Устройство и работа тнвд: виды топливных насосов высокого давления, и принцип работы топливного насоса

Содержание

виды топливных насосов высокого давления, и принцип работы топливного насоса

Топливный насос высокого давления имеющий сокращенную аббревиатуру (ТНВД) выполняет следующие основные функции:

— подает топливо под высоким давлением в топливную систему ДВС;

— регулирует моменты впрыска топлива.

Топливный насос относится к наиболее важным устройствам, как бензиновых, так и дизельных двигателей.

ТНВД обычно применяются в дизельных двигателях. В бензиновых двигателях применение ТНВД нецелесообразно, ввиду того, что в нем не требуются такие высокие давления, как в дизельном двигателе.

Можно выделить следующие

основные конструктивные элементы топливного насоса:

Плунжер (поршень) + Цилиндр (втулка) = Плунжерная система (пара)

Плунжерная система изготавливается из высокопрочной стали на высокотехнологическом оборудовании (станках), в связи с необходимостью высокой точности.

Всего один завод на все пост Советское пространство изготавливал плунжерные пары. Изготовление плунжерных пар сегодня происходит таким образом.

Если внимательно изучить процесс производства плунжерных пар, то отчетливо видно, что огромное значение уделяют прецизионному сопряжению (зазор между плунжерной парой). Плунжер плавно входит в цилиндр под действием собственного веса.

Как изначально упоминалось, топливный насос служит не только для подачи топлива в топливную систему, но и подает его к форсункам на каждый цилиндр на бензиновом двигателе.

Форсунки являются связующим звеном этой цепи и соединяются с насосом специальными трубопроводами. Для эффективного впрыска топлива форсунки соединяются с нижней распылительной частью с специальными отверстиями для увеличения эффективности впрыска топлива с дальнейшим воспламенением. Момент впрыска топливной смеси в камеру сгорания регулируется углом опережения зажигания.

Типы топливных насосов

Существует

три основных типа ТНВД, которые мы с вами рассмотрим:

распределительный;
рядный
магистральный.

Рядный ТНВД

Рядный топливный насос высокого давления оснащен плунжерными парами, которые располагаются друг с другом. Их количество зависит от количества рабочих цилиндров двигателя и соответствует ему. Одна плунжерная пара обеспечивает подачу топлива только для одного цилиндра.

Пары устанавливаются в корпусе насоса, в котором имеются каналы входа и выхода. Плунжер приводится в работу при помощи кулачкового вала, который имеет привод от коленчатого вала.

При вращении кулачкового вала топливного насоса, кулачки воздействуют на толкатели плунжеров приводя их в движении внутри втулок насоса. Вследствие впускные и выпускные отверстия начинают последовательно открываться и закрываться. Когда плунжер движется вверх во втулке создается давление, которое приводит к открытию нагнетательного клапана, через который топливо подается к форсунке по топливопроводу.

Момент подачи топлива регулируется специальным устройством (муфтой центробежного типа). Работа муфты центробежного типа основана на перемещении грузиков под действием центробежной силы.

Центробежная сила изменяется по мере роста (или уменьшения) величины оборотов коленчатого вала двигателя, вследствие чего грузики расходятся к внешним краям муфты, либо сближаются к оси. Происходит смещение кулачкового вала относительно привода, что приводит к изменению работы плунжеров.

Когда обороты коленчатого вала увеличиваются – происходит ранний впрыск топлива, когда уменьшаются – поздний впрыск топлива.

Рядные топливные насосы зарекомендовали себя своей надежностью. Они совсем не привередливы к качеству топлива и смазка ТНВД осуществляется обычным моторным маслом.

Недостатки рядных топливных насосов высокого давления

– их размер.

Распределительный ТНВД

Распределительный ТНВД включает в себя один или два плунжера, что зависит от объема двигателя.

И эти один или два плунжера работают на все цилиндры двигателя. Таким образом удалось не только обеспечить более равномерную подачу топлива, но и уменьшить габариты топливного насоса высокого давления. Недостатки распределительных ТНВД в их надежности и долговечности.

Распределительные ТНВД имеют различные типы привода:

торцевой привод;
внутренний привод;
внешний привод;

Наиболее эффективными себя показали торцевые и внутренние приводы ТНВД, с меньшей нагрузкой.

Кстати, такие импортные насосы, как Bosch, оснащены именно торцевым и внутренним приводом, а внешний привод имеют насосы отечественного производства.

Основным элементом в торцевом приводе Bosch является распределительный плунжер, который создает давление и распределяет горючую смесь по цилиндрам. Плунжер распределитель при этом совершает вращательные и возвратно-поступательные перемещения при вращательных движениях кулачковой шайбы.

Плунжер совершает возвратно-поступательно движение одновременно с вращением кулачковой шайбы, которая обегает кольцо. Воздействие шайбы на плунжер обеспечивает высокое давление топлива. Возврат плунжера в начальное положение осуществляется с помощью возвратного механизма.

Именно вращательное движение плунжера, что приводится от приводного вала, способствует распределению топлива в цилиндрах. Величина подачи топлива обеспечивается с помощью электромагнитного клапана или центробежной муфты.

Работа насоса ТНВД

Работа насоса состоит из нескольких этапов:

Закачка порции топлива в надплунжерное пространство;

Нагнетание давления за счет сжатия и распределение топлива по цилиндрам.
Возвращение плунжера в исходное положение. Повторение цикла работы.

Внутренний кулачковый привод ТНВД

Такой привод топливных насосов применяется в распределительных ТНВД роторного типа, например, Bosch VR, Lucas DPC. В данном типе ТНВД распределение горючей смеси происходит за счет плунжера и распределительной головки.

Распределительный вал оснащается двумя плунжерами, расположенными друг напротив друга, которые нагнетают топливо. Тем выше давление в насосе, чем меньше расстояние между плунжерами. По мере возрастания давления топливо поступает к форсункам через нагнетательные клапана.

Магистральный ТНВД

Магистральный ТНВД используется в известной системе подачи топлива Common Rail. Работа магистрального ТНВД заключается в накапливании топлива в топливной рампе, затем подается на форсунки. Давление в магистральном топливном насосе высокого давления составляет примерно 180 Мпа.

Магистральный насос бывает одно-, двух- или трех плунжерным. Приводится магистральный ТНВД от кулачкового вала.

Когда кулачки воздействуют на плунжер, тот перемещается вниз, происходит расширение компрессионной камеры, давление падает и создается разряжение, которое приводит к открытию впускного клапана, и топливо начинает поступать.

Когда плунжер подымается – давление растет и клапан закрывается. Когда давление достигает необходимой отметки, топливо через выпускной клапан нагнетается в топливную рампу.

Процесс подачи топлива в магистральном ТНВД регулируется дозирующим топливным клапаном, открытие и закрытие, которого осуществляется с помощью электроники.

ТНВД — что это? Принцип работы

ТНВД представляет собой один из ключевых узлов двигателя транспортного средства. Его важность показывает сравнение с сердечной мышцей в организме человека, задачей которой выступает обеспечение циркуляции крови по телу. Назначение ТНВД аналогично, с той лишь разницей, что он отвечает за перемещение горючего по топливной системе.

Определение

ТНВД или топливный насос высокого давления – это сложный с конструктивной и технологической точек зрения узел системы подачи топлива в дизельном или бензиновом двигателе. Английское название устройства — injection pump. Основными функциями ТНВД выступают такие:

подача горючего к форсункам с одновременным нагнетанием давления;
дозирование топлива в зависимости от выбранного водителем режима эксплуатации;
определение оптимальной периодичности впрыска топлива в цилиндры двигателя.

Ключевым отличием топливного насоса высокого давления от выполняющего в целом аналогичные функции карбюратора выступает впрыск четко дозированного количества горючего в камеры внутреннего сгорания двигателя. Это достигается установлением непосредственной связи с коленчатым валом, что позволяет при разгоне автомобиля увеличивать порцию подаваемой топливно-воздушной смеси, а при уменьшении оборотов – снижать объем впрыскиваемого горючего. Как следствие – уменьшается расход топлива и обеспечивается более высокий КПД работы двигателя, что и выступает главным достоинством ТНВД.

История разработки и совершенствования

Разработчиком ТНВД считается Роберт Бош. Активное использование рассматриваемой разновидности топливного насоса на легковых автомобилях началось во второй половине 30-х годов прошлого века.

Изначально топливный насос высокого давления предназначался исключительно для дизельных двигателей. Однако, в настоящее время ТНВД применяется и для бензиновых агрегатов, оборудованных инжекторной системой, обеспечивающей впрыскивание топлива непрямую в цилиндры.

Постоянный рост требований в части охраны труда и соблюдения экологических стандартов объясняет еще одно важное направление улучшения ТНВД. В современных условиях произошло вытеснение механических топливных насосов устройствами, оснащенными электронной регулировкой подачи горючего. Второй вариант системы впрыска топлива намного экономичнее и сводит к минимуму количество вредных выбросов в атмосферу.

Устройство

Различают несколько видов топливных насосов высокого давления. Несмотря на существенные конструктивные различия, основным рабочим узлом ТНВД является так называемая плунжерная пара. Основной ее задачей является нагнетание давления в топливной системе.

Устройство плунжерной пары включает две детали – поршень или плунжер, давший название рабочему узлу, и втулка или гильза. Принцип работы устройства основан на возвратно-поступательном движении, которое плунжер осуществляет внутри втулки. При этом каналы и клапаны, расположенные внутри ТНВД обеспечивают подачу горючего в полость, размещенную над плунжером, а также его отвод после сжатия и нагнетания давления.

Узел может эффективно работать только при обеспечении высокого уровня герметичности. Для этого рабочие поверхности и поршня, и втулки тщательно обрабатываются, что дало еще одно название плунжерной пары – прецизионная, то есть высокоточная. Еще одно обязательное требование к поршню и втулке – изготовление из крайне прочных марок стали, способной выдержать серьезные нагрузки.

Наличие других конструктивных элементов, деталей и узлов топливного насоса высокого давления зависит от конкретной разновидности устройства. Конструкция наиболее простого и широко распространенного рядного ТНВД предусматривает присутствие следующих деталей:

плунжерная пара, подробно описанная выше;
специальные канавки, назначение которых – подача горючего к плунжерной паре;
кулачковый вал, оснащенный центробежной муфтой, который вращается при помощи ремня ГРМ;
толкатели плунжера, передающие энергию, поступающую от кулачкового вала;
пружины, предназначенные для возврата плунжера в исходное положение;
нагнетательные клапаны, обеспечивающие движение топлива в нужном для эксплуатации двигателя направлении;
зубчатые рейки, штуцеры и так называемый всережимный регулятор, активируемый педалью газа.

Некоторые особенности других разновидностей ТНВД описываются ниже. Но независимо от различий в конструкции, принцип работы любых топливных насосов высокого давления примерно одинаков.

Принцип работы

Схема работы рассматриваемой модели топливного насоса напоминает эксплуатацию двухтактного двигателя внутреннего сгорания. Она включает в себя несколько последовательно реализуемых этапов:

Вращение кулачкового вала с оказанием давления на толкатели плунжера.
Перемещение поршня по втулке.
Увеличение давления топлива, в результате которого открываются нагнетательные клапаны.
Поступление горючего к форсункам через открытые клапаны.

Важной особенностью ТНВД выступает попадание в форсунки не всей топливно-воздушной смеси, а только четко определенной дозы. Оставшееся топливо через специальные сливные клапаны возвращается в систему. Наличие центробежной муфты обеспечивает поступление горючего в нужный момент, а присутствие в конструкции всережимного регулятора обеспечивает точное определение необходимого объема смеси. В результате одновременной работы всех узлов топливного насоса высокого давления удается добиться продуктивной работы двигателя при минимально возможном расходе топлива.

Дальнейшего увеличения КПД двигателей, оснащенных ТНВД, позволяет добиться использование электронных систем управления работой топливного насоса. Современные высокоточные датчики контролируют все ключевые параметры системы, к числу которых относятся:

изменение положения педали газа;
количество оборотов распределительного вала;
уровень температуры охлаждающей жидкости;
скорость транспортного средства;
уровень давления в системе наддува воздуха;
изменение положения иглы форсунки и т.д.

Дополнительный плюс ТНВД с электронным блоком контроля и управления – наличие эффективных программ самодиагностики системы. Они позволяют быстро выявлять возникшие проблемы и обеспечивают работу двигателя даже в случае отказа отдельных узлов или деталей.

Классификация

Для классификации ТНВД применяется несколько признаков. По принципу работы различают топливные насосы непосредственного действия и системы, предусматривающие аккумуляторный впрыск. Первая разновидность также делится на два типа – с механическим и пневматическим приводом. Она обеспечивает одновременное осуществление процессов нагнетания давления и впрыска, а потому проще и намного чаще применяется на практике.

Вторая разновидность – топливный насос с гидроаккумулятором – разделяет выполнение накачки топливно-воздушной смеси и ее впрыска в форсунки. Сначала горючее собирается в специальном хранилище, который и называется аккумулятором, после чего передается для сжигания. В результате повышается эффективность работы двигателя, но при этом заметно усложняется конструкция ТНВД. Последний аргумент стал главной причиной того, что насосы с гидроаккумулятором не относятся к числу популярных.

Второй классифицирующий признак – конструктивные особенности насоса. В соответствии с ними принято различать три типа ТНВД:

Рядные. Наиболее простая и надежная конструкция, предусматривающая наличие нескольких ниш или секций, каждая из которых предназначена для подачи топлива в одну форсунку двигателя. При этом плунжерные пары размещаются в ряд, что и дало название агрегату. Сегодня такая разновидность ТНВД применяется исключительно на грузовых автомобилях, что объясняется надежностью и низким уровнем требований к качеству топлива. Однако, из-за больших габаритов и невысокого, по сравнению с альтернативными вариантами, КПД, установка на легковые авто прекращена в 2000 году.
Распределительные. Данная разновидность насоса предполагает наличие одного или двух плунжеров, количество которых определяется объемом двигателя. Благодаря особенностям конструкции, этого оказывается вполне достаточно для обслуживания цилиндров, число которых варьируется в пределах от 4 до 12. В результате, достигается уменьшение массы и размеров ТНВД, что позволяет использование на двигателях легковых авто. Основной минус – сравнительная недолговечность насосов распределительного типа.
Магистральные. ТНВД этого типа предусматривает систему подачи топлива Common Rail, которая стала в последние годы одной из наиболее востребованных. Главная особенность – накапливание топлива перед поступлением к форсункам в специальной рампе. Основное достоинство магистральных ТНВД – высокий уровень давления (свыше 180 МПа), благодаря которому достигается более эффективное сжигание горючего, обеспечивающее рост КПД при снижении расхода топлива.

Частые неисправности

Несмотря на достаточно серьезные конструктивные различия между разновидностями топливных насосов высокого давления, их эксплуатация сопровождается необходимостью выполнение ряда обязательных требований. Первое и главное из них – использование топлива, соответствующего характеристикам конкретной модели насоса.

Второе необходимое условие – своевременное и регулярное техническое обслуживание агрегата. Третье требование – применение в процессе эксплуатации качественных смазочных материалов.

Невыполнение любого из перечисленных условий приводит к необходимости дорогостоящего и весьма трудоемкого ремонта, что связано со сложностью конструкции ТНВД и, как следствие, большим объемом работ по снятию плунжерной пары или других пришедших в негодность деталей. Наиболее частыми неисправностями топливного насоса высокого давления являются:

увеличение количества образуемого в ходе выхлопа дыма;
повышенный расход топлива;
снижение мощности двигателя;
возникновение посторонних шумов;
трудности с запуском двигателя;
скачки такого важного показателя, как количество оборотов.

Несмотря на внушительный перечень возможных неисправностей, необходимо отметить, что качественно изготовленный ТНВД при грамотной эксплуатации является надежным и долговечным устройством. Следование приведенным выше рекомендациям и правильное использование топливного насоса гарантирует экономичную и эффективную работу двигателя в течение всего нормативного срока службы.

Устройство и работа распределительных топливных насосов высокого давления

На дизельном двигателе СМД-60, а также его модификациях, устанавливаются топливные насосы распределительного типа, плунжером в которых совершается сложное движение (поступательное и вращательное одновременно).

Шестицилиндровые двигатели СМД-60 комплектуются двухсекционным насосом НД-22/6Б4. Он размещён в едином корпусе с центробежным регулятором, чей вал получает привод от пары конических шестерён (11) и (12) [рис. 1].

Рис. 1. Топливный насос распределительного типа.

1) – Корпус;

2) – Кулачковый вал;

3) – Сальник;

4) – Крышка;

5) – Регулировочные прокладки;

6) – Шарикоподшипник;

7) – Толкатель;

8) – Промежуточная шестерня;

9) – Ролик толкателя;

10) – Шарикоподшипник;

11) – Ведущая коническая шестерня;

12) – Штифт;

13) – Вал регулятора;

14) – Демпферная пружина;

15) – Ведомая коническая шестерня;

16) – Шарикоподшипник;

17) – Шайба блокировки вала регулятора;

18) – Эксцентриковый вал привода подкачивающего насоса;

19) – Корпус привода тахоспидометра;

20) – Ступица регулятора;

21) – Муфта регулятора;

22) – Груз регулятора;

23) – Рычаг корректора;

24) – Ось серьги пружины;

25) – Ось основного рычага;

26) – Основной рычаг;

27) – Задняя крышка;

28) – Корректор;

29) – Колпачок корректора;

30) – Пружина корректора;

31) – Винт максимальных оборотов;

32) – Болт;

33) – Ось рычага управления;

34) – Рычажная втулка;

35) – Винт «Стоп»;

36) – Верхняя крышка регулятора;

37) – Сапун;

38) – Лимб;

39) – Шарикоподшипник;

40) – Уплотнительное кольцо;

41) – Секция высокого давления;

42) – Боковая крышка;

43) – Фиксатор верхней тарелки пружины;

44) – Рычаг управления;

45) – Подкачивающий насос;

46) – Пробка контрольного отверстия для проверки уровня топлива;

47) – Пробка для слива масла.

