Устройство и работа топливоподкачивающего насоса дизельного двигателя

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.

Бензонасос — элемент топливной системы автомобиля который осуществляет подачу топлива к системе дозирования (карбюратор/форсунка). Необходимость такой детали в топливной системе возникает через техническое расположение двигателя и бензобака относительно друг-друга. В автомобилях устанавливаются один из двух типов бензонасосов: механический, электрический.

Механические применяются в карбюраторных машинах (подача топлива под низким давлением).

Электрические — в автомобилях инжекторного типа (подача топлива происходит под высоким давлением).

Магистральные топливные насосы

Большинство современных дизелей оснащены аккумуляторным впрыскивающим устройством Common Rail, в которое включен магистральный насос ТНВД. Перед входом в полости цилиндров, солярка здесь аккумулируется в специальном резервуаре под названием топливная рампа. Для улучшения управляемости процессами повышения напора и качества впрыска, эти операции выполняются последовательно.

Конструкция ТНВД магистрального типа включает в себя различное количество плунжерных пар (от 1 до 3). Плунжер начинает движение под воздействием специальных пружинных деталей, сжатого кислорода или через гидравлический привод. Согласно алгоритму работы узлов и деталей насоса, дозирующие клапаны цилиндров срабатывают и производится впрыск дисперсной топливной смеси в нужную камеру сгорания в точное время.

Магистральные топливные насосы ТНВД, в комплекте с аккумулирующей рампой, являются наиболее совершенными и пользуются повышенной популярностью среди современных автопроизводителей. Благодаря управлению при помощи электронных элементов, магистральные насосы обеспечивают напор топлива, силой, превышающей 1500 бар.

Принцип работы

• При неработающем подкачивающем насосе впускной и нагнетательный клапаны закрыты, а надпоршневое и подпоршневое пространство заполнено топливом.
• При вращении кулачкового вала топливного насоса толкатель и поршень под действием эксцентрика вала и пружин совершают возвратно-поступательное движение.
• Когда выступ эксцентрика отходит от толкателя, поршень и толкатель под действием пружин движутся в сторону кулачкового вала. При этом в подпоршневом пространстве создается давление, а в надпоршневом — разрежение. Нагнетательный клапан закрывается, а впускной открывается, и топливо из впускного канала А поступает в надпоршневое пространство, а из подпоршневого выжимается по каналу Б в топливный фильтр и далее в головку топливного насоса.
• Когда выступ эксцентрика набегает на толкатель, последний с помощью стержня перемещает поршень, сжимая пружину. В надпоршневом пространстве создается давление, а в подпоршневом — разрежение. Впускной клапан закрывается, а нагнетательный клапан открывается, и топливо перетекает из надпоршневого пространства в подпоршневое. Таким образом, топливо подается к топливному насосу при движении поршня в сторону эксцентрика под действием пружины, а при движении поршня под действием эксцентрика оно перетекает из надпоршневого пространства в подпоршневое. При последующих ходах поршня процесс повторяется в той же последовательности.
• При повышении давления в нагнетательном канале Б (например, при уменьшении расхода топлива топливным насосом или засорении топливного фильтра) пружина, перемещая поршень не может преодолеть сопротивление топлива, и поршень останавливается.
• Положение поршня в этом случае зависит от расхода топлива. Чем меньше расход топлива, тем выше давление в нагнетательном канале, тем раньше останавливается поршень и тем меньше его рабочий ход.
• При меньшем рабочем ходе поршня меньше топлива подается в нагнетательный канал. Поэтому даже при малом расходе топлива давление в нагнетательном канале не поднимается выше определенного.
• Так автоматически ограничивается максимальное давление топлива, которое подается подкачивающим насосом в систему. Это следует учитывать в эксплуатации.
• При несвоевременной замене фильтра тонкой очистки топлива, его подача в систему становится недостаточной, и дизель теряет мощность.

Если фильтрующий элемент засорится настолько, что его гидравлическое сопротивление станет больше усилия пружины, то подача топлива прекратится совсем, и дизель остановится.

а — нагнетание топлива в систему; б — перетекание топлива; в — прекращение подачи топлива; 15 — эксцентрик.

Назначение топливоподкачивающего насоса дизельного двигателя.

1. Топливоподкачивающий насос применяют для подачи топлива из топливного бака к фильтру.

2. Топливоподкачивающий насос применяют для подачи топлива из топливного бака через фильтры к форсункам.

