Подобно человеческому сердцу, топливный насос обеспечивает циркуляцию горючего в топливной системе. Для бензиновых моторов эту роль выполняет электрический бензонасос, а для дизелей – топливный насос высокого давления (ТНВД).
Этот агрегат выполняет две функции: он нагнетает горючее в форсунки в строго определенном количестве и определяет момент начала его впрыскивания в цилиндры. Вторая задача аналогична изменению угла опережения зажигания у бензиновых моторов. Однако с тех пор, как появились аккумуляторные системы впрыска, момент впрыска регулируется электроникой, управляющей форсунками.
Основным элементом топливного насоса высокого давления является плунжерная пара. Подробно ее устройство и принцип работы в данной статье рассматриваться не будут. Если говорить коротко, то плунжерная пара – это длинный поршень небольшого диаметра (его длина в несколько раз превышает диаметр), и рабочий цилиндр, очень точно и плотно друг к другу подогнанные, зазор составляет максимум 1-3 мкм (по этой причине, в случае выхода из строя, меняется пара целиком). В цилиндре располагается один или два впускных канала, через них внутрь поступает топливо, которое затем выталкивается поршнем (плунжером) через выпускной клапан.
Принцип работы плунжерной пары схож с работой двухтактного двигателя внутреннего сгорания. Двигаясь вниз, плунжер создает разрежение внутри цилиндра и открывает впускной канал. Топливо, повинуясь законам физики, устремляется заполнить разреженное пространство внутри цилиндра. После этого поршень начинает подниматься. Вначале он перекрывает впускной канал, затем поднимает давление внутри цилиндра, вследствие чего открывается выпускной клапан, и горючее под давлением поступает к форсунке.
Определение топливного насоса низкого давления
Для создания системы впрыска дизельного топлива устанавливается топливный насос низкого давления. Его основное предназначение заключается в подаче топлива с бака в насос высокого давления. Ступенчатая работа позволяет добиться от оборудования более высокой эффективности. Рассматриваемый агрегат выполняет несколько функций:
- Подача требуемого количества топлива.
- Создание достаточного избыточного давления на входе в ТНВД. В противном случае вся система не сможет функционировать правильно.
- Создание требующего разрежающего давления во всасывающем патрубке, которого достаточно для забора топлива из бака при учете установленного фильтрующего элемента.
- Обеспечения давления, достаточного для преодоления сопротивления, созданного фильтром тонкой очистки.
- Предотвращения эффекта, связанного с выделением пузырьков легких летучих компонентов при движении топлива в системе. Подобное явление встречается при транспортировке топлива в системе при высокой температуре окружающей среды.
На сегодняшний день ТННД выполняется в виде отдельного компонента, который монтируется вместе с другими узлами. Основная область применения является питание дизельного двигателя. Стоит учитывать, что выход из строя рассматриваемого узла приводит к неработоспособности всей системы.
Типы топливных подкачивающих насосов
Самодельные вездеходы на шинах низкого давления
Насосы ручной подкачки топлива делятся на несколько групп по принципу работы, типу и исполнению привода, и способу монтажа.
Мембранный топливный насос с комбинированным приводом
По принципу работы ручные перекачивающие насосы бывают трех основных типов:
- Мембранные (диафрагменные) — могут иметь одну или две мембраны;
- Сильфонные;
- Поршневые.
Насосы могут оснащаться приводом двух типов:
- Ручным;
- Комбинированным — электрическим или механическим от двигателя и ручным.
Только ручной привод имеют сильфонные насосы и основная масса мембранных насосов ручной подкачки. Поршневые насосы наиболее часто имеют комбинированный привод, либо объединяют в одном корпусе два отдельных насоса — с механическим и ручным приводом. Вообще, агрегаты с комбинированным приводом не являются насосами ручной подкачки — это топливные (в бензиновых моторах) или топливоподкачивающие (в дизельных моторах) насосы с возможностью выполнения ручной подкачки.
По исполнению привода мембранные и поршневые насосы бывают:
- С рычажным приводом;
- С кнопочным приводом.
В насосах первого типа используется качающийся рычаг, в агрегатах второго типа — рукоятка в виде кнопки с возвратной пружиной. В сильфонных насосах привода как такового нет, эту функцию выполняет сам корпус устройства.