Детали нагнетательных клапанов, отъединяющие от насоса трубки высокого давления по завершении впрыскивания топлива, относятся к прецизионным.

Положение дозатора, который управляется регулятором, определяет количество топлива, подаваемого насосом. При верхнем положении дозатора создаётся максимальная подача топлива при пуске, тогда как нижнее положение соответствует выключенной подаче топлива.

Особенностью данных насосов является сложное движение плунжера, который по аналогии с секционными насосами совершает поступательное движение вверх/вниз (под воздействием кулачка на вале и пружины), а также вращается за счёт привода от кулачкового вала через конические шестерни (11), (15), вал регулятора (13), а также цилиндрические шестерни (8). На секции устанавливается шестерня (15), которая передаёт через специальную втулку (имеет квадратное отверстие внизу) вращение плунжеру. Плунжер не только вращается вместе с втулкой, но и перемещается вверх/вниз вдоль её оси.

На [рис. 2] показана схема работы секции ТНВД типа НД. В процессе движения плунжера вниз [рис. 2, а] происходит заполнение топливом надплунжерного пространства через всасывающее (Д) отверстие на корпусе секции, тогда как отсечное отверстие (А) закрыто дозатором.

Рис. 2. Схема работы секции топливного насоса типа НД.

а) – Ход всасывания;

б) – Ход нагнетания;

в) – Отсечка;

А) – Отсечное отверстие;

Б) – Полость дозатора;

В) – Центральный канал;

Г) – Распределительный паз;

Д) – Радиальное отверстие;

Е) – Радиальное отверстие;

Ж) – Распределительное отверстие;

Н) – Сверление к штуцеру подачи топлива;

К) – Разгрузочное отверстие;

Л) – Разгрузочный паз.

Подъём плунжера сопровождается увеличением давления, а в момент совпадения распределительного паза (Г) с радиальным отверстием (Е), которое расположено на корпусе секции, топливо подаётся через канал (И) [рис. 2, б]. Подача топлива прекращается в момент выхода кромки радиального отверстия (А) на плунжере из дозатора [рис. 2, в].

Под нагнетательным клапаном [рис. 3] в седле (4) установлен обратный клапан (5).

Рис. 3. Штуцер с нагнетательным клапаном.

1) – Штуцер;

2) – Пружина нагнетательного клапана;

3) – Нагнетательный клапан;

4) – Седло нагнетательного клапана;

5) – Обратный клапан;

6) – Прокладка;

7) – Пружина обратного клапана;

8) – Прокладка.

При отсечке топлива происходит снижение давления в надплунжерном пространстве, и клапаны под воздействием пружины (2) закрываются, однако давление топлива в трубопроводе действует на клапан (5), отрывая его от торца клапана (3). Часть топлива из трубопровода перетекает в насос, происходит снижение давления и клапан (5) закрывается под воздействием пружины (7).

Посредством рычажной передачи, которая включает эксцентриковый палец (2) [рис. 4], и регулируемой тяги (7), возможно регулирование подачи топлива второй секции по первой. Регулировка осуществляется на стенде, а по её завершении крышка люка пломбируется. Привод состоит из пружины (13) пускового обогатителя, предназначенной для установки дозатора в верхнее положение при пуске.

Рис. 4. Рычажная передача к дозаторам.

1) – Основной агрегат;

2) – Эксцентриковый палец;

3) – Установочный винт толкателя;

4) – Монтажная чека;

5) – Фиксатор верхней тарелки пружины второй секции;

6) – Кронштейн промежуточных шестерён;

7) – Регулируемая тяга;

8) – Установочный винт толкателя;

9) – Монтажная чека;

10) – Фиксатор верхней тарелки пружины первой секции;

11) – Втулка привода дозатора;

12) – Рычаг поводков дозатора;

13) – Пусковая пружина;

14) – Болт;

15) – Втулка привода дозатора;

16) – Втулка привода дозатора;

17) – Тяга;

18) – Кронштейн промежуточных шестерён.

Ввиду того, что плунжерные пары в ТНВД распределительного типа совершают большую, в сравнении с секционным ТНВД работу при аналогичной частоте вращения – для приближения ресурса ТНВД к заданному необходимо подбирать пары плунжер-корпус секции с зазором в 1 мкм, а пары плунжер-дозатор – с зазором в 0,3 мкм. Из-за столь малых зазоров предъявляются повышенные требования к качеству используемого топлива (в особенности к отстою топлива от растворённой в нём воды). В случае попадания воды прецизионные детали лишаются подвижности, что влечёт за собой поломку ТНВД.

В ТНВД распределительно типа требуется, чтобы при увеличении давления в надплунжерном пространстве распределительное отверстие, расположенное на боковой поверхности плунжера, совпадало с отверстием, которое ведёт к нагнетательному клапану на секции. Данное условие достигается за счёт правильной сборки насоса. Необходимо не только правильно установить плунжер, но также и учесть его поворот в процессе монтажа промежуточной шестерни. Заводская инструкция содержит подробные рекомендации по сборке насоса с применением лимба. При несоблюдении инструкции велика вероятность несовпадения отверстий, вследствие чего сжимаемое топливо может привести к серьёзной поломке.

Секции и толкатели монтируются через отверстия, расположенные в верхней плоскости корпуса. Толкатели фиксируются болтами, не позволяющими им проворачиваться, но и не препятствуют движению.

17*

Топливный насос высокого давления (ТНВД): виды, устройство, принцип работы

Топливный насос (сокращенно ТНВД) предназначен для выполнения следующих функций — подачи горючей смеси под высоким давлением в топливную систему ДВС, а также регулирования его впрыска в определенные моменты. Именно поэтому топливный насос считается наиболее важным устройством для дизельных и бензиновых двигателей.

Преимущественно ТНВД применяются, конечно же, в дизельных двигателях. А в бензиновых двигателях ТНВД встречаются лишь в тех агрегатах, на которых используется система непосредственного впрыска топлива. При этом насос в бензиновом двигателе работает куда с меньшей нагрузкой, поскольку такое высокое давление, как в дизеле не требуется.

Основные конструктивные элементы топливного насоса — плунжер (поршень) и цилиндр (втулка) малого размера, которые объединяются в единую плунжерную систему (пару), изготовленную из высокопрочной стали с большой точностью.

На самом деле изготовление плунжерной пары довольно трудная задача, требующая специальных высокоточных станков. На весь Советский союз был, если не изменяет память, всего один завод, на котором изготавливались плунжерные пары.

Как делают плунжерные пары в нашей стране сегодня можно увидеть в этом видео:

Между плунжерной парой предусматривается очень маленький зазор, так называемое прецизионное сопряжение. Это отлично показано в видео, когда плунжер очень плавно, с зависанием под действием собственного веса входит в цилиндр.

Итак, как мы уже сказали ранее, топливный насос применяется не только для своевременной подачи горючей смеси в топливную систему, но и для распределения его через форсунки в цилиндры в соответствии с типом двигателя.

Форсунки – связующее звено в этой цепи, поэтому они соединены с насосом трубопроводами. С камерой сгорания форсунки соединяются нижней распылительной частью, оснащенной небольшими отверстиями для эффективного впрыска топлива с дальнейшим его воспламенением. Определить точный момент впрыска ТС в камеру сгорания позволяет угол опережения.

Типы топливных насосов

В зависимости от особенностей конструкции различают три основных типа ТНВД – распределительный, рядный, магистральный.

Рядный ТНВД

Этот тип топливного насоса высокого давления оснащается плунжерными парами, расположенными рядом друг с другом (потому и такое название). Их количество строго соответствует количеству рабочих цилиндров двигателя.

Таким образом, одна плунжерная пара обеспечивает подачу топлива в один цилиндр.

Пары устанавливаются в насосном корпусе, в котором предусмотрены каналы входа и выхода. Запускается плунжер при помощи кулачкового вала, соединенного, в свою очередь, с коленвалом, от которого и передается вращение.

Кулачковый вал насоса, при вращении кулачками воздействует на толкатели плунжеров, заставляя их двигаться внутри втулок насоса. При этом поочередно открываются и закрываются впускные и выпускные отверстия. При движении плунжера вверх по втулке создается давление, необходимое для открывания нагнетательного клапана, через который топливо под давлением направляется по топливопроводу к определенной форсунке.

Момент подачи топлива и регулировка его количества, необходимого в конкретный момент времени может осуществляться либо с помощью механического устройства, либо с помощью электроники. Такая регулировка нужна для корректировки подачи топлива в цилиндры двигателя в зависимости от частоты вращения коленчатого вала (оборотов двигателя).

Механическое управление обеспечивается за счет использования специальной муфты центробежного типа, которая закреплена на кулачковом валу. Принцип действия такой муфты заключен в грузиках, которые находятся внутри муфты и имеют возможность перемещаться под действием центробежной силы.

Центробежная сила изменяется с ростом (или уменьшением) величины оборотов двигателя, благодаря чему грузики либо расходятся к внешним краям муфты, либо снова сближаются к оси. Это приводит к смещению кулачкового вала относительно привода из-за чего и изменяется режим работы плунжеров и, соответственно, при увеличении частоты вращения коленвала двигателя обеспечивается ранний впрыск топлива, а поздний, как вы догадались, при снижении оборотов.

Рядные топливные насосы весьма надежны. Их смазка осуществляется моторным маслом, поступающим из системы смазки двигателя. Они совершенно не привередливы к качеству топлива. На сегодняшний день применение таких насосов из-за их громоздкости ограничено грузовыми автомобилями средней и большой грузоподъемности. Примерно до 2000 года они применялись и на легковых дизельных моторах.

Распределительный ТНВД

В отличие от рядного насоса высокого давления, у распределительного ТНВД может быть либо один, либо два плунжера в зависимости от объема двигателя и, соответственно, необходимого объема топлива.

И эти один или два плунжера обслуживают все цилиндры двигателя, которых может быть и 4, и 6, и 8, и 12. Благодаря своей конструкции, в сравнении с рядными ТНВД, распределительный насос более компактен и меньше весит, и при этом способен обеспечить более равномерную подачу топлива.

К основному недостатку данного типа насосов можно отнести их относительную недолговечность. Распределительные насосы устанавливаются только в легковые автомобили.

Распределительный ТНВД может оснащаться различными типами приводов плунжера. Все эти типы привода являются кулачковыми и бывают: торцевыми, внутренними, внешними.

Наиболее эффективными считаются торцевые и внутренние приводы, которые лишены нагрузок, создаваемых давлением топлива на приводной вал, вследствие чего они служат несколько дольше, нежели насосы с внешним кулачковым приводом.

Кстати, стоит отметить, что импортные насосы фирм Bosch и Lucas, наиболее часто использующиеся в автомобилестроении оснащены именно торцевым и внутренним приводом, а внешний привод имеют насосы серии НД отечественного производства.

Торцевой кулачковый привод

В этом типе привода, используемом в насосах Bosch VE, основным элементом является распределительный плунжер, предназначенный для создания давления и распределения топлива в топливных цилиндрах. При этом плунжер-распределитель совершает вращательные и возвратно-поступательные перемещения при вращательных движениях кулачковой шайбы.

Возвратно-поступательное перемещение плунжера осуществляется одновременно с вращением кулачковой шайбы, которая, опираясь на ролики, перемещается вдоль неподвижного кольца по радиусу, то есть, как бы обегает его.

Воздействие шайбы на плунжер обеспечивает высокое давление топлива. Возврат плунжера в исходное состояние осуществляется благодаря пружинному механизму.

Распределение топлива в цилиндрах происходит за счет того, что приводной вал обеспечивает вращательные движения плунжера.

Величина подачи топлива может быть обеспечена с помощью электронного (электромагнитный клапан) или механического (центробежная муфта) устройства. Регулировка осуществляется за счет поворота на определенный угол неподвижного (не вращающегося), регулировочного кольца.

Цикл работы насоса состоит из следующих стадий: закачка порции топлива в надплунжерное пространство, нагнетание давления за счет сжатия и распределение топлива по цилиндрам. Затем плунжер возвращается в исходное положение и цикл повторяется заново.

Внутренний кулачковый привод

Внутренний привод применяется в распределительных ТНВД роторного типа, например, в насосах Bosch VR, Lucas DPS, Lucas DPC. В таком типе насоса подача и распределение топлива осуществляется посредством двух устройств: плунжера и распределительной головки.

Распределительный вал оснащается двумя противоположно-расположенными плунжерами, которые обеспечивают процесс нагнетания топлива, чем меньше расстояние между ними, тем выше давление топлива. После нагнетания давления топливо устремляется к форсункам по каналам распредголовки через нагнетательные клапана.

Подачу топлива к плунжерам обеспечивает специальный подкачивающий насос, который может отличаться в зависимости от типа своей конструкции. Это может быть либо шестеренчатый насос, либо роторно-лопастной. Подкачивающий насос находится в корпусе насоса и приводится в действие приводным валом. Собственно, он прямо на этом валу и установлен.

Распределительный насос с внешним приводом рассматривать не будем, поскольку, скорее всего, их звезда близка к закату.

Магистральный ТНВД

Такой вид топливного насоса применяется системе подачи топлива Common Rail, в которой топливо перед тем, как поступить к форсункам сначала накапливается в топливной рампе. Магистральный насос способен обеспечить высокую подачу топлива — свыше 180 МПа.

Магистральный насос может быть одно-, двух- или трехплунжерным. Привод плунжера обеспечивается кулачковой шайбой или валом (тоже кулачковым, разумеется), которые в насосе совершают вращательные движения, проще говоря, крутятся.

При этом в определенном положении кулачков, под действием пружины плунжер перемещается вниз. В этот момент происходит расширение компрессионной камеры, за счет чего в ней снижается давление и образуется разряжение, которое заставляет открыться впускной клапан, через который топливо проходит в камеру.

Поднятие плунжера сопровождается увеличением внутрикамерного давления и закрытием клапана впуска. При достижении давления, на который настроен насос, открывается выпускной клапан, через который топливо нагнетается в рампу.

В магистральном насосе управление процессом подачи топлива реализуется дозирующим топливным клапаном (который приоткрывается или закрывается на необходимую величину) при помощи электроники.

Устройство и принцип действия ТНВД механического типа

Стандартные рядные ТНВД

Рядные ТНВД относятся к классической аппарату ре впрыскивания дизельного топлива. Эти надежные агрегаты используются на дизелях с 1927 г. Рядные ТНВД устанавливаются на стационарные дизели, на двигатели грузовых автомобилей, строительных и сельскохозяйственных машин. Они позволяют получать высокие цилиндровые мощности у двигателей с числом цилиндров от 2 до 12. В сочетании с регуляторами частоты вращения коленчатого вала, устройствами для изменения угла опережения впрыскивания и различными дополнительными механизмами они обеспечивают потреби гелю возможность широкого выбора режимов эксплуатации. Рядные ТНВД для легковых автомобилей сегодня не производятся. Мощность дизеля существенно зависит от количества впрыскиваемого топлива. Рядный ТНВД всегда должен дозировать количество подаваемого топлива
в соответствии с нагрузкой. Для хорошей подготовки смеси ТНВД должен дозировать топливо максимально точно, впрыскивая его под очень высоким давлением в соответствии с процессом сгорания. Оптимальное соотношение расхода топлива, уровней шума работы и эмиссии вредных веществ в ОГ требует точности порядка 1° угла поворота коленчатого вала по моменту начала
впрыскивания. Для управления моментом начала впрыскивания и компенсации времени на проход волны давления топлива через подводящую магистраль в стандартном рядном ТНВД используется муфта 3 опережения впрыскивания см. на рис. ниже, которая с увеличением частоты вращения коленчатого вала изменяет момент начала подачи топлива в направлении «раньше». В особых случаях предусмотрено управление опережением впрыскивания в зависимости от нагрузки на двигатель. Нагрузка и частота вращения коленчатого вала регулируются изменением величины цикловой подачи топлива. Рядные ТНВД делятся на два типа: стандартные и с дополнительной втулкой.

Дизель
Стандартный рядный ТНВД
Муфта опережения впрыскивания
Топливоподкачивающий насос
Регулятор частоты вращения коленчатого вала
Установочный рычаг с тягой от педали газа
Ограничитель полной подачи, зависимый от давления наддува
Фильтр тонкой очистки топлива
Магистраль высокого давления
Форсунка о сборе
Магистраль обратного слива топлива

Конструкция и принцип действия

Рядные ТНВД серии РЕ имеют собственный кулачковый вал 14, который установлен в алюминиевом корпусе. Он
соединяется с двигателем либо непосредственно, либо через соединительный узел и муфту опережения впрыскивания.
Количество кулачков на кулачковом валу TНВД соответствует числу цилиндров двигателя. Над каждым кулачком находится роликовый толкатель 13 с тарелкой 12 пружины 11. Тарелка передает усилие от толкателя на плунжер 8, а пружина возвращает его в исходное положение. Гильза 4 плунжера является направляющей, в которой плунжер совершает возвратно-поступательное движение. Сочетание втулки и плунжера образует насосный элемент, или плунжерную пару.

Корпус нагнетательного клапана
Проставка
Пружина нагнета тельного клапана
Гильза плунжера
Конус нагнетательного клапана
Впускное и распределительное отверстия
Регулирующая кромка плунжера
Плунжер
Регулирующая втулка плунжера
Поводок плунжера
Пружина плунжера
Тарелка пружины
Роликовый толкатель

Конструкция плунжерной пары

Плунжерная пара состоит из плунжера 9 и гильзы 8. Гильза имеет один или два подводящих канала (при двух каналах один из них выполняет функции подводящего и перепускного), которые соединяют полость всасывания с камерой высокого давления плунжерной пары. Над плунжерной парой находится штуцер 5 с посадочным конусом 7 нагнетательного клапана. Двигающаяся в корпусе TНВД рейка 10 вращает зубчатый сектор 2, управляя тем самым регулирующей втулкой 3 плунжера. Перемещение самой рейки определяется регулятором частоты вращения коленчатого вала. Это позволяет точно дозировать величину цикловой подачи. Полный ход плунжера неизменен. Активный ход и связанная с ним величина цикловой подачи могут изменяться поворотом плунжера, который совершается при помощи регулирующей втулки.