3. Топливоподкачивающий насос применяют для подачи топлива из топливного бака через фильтры к насосу высокого давления.

Типы топливоподкачивающих насосов, применяемых на дизельных двигателях ЯМЗ-236М и КамАЗ-740.10.

1. На дизелях ЯМЗ-236М и КамАЗ-740.10 установлены топливоподкачивающие насосы поршневого типа.

2. На дизелях ЯМЗ-236М и КамАЗ-740.10 установлены топливоподкачивающие насосы диафрагменного типа.

3. На дизелях ЯМЗ-236М и КамАЗ-740.10 установлены топливоподкачивающие насосы поршневого и диафрагменного типа.

Устройство топливоподкачивающего насоса дизельного двигателя.

1. Ведомая полумуфта, ось груза, пружина, ведущая полумуфта, корпус, па­лец ведущей полумуфты, груз, проставка.

2. Толкатель, пружины, крышка, нагнетательный клапан, седло, гильза, болт регулировочный.

3. Шток толкателя, пружины, толкатель, выпускной клапан, пробки, поршень, впускной клапан, корпус насоса, насос ручной подкачки.

Работа топливоподкачивающего насоса (ручная подкачка) дизельного двигателя.

1. Вращающийся эксцентрик, расположенный на кулачковом валу насоса высокого давления, набегает на ролик толкателя, вследствие чего сжимается пружина и перемещается шток с поршнем, сжимая пружину. Под действием давления топлива в полости А над поршнем, впускной клапан прижимается к седлу, а выпускной клапан открывается, топливо перетекает по перепускному каналу в полость Б под поршень.

2. Когда эксцентрик сбегает с ролика толкателя, пружина возвращает толка­тель в исходное положение. Одновременно пружина, разжимаясь, перемещает поршень в обратную сторону. Над поршнем в полости А создается пониженное, а под поршнем в полости Б — повышенное давление. Выпускной клапан садится на седло, и топливо из полости Б по каналам насоса и трубопроводу поступает к фильтру тонкой очистки. Вследствие понижения давления над поршнем открывается впускной клапан и топливо заполняет полость А.

3. При перемещении поршня рукояткой вверх в цилиндре создается разрежение, открывается впускной клапан и топливо поступает внутрь цилиндра. При перемещении поршня вниз в цилиндре создается давление, впускной клапан закрывается, а выпускной клапан открывается и топливо подается к фильтру тонкой очистки.

Работа топливоподкачивающего насоса дизельного двигателя.

1. При перемещении поршня, рукояткой вверх в цилиндре создается разрежение, открывается впускной клапан и топливо поступает внутрь цилиндра. При перемещении поршня вниз в цилиндре создается давление, впускной клапан закрывается, а выпускной клапан открывается и топливо подается к фильтру тонкой очистки.

2. Вращающийся эксцентрик, расположенный на кулачковом валу насоса высокого давления, набегает на ролик толкателя, вследствие чего сжимается пружина и перемещается шток с поршнем, сжимая пружину. Под действием давления топлива в полости А над поршнем, впускной клапан прижимается к седлу, а выпускной клапан открывается, топливо перетекает по перепускному каналу в полость Б под поршень.

3. Когда эксцентрик сбегает с ролика толкателя, пружина возвращает толка­тель в исходное положение. Одновременно пружина, разжимаясь, перемещает поршень в обратную сторону. Над поршнем в полости А создается пониженное, а под поршнем в полости Б — повышенное давление. Выпускной клапан садится на седло, и топливо из полости Б по каналам насоса и трубопроводу поступает к фильтру тонкой очистки. Вследствие понижения давления над поршнем открывается впускной клапан, и топливо заполняет полость А.

4. Работа топливоподкачивающего насоса дизельного двигателя осуществляется по принципам, указанным в ответах 2 и 3.

Изменение производительности топливоподкачивающего насоса дизельного двигателя.

1. Производительность топливоподкачивающего насоса дизельного двигателя изменяется за счет регулирования жесткости пружины поршня.

2. Производительность топливоподкачивающего насоса дизельного двигателя не изменяется.

3. При уменьшении расхода топлива двигателем давление в полости перед поршнем повышается, и силы сжатой пружины недостаточно для преодоления противодавления топлива. Вследствие этого активный ход поршня уменьшается, и соответственно, снижается подача топлива насосом. Толкатель при этом свободно перемещается в обе стороны. По мере увеличения расхода топлива двигателем, давление в полости перед поршнем уменьшается, активный ход поршня увеличивается и подача топлива насосом возрастает.

Mitsubishi Pajero The Ark 2.5D, Трахториса › Бортжурнал › ТННД, или экспериментальная подкачка топлива (Upd)

UPD.14.04.2019 PFP012 PATRON СДОХ НАСОСИК! Проработал 385 моточасов…RIPБез него машина заглохла, после открыл байпасный краник, но без насоса уже не та езда совершенно.Хотя ездить конечно можно.А посему, был заказан и поставлен насос MEAT & DORIA 76043.посмотрим на сколько хватит!(18.05.2020 — работает отлично!)конец Upd

Проехал с сей электрической приблудой более 10 000 км (300 м/ч), думаю пришло время выложить на общее обозрение.

Мои впечатления:1. Это работает! Сам в шоке! Эксперимент удачный!2. Появилась тяга на низких оборотах (до 2000 об/мин).3. Тяга почти паровозная, и очень ровная начиная от 900 об/мин. (Чего очень не хватало!)Вещь весьма нужная, владельцы Ниссанов не дадут солгать!4. Жужжит негромко.

Итак, электрический насос низкого давления для дизельного топлива PFP012 PATRON давление 0.2 бар, пропускная способность 100 л/ч NISSAN: PATROL GR I (Y60) 09.88-06.97Установлен до основного фильтра, вертикально, хотя народ в основном устанавливает горизонтально.Разницы не вижу, хотя нет, считаю, что выходом вверх лучше выходит воздух.

Обязательна установка перед насосом сетчатого фильтра для дизельного топлива!Иначе погибнет насос, если вдруг проникнут песчинки! gb613 BIG FILTER

Хомуты самозажимные 94530024 GENERAL MOTORS

Шланг топливный 8 мм. 322500053 GATES

Тройники пластиковые. 28630 GATES

Подключен к электроклапану на ТНВД с помощью соединительной колодки на разъем насоса.AX311 CARGEN

Байпасная линия с шаровым краником из Китая.На случай смерти электронасоса, т.к. он очень плохо пропускает в выключенном состоянии.Многие ставят обратный клапан, мне с шаровым краном как-то сподручнее.

С обратным клапаном на обводящей линии можно не заметить кончину электроподкачки.Но, есть мнение, что на оборотах выше 3000 на Патролах не хватает производительности электронасоса и ТНВД начинает качать в обход через обратный клапан.Я не согласен и уверен, что моему двигателю производительности в 100 л/ч вполне достаточно.

Никого не агитирую, это не панацея, но в моем конкретном случае весьма помогло.Всяко легче теперь живется ТНВД, не надо преодолевать сопротивление топливного фильтра и т.д.

Источник

Принцип работы

Используемая схема работы автомобильного насоса низкого давления предусматривает наличие 2 режимов функционирования:

• режим подготовки;
• рабочий режим.

Учитывая назначение, а также разобрав само устройство автомобильного ТННД, не лишним будет детальнее разобрать его принцип работы.

Этап подготовки наблюдается в момент, когда поршень начинает своё движение в направлении вверх. В это время на него действует эксцентрик, пружина стягивается. Затем запускается движение горючки в камерах между элементами фильтрации грубой и соответственно тонкой очистки.

Если же говорить про рабочий режим, то он происходит при обратном совершаемом движении поршня, когда он перемещается вниз.

За счёт этого при разных режимах работы можно создавать внутри автомобильной топливной системы наиболее оптимальные условия для работы установленного в машине двигателя. Ведь если поршень будет постоянно совершать движения, нагрузка окажется очень высокой, и всё это закончится вполне ожидаемыми неисправностями, поломками узла.

Если топливо будет подаваться в меньшем количестве, тогда напряжение увеличится, поршень не сможет с ним совладать и справиться. Итогом станет зависание поршня. Это указывает на подачу топливным механизмом меньшего количества рабочей жидкости. Если топливо подаётся в больших объёмах, поршень активно совершает свои движения, ТННД перегоняет больше горючки.

Разобравшись с тем, как работает в двигателе насос низкого давления и каким образом он связан с ТНВД, обязательно стоит рассказать о существующих разновидностях применяемых ТННД.

Типы топливных насосов высокого давления

Существует три типа ТНВД, они имеют разное устройство, но одно предназначение:

• рядный;
• распределительный;
• магистральный.

В первом из них, топливо в каждый цилиндр нагнетает отдельная плунжерная пара, соответственно, количество пар равно количеству цилиндров. Схема распределительного топливного насоса высокого давления, в значительной мере отличается от схемы рядного. Отличие заключается в том, что горючее нагнетается ко всем цилиндрам посредством одной или нескольких плунжерных пар. Магистральный насос нагнетает топливо в аккумулятор, из которого оно в последствии распределяется по цилиндрам.

В авто с бензиновыми двигателями, с системой непосредственного впрыска, горючее качает электрический топливный насос высокого давления, однако оно (давление) там в разы меньше.

Рядный топливный насос высокого давления

Как уже было сказано, он имеет плунжерные пары по числу цилиндров. Его устройство довольно просто. Пары размещены в корпусе, внутри которого имеются подводные и отводные топливные каналы. В нижней части корпуса находится кулачковый вал с приводом от коленвала, плунжеры постоянно прижимаются к кулачкам пружинами.

Для регулирования количества поступающего топлива, и момента его подачи, применяется либо механический способ, либо электрический (такая схема предполагает наличие управляющей электроники). В первом случае количество подаваемого горючего изменяется поворотом плунжера. Схема очень проста: на нем имеется шестерня, она находится в зацеплении с рейкой, которая, в свою очередь, связана с педалью акселератора. Верхняя поверхность плунжера имеет наклон, благодаря чему изменяется момент закрытия впускного отверстия в цилиндре, а значит, и количество горючего.

Момент подачи топлива нужно менять при изменении величины оборотов коленвала. Для этого на кулачковом валу имеется центробежная муфта, внутри которой расположены грузики. С ростом оборотов они расходятся, и кулачковый вал поворачивается относительно привода. В результате, при повышении оборотов, топливный насос обеспечивает более ранний впрыск, а с уменьшением – более поздний.

Устанавливаются рядные ТНВД на средние и тяжелые грузовики. На легковые автомобили их полностью перестали устанавливать в 2000 году.

Распределительный топливный насос высокого давления

В отличие от топливного насоса рядного, распределительный имеет только одну или две плунжерных пары, которые снабжают топливом все цилиндры. Основные преимущества подобных топливных насосов – меньшая масса и размеры, а также более равномерная подача топлива. Главный минус один – их срок службы намного меньше из-за большой нагруженности, поэтому их применяют только на легковых автомобилях.

Существует три типа распределительных ТНВД:

1. с торцевым кулачковым приводом;
2. с внутренним кулачковым приводом (роторные насосы);
3. с внешним кулачковым приводом.

Устройство первых двух типов насосов обеспечивает им больший срок эксплуатации, по сравнению с последним, ведь силовых нагрузок на узлы приводного вала, от давления топлива, в них нет.

Схема работы распределительного топливного насоса первого типа выглядит следующим образом. Основной элемент – плунжер-распределитель, который, помимо поступательно-возвратного движения, вращается вокруг своей оси, и тем самым нагнетает и распределяет горючее между цилиндрами. В действие он приводится кулачковой шайбой, обегающей по роликам неподвижное кольцо.

Роторная схема предполагает несколько иное устройство распределительного топливного насоса. Условия работы такого насоса несколько отличается от того, как работает ТНВД с торцевым кулачковым приводом. Горючее нагнетается и распределяется, соответственно, двумя противолежащими плунжерами и распределительной головкой. Вращением головки обеспечивается перенаправление топлива к соответствующим цилиндрам.

Магистральный ТНВД

Магистральный топливный насос гонит горючее в топливную рампу и обеспечивает более высокое давление, по сравнению с рядным и распределительным насосами. Схема его работы несколько иная. Топливо может нагнетаться одним, двумя или тремя плунжерами, приводимыми в действие кулачковой шайбой или валом.

Устройство

Топливный насос представляет собой корпус с насосным элементом и электрическим мотором. Электродвигатель содержит магниты, расположенных вокруг ротора. Питание подается на ротор через графитовые щетки, которые находятся в контакте с коллектором. Ротор соединен с пластмассовым насосным колесом, которое является частью насосного элемента.Сторона всасывания насосного элемента соединена с фильтром всасывания и расположена в нижней части колеса насоса.

Сторона давления находится в верхней части колеса насоса. Выходной канал топливного насоса оснащен обратным клапаном. Этот клапан предотвращает слив топлива после выключения насоса. 

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.