Наконец, насосы ручной подкачки могут иметь различный монтаж:
- В разрыве топливной магистрали;
- Непосредственно на топливном фильтре;
- В различных местах рядом с элементами топливной системы (недалеко от топливного бака, рядом с двигателем).
В топливную магистраль внедряются легкие и компактные сильфонные насосы («груши»), они не имеют жесткого монтажа на двигатель, кузов или иные детали. На топливные фильтры монтируются мембранные насосы с кнопочным приводом («лягушки»), выполненные в виде компактного блока. Поршневые и мембранные насосы с рычажным и комбинированным приводом могут монтироваться на двигатель, детали кузова и т.д.
Классификация ТННД
В продаже встречается довольно большое количество различных насосов низкого давления. В системе питания дизельных моторов снабжаются следующими конструкциями:
- Ротовые.
- Шестеренчатые.
- Поршневые.
Кроме этого, классификация проводится по типу привода. По этому признаку можно выделить следующие устройства:
- Механические. В данном случае вращение передается от вала ТНВД или распределительного или распределительного вала.
- Электрический. В некоторых системах и автомобилях устанавливается дополнительные электрический двигатель, от которого передается вращение рассматриваемому устройству.
Роторные и шестеренчатые варианты исполнения устанавливаются на легковых автомобилях ли коммерческих грузовиках. На грузовых транспортных средствах встречается дизельный двигатель с уже встроенной системой впрыска.
Что это такое
Прежде чем детально разобрать и устройство, и принцип работы, на котором основан ТННД, следует вникнуть в суть этого агрегата. Нужно как минимум понять, что это такое, для чего используется и где стоит в автомобиле
Важно уловить назначение приспособления. Это во многом упростит дальнейшее понимание устройства
Задача наноса низкого давления заключается в том, чтобы создать оптимальные условия для работы все системы топливоподачи в машине. В зависимости от конкретного автомобиля, на разные машины могут устанавливаться различные виды устройств.
То есть два предусмотренных системой насоса непосредственно связаны друг с другом. В основном помпу низкого давления размещают непосредственно на коробе фактически главного насоса, то есть устройства высокого давления, либо около него. Между ними предусмотрено соединение на основе специальных трубок. По ним протекает топливо, параллельно проходя через очищающие фильтры. Это система грубой и тонкой фильтрации, что необходимо для удаления всех посторонних примесей, присутствующих в горючем.
Конструктивные особенности роторных ТННД
Роторные варианты исполнения насосов получили широкое распространение, могут отличаться по конструктивным признакам. Основное отличие заключается в способе формирования замкнутой камеры для подаваемого топлива. Особенности конструкции:
- Основой конструкции считается корпус, который зачастую изготавливается в цилиндрической форме. В корпусе есть прорези переменного сечения.
- Вращение передается ротору с прорезями, в который вставлены ролики и плоские лопасти.
- На момент вращения лопасти соприкасаются с поверхностью корпуса. В результате этого образуются отдельные камеры, которые захватывают топливо и выбрасывают через выпускные отверстия.
Стоит учитывать, что у подобной конструкции есть довольно большое количество недостатков. Основной заключается в необходимости создания сложного привода от коленчатого вала или другого привада. Этот момент существенно повышает стоимость агрегата и снижает его надежность. Для повышения надежности агрегата проводится установка электрического привода, за счет чего обеспечивается надежное поступление топлива в насос высокого давления.
ТННД и безопасность
На первый взгляд расположение электрического топливного насоса в топливном баке, заполненном горючим, кажется, по меньшей мере, странным. Однако в таком расположении кроется ряд существенных преимуществ, в том числе, и с точки зрения пожарной безопасности.
Основной проблемой топливных магистралей в период распространения механических насосов было вскипание топлива под воздействием тепла, выделяемого двигателем. Эта проблема была решена в системах на основе электрических насосов. Точка кипения топлива, находящегося под давлением повышается, а кроме того, постоянный поток бензина, перемещающийся по магистрали, не разогревается так сильно.
Размыкатель системы питания топливного насоса входит в стандартный набор противоугонного оборудования
Расположенный в баке насос находится на максимально возможном удалении от двигателя и охлаждается бензином, в который он погружен.
Все компоненты насоса, в том числе, питающие его электропровода находятся в постоянном контакте с топливом. Бензин обладает высоким электрическим сопротивлением, что предотвращает возникновение коротких замыканий, поэтому при условии постоянного наличия в баке топлива такая установка безопасна. В случае же, если насос не полностью погружен в бензин, возможен его перегрев и даже возгорание паров в результате короткого замыкания. Однако благодаря эффекту, который называется пределом воспламеняемости, основная масса топлива в этом случае загореться не может.
Шестеренчатые ТННД
Шестеренчатые ТННД напоминает устройство масляных насосов. Подобная конструкция также довольно распространена. Ключевые моменты:
- В качестве основы конструкции выступает корпус. Он имеет высокую степень герметичности и прочности.
- Внутри корпуса расположены две шестерни, которые находятся в зацеплении. Обе шестерни имеют размеры, при которых зубцы соприкасаются с поверхностью корпуса. За счет этого обеспечивается создание герметичных камер.
- На момент вращения шестерни захватывают топлива, после чего выбрасывают его в отводящие отверстия.
Рассматриваемому механизму присущи все достоинства и недостатки, которые свойственны роторным вариантам исполнения. Однако, шестеренчатые характеризуются более простой и надежной конструкцией, они дешевле обходятся в обслуживании, за счет чего получили весьма широкое распространение. Поршневой вариант исполнения насоса
Поршневые конструкции также получили весьма широкое распространение. Насосы низкого давления бывают двух типов:
- Однократного действия. В этом случае за один цикл отводится максимальное количество топлива.
- Двукратного действия. Подобное устройство характеризуется тем, что за один рабочий цикл выполняется два накачивания топлива.
Более простую конструкцию имеет насос однократного действия. Его особенности:
- В качестве основы применяется литой корпус.
- В корпусе есть впускная и нагнетательная камера, центральная область для движения поршня.
- Единую конструкцию создает поршень, шток, цилиндрический толкатель, ролик с эксцентриковым кулачковым валом.
- Во всасывающей полости расположен впускной клапан, через который топливо втягивается из бака. Выпускное отверстие расположено в нагнетательной секции.
На момент работы поршень создает возвратно поступательное движение. Подобная конструкция менее практична, но также встречается довольно часто по причине высокого КПД. Вариант исполнения двукратного действия имеет более сложную конструкцию, но за счет этого существенно повышается эффективность механизма.
Насос низкого давления в системе подачи дизельного топлива
Электрические насосы используются и в автомобилях с дизельными двигателями. В современных системах они называются подкачивающими насосами и служат для подачи топлива под относительно низким (как правило, не выше 5 бар) давлением к впускной полости ТНВД.
Зачастую подкачивающий насос интегрирован в корпус топливного насоса высокого давления. ТНВД, так как ТНВД нуждается в постоянном потоке топлива во всасывающей части для бесперебойной стабильной работы в любых режимах.
Выбор и замер ТННД
Рассматриваемый тип насоса работает под высокими нагрузками в течение длительного периода. За счет этого происходит быстрый износ основных элементов. Слишком сильный износ может привести к поломке устройства. В большинстве случаев для восстановления конструкции проводится замена основных элементов.
Если поломки серьезные, то приходится проводить полную замену узла. К серьезным дефектам можно отнести следующие:
- Трещины и иные дефекты корпуса. Камеры корпуса должны характеризоваться высокой герметичностью, так как на момент работы устройства создается давление. В результате этого жидкость может выдавливать через корпус.
- Излом и разрушение основных деталей. Неправильная эксплуатация и несвоевременное обслуживание, слишком большая нагрузка могут стать причиной разрушения основных элементов.
- Деформация ключевых неразборных деталей. Она происходит по причине работы устройства с явными дефектами.
Стоит учитывать, что при замене насоса следует уделять внимание соответствующим моделям. Все работы по замене устройства и его настройке следует доверять исключительно профессионалам, так как допущенные ошибки могут привести к весьма серьезным последствиям.