Полость всасывания
Зубчатый сектор
Регулирующая втулка плунжера
Боковая крышка
Штуцер нагнетательного клапана
Корпус нагнета тельного клапана
Конус нагнетательного клапана
Гильза плунжера
Плунжер
Рейка ТНВД
Поводок плунжера
Возвратная пружина плунжера
Нижняя тарелка возвратной пружины
Регулировочный винт
Роликовый толкатель
Кулачковый вал ТНВД

Плунжер имеет наряду с продольной канавкой 2 еще и спиральную канавку 7. Получаемая таким образом косая кромка на поверхности плунжера называется регулирующей кромкой 6. Если величина давления впрыскивания не превышает 600 бар, то достаточно одной регулирующей кромки, для больших значений давления впрыскивания необходим плунжер с двумя регулирующими кромками, отфрезерованными с противоположных сторон плунжера. Их наличие снижает износ плунжерной пары, поскольку плунжер с одной регулирующей кромкой под давлением прижимается к одной стороне гильзы, увеличивая ее выработку.В гильзе плунжера размещены одно или два отверстия для подвода и обратного слива топлива.
Плунжер притерт к гильзе так плотно, что пара герметична без дополнительных уплотнений даже при очень высоких давлениях и низких частотах вращения коленчатого вала. Из-за этого замене могут подвергаться только комплектные плунжерные пары.
Величина возможной подачи топлива зависит от рабочего объема пары. Максимальное значение давления впрыскивания у форсунки может составлять, в зависимости от конструкции, 400… 1350 бар. Угловой сдвиг кулачков на кулачковом валу гарантирует точное совмещение впрыскивания с фазовым сдвигом процессов по цилиндрам двигателя в соответствии с порядком его работы.

а — гильза с одним подводящим каналом
b — гильза с двумя подводящими каналами

Подводящий канал
Продольная канавка
Гильза плунжера
Плунжер
Перепускном канал
Регулирующая кромка
Спиральная канавка
Кольцевая канавка для смазки

ПЛУНЖЕРНАЯ ПАРА С ПРИВОДОМ

а — НМТ плунжера
б — ВМТ плунжера

Кулачок
Ролик
Роликовый толкатель
Нижняя тарелка возвратной пружины
Возвратная пружина плунжера
Верхняя тарелка возвратной пружины
Регулирующая втулка плунжера
Плунжер
гильза плунжера

Принцип действия плунжерной пары

(последовательность фаз)
Вращение кулачкового вала ТНВД преобразуется непосредственно в возвратно-поступательное движение роликового толкателя, приводящего в действие плунжер Движение плунжера в направлении к его ВМТ называется ходом нагнетания.
Возвратная пружина возвращает плунжер к его НМТ. Пружина рассчитана так, что даже при максимальных частотах
вращения кулачкового вала ТНВД ролик не отходит от кулачка; отскок и вместе с ним удар ролика по кулачку при длительной эксплуатации привели бы к разрушению поверхностей кулачка или ролика. Плунжерная пара работает по принципу перетока топлива с управлением регулирующей кромкой 5. Этот принцип используется в рядных ТНВД серии РЕ и индивидуальных ТНВД серии PF. В НМТ плунжера подводящий канал 2 гильзы 3 и канал 6 слива топлива открыты. Благодаря им топливо может перетекать под давлением подкачки из полости впуска в камеру 1 высокого давления. При движении вверх плунжер закрывает отверстие подводящего канала своим верхним торцом. Этот ход плунжера называется предварительным. При дальнейшем движении плунжера вверх давление
растет, что приводит к открытию нагнетательного клапана над плунжерной парой. При применении нагнетательного клапана постоянного объема плунжер дополнительно совершает втягивающий ход. После открытия нагнетательного клапана топливо во время активного хода через магистраль высокого давления направляется к форсунке, которая впрыскивает точно дозируемое количество топлива в камеру сгорания двигателя. Когда регулирующая кромка плунжера открывает перепускной канал, активный ход плунжера завершается. С этого момента топливо в форсунку не нагнетается, поскольку во время остаточного хода оно через продольную и спиральную канавки из камеры высокого давления направляется в перепускной канал. Давление в плунжерной паре при этом падает. По достижении ВМТ плунжер меняет направление своего движения на противоположное. Топливо при этом через спиральную и продольную канавки поступает обратно из перепускного канала в камеру высокого давления. Это происходит до тех пор, пока регулирующая
кромка вновь не перекроет перепускной канал. При продолжении обратного хода плунжера над ним возникает область низкого давления. С освобождением подводящего канала верхним торцом плунжера топливо вновь поступает в камеру высокого давления. Цикл начинается снова.

Последовательность работы плунжерной пары

Камера высокого давления
Подводящий канал
Гильза плунжера
Плунжер
Регулирующая кромка
Перепускной капал А полный ход плунжера

Регулирование цикловой подачи

Величину цикловой подачи топлива можно регулировать изменением активного хода кромки. Для этого рейка 5 через регулирующую втулку плунжера поворачивает сам плунжер 3 таким образом, что регулирующая кромка 4 может изменять момент конца нагнетания и
вместе с тем величину цикловой подачи (регулирование по концу впрыскивания). В крайнем положении, соответствующем нулевой подаче (а), продольная канавка находится непосредственно перед перепускным каналом. Вследствие этого давление в камере высокого давления плунжерной пары во время всего хода плунжера равняется давлению в полости всасывания и нагнетания топлива не происходит. В это положение плунжер приводится, если двигатель должен быть остановлен. При средней подаче (Ь) плунжер устанавливается в промежуточное положение (по регулирующей кромке). Полная подача (с) становится возможной только при установке максимального активного хода плунжера. Передача движения от рейки на плунжер может производиться либо через
зубчатую рейку на зубчатый сектор , закрепленный на регулирующей втулке плунжера либо через рейку с направляющими шлицами на штифт или сферическую головку на регулирующей втулке плунжера .

а — нулевая подача
b — средняя подача
с — полная подача

Гильза плунжера
Подводящий канал
Плунжер
Регулирующая кромка плунжера
Рейка ТНВД

Устройство и работа тнвд дизельного двигателя

Примером рядного топливного насоса высокого давления применяемого на легковых автомобилях является насос дизеля Мерседес 190, состоящий из нескольких одинаковых секций. В передней части этого насоса расположен вакуумный насос 14, приводимый в движение эксцентриком 2, расположенным на торце кулачкового вала.

В нижней части корпуса насоса установлен кулачковый вал, который соединяется со звездочкой привода через муфту опережения впрыска.

На кулачковом валу имеются профилированные кулачки для каждой насосной секции и эксцентрик для приведения в движение насоса низкого давления, который крепится к привалочной плоскости насоса высокого давления.

Рис. Топливный насос высокого давления Мерседес:
1 – штуцер подключения вакуумного усилителя тормозов; 2 – эксцентрик привода вакуумного насоса; 3 – звездочка приводной цепи; 4 – автоматическая муфта опережения впрыска; 5 – винт установки начала впрыска; 6 – подача топлива; 7 – трубопровод высокого давления; 8 – рычаг перекрытия подачи топлива; 9 – вакуумная камера остановки двигателя; 10 – вакуумная камера увеличения частоты вращения коленчатого вала; 11 – регулятор частоты вращения; 12 – пробка для установки приспособления регулировки начала впрыска; 13 – топливоподкачивающий насос; 14 – вакуумный насос

В перегородке корпуса против каждого кулачка установлены роликовые толкатели 14. Оси роликов своими концами входят в пазы корпуса насоса, предотвращая проворачивание толкателей.

Рис. Секция рядного ТНВД:
1 – зубчатый сектор; 2 – регулирующая поворотная втулка плунжера; 3 – боковая крышка; 4 – штуцер нагнетательного клапана; 5 – корпус нагнетательного клапана; 6 – нагнетательный клапан; 7 – гильза плунжера; 8 – плунжер; 9 – рейка ТНВД; 10 – поводок плунжера; 11 – возвратная пружина плунжера; 12 – нижняя тарелка возвратной пружины; 13 – регулировочный болт; 14 – роликовый толкатель; 15 – кулачковый вал

Насосные секции установлены в верхней части корпуса и крепятся винтами. Основной частью каждой насосной секции является плунжерная пара, состоящая из плунжера 8 и гильзы 7. Плунжерную пару изготовляют из хромомолибденовой стали и подвергают закалке до высокой твердости. После окончательной обработки подбором производят сборку плунжеров и гильз так, чтобы обеспечить в соединении зазор, равный 3…5 мкм. Этим достигается максимальная плотность сопряжения взаимодействующих деталей обеспечивающих давление впрыскивания топлива до 1200 кгс/см2.

Сверху каждой плунжерной пары установлен нагнетательный клапан 6, размещенный в корпусе 5.

При вращении кулачкового вала 15 насоса выступ кулачка набегает на роликовый толкатель 14, который через регулировочный болт воздействует на плунжер 8 и перемещает его вверх. Когда выступ кулачка выходит из-под ролика толкателя, пружина 11, упирающаяся в тарелки, возвращает плунжер в первоначальное положение. Рейка 9 входит в зацепление с зубчатым венцом поворотной втулки 2, надетой на гильзу.

Регулирование состава топливовоздушной смеси в дизельном двигателе происходит изменением подачи топлива при неизменном количестве воздуха, в отличие от бензиновых двигателей, где изменяется и то и другое. В рядных ТНВД изменение подачи топлива, обычно осуществляется за счет рейки, однако изменение подачи может осуществляться и за счет золотника, который перемещается по плунжеру. В рассматриваемом ТНВД при перемещении рейки 9 вдоль ее оси втулка 2 поворачивается на гильзе и, действуя на выступы плунжера, поворачивает его, в результате чего изменяется количество топлива, подаваемого к форсункам. Ход рейки ограничивается стопорным винтом, входящим в ее продольный паз. Задний конец рейки соединен с тягой регулятора частоты вращения коленчатого вала, установленного в корпусе ТНВД.

Принцип работы секции насоса

Принцип работы секции насоса заключается в следующем. При движении плунжера 1 вниз внутреннее пространство гильзы 12 наполняется топливом, и одновременно оно подается насосом низкого давления в подводящий канал 10 корпуса 11 насоса.

Рис. Схема работы секции насоса высокого давления:
а – впуск топлива; б – начало подачи; в – конец подачи;
1 – плунжер; 2 – продольный паз; 3 – выпускное отверстие; 4 – сливной канал; 5 – пружина; 6 – нагнетательный клапан; 7 – разгрузочный поясок; 8 – надплунжерное пространство; 9 – впускное отверстие; 10 – подводящий канал; 11 – корпус насоса; 12 – гильза; 13 – винтовая кромка

При этом открывается впускное отверстие 9, и топливо поступает в надплунжерное пространство 8. Затем под действием кулачка плунжер начинает подниматься вверх, перепуская топливо обратно в подводящий канал 10 до тех пор, пока верхняя кромка плунжера 1 не перекроет впускное отверстие 9 гильзы. После перекрытия этого отверстия давление топлива резко возрастает и при рабочем давлении топливо, преодолевая усилие пружины 5, поднимает нагнетательный клапан 6 и поступает в топливопровод.

Дальнейшее перемещение плунжера вверх вызывает повышение давления, превышающее давление, создаваемое пружиной форсунки, в результате чего игла форсунки приподнимается и происходит впрыскивание топлива в камеру сгорания. Подача топлива продолжается до тех пор, пока винтовая кромка 13 плунжера не откроет выпускное отверстие 3 в гильзе, в результате чего давление над плунжером резко падает, нагнетательный клапан 6 под действием пружины закрывается и надплунжерное пространство разъединяется с топливопроводом высокого давления. При дальнейшем движении плунжера вверх топливо перетекает в сливной канал 4 через продольный паз 2 и винтовую кромку 13 плунжера.

Нагнетательный клапан 6 разгружает топливопровод высокого давления, так как он снабжен цилиндрическим разгрузочным пояском 7, который при посадке клапана на седло обеспечивает увеличение объема топливопровода. Этим достигается резкое прекращение впрыскивания топлива и устраняется возможность его подтекания через распылитель форсунки, что улучшает процесс смесеобразования и сгорания рабочей смеси, а также повышает надежность работы форсунки.

Клапаны ТНВД

В ТНВД с рядным расположением плунжерных пар применяются нагнетательные клапана объемного течения и ограничения обратного течения, а также клапана постоянного давления.

Клапана обратного течения применяются для демпфирования волн обратного давления топлива, возникающих при закрытии распылителя форсунки, что уменьшает износ распылителя и подвпрыски топлива в цилиндры двигателя. Клапан устанавливается как дополнительный над обычным клапаном перед топливопроводом высокого давления, идущим к форсунке.

Рис. Штуцер ТНВД с нагнетательным клапаном:
а – с клапаном объемного течения и ограничением обратного течения; b – с клапаном постоянного течения; 1 – корпус нагнетательного клапана; 2 – обратный клапан; 3 – промежуточный объем; 4 – разгрузочный поясок; 5 – сферический клапан; 6 – втулка клапана; 7 – нагнетательный клапан; 8 – жиклер; 9 – обратный клапан

Клапан состоит из головки с запорной конической фаской, разгрузочного пояска 4 и хвостовика с прорезями для прохода топлива. Сверху на клапан установлена пружина 3, которая прижимает его к седлу. При подаче топлива разгрузочный поясок вместе с конусом клапана приподнимается над направляющей втулкой и топливо под давлением поступает к форсунке. При закрытии основного клапана клапан обратного течения перекрывает доступ обратных волн топлива.

Клапана постоянного течения применяются на ТНВД с давлением впрыска более 800 кг/см2, для уменьшения кавитации. При подаче топлива через нагнетательный клапан в конце хода нагнетания шариковый обратный клапан под действием обратных волн давления топлива открывается и система топливоподачи действует как нагнетательный клапан с перепускным дросселем. При уменьшении давления клапан закрывается, при этом в магистрали сохраняется постоянное давление.

Перемещение плунжера во втулке с момента закрытия впускного отверстия до момента открытия выпускного отверстия называется активным ходом плунжера, который в основном и определяет количество подаваемого топлива за цикл работы топливной секции.

Изменение количества топлива, подаваемого секцией за один цикл, происходит в результате поворота плунжера зубчатой рейкой 5. При различных углах поворота плунжера благодаря винтовой кромке смещаются моменты открытия выпускного отверстия. При этом, чем позднее открывается выпускное отверстие, тем большее количество топлива может быть подано к форсункам.

Рис. Схема изменения подачи топлива:
1 – гильза; 2 – впускное отверстие; 3 – плунжер; 4 – винтовая кромка; 5 –рейка

На рисунке показаны следующие положения винтовой кромки плунжера за цикл работы топливной секции:

положение а – нулевая подача топлива. Плунжер 3 повернут так, что его продольный паз расположен против выпускного отверстия, в результате чего при перемещении плунжера вверх топливо вытесняется в сливной канал, подача топлива прекращается и двигатель останавливается
положение б – промежуточная подача, так как при повороте плунжера 3 по часовой стрелке объем вытесненного топлива уменьшается так как выпускное отверстие открывается раньше
положение в – максимальная подача топлива и наибольший активный ход плунжера 3. В этом случае расстояние от винтовой кромки 4 плунжера до выпускного отверстия будет наибольшим

Как делают плунжерные пары в нашей стране сегодня можно увидеть в этом видео:

Типы топливных насосов

Рядный ТНВД

Таким образом, одна плунжерная пара обеспечивает подачу топлива в один цилиндр.

Распределительный ТНВД

Торцевой кулачковый привод

Внутренний кулачковый привод

Магистральный ТНВД

То́пливный насо́с высо́кого давле́ния (ТНВД) ди́зельного дви́гателя является одним из наиболее сложных узлов системы топливоподачи дизельных двигателей.

Содержание

Назначение [ править | править код ]

Топливные насосы предназначены для подачи в цилиндры дизеля под определенным давлением и в определенный момент цикла, точно отмеренных порций топлива, соответствующих данной нагрузке приложенной к коленчатому валу. По способу впрыска различают топливные насосы непосредственного действия и с аккумуляторным впрыском.

В топливном насосе непосредственного действия осуществляется механический привод плунжера, а процессы нагнетания и впрыска протекают одновременно. В каждый цилиндр секция топливного насоса подает необходимую порцию топлива. Требуемое давление распыления создается движением плунжера насоса.

У топливного насоса с аккумуляторным впрыском привод рабочего плунжера осуществляется за счет сил давления сжатых газов в цилиндре двигателя или с помощью специальных пружин. На мощных тихоходных дизелях применяют аккумуляторные топливные насосы с гидравлическими аккумуляторами.

В системах с гидравлическими аккумуляторами процессы нагнетания и впрыска протекают раздельно. Предварительно топливо под высоким давлением нагнетается насосом в аккумулятор, из которого поступает к форсункам. Эта система обеспечивает качественное распыление и смесеобразование в широком диапазоне нагрузок дизеля, но из-за сложности конструкций такой насос широкого распространения не получил. Современные дизели используют технологию с управлением электромагнитными клапанами форсунок от микропроцессорного устройства (такое сочетание называется «common rail»).

Разновидности [ править | править код ]

Топливные насосы высокого давления могут быть рядными, V-образными (многосекционными) и распределительными. В рядных ТНВД насосные секции располагаются друг за другом, и каждая подает топливо в определенный цилиндр двигателя. В распределительных ТНВД, которые бывают одноплунжерными и двухплунжерными, одна насосная секция подает топливо в несколько цилиндров двигателя.

Устройство распределительного ТНВД:

редукционный клапан;
всережимный регулятор;
дренажныйштуцер;
корпус насосной секции высокого давления в сборе с плунжерной парой и нагнетательными клапанами;
топливоподкачивающий насос;
лючок регулятора опережения впрыска;
корпус ТНВД;
электромагнитный клапан выключения подачи топлива;
кулачково-роликовое устройство привода плунжера.

Подачу топлива из бака в ТНВД обеспечивает топливоподкачивающий насос (5), а редукционный клапан (1) поддерживает стабильное давление на входе в насосную секцию ТНВД, которая расположена в корпусе (4).

Плунжерная пара насосной секции представляет собой золотниковое устройство, регулирующее количество впрыскиваемого топлива и распределяющее его по цилиндрам дизеля в соответствии с порядком их работы. Всережимный регулятор (2) обеспечивает устойчивую работу дизеля в любом режиме, задаваемом водителем с помощью педали акселератора, и ограничивает максимальные обороты коленчатого вала, а регулятор опережения впрыска топлива (6) изменяет момент подачи топлива в цилиндры в зависимости от частоты вращения коленвала.

Топливоподкачивающий насос подает в ТНВД топливо в гораздо большем объёме, чем требуется для работы дизеля. Излишки возвращаются в бак через дренажный штуцер (3). Что касается электромагнитного клапана (8), то он предназначен для остановки дизеля. При повороте ключа в замке зажигания в положение «выключено» электромагнитный клапан перекрывает подачу топлива к плунжерной паре, а значит, и в цилиндры дизеля, это и требуется, чтобы заглушить силовой агрегат.

В зависимости от давления и продолжительности впрыска, а также от величины цикловой подачи топлива существуют следующие модели рядных ТНВД:

М (4—6 цилиндров, давление впрыска до 550 бар)
А (2—12 цилиндров, давление впрыска до 950 бар)
P3000 (4—12 цилиндров, давление впрыска до 950 бар)
P7100 (4—12 цилиндров, давление впрыска до 1200 бар)
P8000 (6—12 цилиндров, давление впрыска до 1300 бар)
P8500 (4—12 цилиндров, давление впрыска до 1300 бар)
R (4—12 цилиндров, давление впрыска до 1150 бар)
P10 (6—12 цилиндров, давление впрыска до 1200 бар)
ZW (M) (4—12 цилиндров, давление впрыска до 950 бар)
P9 (6—12 цилиндров, давление впрыска до 1200 бар)
CW (6—10 цилиндров, давление впрыска до 1000 бар)
h2000 (5—8 цилиндров, давление впрыска до 1350 бар)

Общее устройство ТНВД [ править | править код ]

Корпус.
Крышки.
Всережимный регулятор
Муфта опережения впрыска.
Подкачивающий насос.
Кулачковый вал.
Толкатели.
Плунжеры с поводками или зубчатыми втулками,
Гильзы плунжеров.
Возвратные пружины плунжеров.
Нагнетательные клапаны.
Штуцеры.
Рейка.

Принцип действия ТНВД [ править | править код ]

Вращение кулачковый вал получает через муфту опережения впрыска и зубчатую передачу от коленчатого вала. При вращении кулачкового вала кулачок набегает на толкатель и смещает его, а он в свою очередь, сжимая пружину, поднимает плунжер. При поднятии плунжера он вначале закрывает впускной канал, а затем начинает вытеснять топливо, находящееся над ним. Топливо вытесняется через нагнетательный клапан, открывшийся за счёт давления, и поступает к форсунке.

В момент движения плунжера вверх винтовой канал, находящийся на нём, совпадает со сливным каналом в гильзе. Остатки топлива, находящиеся над плунжером, начинают уходить на слив через осевой, радиальный и винтовой каналы в плунжере и сливной в гильзе. При опускании плунжера за счёт пружины открывается впускной канал, и объём над плунжером заполняется топливом от подкачивающего насоса.

Изменение количества подаваемого топлива к форсунке осуществляется поворотом плунжеров от рейки через всережимный регулятор. При повороте плунжера, если винтовой канал совпадёт со сливным раньше, то впрыснуто топлива будет меньше. При обратном повороте каналы совпадут позже, и впрыснуто топлива будет больше.

На некоторых ТНВД (например, ТНВД трактора Т-130) часть секций отключается на холостых оборотах, соответственно, отключается и часть цилиндров двигателя.

Дополнительные агрегаты ТНВД [ править | править код ]

Муфта опережения впрыска — служит для изменения угла опережения впрыска в зависимости от оборотов. По принципу действия является механизмом, использующим центробежную силу. Устройство:

Ведущая полумуфта.
Ведомая полумуфта.
Грузы.
Стяжные пружины грузов.
Опорные пальцы грузов

Принцип действия муфты следующий. При минимальных оборотах грузы за счёт пружин стянуты к центру и положение между муфтами является исходным, при этом угол опережения впрыска находится в пределах отрегулированного параметра. При увеличении оборотов центробежная сила в грузах возрастает и разводит их, преодолевая сопротивление пружин. При этом муфты поворачиваются относительно друг друга и угол опережения впрыска увеличивается.

Всережимный регулятор — служит для изменения количества подачи топлива в зависимости от режимов работы двигателя: запуск двигателя, увеличение/уменьшение оборотов, увеличение/уменьшение нагрузки, остановка двигателя. Устройство:

Корпус.
Крышки.
Державка.
Грузы.
Муфта.
Рычаги.
Скоба-кулисы.
Регулировочные винты.
Оттяжные пружины.

Принцип действия регулятора следующий:

Запуск двигателя: перед запуском рейка за счёт пружины находится в положении максимальной подачи топлива, поэтому при запуске в двигатель подаётся максимальное количество топлива. Это способствует быстрому запуску. Как только двигатель начнёт развивать обороты, и центробежная сила в грузах начнёт расти, они, преодолевая сопротивление пружин, начнут расходиться в стороны и внутренними своими рычагами давить на муфту, которая будет воздействовать на рычаг, а рычаг будет тянуть рейку в сторону уменьшения подачи топлива. Обороты установятся в соответствии с натягом пружин.
Увеличение оборотов: при нажатии на педаль «газа» натягивается пружина, которая действует на рычаг рейки и муфту. Муфта и рейка смещается, при этом преодолевается центробежная сила в грузах. Рейка смещается в сторону увеличения подачи топлива, и обороты растут.
Увеличение нагрузки — при увеличении нагрузки и неизменном положении педали «газа» обороты снижаются, центробежная сила в грузах тоже. Грузы складываются и дают возможность сместиться муфте, рычагу и рейке в сторону увеличения подачи топлива. При снижении нагрузки обороты начинают увеличиваться, центробежная сила в грузах тоже, грузы начинают расходится и внутренними рычагами смещать муфту, рычаг и рейку в сторону уменьшения подачи топлива. Обороты при этом прекращают расти.
Остановка двигателя — при остановке двигателя поворачивается скоба, кулиса скобы воздействует на рычаг, а рычаг — на рейку. Рейка перемещается настолько в сторону уменьшения подачи, что подача прекращается, и двигатель останавливается

что это? Устройство и принцип работы топливного насоса высокого давления

Топливный насос высокого давления в системе питания дизельного двигателя является самым дорогим и сложным устройством. Рудольф Дизель, создавая свой первый двигатель, определил тот аспект, что топливо будет качественно самовоспламеняться в цилиндре, если оно поступает под высоким давлением. Первый компактный и надёжный ТНВД в начале двадцатых годов прошлого столетия изобрёл Роберт Бош.

В 1927 году концерн Bosch произвёл первый серийный топливный насос высокого давления для грузового автомобиля. Для легковых автомобилей они наладили выпуск топливных насосов высокого давления в 1936 году. В соответствии с порядком работы цилиндров топливный насос высокого давления распределяет топливо по форсункам под высоким давлением.

Топливопроводы высокого давления соединяют ТНВД с форсунками. В нижней части форсунок расположены распылители, ими они входят в камеры сгорания. Топливо поступает в камеру сгорания в мелкодисперсном виде и воспламеняется из-за того, что в распылителях на выходе имеются очень мелкие отверстия. Угол опережения впрыска определяет момент времени впрыска. Топливный насос высокого давления и форсунки относятся к устройствам прецизионной точности. В процессе работы к ним поступает дизельное топливо, которое смазывает их штифты и плунжеры.

На заре производства топливных насосов высокого давления они были похожи на однорядные двигатели. Коленчатый вал двигателя был в зацеплении с кулачковым валом, у которого число выступов было равно числу цилиндров, и воздействовал непосредственно на плунжерные пары.

Топливные насосы высокого давления роторного типа применяют на дизельных легковых автомобилях с начала шестидесятого года прошлого века. Представляет собой устройство с вращающимся кулачковым валом, у которого один выступ, воздействующий на радиально расположенные плунжерные пары, число которых равно числу цилиндров. Их ещё называют распределительными. Они значительно дешевле по себестоимости и очень компактны.

Встроенные в насос электронные и механические устройства поворачивают вперёд и назад кулачковый вал, тем самым регулируют момент впрыска. Также, при помощи отсечных клапанов, понижающих давление, они регулируют подачу топлива. Для удержания нужного расхода топлива и токсичности выхлопных газов, начало впрыскивания должно быть выставлено в пределах плюс минус один градус поворота коленчатого вала.

Многоплунжерный топливный насос высокого давления

Цилиндр (втулка) и поршень (плунжер) малого размера – есть плунжерная пара. Их изготавливают с высокой точностью из высококачественной легированной стали. Для обеспечения минимального зазора в сопряжении при изготовлении их притирают друг к другу. Через выпускное отверстие топливо отводится, а через впускное поступает. Каждая плунжерная пара нагнетает топливо в свой цилиндр, а количество плунжерных пар соответствует числу цилиндров.

Плунжерные пары стоят внутри корпуса топливного насоса высокого давления. Отсечная кромка (спиральная канавка) имеется на боковой поверхности каждого плунжера. Коленчатый вал двигателя приводит в действие кулачковый вал топливного насоса высокого давления, который установлен на подшипниках качения в нижней части корпуса. К кулачкам через пружины прижимаются плунжеры. Кулачки перемещают плунжеры внутри втулок при вращении кулачкового вала. Когда плунжер движется вверх, он закрывает выпускное отверстие, после – впускное.

Многодырчатая форсунка состоит из корпуса распылителя, иглы, гайки, проставки, штанги, установочных штифтов, уплотнительного кольца, корпуса, фильтра, штуцера, регулировочной прокладки, уплотняющей втулки, пружины и упорной прокладки.

Сверху гильзы находится нагнетательный клапан, который под давлением топлива открывается и к соответствующим форсункам через топливопроводы высокого давления поступает топливо. В корпусе имеется игла, которую поджимает пружина. Игла способна перекрывать доступ топлива к распыляющим отверстиям. Давление топлива поднимает иглу. Пружина сжимается, и топливо впрыскивается в камеру сгорания. Когда канавка отсечной кромки совпадает с отверстием выпуска, тогда прекращается процесс впрыскивания. Давление топлива резко падает, игла закрывает распылитель. Подтекание топлива не наблюдается.

Если внутри повернуть плунжер, то изменив наклон отсечной кромки, Вы измените момент конца подачи топлива. Соответственно изменится и количество топлива. На каждом плунжере есть шестерня в зацеплении с зубчатой рейкой. Рейка механически соединена с педалью акселератора. Нажимая на педаль, Вы перемещаете рейку, которая вращает все плунжеры и меняет количество топлива. Если Вы прекратите подачу топлива, дизель будет заглушен и у всех плунжеров отсечная кромка соединится с выпускным отверстием.

Момент начала подачи топлива меняется при изменении количества оборотов коленчатого вала. Этому способствует центробежная муфта опережения впрыскивания топлива, установленная на кулачковом вале топливного насоса высокого давления. У ней внутри грузики, которые расходятся под действием центробежных сил при увеличении вращения коленчатого вала двигателя. По фазе, относительно привода они проворачивают кулачковый вал. Уменьшение количества оборотов коленчатого вала ведёт к позднему началу впрыскивания, а увеличение, соответственно, к более раннему.

Распределительный топливный насос высокого давления с компенсатором давления во впускном трубопроводе и аксиальным движением плунжера (LDA).

Одноплунжерные топливные насосы высокого давления имеют одну плунжерную пару, а специальный вращающийся распределитель подаёт топливо к форсункам разных цилиндров. Эти насосы, тоже являются распределительными. Они очень лёгкие и компактные, вот только долговечность их мала из-за большей частоты ходов плунжера.

Видео — принцип устройства и работы ТНВД

Как работает топливный насос

Циркуляционная топливная система

Эта топливная система имеет как подающую, так и обратную трубы, по которым бензин непрерывно циркулирует; карбюратор забирает все, что ему нужно. Однотрубные системы более обычны.

А автомобильный двигатель горит смесью бензина и воздуха. Бензин перекачивается по трубе из бака и смешивается с воздухом в баке. карбюратор , откуда двигатель всасывает смесь.

В впрыск топлива система, используемая на некоторых двигателях, бензин и воздух смешиваются на впуске многообразие .

А топливный насос закачивает бензин из бака по трубе в карбюратор .

насос может быть механическим, приводимым в действие двигателем — или он может быть электрическим, и в этом случае он обычно находится рядом или даже внутри топливный бак .

Хранение бензобака в безопасности

В целях безопасности бензобак расположен на противоположном от двигателя конце автомобиля.

Внутри резервуара плавать работает электрический передатчик, который передает Текущий к топливо датчик, сигнализирующий, сколько бензина в баке.

В баке есть вентиляционное отверстие — обычно это труба или небольшое отверстие в крышке заливной горловины, через которое воздух может поступать при опорожнении бака. Некоторые из последних систем имеют углерод фильтр , чтобы не выходили пары топлива.

Как работает механический насос

Механический топливный насос

В механическом насосе исполнительный рычаг постоянно перемещается вверх и вниз, но опускает диафрагму только тогда, когда это необходимо для наполнения камеры насоса.Возвратная пружина толкает диафрагму вверх, чтобы подавать бензин в карбюратор.

А механический топливный насос движется распредвал , или специальным валом, приводимым в движение коленчатый вал . При вращении вала кулачок проходит под шарнирным рычаг а также силы это с одного конца.

Другой конец рычага, который неплотно соединен с резиной. диафрагма образуя дно камеры в насосе, опускается вниз и тянет за собой диафрагму.

Когда рычаг опускает диафрагму, она создает всасывание, которое втягивает топливо по топливной трубе в насос через односторонний клапан .

По мере того, как поворотный кулачок поворачивается дальше, так что он больше не давит на рычаг, рычаг перемещается назад на возвратная пружина , ослабляя его давление на диафрагму.

Свободно связанный рычаг не толкает мембрану вверх, но есть возвратная пружина, которая прижимает ее.

Диафрагма может двигаться вверх только путем вытеснения бензина из камеры. Бензин не может пройти обратно через первый односторонний клапан, поэтому он выходит через другой, ведущий к карбюратору.

Карбюратор пропускает бензин только по мере необходимости, через игольчатый вентиль в своей поплавковой камере (см. Как работают карбюраторы с регулируемым жиклером ).

Пока карбюратор полон, а игольчатый клапан закрыт, бензин не выходит из насоса. Диафрагма остается внизу, а рычаг холостого хода поднимается и опускается. Когда карбюратор принимает больше бензина, возвратная пружина толкает диафрагму вверх и, компенсируя провисание ослабленного рычага, возвращает ее в контакт с рычагом, который снова опускает ее, чтобы заполнить камеру насоса.

Как работает электронасос

Электрический топливный насос

Электронасос имеет аналогичный диафрагменный механизм; он приводится в действие стержнем, который втягивается в соленоидный переключатель до тех пор, пока он не размыкает набор контактов для отключения тока.

Электронасос имеет аналогичное мембранно-клапанное устройство, но вместо распределительного вала используется соленоид (электромагнитный выключатель ) обеспечивает натяжение диафрагмы.

Соленоид притягивает железный стержень, который тянет диафрагму вниз, втягивая бензин в камеру.

В конце своего пути железный стержень разъединяет набор контактов, прерывая ток в электромагнит и ослабляя натяжение диафрагмы.

Когда возвратная пружина диафрагмы поднимает диафрагму, она также отталкивает шток от контактов; затем они закрываются, так что соленоид снова тянет шток и диафрагму вниз.

Циркуляция бензина непрерывно

Большинство механических и электрических систем перекачивают топливо только тогда, когда это необходимо карбюратору.Альтернативная система имеет полную схема труб, от бака к карбюратору и обратно. Насос непрерывно подает бензин по этому контуру, из которого карбюратор забирает бензин по мере необходимости.

Фильтрация бензина и воздуха

И бензин, и воздух фильтруются перед подачей в карбюратор.

Бензиновый фильтр может быть сменным бумажным в пластиковом корпусе в топливопровод . Насос может включать проволочный или пластиковый сетчатый фильтр, а иногда и чашу для улавливания. осадок .

воздухоочиститель представляет собой коробку, установленную над воздухозаборником карбюратора, обычно содержащую сменный бумажный фильтр. элемент .

Компоненты системы впрыска топлива

Ханну Яэскеляйнен, Магди К. Хаир

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : Систему впрыска топлива можно разделить на стороны низкого и высокого давления.Компоненты низкого давления включают топливный бак, топливный насос и топливный фильтр. Компоненты стороны высокого давления включают насос высокого давления, аккумулятор, топливную форсунку и форсунку топливной форсунки. Для использования с различными типами систем впрыска топлива было разработано несколько конструкций форсунок и различные методы приведения в действие.

Компоненты стороны низкого давления

Обзор

Чтобы система впрыска топлива выполняла свое предназначение, топливо должно подаваться в нее из топливного бака.Это роль компонентов топливной системы низкого давления. Сторона низкого давления топливной системы состоит из ряда компонентов, включая топливный бак, один или несколько насосов подачи топлива и один или несколько топливных фильтров. Кроме того, многие топливные системы содержат охладители и / или нагреватели для лучшего контроля температуры топлива. На рис. 1 показаны два примера схем топливных систем низкого давления: один для грузовика с дизельным двигателем большой грузоподъемности и один для легкового легкового автомобиля с дизельным двигателем [1590] [1814] .

Рисунок 1 . Примеры топливных систем низкого давления для тяжелых и легких дизельных автомобилей

Топливный бак и топливный насос

Топливный бак — это резервуар, в котором хранится запас топлива и который помогает поддерживать его температуру на уровне ниже точки воспламенения. Топливный бак также служит важным средством отвода тепла от топлива, которое возвращается из двигателя [528] . Топливный бак должен быть устойчивым к коррозии и герметичным при давлении не менее 30 кПа.Он также должен использовать некоторые средства для предотвращения чрезмерного накопления давления, такие как выпускной или предохранительный клапан.

Насос подачи топлива, часто называемый подъемным насосом, отвечает за всасывание топлива из бака и его подачу в насос высокого давления. Современные топливные насосы могут иметь электрический или механический привод от двигателя. Использование топливного насоса с электрическим приводом позволяет разместить насос в любом месте топливной системы, в том числе внутри топливного бака. Насосы с приводом от двигателя прикреплены к двигателю.Некоторые топливные насосы могут быть включены в блоки, выполняющие другие функции. Например, так называемые тандемные насосы — это агрегаты, в состав которых входят топливный насос и вакуумный насос для усилителя тормозов. Некоторые топливные системы, например системы, основанные на насосе распределительного типа, включают в себя подающий насос с механическим приводом и насос высокого давления в одном блоке.

Топливные насосы обычно рассчитаны на подачу большего количества топлива, чем потребляется двигателем в любой конкретной операционной системе. Этот дополнительный поток топлива может выполнять ряд важных функций, включая подачу дополнительного топлива для охлаждения форсунок, насосов и других компонентов двигателя и поддержание более постоянной температуры топлива во всей топливной системе.Кроме того, избыточное топливо, которое нагревается при контакте с горячими компонентами двигателя, может быть возвращено в бак или топливный фильтр для улучшения работоспособности автомобиля при низких температурах.

Топливный фильтр

Безотказная работа дизельной системы впрыска возможна только на фильтрованном топливе. Топливные фильтры помогают уменьшить повреждение и преждевременный износ от загрязнений, задерживая очень мелкие частицы и воду, чтобы предотвратить их попадание в систему впрыска топлива. Как показано на рисунке 1, топливные системы могут содержать одну или несколько ступеней фильтрации.Во многих случаях экран курса также расположен на входе топлива, расположенном в топливном баке.

В двухступенчатой системе фильтрации обычно используется первичный фильтр на впускной стороне топливоперекачивающего насоса и вторичный фильтр на выпускной стороне. Первичный фильтр необходим для удаления более крупных частиц. Вторичный фильтр необходим, чтобы выдерживать более высокое давление и удалять более мелкие частицы, которые могут повредить компоненты двигателя. Одноступенчатые системы удаляют более крупные и мелкие частицы в одном фильтре.

Фильтры могут быть коробчатого типа или сменного элемента, как показано на рисунке 2. Фильтр коробчатого типа может быть полностью заменен по мере необходимости и не требует очистки. Фильтры со сменным элементом должны быть тщательно очищены при замене элементов, и необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать любых остатков грязи, которые могут мигрировать к сложным частям системы впрыска топлива. Фильтры могут быть изготовлены из металла или пластика.

Рисунок 2 . Два типа топливных фильтров

(а) Коробчатого типа; (b) Тип элемента

Обычными материалами для современных топливных фильтрующих элементов являются синтетические волокна и / или целлюлоза.Также можно использовать микроволокна, но из-за риска миграции мелких кусочков стекловолокна, отколовшихся от основного элемента, в критические компоненты топливной системы, их использование в некоторых приложениях не допускается [2046] . В прошлом также использовались гофрированная бумага, упакованная хлопковая нить, древесная щепа, смесь упакованной хлопковой нити и древесных волокон и намотанный хлопок [529] .

Требуемая степень фильтрации зависит от конкретного применения. Обычно, когда два фильтра используются последовательно, первичный фильтр задерживает частицы размером примерно 10–30 мкм, в то время как вторичный фильтр способен задерживать частицы размером более 2–10 мкм.По мере развития топливных систем зазоры и нагрузки на компоненты высокого давления увеличиваются, и потребность в чистом топливе становится все более острой. Как способность топливных фильтров удовлетворять потребности в более чистом топливе [2047] , так и методы количественной оценки приемлемых уровней загрязнения топлива потребовались для развития [2048] .

Помимо предотвращения попадания твердых частиц в оборудование для подачи топлива и впрыска, необходимо также предотвратить попадание воды в топливе в важные компоненты системы впрыска топлива.Свободная вода может повредить смазываемые топливом компоненты системы впрыска топлива. Вода также может замерзнуть в условиях низких температур, а лед может заблокировать небольшие проходы системы впрыска топлива, тем самым перекрыв подачу топлива к остальной части системы впрыска топлива.

Удалить воду из топлива можно двумя способами. Поступающее топливо может подвергаться центробежным силам, которые отделяют более плотную воду от топлива. Гораздо лучшая эффективность удаления может быть достигнута с помощью фильтрующего материала, который отделяет воду.На рис. 3 показан фильтр, использующий комбинацию средового и центробежного подходов.

Рисунок 3 . Топливный фильтр с водоотделителем

Разные водоразделительные среды работают по разным принципам. Гидрофобная барьерная среда , такая как обработанная силиконом целлюлоза, отталкивает воду и заставляет ее скатываться вверх по поверхности. По мере того, как бусинки становятся больше, они под действием силы тяжести стекают по лицевой стороне элемента в чашу. Гидрофильная коалесцирующая среда , такая как стеклянное микроволокно, имеет высокое сродство к воде.Вода в топливе связывается со стеклянными волокнами, и со временем, когда все больше воды поступает со стороны входа, образуются массивные капли. Вода проходит через фильтр с топливом и на выходе из потока топлива выпадает в сборный стакан.

Более широкое использование поверхностно-активных присадок к топливу и компонентов топлива, таких как биодизель, сделало обычные разделяющие среды менее эффективными, и производителям фильтров потребовалось разработать новые подходы, такие как композитные среды и коалесцирующие среды со сверхвысокой площадью поверхности [2051] .Также были затронуты методы количественной оценки эффективности разделения топлива / воды [2052] .

Топливные фильтры также могут содержать дополнительные элементы, такие как подогреватели топлива, тепловые переключающие клапаны, деаэраторы, датчики воды в топливе, индикаторы замены фильтров.

Подогреватель топлива помогает минимизировать накопление кристаллов парафина, которые могут образовываться в топливе при его охлаждении до низких температур. В обычных методах отопления используются электрические нагреватели, охлаждающая жидкость двигателя или рециркулируемое топливо. На рисунке 1 показаны два подхода, в которых для нагрева поступающего топлива используется теплое возвращаемое топливо.

Перелив топлива и утечка топлива, возвращающегося в бак, также переносят воздух и пары топлива. Присутствие газообразных веществ в топливе может вызвать затруднения при запуске, а также нормальной работе двигателя в условиях высоких температур. Таким образом, выпускные клапаны и деаэраторы используются для удаления паров и воздуха из системы подачи топлива и обеспечения бесперебойной работы двигателя.

###

Электрический топливный насос

Электрический топливный насос используется в двигателях с впрыском топлива для перекачки топлива из бензобака в форсунки.Насос должен подавать топливо под высоким давлением (обычно от 30 до 85 фунтов на квадратный дюйм в зависимости от области применения), чтобы форсунки могли распылять топливо в двигатель. Для правильной работы двигателя давление топлива должно соответствовать техническим характеристикам. Слишком низкое давление может привести к нехватке топлива в двигателе, заставляя его работать на обедненной смеси, пропускать зажигание, колебаться или глохнуть. Слишком высокое давление топлива может привести к резкой работе двигателя, потере топлива и загрязнению.

Электрические топливные насосы обычно устанавливаются внутри топливного бака, хотя некоторые из них могут быть установлены вне бака.Некоторые автомобили могут даже иметь два топливных насоса (перекачивающий насос внутри бака и главный топливный насос снаружи). Расположение в баке помогает заглушить гудение, производимое электродвигателем электрического насоса, а погружение насоса в топливо помогает смазать и охладить электродвигатель насоса. Езда с топливным баком, заполненным менее чем на 1/4, может сократить срок службы насоса из-за его перегрева. Это также увеличивает риск кратковременного истощения топливного насоса при резком повороте, торможении или ускорении. Законченный бензин иногда может повредить электрический топливный насос из-за того, что он не нуждается в охлаждении и смазке.

Насос обычно является частью узла подачи, который включает в себя поплавок, который посылает электрический сигнал на указатель уровня топлива на приборной панели. Если необходимо заменить электрический топливный насос, его можно заменить как отдельную деталь или как полную сборку модуля (что дороже, но проще и менее хлопотно).

Электрические топливные насосы бывают разных исполнений. В некоторых более старых приложениях используются поршневые насосы с «роликовыми ячейками». В этом типе используются ролики, установленные на смещенном диске, который вращается внутри стального кольца.Топливо всасывается в промежутки (ячейки) между роликами и проталкивается от входа насоса к выходу. Роликовые насосы обычно вращаются со скоростью около 3000 об / мин. Этот тип насоса может создавать очень высокое давление, а скорость потока обычно остается постоянной. Но выходной сигнал идет импульсами, поэтому в топливопроводе после насоса часто устанавливают глушитель для гашения импульсов давления. Насос с роликовым элементом также может быть установлен вне топливного бака и использоваться со вторым подающим насосом низкого давления, установленным внутри топливного бака.

Другой тип поршневого насоса — это «героторный» насос. Эта конструкция аналогична конструкции масляного насоса, в ней используется смещенный ротор для проталкивания топлива через насос. Героторный насос обычно работает со скоростью около 4000 об / мин.

Другой вариант — пластинчато-роликовый насос. Здесь вместо роликов используются лопатки для проталкивания топлива через насос.

В большинстве новых автомобилей используется топливный насос типа «турбина». Турбинный насос имеет крыльчатку, прикрепленную к двигателю. Лопасти в крыльчатке проталкивают топливо через насос, когда крыльчатка вращается.Этот тип насоса не является поршневым насосом, поэтому он не производит пульсаций, работает очень плавно и тихо. Он работает на более высоких скоростях, обычно до 7000 об / мин, и потребляет меньше тока, чем насосы старого типа. Кроме того, он менее сложен в изготовлении и очень прочен. Некоторые запасные части для насосов используют этот тип насоса для замены старых моделей.

ПРИМЕЧАНИЕ: Запасные топливные насосы НЕ обязательно должны быть того же типа, что и оригинальные. Но они должны быть способны создавать такое же рабочее давление и доставлять тот же объем топлива, что и оригинал.Использование неподходящего насоса или замена другого насоса может вызвать проблемы с управляемостью из-за колебаний давления или расхода топлива.

Как работает электрический топливный насос

Когда водитель включает ключ зажигания, модуль управления трансмиссией (PCM) включает реле, которое подает напряжение на топливный насос. Двигатель внутри насоса начинает вращаться и работает несколько секунд, чтобы создать давление в топливной системе. Таймер в PCM ограничивает время работы насоса до запуска двигателя.

Топливо всасывается в насос через впускную трубку и носок сетчатого фильтра (который помогает предотвратить попадание ржавчины и грязи в насос). Затем топливо выходит из насоса через односторонний обратный клапан (который поддерживает остаточное давление в системе, когда насос не работает) и проталкивается к двигателю через топливопровод и фильтр.

Топливный фильтр задерживает любую ржавчину, грязь или другие твердые загрязнения, которые могли пройти через насос, чтобы предотвратить засорение такими частицами топливных форсунок.

Затем топливо поступает в топливную рампу двигателя и направляется к отдельным топливным форсункам. Регулятор давления топлива на топливной рампе поддерживает давление топлива и направляет излишки топлива обратно в бак.

На новых автомобилях с безвозвратной системой EFI регулятор давления топлива расположен в топливном баке и является частью модуля топливного насоса. От двигателя обратно в бак отсутствует обратная топливная магистраль.

Топливный насос работает непрерывно после запуска двигателя и продолжает работать, пока двигатель работает и ключ зажигания включен.Насос может работать с постоянной скоростью или с переменной скоростью в зависимости от нагрузки и скорости двигателя. Если двигатель глохнет, PCM обнаружит потерю сигнала оборотов и выключит насос.

Многие автомобили (особенно Ford) также имеют «инерционный предохранительный выключатель», который отключает топливный насос в случае аварии. Это сделано для снижения риска возгорания в случае разрыва топливопровода. Сильный толчок срабатывает предохранительный выключатель и размыкает цепь топливного насоса. Это потребовало ручного сброса предохранительного выключателя после инцидента путем нажатия кнопки сброса на переключателе.

На большинстве старых автомобилей топливный насос работает с постоянной скоростью. Но во многих новых приложениях скорость насоса изменяется с помощью PCM, чтобы более точно соответствовать потребностям двигателя в топливе.

Отказ топливного насоса

Топливный насос должен прослужить весь срок службы автомобиля, но он может выйти из строя из-за загрязнения внутри топливного бака (грязь или ржавчина), нехватки топлива (заканчивается газ), перегрева (всегда за рулем при низком уровне топлива), низком напряжении (проблема с проводкой) или перегрузке (попытка преодолеть ограничение, вызванное засорением топливного фильтра).Чем тяжелее работает насос, тем горячее он работает и тем больше тока пропускает через свою силовую цепь.

Когда топливный насос выходит из строя, он часто просто выключается без предупреждения. Вы едете нормально одну минуту, а затем внезапно глохнет двигатель, и вы застреваете у дороги. Или вы выходите утром, чтобы завести машину, и обнаруживаете, что она заводится, но не заводится.

Как узнать, не запускается ли неисправный топливный насос? Один из способов — прислушаться к шуму насоса после включения зажигания.Отсутствие шума насоса говорит о том, что насос не работает. Кроме того, если при запуске двигателя вы не почувствуете запаха несгоревшего топлива из выхлопной трубы, это будет означать, что двигатель не получает топлива. Неисправность может заключаться в неисправном насосе или неисправном реле топливного насоса, предохранителе или проводке.

На большинстве автомобилей отказавший топливный насос не устанавливает никаких диагностических кодов неисправностей и не включает световой индикатор «Проверка двигателя» (контрольная лампа неисправности). Двигатель будет проворачиваться нормально, и у него будет искра, но он не запустится, потому что не получает топлива.

Большинство последних моделей двигателей имеют штуцер для проверки давления топлива на топливной рампе двигателя. Присоединение указателя уровня топлива к штуцеру клапана Шредера быстро покажет, создает ли насос какое-либо давление топлива. На двигателях, у которых нет штуцера для проверки давления топлива, манометр можно вставить в топливопровод, где он соединяется с топливной рампой. Если давление топлива равно нулю, насос не работает. Если давление топлива ниже спецификаций, потребуется дальнейшая диагностика, чтобы определить причину.Проблема может заключаться в неисправном регуляторе давления топлива, засорении топливопровода или фильтра или в электрической неисправности в цепи электропроводки топливного насоса.

Еще один способ определить, не запускается ли двигатель из-за отсутствия топлива, — это распылить немного аэрозольной пусковой жидкости на дроссельную заслонку. Если двигатель запускается, работает несколько секунд, затем умирает, у него есть искра и компрессия, но топливо не поступает из топливного насоса.

Замена электрического топливного насоса

Замена топливного насоса может быть дорогостоящей. Новый электрический топливный насос может стоить от 100 до 300 долларов и более в зависимости от области применения, а также от того, покупаете ли вы только насос или полную сборку модуля топливного насоса.Стоимость работ по замене насоса, установленного на резервуаре, также может добавить к счету за ремонт 200 долларов и более. Поэтому перед заменой насоса вы хотите убедиться, что причиной является неисправный топливный насос, а не что-то еще.

Другие статьи о топливном насосе и топливной системе:

Диагностика топливного насоса

Проблемы с гарантией на топливный насос

Как заменить электрический топливный насос в баке

Как работает электронный впрыск топлива

Топливные фильтры

Автомобиль Не запускается.Это топливный насос или что-то еще?

Устранение неисправностей топливных форсунок

Устранение неисправностей Электронный впрыск топлива и Диагностика топливного насоса

Диагностика топливной системы: поиск наилучшего подхода

Диагностика электронных систем впрыска безвозвратного впрыска

Устранение неисправностей и чистка топливных форсунок

Плохой бензин может вызвать проблемы с производительностью

Обновление по плохим газам, 2006 г.

Механические топливные насосы

Щелкните здесь, чтобы увидеть больше технических статей по автомобилестроению

Топливный насос Техническая информация:

Топливный насос University (Airtex)

Информация о топливном насосе Bosch

Топливные насосы Carter

Топливные насосы Delphi Часто Задаваемые вопросы (файл PDF).

Информация о продукте Топливный насос Denso

Полезные брошюры, которые можно загрузить:

Советы по диагностике топливного насоса от Carter (файл PDF).

Нужна информация из руководства по заводскому обслуживанию для вашего автомобиля?

Mitchell 1 Руководства по электронному ремонту «сделай сам»

Топливный насос 101: Основы диагностики и ремонта топливных насосов | 2017-10-24

Электрические топливные насосы — одни из самых надежных частей автомобиля. В нормальных условиях насос нередко работает в течение всего срока службы автомобиля.Когда он наконец выключается, это происходит потому, что двигатель изношен и не может развивать достаточный крутящий момент для создания правильного давления топлива. Вот основы того, что нужно сделать, чтобы диагностировать проблему и выполнить рентабельный ремонт.

Самая частая причина выхода из строя топливного насоса — это частый недостаток топлива в баке, что приводит к перегреву двигателя. Второй наиболее частой причиной является загрязнение топлива, обычно частицы грязи и ржавчины, которые забивают топливный фильтр и не позволяют насосу всасывать достаточно топлива при высокой нагрузке на двигатель.Если через впускной сетчатый фильтр насоса попадет достаточное количество загрязнений, это может фактически заблокировать насос и немедленно остановить двигатель.

Диагностика проблем с давлением топлива часто бывает сложной, потому что проблема может быть не в топливном насосе. Чтобы помочь вам избежать ошибочного диагноза и повторного использования, мы рассмотрим компоненты узла топливного насоса, опишем некоторые методы диагностики и обсудим, как дать заменяющим топливным насосам хорошие шансы на долгий срок службы. Мы сосредоточимся только на системах впрыска топлива, которые используют электрический насос для создания всего давления в системе, но большая часть этой информации также может относиться к системе подачи топлива двигателей с прямым впрыском.

Топливный насос

Полный узел топливного насоса может включать в себя передающий блок указателя уровня топлива, клапан регулятора давления, датчик давления в топливном баке, сетчатый фильтр на впуске насоса и / или главный фильтр топливной системы и, конечно же, электрический топливный насос. Электрический топливный насос состоит из двух частей: небольшого щеточного электродвигателя постоянного тока и самого насоса. Этот узел погружен в резервуар с топливом, который охлаждает двигатель и предотвращает попадание воздуха в двигатель, тем самым устраняя риск возгорания или взрыва.

Единственными изнашиваемыми деталями в этом узле являются щетки двигателя. Когда электрический ток течет по цепи, он естественным образом выделяет тепло. Большая часть этого тепла сосредоточена в точке наибольшего сопротивления, а в щеточном двигателе именно здесь угольные щетки соприкасаются с вращающимися медными контактами (шинами коллектора). Даже в холодный день двигатель топливного насоса обычно работает при температуре около 100 градусов по Фаренгейту. Это тепло уносится топливом, протекающим через насос, поэтому, когда загорается сигнальная лампа низкого уровня топлива, в баке остается не так много топлива, чтобы поглотить все это тепло.Вскоре концы щеток нагреваются настолько, что микроскопические частицы углерода сгорают и прилипают к медным контактам.

При достаточно частом перегреве щеток на контактах образуется налет из пригоревшего угля. Это создает электрическое сопротивление, которое снижает ток, протекающий через двигатель, и, следовательно, снижает мощность двигателя. В конце концов двигатель становится слишком слабым, чтобы создавать надлежащее давление топлива, и если сопротивление становится достаточно высоким, двигатель даже не запускается.

Разъемы

Когда ток течет по цепи, наиболее частым местом возникновения сопротивления (кроме нагрузки) является соединитель.Если соединение плотное и остается чистым, сопротивление почти равно нулю. Однако, если контакты ослаблены, корродированы, загрязнены или просто недостаточно велики, чтобы выдерживать ток, сопротивление увеличивается. Это снижает или «понижает» напряжение на выходе из соединителя, и тепло концентрируется в точке, где напряжения разные; через точку наивысшего сопротивления.

Когда разъем перегревается, пластиковый корпус начинает деформироваться, и проблема становится снежным комом; контакты расшатываются, становятся корродированными или загрязненными, что увеличивает сопротивление, выделяет еще больше тепла и способствует коррозии, что еще больше увеличивает сопротивление.Напряжение в цепи снижается «ниже по потоку» от высокого сопротивления, поэтому это снижает напряжение, которое достигает электродвигателя насоса. Именно поэтому в цепи топливного насоса используются сверхпрочные разъемы.

Обратный клапан

Для каждого автомобиля существуют две спецификации давления топлива: давление в системе и давление удержания. Удерживаемое давление поддерживается обратным клапаном топливного насоса при выключенном двигателе. Это облегчает запуск двигателя.

При выходе из строя обратного клапана или его заклинивании из-за загрязнения топлива удерживающее давление снизится. Если это произойдет при холодном двигателе, стартер будет проворачиваться немного дольше, пока топливный насос создает давление, достаточное для запуска двигателя. Если двигатель прогрет, жидкое топливо в теплой рампе форсунок может испаряться, создавая «паровую пробку», которая не позволяет жидкому топливу достигать форсунок. Продолжительное проворачивание коленчатого вала может привести к запуску двигателя, но не все топливные насосы способны снова сжимать пары топлива в жидкость.В этом случае двигатель не запустится, пока пар сам по себе не остынет и не конденсируется.

Испытание топлива под давлением

Низкое давление топлива или проблемы с подачей топлива могут быть вызваны изношенным или поврежденным топливным насосом, неисправным регулятором давления, засорением топливного фильтра или высоким сопротивлением в цепи топливного насоса. Это означает, что есть два способа проверить топливный насос: механически и электрически. Оба необходимы для точной диагностики, но проверка давления в топливной системе с помощью механического манометра — наиболее логичное место для начала.Давление в топливной системе измеряется при прогретом двигателе, работающем на холостом ходу, с помощью контрольного манометра, подключенного непосредственно к топливной рампе или тройнику в шланге подачи топлива.

Иногда топливный насос создает полное давление при проворачивании стартера, но перестает работать после запуска, и двигатель быстро глохнет. Это указывает на проблему с датчиком двигателя или с модулем управления трансмиссией (PCM). Это не неисправность топливного насоса, но часто ошибочно диагностируется как неисправный топливный насос.

Если давление в топливной системе соответствует спецификациям на холостом ходу, многие специалисты решат, что все в порядке, и больше не будут смотреть. Это ошибка, потому что можно иметь правильное давление на холостом ходу, когда потребность низкая, но недостаточное давление или объем потока при более высоких скоростях и нагрузках. Насос следует испытать под нагрузкой.

На старых автомобилях с топливной системой обратного типа простой способ проверить насос под нагрузкой — это подключить манометр непосредственно к линии подачи топлива и запустить насос для измерения максимального или «мертвого» давления.Таким образом, большинство насосов должны создавать давление топлива, по крайней мере, вдвое превышающее заданное в транспортном средстве. Если это так, вероятно, топливный насос и его цепь питания находятся в хорошем состоянии. Когда двигатель работает на холостом ходу, регулятор давления можно проверить, просто отсоединив вакуумный шланг, чтобы увидеть, увеличивается ли давление.

На автомобилях с механической системой безвозвратной подачи топлива вы не можете проверить мертвое давление, потому что регулятор давления находится внутри топливного бака. Распространенный метод испытания насоса под нагрузкой — это движение автомобиля с подключенным манометром.Если давление в пределах нормы во время круиза, но падает во время ускорения, это означает, что либо топливный фильтр забит, либо насос не справляется с потребностями.

Когда давление топлива низкое, диагностический прибор будет показывать, что долгосрочная коррекция подачи топлива все время значительно положительна, а краткосрочная коррекция подачи топлива достигает максимума при ускорении (максимальная коррекция подачи топлива заканчивается на 25%). Однако утечка вакуума может привести к аналогичным показаниям корректировки топливоподачи.

Если давление в топливной системе низкое только под нагрузкой, это не означает автоматически, что с топливным насосом что-то не так.Да, забитый фильтр может вызвать низкое давление и низкий объем под нагрузкой, но низкое напряжение на разъеме топливного насоса будет делать то же самое. Пришло время проверить электрическую систему. Но сначала давайте посмотрим на более новые модели с топливными насосами с регулируемой скоростью.

Модуль привода топливного насоса

Большинство автомобилей теперь имеют электронную систему безвозвратной подачи топлива без регулятора давления топлива. Давление регулируется модулем привода топливного насоса (FPDM) или модулем управления топливным насосом (FPCM) в ответ на команды от PCM.В этих системах давление топлива регулируется путем управления скоростью топливного насоса.

PCM определяет необходимое давление топлива в зависимости от потребности, от холостого хода до полной нагрузки, а также на основе сигналов датчика давления в топливной рампе (FRP) и датчика температуры топливной рампы (FRT). Эти датчики часто находятся в одном корпусе, и их данные будут отображаться на сканирующем приборе.

Когда ключ зажигания включен, полное напряжение аккумуляторной батареи подается на модуль управления и насос либо через модуль управления, либо через отдельную цепь топливного насоса.

Модуль управления управляет топливным насосом, управляя цепью заземления двигателя в рабочем цикле с широтно-импульсной модуляцией.

Диагностический прибор отобразит команды скорости насоса в процентах рабочего цикла. В зависимости от сканирующего прибора вам может потребоваться поискать эти команды в системе служебной информации, чтобы понять, что они означают. Например, на моделях Ford максимальный рабочий цикл топливного насоса составляет 50%. При этом насос работает на полной скорости для создания максимального давления при полностью открытой дроссельной заслонке или запуске.Когда PCM подает команду на включение 25%, это фактически команда на выключение топливного насоса.

Модуль управления насосом отправляет диагностический сигнал обратно в PCM, указывающий фактический рабочий цикл топливного насоса. Это обеспечивает контур обратной связи, чтобы PCM мог определить, соответствует ли фактическая скорость насоса заданной скорости. Эти сигналы также отображаются на сканирующем приборе, а некоторые сканирующие приборы позволяют подавать с помощью прибора команды скорости насоса.

Если давление не увеличивается, когда рабочий цикл задан высокой, либо с помощью диагностического прибора, либо при полностью открытой дроссельной заслонке во время тест-драйва, это может указывать на неисправный насос.Если рабочий цикл топливного насоса остается высоким на холостом ходу только для поддержания нормального давления, это также может указывать на неисправный двигатель топливного насоса. Однако на данный момент единственное, что вы знаете наверняка, — это то, что модуль управления насосом работает. Еще нужно проверить цепь напряжения питания под нагрузкой, прежде чем забирать помпу. Если двигатель не запускается и / или если ваш диагностический прибор не отображает команды топливного насоса, вы все равно можете диагностировать модуль драйвера с помощью вольтметра, который может считывать рабочий цикл.

Вам также понадобится система служебной информации со схемами подключения и хорошим описанием того, как система работает.Просто помните, что всегда будет шесть проводов: питание топливного насоса, питание модуля управления, заземление модуля управления, заземление топливного насоса, командный сигнал от PCM и сигнал обратной связи. Проверив разъем и ища правильные сигналы напряжения и заземления, вы можете определить, работает ли модуль управления. Кстати, GM всегда использовала провода одного и того же цвета для этих схем.

Удержание и поток

Давление удержания проверяется одновременно с давлением в топливной системе.После выключения двигателя и остановки топливного насоса давление в топливной системе немного снизится, а затем будет оставаться стабильным в течение как минимум пяти минут. На многих транспортных средствах спецификация удерживающего давления требует не менее 20 фунтов на квадратный дюйм через 20 минут, но большинство двигателей запустятся, если давление останется положительным, пока двигатель еще теплый.

Удерживающее давление может вытечь из-за негерметичной форсунки, но это относительно медленная утечка. Если давление удержания падает сразу после выключения двигателя, это плохой обратный клапан.

Топливная система может иметь хорошее давление, но недостаточный расход топлива для правильной работы двигателя на более высоких оборотах. Скорость потока можно проверить, отсоединив топливопровод в любом удобном месте и прикрепив шланг, ведущий к мерной емкости. Включите топливный насос на 15 секунд и измерьте количество топлива, которое поступает в емкость. Некоторые производители публикуют спецификации расхода топлива, а некоторые нет. В любом случае ожидайте, что исправный топливный насос будет пропускать минимум одну пинту за 15 секунд.

Электрические испытания

Как отмечалось ранее, высокое сопротивление в электрической цепи снижает величину напряжения после точки высокого сопротивления. Меньшее напряжение на двигателе означает, что двигатель вырабатывает меньшую мощность. Простая проверка напряжения при отключенном топливном насосе не говорит вам, есть ли какое-либо сопротивление в цепи, потому что сопротивление вызывает падение напряжения только во время работы цепи. Поэтому, прежде чем отказываться от топливного насоса, важно убедиться, что полное напряжение аккумулятора присутствует на разъеме топливного насоса во время работы насоса.Это тест на падение напряжения.

При измерении падения напряжения следует помнить, что вольтметр измеряет разницу в напряжении на положительном и отрицательном щупах измерителя. В этом тесте вы не измеряете разницу между плюсом аккумулятора (B +) и землей. Вместо этого вы измеряете разницу между положительным полюсом аккумулятора и остальной частью положительного контура.

Подключив положительный зонд вольтметра к аккумулятору через длинную перемычку, используйте отрицательный зонд для обратного зондирования разъема топливного насоса при работающем насосе.Если нет абсолютно никакого сопротивления прохождению тока между батареей и этим разъемом, не будет разницы в электрическом давлении, не будет потери напряжения в этой цепи, и вольтметр покажет ноль вольт. На самом деле идеальной схемы не существует, поэтому полное падение напряжения в хорошей цепи топливного насоса может достигать 0,5 В. Однако некоторые автомобили будут испытывать проблемы с управляемостью при падении напряжения до 0,165 В (165 милливольт).

Если падение напряжения велико, начните искать корродированный или перегретый разъем, неисправное реле или даже потертый провод.Некоторые запасные топливные насосы поставляются с усиленным разъемом, который используется для замены оригинального автомобильного разъема.

Замена насоса

Обычный топливный насос прослужит долгие годы, если газ всегда чистый, но загрязненное топливо может убить насос всего за несколько недель. Перед установкой нового топливного насоса выясните, не испортил ли старый что-то в топливе.

Если возможно, начните с получения информации от покупателя.Покупают ли они обычно самое дешевое топливо, какое только могут найти? Часто ли они ездят с менее чем четвертью бака топлива? Заливают ли когда-нибудь добавки в бак? Сколько раз в машине кончался бензин? Машина перестала работать вскоре после того, как они купили бензин?

При снятии старого насоса проверьте состояние уплотнения бака. Похоже, грязь или вода проходят мимо него? Теперь слейте топливо из бака. Если вы используете топливный бак с фильтром, вы можете вернуть бензин в бак позже.В противном случае запланируйте заправку нескольких галлонов свежего газа (всегда безопаснее). Осмотрите бак на предмет ржавчины, коррозии и других твердых частиц. Они могут накапливаться даже в пластиковых резервуарах, поскольку металл в насосном агрегате подвергается коррозии, особенно во влажном климате. Кроме того, во время наполнения резервуара неизбежно попадание грязи, особенно в сухом и пыльном климате.

Наконец, осмотрите само топливо. Он мутный или обесцвеченный? Налейте хотя бы чашку его на чистую белую тряпку или бумажное полотенце и посмотрите, как он будет выглядеть после того, как высохнет.Есть ровное пятно от загара или все цвета радуги? Есть твердые частицы? Сколько времени нужно, чтобы высохнуть? Он полностью высох, влажный или маслянистый? Если есть какие-либо вопросы о том, что находится в топливе, очистите или замените бак и поговорите с клиентом о загрязнении топлива и вашей гарантии.

Если новый насос выходит из строя вскоре после установки, это почти всегда связано с загрязнением топлива. Иногда это происходит из-за того, что при замене насоса в бак попала грязь, но чаще это результат взбалтывания осадка при замене насоса.Этот осадок часто содержит коррозию металлических частей насоса в сборе, которые вступают в реакцию с влагой в топливе. Если топливный бак стальной, обычно на «крыше» бака есть коррозия. Вот почему новый насос поставляется с новым всасывающим фильтром, а также поэтому топливный бак должен быть полностью очищен при установке нового насоса.

Причина номер один того, что запасные топливные насосы не работают, — это неспособность прочистить топливный бак.

При установке нового топливного насоса безопасность и чистота имеют решающее значение.Если топливный бак необходимо снять, чтобы получить доступ к модулю топливного насоса, иногда возникает соблазн опустить бак только настолько, насколько это необходимо, вместо того, чтобы снимать его полностью. Это ошибка, потому что это увеличивает риск взбалтывания осадка внутри бака, который может повредить новый топливный насос. Каждый раз, когда устанавливается новый топливный насос, бак следует снимать, опорожнять и очищать.

После установки модуля топливного насоса топливную систему необходимо залить, несколько раз включив и выключив зажигание.Часто можно услышать, как насос меняет шаг, когда он, наконец, начинает создавать давление. В некоторых топливных баках резервуар модуля не заполняется топливом автоматически, даже когда он погружен в воду, и топливо необходимо заливать в него вручную во время или после установки. Иногда для этого требуется наполнение бака.

Информация, представленная здесь, — это только основы. Совет производителей топливных насосов, входящий в Ассоциацию поставщиков автозапчастей, выпустил серию видеороликов, которые предоставляют больше информации, чем мы могли бы уместить в журнальной статье.Если вы пережили много случаев повторного использования топливных насосов или просто хотите узнать больше, поищите в Интернете эти бесплатные обучающие видео. ■

Текущий розыгрыш

Один из быстрых и простых способов проверить топливный насос — это измерить ток, протекающий по цепи, с помощью цифрового вольт / омметра (DVOM). Этот тест покажет, только если потребляемый ток слишком низкий, что указывает на высокое сопротивление где-то в цепи; это не определит проблему. Однако это займет всего несколько минут, и если ток не слишком низкий, цепь топливного насоса, вероятно, в порядке.

Спецификации нет, но практическое правило гласит, что ток должен составлять примерно половину номинала предохранителя при работе насоса под нагрузкой. Например, предохранитель топливного насоса здесь рассчитан на 20 ампер, а цепь протекает примерно на 10 ампер с DVOM, настроенным на регистрацию минимальных / максимальных показаний, а дроссельная заслонка полностью открыта.

Жак Гордон проработал в автомобильной промышленности 40 лет техником по обслуживанию, лаборантом, инструктором и техническим писателем.Его карьера писателя началась с написания сервисных руководств в Chilton Book Co. В настоящее время он имеет сертификаты ASE Master Technician и L1, а также участвовал в семинарах по написанию тестов ASE.

Примечание автора:

После 27 лет написания статей для автомобильных журналов я ухожу из издательского бизнеса. Сказать, что это была работа мечты, — значит ничего не сказать. Места, в которых я побывал, машины, на которых я ездил, то, что я видел, делал и чему научился, — это больше, чем большинство людей испытают в жизни.Конечно, он стал еще богаче благодаря замечательным людям, с которыми я встречался и работал на протяжении многих лет. Один из них был моим первым редактором в Chilton Book Co. Он сказал мне, что к тому моменту, когда парень найдет необходимую ему процедуру обслуживания, у него, вероятно, уже будут проблемы, поэтому моя работа — помочь ему. Это то, что я пытался делать в каждой статье, которую я когда-либо писал, и читатели каждой публикации, над которой я работал, говорили мне, что я добился успеха. Поистине высокая похвала: для меня было честью служить вам. Хотя я ухожу из издательской индустрии, в моей жизни все еще есть некоторые неприятности, поэтому я все еще буду часто проверять iATN.Может, увижу тебя там. — Жак Гордон

Топливная и воздушная системы: какие части?

Воздушный фильтр

Воздушный фильтр или воздухоочиститель удаляет посторонние вещества (грязь и пыль) из воздуха, попадающего во впускной коллектор двигателя.

В большинстве воздушных фильтров используется бумажный элемент (фильтрующий материал). Для работы в тяжелых условиях, например, если автомобиль эксплуатируется в очень пыльных условиях, в некоторых автомобилях используется полиуретановый (пенопласт) фильтрующий элемент в сочетании с бумажным элементом.

Элемент помещается в корпус воздушного фильтра.

Вернуться к началу

Корпус воздушного фильтра

Как следует из названия, в корпусе воздушного фильтра находится воздушный фильтр.

Обычно состоит из двух частей: корпуса и крышки. Когда две детали скручены или скреплены вместе, корпус герметизируется вокруг уплотнительных кромок на воздушном фильтре, таким образом, воздушный поток проходит через воздушный фильтр, а не вокруг него.

В современных автомобилях корпус воздушного фильтра изготовлен из пластика, в более старых автомобилях — из металла.

Для двигателей с карбюратором корпус воздушного фильтра можно найти прикрученным на верхней части карбюратора (как показано на рисунке). Здесь воздух попадает через шноркель в корпус, проходит через воздушный фильтр к центру корпуса и в карбюратор.

Для двигателей с впрыском топлива корпус воздушного фильтра установлен с одной стороны моторного отсека и соединен с корпусом дроссельной заслонки трубкой воздушного фильтра. Нижняя половина корпуса соединена с передней частью автомобиля короткой трубкой для сбора воздушного потока.

Затем воздух проходит вверх через воздушный фильтр и выходит через трубку воздушного фильтра, соединенную с крышкой. Здесь вы можете найти расходомер и датчик температуры воздуха.

Вернуться наверх

Трубка воздушного фильтра

Трубка воздушного фильтра проходит от корпуса воздушного фильтра к корпусу дроссельной заслонки на двигателе.

Обычно эта труба представляет собой формованную пластиковую трубу, предназначенную для каждой модели автомобиля.

Однако, поскольку воздушный фильтр является одним из элементов, которые люди модифицируют в высокопроизводительных транспортных средствах, его можно заменить универсальными металлическими или пластиковыми трубками.

Вернуться к началу

Расходомер воздуха

Расходомер воздуха измеряет общий объем воздуха, всасываемого двигателем, и, в свою очередь, передает на электронный блок управления (ЭБУ) аналоговый сигнал для измерения объем вводимого воздуха. Этот сигнал известен как сигнал нагрузки, который электронный блок управления использует для расчета миллисекундного времени и рабочего цикла форсунки.

Вернуться к началу

Датчик температуры воздуха

Этот блок используется в системах впрыска топлива для измерения температуры воздуха, всасываемого в двигатель, и подачи сигнала на электронный блок управления (ЭБУ).

Блок имеет внутренний резистор (известный как NTC), и при повышении температуры сопротивление блока уменьшается, изменяя сигнал, поступающий на ЭБУ.

Используется как дополнительное значение коррекции для подачи топлива и в некоторых случаях синхронизации (опережения).

Вернуться к началу

Карбюратор

Карбюратор — это в основном устройство для смешивания воздуха и топлива в правильных пропорциях (количествах) для эффективного сгорания.

Болты крепления карбюратора к впускному коллектору двигателя.Воздухоочиститель устанавливается поверх карбюратора для улавливания пыли и грязи.

Когда двигатель работает, движущиеся вниз поршни на их тактах впуска создают всасывание во впускном коллекторе. Воздух устремляется через карбюратор в двигатель, чтобы заполнить это низкое давление. Воздушный поток, проходящий через карбюратор, используется для дозирования топлива и его смешивания с воздухом.

Вернуться к началу

Крышка топливного бака

Крышки современных топливных баков герметичны, чтобы предотвратить утечку топлива и топливных паров (выбросов) из бака.

Вернуться к началу

Топливный фильтр

В каждом автомобиле есть топливный фильтр, будь то бензин или дизельное топливо. Фильтры предназначены для удаления грязи и других частиц из топлива.

Конструкция фильтра представляет собой фильтрующий материал внутри корпуса.

Корпус изготавливается из пластика или металла в зависимости от требований к давлению в топливной системе. Обычно карбюраторные двигатели имеют пластиковый корпус фильтра, а EFi — металлический.

Форма и расположение впускных и выпускных труб зависят от того, где фильтр установлен на автомобиле.

В нижней части некоторых дизельных фильтров имеется стеклянный резервуар для проверки качества топлива и наличия воды в топливной системе. У других есть большая пластиковая заглушка, в которой находится датчик измерения воды.

Вернуться к началу

Топливная форсунка

Топливная форсунка распыляет распыленное топливо во впускной коллектор (многоточечный впрыск) или корпус дроссельной заслонки (одноточечный впрыск).

Распыленное топливо поддерживается во взвешенном состоянии в воздухе; Следует избегать смачивания поверхностей коллектора и порта клапана, поскольку при этом останется несмешанное топливо. Это топливо не полностью сгорит в камере сгорания и будет способствовать выбросам выхлопных газов двигателей.

Инжектор вставлен в коллектор с помощью специальных резиновых накладок, которые защищают его от тепла и вибрации. Он имеет электрическое соединение и подвод топлива.

Топливо подается через верхнюю часть форсунки и удерживается в форсунке игольчатым клапаном, который удерживается на своем седле пружиной.В подходящее время электрические импульсы от блока управления возбуждают обмотки соленоида и оттягивают плунжер и иглу от своего гнезда. В результате этого брызги топлива попадают во впускной канал двигателя. Подъем иглы в полностью открытом состоянии составляет около 0,1 мм.

Вернуться к началу

Топливный насос Механический

Механический топливный насос обычно приводится в действие эксцентриком (яйцевидным выступом) на распределительном валу двигателя. Механический топливный насос прикручивается болтами к боковой стороне блока цилиндров или, в некоторых случаях, к головке блока цилиндров или крышке привода ГРМ.Прокладка предотвращает утечку масла между насосом и двигателем.

Механические топливные насосы обычно используются с топливными системами карбюраторного типа. Это самый старый тип топливных насосов, но они до сих пор встречаются на многих автомобилях. Поскольку в механическом насосе используется возвратно-поступательное движение, это насос возвратно-поступательного типа.

Коромысло, также называемое исполнительным рычагом, представляет собой металлический рычаг, шарнирно закрепленный посередине. Внешний конец коромысла опирается на эксцентрик распределительного вала. Внутренний конец управляет диафрагмой.

Возвратная пружина топливного насоса удерживает коромысло прижатым к выступу эксцентрика.

Мембрана представляет собой диск из синтетической резины, зажатый между половинками корпуса насоса. Сердцевина диафрагмы обычно сделана из ткани, которая увеличивает прочность и долговечность. На диафрагме установлена металлическая тяга для соединения диафрагмы с коромыслом.

Пружина диафрагмы при сжатии давит на диафрагму, создавая давление и поток топлива. Эта пружина прилегает к задней части диафрагмы и к корпусу насоса.

Два обратных клапана используются в механическом топливном насосе для обеспечения потока через насос. Топливо легко проходит через клапан в одном направлении, но не может течь в другом направлении.

В топливном насосе два обратных клапана поменяны местами. Это заставляет топливо поступать в один клапан и выходить через другой.

Вернуться к началу

Топливный насос Электрический

Электрический топливный насос, как и механический насос, создает давление и поток топлива для секции дозирования топлива топливной системы.Электрические топливные насосы обычно используются в топливных системах с впрыском бензина.

Электрический топливный насос может быть расположен внутри топливного бака как часть узла забора-отправки топлива. Он также может располагаться в топливной магистрали между баком и двигателем.

Электрический топливный насос может создавать почти мгновенное давление топлива. Также большинство электрических топливных насосов — роторного типа. Они производят более плавный поток топлива (меньше пульсаций давления), чем поршневой насос.

Поскольку большинство электрических топливных насосов расположены вдали от двигателя, они помогают предотвратить образование паров.Электрический топливный насос нагнетает давление во всех топливных магистралях вблизи источника тепла двигателя. Это помогает избежать паровой пробки, поскольку давление затрудняет образование пузырьков в топливе.

Ротационные топливные насосы включают в себя крыльчатку, лопаточный ролик и лопаточный тип. Они используют круговые или вращательные движения для создания давления.

Импеллерный электрический топливный насос (на фото) представляет собой насос центробежного типа. Обычно он находится внутри топливного бака. Этот насос использует небольшой двигатель постоянного тока для вращения крыльчатки (лопасти вентилятора).Лопасти рабочего колеса заставляют топливо вылетать наружу за счет центробежной силы (вращающееся вещество летит наружу). Это создает давление, достаточное для перемещения топлива по топливопроводам.

Пластинчато-роликовый электрический топливный насос представляет собой поршневой насос прямого вытеснения (каждый оборот насоса перемещает определенное количество топлива). Обычно он находится в основной топливной магистрали. Маленькие ролики и установленный со смещением диск ротора создают давление топлива.

Когда диск ротора и ролики вращаются, они втягивают топливо с одной стороны.Затем топливо улавливается и выталкивается на меньшую площадь на противоположной стороне корпуса насоса. Это сжимает топливо между роликами, и оно вытекает под давлением.

Пластинчатый электрический топливный насос подобен пластинчато-роликовому насосу. Вместо роликов используются лопатки (лопасти).

Существует электрический топливный насос возвратно-поступательного действия, который работает так же, как механический насос, но встречается редко.

Вернуться к началу

Топливный бак

Автомобильный топливный бак должен надежно удерживать достаточный запас топлива для продолжительной работы двигателя.Обычно он устанавливается в задней части автомобиля, под багажным отделением или на заднем сиденье.

Размер топливного бака частично определяет запас хода автомобиля. Емкость топливного бака — это показатель того, сколько топлива может вместить полный топливный бак. Средняя емкость бака составляет от 40 до 80 литров.

Топливные баки обычно изготавливаются из тонкого листового металла или пластика. Основной корпус металлического бака изготавливается путем пайки или сварки двух формованных кусков листового металла вместе.

Другие детали (заливная горловина, перегородки, вентиляционные трубы, расширительная камера) добавлены для формирования полного узла топливного бака.Свинцово-оловянный сплав обычно покрывают металлическим листом, чтобы предотвратить ржавчину резервуара.

Заливная горловина топливного бака является удлинением бака для заправки топливного бака. Крышка заливной горловины надевается на заливную горловину. Горловина проходит от бака через кузов автомобиля. Гибкий шланг обычно используется как часть заливной горловины. Это допускает вибрацию бака без поломки деталей.

Перегородки топливного бака помещаются внутри топливного бака, чтобы топливо не расплескивалось или разбрызгивалось в баке.Перегородки представляют собой металлические пластины, которые ограничивают движение топлива при ускорении, замедлении или повороте автомобиля.

Вернуться наверх

Датчик уровня топлива в топливном баке

Датчик уровня топлива в топливном баке выступает вниз в бак для откачки топлива и для работы с указателем уровня топлива. Обычный фильтр обычно помещается на конце всасывающей трубки, чтобы отфильтровать более крупные частицы посторонних предметов.

Блок датчика топливного бака представляет собой переменный резистор. Его сопротивление изменяется при изменении уровня топлива.Это заставляет его контролировать количество тока, достигающего указателя уровня топлива на приборной панели.

Когда уровень топлива в баке низкий (поплавок вниз), бак имеет высокое сопротивление. К датчику течет только небольшое количество тока. Манометр показывает низкий уровень топлива.

Когда резервуар полон, поплавок перемещается вверх, перемещая переменный резистор в передающем блоке. Это вызывает низкое сопротивление передающего устройства. Тогда к датчику может поступать больше тока. Стрелка манометра полностью переместится.

Вернуться к началу

Форсунка форсунки (дизель)

Когда ТНВД создает высокое давление, топливо течет через линию впрыска во входное отверстие форсунки.

Затем топливо стекает вниз через топливный канал в корпусе форсунки в камеру давления.

Высокое давление топлива в напорной камере заставляет иглу подниматься вверх, сжимая пружину форсунки. Это позволяет дизельному топливу распыляться, образуя конусообразную форму распыления.

Некоторое количество топлива протекает мимо иглы форсунки и возвращается в топливный бак по возвратным трубопроводам.

Вернуться к началу

Инжекторный насос — рядный

Рядный дизельный топливный насос имеет по одному нагнетательному плунжеру (поршню) для каждого цилиндра двигателя. Плунжеры подкачки выстроены в ряд, как поршни рядного двигателя.

Распределительный вал рядного ТНВД управляет поршнями нагнетания. Он имеет выступы, как распредвал двигателя.Когда двигатель поворачивает распределительный вал насоса, выступы толкают толкатели роликов, перемещая их вверх и вниз.

Роликовые толкатели ТНВД передают действие распределительного вала на поршни нагнетания. Подобно роликовым подъемникам в двигателе, ролики уменьшают трение и износ кулачков кулачка.

Плунжеры продольного насоса — это маленькие поршни, которые давят на дизельное топливо и повышают его давление. Когда кулачки воздействуют на толкатель ролика, толкатель и плунжер толкаются вверх.

Цилиндры представляют собой небольшие цилиндры, удерживающие поршни перекачки.Когда плунжер скользит вверх по цилиндру, достигается чрезвычайно высокое давление топлива.

Возвратные пружины плунжера оказывают давление на плунжеры и толкатели роликов. Это действие прижимает толкатели к распределительному валу, когда кулачки вращаются от роликов.

Управляющие муфты включают плунжеры подкачки, чтобы изменить количество топлива, подаваемого к каждой форсунке.

Управляющий стержень или рейка — это зубчатый вал, который действует как дроссель для управления скоростью и мощностью дизельного двигателя.Он вращает управляющие втулки для увеличения или уменьшения производительности ТНВД и мощности двигателя.

Нагнетательные клапаны — это подпружиненные клапаны в выпускных штуцерах к линиям впрыска. Они помогают обеспечить быстрое закрытие форсунок без утечек.

Вернуться к началу

Насос-форсунка — тип распределителя

ТНВД распределителя обычно использует только один или два поршневых поршня для подачи топлива во все цилиндры двигателя.Это наиболее распространенный тип насосов, используемых в легковых автомобилях.

Работа насоса распределительного типа во многом схожа с работой насоса прямого впрыска. Оба используют маленькие поршневые насосы для улавливания и повышения давления топлива. Как выровнять, так и не выровнять топливные порты, чтобы контролировать поток топлива к форсункам. Оба используют нагнетательные клапаны, регуляторы и другие подобные детали.

Существует два распространенных варианта ТНВД распределителя: одноплунжерный и двухплунжерный.

На рисунке показаны основные детали одноплунжерного распределительного ТНВД.

Приводной вал использует мощность двигателя для приведения в действие деталей топливного насоса. Внешний конец вала удерживает шестерню, звездочку цепи или звездочку ремня. Это обеспечивает приводной механизм для насоса.

Перекачивающий насос — это небольшой насос, который нагнетает дизельное топливо в топливный насос высокого давления и через него. Это смазывает насос и заполняет насосные камеры. Большинство перекачивающих насосов для распределительных насосов являются лопастными.

Плунжер для ТНВД распределительного типа представляет собой небольшой поршень, который создает высокое давление топлива. Это сравнимо с продольным плунжером.

Кулачковая пластина — это вращающийся диск с лопастями, который приводит в действие плунжер нагнетания. Подобно распределительному валу продольного насоса, он заставляет плунжер насоса двигаться и создавать давление впрыска.

Дозирующая втулка для топлива может сдвигаться вбок на насосном поршне для изменения эффективного хода поршня (движение поршня, которое вызывает давление топлива).Он окружает насосный плунжер. Гильза дозирования топлива выполняет ту же функцию, что и втулка и регулирующая рейка в линейном насосе. Муфта регулирует количество впрыска, частоту вращения двигателя и выходную мощность.

Гидравлическая головка — это корпус вокруг плунжера насоса. Он содержит каналы для наполнения цилиндра плунжера топливом и для впрыска топлива в нагнетательные клапаны.

Центробежный регулятор помогает контролировать количество впрыскиваемого топлива и частоту вращения двигателя.Манипулятор перемещает дозирующую втулку для ограничения максимальной скорости вращения.

ТНВД с двумя плунжерами и распределителем в основном аналогичен, но для создания давления в нем используются два плунжера.

Вернуться к началу

Впускной коллектор

Впускной коллектор крепится болтами между двигателем и карбюратором или корпусом дроссельной заслонки и подает воздух к двигателю.

Впускной коллектор распределяет воздух к каждому из цилиндров. Пример, показанный здесь, относится к четырехцилиндровому двигателю, вы можете видеть одиночный воздухозаборник наверху, где болты карбюратора прикреплены к коллектору, и четыре плеча коллектора, идущие к впускным отверстиям на головке цилиндров.

Прокладки проходят между коллектором и головкой блока цилиндров, а также между коллектором и карбюратором или корпусом дроссельной заслонки.

В карбюраторных двигателях топливо также подается в двигатель через впускной коллектор, но в двигателях с впрыском топлива через впускной коллектор подается только воздух.

Вернуться к началу

Интеркулер

Интеркулер турбокомпрессора — это воздухо-воздушный теплообменник, который охлаждает воздух, поступающий в двигатель.Это устройство, похожее на радиатор, установленное на выходе давления турбонагнетателя.

Наружный воздух проходит через ребра и трубки промежуточного охладителя и охлаждает их. Затем, когда воздух проходит через интеркулер, тепло отводится.

За счет охлаждения воздуха, поступающего в двигатель, мощность двигателя увеличивается, поскольку воздух более плотный (содержит больше кислорода по объему). Охлаждение также снижает вероятность детонации двигателя.

Вернуться к началу

С наддувом

Нагнетатель — это воздушный насос, который увеличивает мощность двигателя, проталкивая более плотный воздушно-топливный заряд в камеры сгорания.При большем количестве топлива и воздуха сгорание производит больше тепловой энергии и давления, которые толкают поршень вниз в цилиндре.

Нагнетатель, который иногда называют нагнетателем, повышает давление воздуха во впускном коллекторе двигателя. Затем, когда впускные клапаны открываются, в цилиндры может поступать больше воздушно-топливной смеси (бензиновые двигатели) или (дизельные двигатели).

В безнаддувном двигателе атмосферное давление (101 кПа на уровне моря) используется для подачи воздуха в двигатель. Это двигатель без наддува.Поскольку в качестве движущей силы используется только внешнее давление воздуха, за каждый рабочий такт может сжигаться только ограниченное количество топлива.

Нагнетатели обычно имеют ременной привод от шкива коленчатого вала.

Вернуться наверх

Корпус дроссельной заслонки

Как видно из рисунка, корпус дроссельной заслонки проходит между трубкой воздушного фильтра и впускным коллектором.

Существует два разных типа корпуса дроссельной заслонки: первый используется с топливными системами впрыска в корпусе дроссельной заслонки, а второй — с системами впрыска S.

Педаль акселератора в вашем автомобиле обычно соединена с корпусом дроссельной заслонки, и датчики в корпусе дроссельной заслонки отправляют сигналы в электронный блок управления, чтобы сообщить ему, когда вы меняете настройку дроссельной заслонки.

В системе впрыска корпуса дроссельной заслонки, а также воздух, проходящий через корпус дроссельной заслонки и одиночный топливный инжектор, впрыскивает топливо в воздух. Где, как в системах с многоточечным впрыском топлива, через корпус дроссельной заслонки проходит только воздух.

Вернуться к началу

Турбокомпрессор

Турбокомпрессор — это нагнетатель с приводом от выхлопа (вентилятор или нагнетатель), который нагнетает воздух в двигатель под давлением.Турбокомпрессоры часто используются в небольших бензиновых и дизельных двигателях для увеличения выходной мощности. Используя энергию выхлопных газов двигателя, турбонагнетатель может также повысить эффективность двигателя (экономию топлива и уровни выбросов). Особенно это касается дизельного двигателя.

Основными частями турбонагнетателя являются:

Колесо турбины — вентилятор с вытяжным приводом, который вращает вал турбонагнетателя и колесо компрессора.
Корпус турбины — внешний кожух, который направляет выхлопные газы вокруг колеса турбины.
Турбовал — стальной вал, соединяющий колеса турбины и компрессора. Он проходит через центр турбонагнетателя.
Вентилятор с приводом от крыльчатки компрессора, нагнетающий воздух под давлением во впускной коллектор двигателя.
Корпус компрессора — часть корпуса турбины, которая окружает крыльчатку компрессора. Его форма помогает нагнетать воздух в двигатель.
Корпус подшипника — кожух вокруг вала турбины, который содержит подшипники, уплотнения и масляные каналы.

При работающем двигателе горячие выхлопные газы выходят из открытых выпускных клапанов в выпускной коллектор.Выпускной коллектор и соединительный трубопровод направляют эти газы в корпус турбины.

Проходя через корпус турбины, газы ударяются о ребра или лопатки турбинного колеса. Когда нагрузка на двигатель достаточно высока, выхлопных газов достаточно, чтобы быстро вращать турбинное колесо.

Поскольку колесо турбины соединено с колесом компрессора посредством вала турбины, колесо компрессора вращается вместе с турбиной. Вращение крыльчатки компрессора втягивает воздух в корпус компрессора.Центробежная сила выбрасывает вращающийся воздух наружу. Это заставляет воздух выходить из турбонагнетателя в цилиндр двигателя под давлением.

Что такое электронный впрыск топлива | Знай свои запчасти

Топливный насос объединен с блоком определения уровня топлива и поплавком в «модуле топливного насоса», который входит в бак через отверстие в верхней части бака. Узел топливного насоса удерживается на месте крепежными деталями или стопорным кольцом и уплотняется прокладкой или уплотнительным кольцом.Для замены модуля насоса обычно требуется уронить топливный бак.

Электропроводка и соединения топливопровода находятся снаружи бака. Коррозия и вибрация могут вызвать проблемы с электричеством в соединении жгута проводов, что приведет к остановке работы насоса. В замене насоса нет необходимости, потому что проблема в подаче напряжения. Неисправное реле топливного насоса, перегоревший предохранитель, неисправность проводки или проблема с противоугонной системой также могут привести к прекращению работы электрического топливного насоса. Перед установкой нового топливного насоса важно исключить все эти возможности, чтобы избежать ненужных возвратов.Если недавно установленный топливный насос не работает, проблема была не в насосе, а в электрической части.

Топливный фильтр и впускной патрубок топливного насоса также должны быть заменены при установке нового топливного насоса. В безвозвратных системах EFI нет встроенного топливного фильтра. Фильтр и регулятор являются частью узла насосного модуля.

Электрические топливные насосы также используются для других целей — например, для перекачки топлива из одного бака в другой в пикапах с двухтопливными баками. В некоторых приложениях есть два насоса: один для «подъема» топлива из топливного бака, а второй насос высокого давления для подачи в топливные форсунки.

Универсальные электрические топливные насосы низкого давления также могут использоваться для замены механических топливных насосов на старых автомобилях с карбюраторами. Механические топливные насосы обычно приводятся в действие от распределительного вала и используют подпружиненную диафрагму и пару клапанов для перемещения топлива по топливопроводу к карбюратору. Механические насосы работают при низком давлении (от 2 до 7 фунтов на квадратный дюйм) и подвержены утечкам, выходу из строя диафрагмы и поломке. Замена механического насоса универсальным электронасосом низкого давления может повысить надежность и снизить риск образования паровой пробки в жаркую погоду, поскольку топливо в магистрали остается под давлением.Твердотельные электронные насосы не имеют подшипников, электрических контактов или диафрагм, которые могут изнашиваться или выходить из строя, что делает их более долговечными, чем другие типы электрических насосов. Для установки требуется только подключение к источнику питания.

Другие детали, которые могут потребоваться при замене или установке топливного насоса, включают топливный шланг, хомуты и топливный фильтр. Также следует рекомендовать очиститель топливной системы для поддержания чистоты топливной системы и форсунок. Грязный корпус дроссельной заслонки можно очистить баллончиком с аэрозольным очистителем корпуса дроссельной заслонки.

Как проверить топливный насос автомобиля

Кажется, что отказ топливного насоса никогда не наступил вовремя. В большинстве случаев после выхода из строя ваш автомобиль больше не будет работать, в результате чего вы окажетесь в затруднительном положении. В некоторых случаях ваш топливный насос начнет показывать небольшие признаки неисправности, прежде чем он полностью выйдет из строя. Знание этих признаков и того, как проверить топливный насос, может помочь вам избежать дорогостоящей поломки или опасной ситуации.

Назначение топливного насоса — перекачивать топливо из топливного бака в двигатель.Топливные насосы могут быть механическими и приводиться в действие двигателем, или они могут быть электродвигателями. Наиболее распространенным топливным насосом, используемым на современных автомобилях, является электрический топливный насос, и большую часть времени он находится внутри топливного бака.

Со временем топливный насос может изнашиваться из-за возраста и отсутствия технического обслуживания, например, из-за несвоевременной замены фильтра, загрязнения топлива или эксплуатации автомобиля с низким уровнем топлива. Топливо в вашем автомобиле используется для охлаждения топливного насоса. Если вы постоянно эксплуатируете автомобиль с низким уровнем топлива, насос перегревается и может выйти из строя преждевременно.

Часть 1 из 3: Признаки неисправности топливного насоса

Шаг 1. Определите признаки неисправности топливного насоса . Есть несколько общих симптомов, которые могут помочь вам узнать, когда следует проверить топливный насос.

Часть 2 из 3: Проверка топливного насоса

Прежде чем тратить много времени на диагностику неисправности топливного насоса, важно знать, есть ли в вашем автомобиле исправный топливный фильтр. Многие современные автомобили используют фильтр в топливном баке, который меняют только при замене насоса, в то время как многие старые автомобили имеют заменяемый внешний топливный фильтр.

Эти внешние фильтры, как правило, следует менять каждые 20 000 миль или в соответствии со спецификациями производителя. Если вы подозреваете проблему с топливной системой и не знаете, когда ваш фильтр заменялся в последний раз, вы можете сначала заменить его. Есть несколько тестов, которые можно выполнить на топливном насосе, чтобы узнать, выходит ли он из строя. Наличие всех необходимых материалов сделает тесты намного проще и понятнее.

Необходимые материалы

Шаг 1. Найдите топливный насос .У многих автомобилей есть панель доступа через багажник или внутри самого автомобиля, в то время как некоторые требуют, чтобы топливный бак был сначала опущен. Сам насос находится в топливном баке на большинстве автомобилей.

Шаг 2. Прислушайтесь к гудению насоса . Послушайте гудение в топливном насосе, попросив помощника повернуть ключ в положение работы.

Это означает, что он включается.

Примечание : Если насос не включается, переходите к шагу 5.

Шаг 3. Поместите зажим усилителя на положительный провод . Используя измеритель напряжения, установленный на силу тока, поместите зажим для усилителя на положительный провод, идущий к топливному насосу.

Шаг 4: Запишите значение силы тока . Заведите автомобиль и запишите показание силы тока на счетчике.

Примечание : Это проверка силы тока, показывающая, насколько сильно работает насос. Чем больше он потребляет силы тока, тем тяжелее он работает.Сравните ваши показания со спецификациями производителя и замените насос, если они не соответствуют спецификации.

Шаг 5: Отсоедините электрический разъем . Если насос не включился, снимите электрический разъем с помпы.

Совет : Вам может потребоваться отвертка, чтобы слегка поддеть язычок фиксатора разъема.

Шаг 6: Подключите провода измерителя к соответствующим клеммам . Когда ваш измеритель настроен на постоянное напряжение, подключите провода измерителя к соответствующей клемме.

Поместите положительный провод измерительного прибора на клемму положительного провода в разъеме, а отрицательный провод измерительного прибора — на клемму отрицательного провода в разъеме.

Шаг 7: Наблюдайте за показаниями напряжения . Попросите помощника повернуть ключ в положение работы и проследить за показаниями напряжения.

Если есть напряжение аккумуляторной батареи, значит, насос неисправен и требует замены. Если напряжение отсутствует, необходимо провести дополнительные электрические испытания.

Примечание : Эти электрические испытания подходят только для электрического топливного насоса, так как они предоставляют важную информацию о состоянии топливного насоса.

Часть 3 из 3: Проверка давления топливного насоса

Перед испытанием насоса под давлением важно знать, какие рекомендации производитель дает для мест проведения испытаний. У большинства автомобилей есть тестовый порт, расположенный на топливной форсунке под капотом. Если автомобиль не оборудован тестовым портом, может потребоваться снятие топливопровода и использование специального адаптера для тестера.

Необходимые материалы

Отвертка с плоским жалом (малая)
Бесплатные руководства по ремонту Autozone предоставляет бесплатные онлайн-руководства по ремонту для определенных марок и моделей Autozone
Манометр топлива
Тряпки
Трещотка с головкой
Руководство по ремонту (опционально) Chilton
Схема подключения

Шаг 1. Припаркуйте автомобиль . Припаркуйте свой автомобиль и включите стояночный тормоз.

Шаг 2: Дайте двигателю остыть .Дайте двигателю остыть, чтобы не обжечься и не пострадать рабочая зона.

Шаг 3. Найдите порт для проверки давления топлива . Найдите порт для проверки давления топлива в том месте, где вы будете работать.

Шаг 4: Подготовьте тряпку возле порта . Подложите тряпку под тестовое отверстие, так как при установке манометра будет выходить топливо.

Шаг 5: Установите манометр . Установите измеритель давления в тестовый порт.

Шаг 6: Поверните ключ, чтобы запустить запись . Поверните ключ зажигания в рабочее положение и запишите показания давления.

Шаг 7: Запустите двигатель для записи . Запустите двигатель и запишите показания давления.

Совет : проверьте спецификации производителя на испытание топливного насоса под давлением. Многие производители рекомендуют проверять давление при включенном ключе, при работающем двигателе и при определенных оборотах.

Шаг 8: Проверьте соответствующее давление . Если топливный насос не соответствует требуемому давлению, возможно, неисправен топливный насос. Типичному автомобилю с портовым впрыском потребуется от 30 до 80 фунтов на квадратный дюйм. Характеристики давления топлива для конкретного автомобиля можно найти в заводском руководстве по ремонту.

Шаг 9: Протестируйте дальше . Низкое давление топлива обычно указывает на неисправный топливный насос. Однако это также может указывать на ограниченную линию, ограниченный фильтр или неисправный регулятор давления.К этому моменту вы уже должны были заменить встроенный фильтр в соответствии с инструкциями в этой статье. Чтобы проверить остальную часть системы, визуально осмотрите топливопроводы на предмет повреждений. Если их нет, следующим шагом будет проверка регулятора давления. С прикрепленным датчиком давления топлива запустите двигатель и дайте ему поработать на холостом ходу. Отсоедините вакуумный шланг от регулятора давления; давление должно упасть примерно на 8-10 фунтов на квадратный дюйм. Если это не так, подозревайте, что проблема связана с регулятором или его подачей вакуума.Если проверка регулятора в порядке, вы можете быть уверены, что топливный насос неисправен и его следует заменить.

Знание предварительных шагов для проверки топливного насоса может помочь вам локализовать проблему. Перед началом каких-либо испытаний или процедур важно знать, какой тип топливной системы имеет ваш автомобиль.

Примечание : Низкое давление не всегда отрицательно сказывается на топливном насосе, поскольку есть другие детали, которые могут влиять на давление, такие как топливный фильтр, регулятор давления топлива, топливная форсунка и топливопроводы.Следуйте рекомендациям производителя по тестированию этих других компонентов.

виды топливных насосов высокого давления, и принцип работы топливного насоса

Можно выделить следующие

ТНВД — что это? Принцип работы

Определение

История разработки и совершенствования

Устройство

Принцип работы

Классификация

Частые неисправности

Устройство и работа распределительных топливных насосов высокого давления

Похожие материалы:

Топливный насос высокого давления (ТНВД): виды, устройство, принцип работы

Типы топливных насосов

Рядный ТНВД

Распределительный ТНВД

Магистральный ТНВД

Устройство и принцип действия ТНВД механического типа

Стандартные рядные ТНВД

Конструкция и принцип действия

Конструкция плунжерной пары

ПЛУНЖЕРНАЯ ПАРА С ПРИВОДОМ

Принцип действия плунжерной пары

Последовательность работы плунжерной пары

Регулирование цикловой подачи

Устройство и работа тнвд дизельного двигателя

Принцип работы секции насоса

Клапаны ТНВД

Типы топливных насосов

Рядный ТНВД

Распределительный ТНВД

Магистральный ТНВД

Содержание

Назначение [ править | править код ]

Разновидности [ править | править код ]

Общее устройство ТНВД [ править | править код ]

Принцип действия ТНВД [ править | править код ]

Дополнительные агрегаты ТНВД [ править | править код ]

что это? Устройство и принцип работы топливного насоса высокого давления

Многоплунжерный топливный насос высокого давления

Как работает топливный насос

Хранение бензобака в безопасности

Как работает механический насос

Как работает электронасос

Циркуляция бензина непрерывно

Фильтрация бензина и воздуха

Компоненты системы впрыска топлива

Компоненты стороны низкого давления

Обзор

Топливный бак и топливный насос

Топливный фильтр

Электрический топливный насос

Как работает электрический топливный насос

Отказ топливного насоса

Замена электрического топливного насоса

Другие статьи о топливном насосе и топливной системе:

Топливный насос Техническая информация:

Полезные брошюры, которые можно загрузить:

Нужна информация из руководства по заводскому обслуживанию для вашего автомобиля?

Топливный насос 101: Основы диагностики и ремонта топливных насосов | 2017-10-24

Топливная и воздушная системы: какие части?

Что такое электронный впрыск топлива | Знай свои запчасти

Как проверить топливный насос автомобиля

Часть 1 из 3: Признаки неисправности топливного насоса

Часть 2 из 3: Проверка топливного насоса

Часть 3 из 3: Проверка давления топливного насоса