении топливом запорная игла перекрывает доступ бензина.Диафрагма при этом стопорится на места, а насос работает вхолостую до того момента, пока не потребуется очередная порция топлива для заполнения карбюратора.Регулировка производительности топливного механического насоса осуществляется путем автоматического изменения амплитуды перемещения диафрагмы.Топливный электронасос используется в бензиновых ДВС, оснащенных системой распределенного впрыска топлива.Кроме этого данный тип насосов может также применяться как на дизелях, так и на бензиновых двигателях с системой прямого впрыска топлива. В этом случае электрический ТН встраивается в контур низкого давления для того чтобы обеспечить подачу топлива к ТНВД.Электрический ТН способен создавать рабочее давление в диапазоне 0, 3 - 0, 7 МПа. Топливный электронасос может устанавливаться как в топливопроводе, так и непосредственно в топливном баке.Чаще всего насос устанавливается внутрь бака, что обеспечивает более быстрое охлаждение насоса, за счет его погруженности в топливо.Электрический насос состоит из:
  • привода электрического типа (электрический двигатель);
  • металлического корпуса;
  • датчика расхода топлива;
  • топливного заборника;
  • топливного фильтра сетчатого;
  • клапанов - обратного и редукционного
Конструктивно топливный электронасос можно разделить на две части: электродвигатель и, непосредственно, насос. Обе части объединены в одном металлическом корпусе. Все элементы насоса находятся в постоянном контакте с топливом.Это возможно благодаря высокому электрическому сопротивлению бензина, который выступает в роли изолятора и предотвращает короткое замыкание.Работа насоса обеспечивается двумя клапанами: редукционным и обратным. Обратный клапан обеспечивает запирание топливной системы при остановке двигателя.А редукционный клапан необходим для поддержания в топливной системе необходимого давления, что обеспечивается отсеканием излишков топлива.Существует три основных вида топливных электронасосов - шестеренный, центробежный и роликовый.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.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.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.

Устройство автомобилей



Топливный насос служит для принудительной подачи топлива из топливного бака в карбюратор (или к накопительным и впрыскивающим устройствам других типов систем питания двигателя). На отечественных автомобильных карбюраторных двигателях применяют мембранные (диафрагменные) топливные насосы, конструктивно отличающиеся друг от друга лишь числом клапанов, формами корпуса и рычага привода.

Применение насосов такого типа в конструкциях карбюраторных двигателей обусловлено относительной простотой конструкции, а также тем, что при работе диафрагменных насосов практически отсутствует вероятность искрообразования. Слабым местом диафрагменных (мембранных) насосов является диафрагма, которая может повредиться, а также клапанный механизм, склонный слипаться при накоплении смолистых отложений из топлива.

На одной из страниц сайта, посвященного науке гидравлике, описаны особенности конструирования и расчета мембранных насосов, а также описано устройство и работа топливного насоса системы питания карбюраторного двигателя автомобиля ВАЗ. Ниже приведен чертеж общего вида топливного насоса двигателя ГАЗ-53А, который имеет аналогичную конструкцию и отличается лишь размерами и формами элементов.

Насос состоит из трех частей: корпуса 2, клапанной головки 7 и крышки 6. Отлитый из цинкового сплава корпус, головка и крышка соединены между собой винтами. В корпусе на оси 14 установлен вильчатый рычаг 13, прижимаемый пружиной 12 к эксцентрику распределительного вала двигателя. Вильчатым концом рычаг охватывает шток 10 мембраны 3, которая отжимается верхней пружиной 9. Края мембраны зажаты между корпусом и головкой насоса. В центральной части мембраны закреплен шток. В головке насоса смонтированы клапаны: два всасывающих 4 и один нагнетательный 8. Над всасывающими клапанами размещен сетчатый фильтр 5. Рычаг 1 ручной подкачки топлива закреплен неподвижно на валике 11 и удерживается в нижнем положении пружиной, установленной на валике между рычагом и корпусом насоса.



Под действием эксцентрика распределительного вала двигателя рычаг 13 сжимает пружину 9 и перемещает через шток 10 мембрану 3 вниз. Объем полости над мембраной увеличивается, вследствие чего в ней создается разрежение, под действием которого открываются всасывающие клапаны и топливо поступает в эту полость, проходя сетчатый фильтр. После того, как эксцентрик распределительного вала освободит рычаг 13, мембрана 3 переместится вверх под действием пружины 9. При этом в полости над мембраной повысится давление, под действием которого закроются всасывающие клапаны 4 и откроется нагнетательный клапан 8, а топливо поступит в головку и затем по трубопроводу в фильтр тонкой очистки.

Производительность топливных насосов грузовых автомобилей 100…180 л/ч, а максимальный перепад давления при нулевой подаче – 20…30 кПа. Наибольшая подача насоса в 3…5 раз превышает максимальный расход топлива двигателем. Однако пружина 9 подобрана так, что ее сила упругости не может преодолеть силу, действующую на запорную иглу в поплавковой камере карбюратора. Поэтому когда поплавковая камера заполнена, мембрана насоса остается в нижнем положении, а рычаг 13 перемещается вхолостую. Таким образом, насос изменяет подаваемое количество топлива соответственно расходу двигателем.

Поплавковая камера карбюратора может быть заполнена топливом перед пуском двигателя с помощью устройства для ручной подкачки. При качании рукой рычага 1 валик 11, поворачиваясь, отжимает рычаг 13 насоса вниз или отпускает его. В результате этого топливо засасывается в полость над мембраной и затем нагнетается в поплавковую камеру карбюратора. Эксцентрик распределительного вала при этом не должен касаться рычага 13.

***

Воздушный фильтр системы питания


Главная страница
Специальности
Учебные дисциплины
Олимпиады и тесты

Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости