что такое бензонасос в автомобиле
Все о бензонасосе, принцип работы и виды неисправности.
Всем привет.
И снова интересная статья.
🔧 Если бензонасос не качает бензин
Бензонасос является важным компонентом топливной системы, отвечающим за подачу топлива из бака к карбюратору или инжектору.
На более ранних моделях авто, применялись полностью механические насосы для циркуляции топливной смеси. Современные автомобили, все чаще оснащаются электрическими аналогами. Такой вид насосов, наиболее актуален для автомобилей с инжектором. Помимо стандартной функции подачи топлива, электрический бензонасос выполняет еще одну весьма важную задачу. Устройство создает оптимальное давление в топливной системе, для циркуляции смеси через инжекторы.
Принцип работы топливного насоса и основные правила эксплуатации.
Принцип функционирования электрического насоса достаточно прост. Благодаря электрическому току, насос двигает топливную смесь под определенным давлением. Принцип работы механического аналога несколько иной, но также не представляет особой сложности. Упор толкает рычажок насоса, который приводит в действие шток. Таким образом, создается регулярное возвратно-поступательное движение мембраны, благодаря которому топливная смесь поступает в карбюратор. Как правило, бензонасосы неприхотливы в эксплуатации и не требуют большого количества внимания. Но при этом, как и любое устройство автомобиля, бензонасос имеет определенные правила эксплуатации. Для поддержания исправного состояния элемента топливной системы, основополагающим фактором является использование качественного топлива.
Использование топлива с различными примесями способствует преждевременному износу элемента. Таким образом, становиться ясно, что правильная работа насоса в немалой степени зависит от состояния топливного фильтра. Регулярная замена засоренного фильтра, позволит избежать немалых затрат на ремонт и обслуживание насоса топливной системы. Электрический аналог имеет свои особенности исходя из которых не стоит допускать предельного расхода бензина. Дела в том, что электрический насос охлаждается проходящим топливным потоком. Если уровень бензина падает ниже минимально допустимого, насос перестает охлаждаться и возрастает износ рабочего компонента.
При несоблюдении данных правил, насос может постепенно приходить в неисправность. Со временем автолюбитель может столкнуться с неприятными последствиями. Недостаточная подача топливной смеси приводит к снижению продуктивности двигателя. Если насос изрядно засорен, то автомобиль попросту откажется заводиться.
Признаки неправильной работы бензинового компрессора.
Первым показателем нарушения функции насоса является неправильная работа двигателя автомобиля. Если автомобиль нестабилен в движении и начинает произвольно вырываться или тормозить, вероятнее всего, неисправен топливный компрессор. Также на неправильную работу насоса могут указывать нехарактерные звуки во время эксплуатации автомобиля и ухудшение разгона автомобиля. При правильном функционировании, бензиновый компрессор работает практически бесшумно. В противном случае возникает необходимость диагностики устройства. Если в ходе эксплуатации механического аналога обнаружились подтеки рабочей жидкости также возникает необходимость проверки компонента топливной системы.
Ищем неисправности топливной системы.
Для определения неисправности насоса, необходимо вспомнить основные компоненты топливной системы. В состав системы входят: бак, топливный компрессор, фильтрующий элемент, топливные магистрали, форсунка и контролер давления.
Нарушение функции одного из вышеуказанных компонентов, неизбежно приводит к нарушению давления в топливной системе. Разберем наиболее встречаемые неисправности топливной системы.
Бензиновый бак.
Специальные проводники связывают бак с атмосферой для предотвращения деформации внутренней полости. Вследствие нарушения связи с атмосферой, бак может разряжаться. В данном случае, возникает пониженное давление в топливной системе.
Бензонасос.
Вследствие нарушения функции элемента, может изменять давление в системе. Причин может быть несколько:
-Компрессор развивает недостаточное давление. Впоследствии снижается давление в топливной системе.
-Клапан насоса не держит давления в результате стремительно падает напор в системе после выключения стартера.
-Засоренный фильтр бензинового насоса. В связи с этим не качает бензонасос или в значительной мере снижается его продуктивность.
В случае если элемент забит, топливные проводники пропускают недостаточное количество бензина. В связи с этим давление в системе снижается. Если фильтрующий элемент прорвался, то форсунки стремительно засоряются. В результате нарушается правильная функция топливной системы.
Во время использования автомобиля, проводники топлива могут быть пережаты. Если передавлена подающая магистраль, давление способно снижаться. Соответственно, если зажат проводник слива, давление в системе станет.
Как работает топливный насос и почему он не так прост, как кажется
Топливный насос современного автомобиля редко напоминает о себе водителю. И в этом его коварство: редкий автолюбитель знает, где насос установлен, в чём особенности его работы, как понять, что он неисправен, и что делать, если проблемы возникли в пути. Поможем разобраться в этих вопросах.
Электрический топливный насос со снятой крышкой корпуса. Источник: Raimond Spekking / CC BY-SA 4.0 (via Wikimedia Commons)
Топливный насос: функции, принцип действия
Функция топливного насоса в системе питания проста — подать топливо из бака в двигатель. Там топливо смешивается с воздухом и полученная горючая смесь дозировано подаётся в двигатель. В двигателях разных типов смесь приготавливается по-разному: в карбюраторных движках этим занят карбюратор, в инжекторных — форсунки, управляемые электроникой. Соответственно, насосы в этих системах питания тоже различаются.
На карбюраторных моторах устанавливают механический насос, приводимый в действие от распредвала. Давление, которое создаёт механический насос, невелико, но его хватает для наполнения поплавковой камеры карбюратора. А больше ничего и не требуется. Такой бензонасос работает только вместе с двигателем. Поскольку в карбюраторе всегда есть некоторое количество бензина, двигатель запускается при неработающем насосе. Если необходимо, водитель перед запуском мотора подкачивает топливо вручную.
Классика: механический топливный насос вазовского движка (шланги отсоединены). Источник: Paintforge / DRIVE2
В инжекторных моторах система питания работает иначе. Бензин подаётся под довольно большим давлением к форсункам (в разных моторах от 2,5 до 5 атм.), которые в заданный момент открываются — топливо распыляется (впрыскивается) во впускной тракт или непосредственно в камеру сгорания. То есть здесь два принципиальных отличия: бензин подаётся к форсунке под давлением и это давление должно быть создано в системе до запуска двигателя.
Механический насос ни одно из этих условий не создаст — поэтому стал нужен электрический топливный насос. Электрические бензонасосы пошли в массы в 80-х годах прошлого века вместе с инжекторными моторами.
Где топливный насос находится и как работает
Электрический топливный насос размещается, как правило, в бензобаке. Такое решение имеет несколько преимуществ:
— механизм насоса расположен в закрытом, защищённом от пыли и механических воздействий пространстве;
— отпадает необходимость во впускном трубопроводе, что упрощает конструкцию системы питания;
— перегрев электродвигателя насоса практически исключён — он охлаждается топливом;
— смазывается насос тоже топливом, поэтому необходимость в дополнительной смазке отпадает.
Устройство электродвигателя насоса ясно из этого рисунка:
Устройство двигателя топливного насоса: 1— выпускной топливный штуцер, 2 — клемма для присоединения проводов, 3 — угольные щётки, 4 — постоянный магнит, 5 — корпус насоса, 6 — ротор, 7— впускной штуцер, 8 — фильтр, 9 — клапан сброса давления, 10 — якорь, 11 — обратный клапан. Источник: Sergeevich0001 / DRIVE2
Обратите внимание, что внутренняя полость насоса заполнена бензином. С точки зрения безопасности здесь нет ничего удивительного. Бензин обладает высоким электрическим сопротивлением, поэтому искрение щёток невозможно.
Загореться здесь тоже ничего не может. Опасность представляют пары бензина в смеси с воздухом, причём в определённой концентрации. В бензобаке концентрация паров для воспламенения слишком велика.
Топливный насос в сборе с датчиком уровня топлива: 1 — входная и выходная топливные магистрали, 2 — датчик уровня топлива, 3 — поплавок датчика уровня топлива. Бензонасос находится внутри. Фото: Hella
Конструктивно топливный насос объединён в одном устройстве с датчиком уровня топлива. Чтобы при движении автомобиля в повороте насос не оказался без топлива, в нижней части насоса сделан пластиковый стакан, уровень бензина в котором слабо меняется при любых кренах.
Конфигурация этого устройства зависит от формы бензобака, поэтому вариантов исполнения погружного топливного насоса очень много: фактически, у каждой модели автомобиля насос свой и они между собой не взаимозаменяемы. А вот электромоторов выпускается всего несколько видов и они очень схожи по устройству.
Чем они различаются заметно, так это качеством исполнения и материалов. Для примера рассмотрим два электромотора топливного насоса, очень близких по характеристикам, — один производства Hella, другой безымянный, который мы специально для подготовки этого материала приобрели в ближайшем магазине автозапчастей. Второй немного отличается от первого размерами и несколько больше — ценой: ноунейм дешевле.
Перед вскрытием мы проверили их работоспособность, подключив на несколько секунд к питанию. Разобрав затем оба электромотора, мы обнаружили следы искрения на коллекторе якоря дешевого аналога и ещё кое-какие различия.
Коллектор дешёвого аналога (слева) подгорел, тогда как коллектор электромотора оригинального насоса Hella чистый. Причина — в наличие у мотора Hella конденсатора, которого у дешёвого аналога нет. Фото: Hella
Щётки и токоподводящие элементы дешёвого аналога (вверху) и оригинального электромотора. Качество элементов питания (проволока, проводка, разъемы и т.д.) щёток у изделия Hella выше, они выполнены из более качественных материалов. Фото: Hella
Корпус более дешёвого насоса (на фото) имеет коррозию еще до установки, тогда как корпус оригинального электромотора защищён от коррозии. Фото: Hella
Вывод очевиден: правильно сделанный электромотор — и насос в целом — проработает дольше и с меньшей вероятностью станет причиной внеплановой остановки на дороге, буксировки до ближайшего сервиса, ремонта и прочей необязательной потери денег, времени и нервов. Затраты на круг в случае поломки получатся больше, чем разница в стоимости дешёвого и дорогого компонентов.
По принципу действия электрические топливные насосы бывают объёмные и центробежные. В центробежных давление топлива создаётся вращающейся крыльчаткой. Это простая и надёжная конструкция, но создаваемое ею давление относительно невелико.
Для высоких давлений используют конструкции объёмного типа — роликовые и шестерёнчатые. Действие обоих типов основано на циклическом изменении объёмов всасывающей и нагнетающей полостей.
Устройство топливных насосов для дизельных моторов принципиально такое же. Поскольку степень сжатия дизелей гораздо выше, то и давление впрыска требуется большее. Поэтому в системе питания дизельных двигателей используют два топливных насоса: один размещён в баке и служит для подачи топлива к насосу высокого давления, который расположен на двигателе и обеспечивает работу форсунок.
Важной частью системы питания является регулятор давления топлива (РДТ). Он поддерживает давление в системе в необходимых для правильной работы форсунок пределах. Очень часто РДТ устанавливается на корпусе топливного насоса, иногда — на двигателе. Неисправности регулятора проявляются в затруднённом пуске двигателя, нестабильных оборотах, снижении мощности и приемистости. Работу РДТ может нарушить коррозия, вызванная попавшей в топливо водой.
Как понять, что топливный насос неисправен
Поскольку топливный насос является частью системы питания, его неисправности приводят к нарушениям в её работе. Как правило, проблемы с подачей топлива заметны по характерным признакам — мотор теряет мощность, появляются рывки и провалы, падают обороты и т.п.
Иногда насос начинает шуметь (исправный насос работает почти бесшумно). Выработайте привычку прислушиваться к работе насоса перед запуском двигателя (при работающем моторе ничего не услышите): если со стороны насоса появились необычные, нехарактерные звуки, это может сигнализировать о «начале конца», то есть о скором выходе его из строя — диагностику и ремонт откладывать нельзя. Для полной и точной диагностики требуется специальное оборудование, поэтому его лучше делать на СТО.
Как проводят диагностику топливного насоса на СТО
Насосы разных моделей отличаются по характеристикам и величине конкретных параметров. Однако в общем процедура диагностики одинакова для всех:
1) специальным манометром проверяют давление, создаваемое насосом;
2) с помощью мензурки определяют его производительность;
3) амперметром замеряют потребляемый электрический ток.
Отклонение от нормы любого из этих параметров говорит о неисправности насоса.
Набор для измерения давления топлива. Фото: Valentinos / DRIVE2
Как провести диагностику в дороге
Допустим, проблемы начались в дороге: тяга мотора упала, машина задёргалась, увяла. Вы останавливаетесь на обочине и думаете: «Что делать? Искать подмогу или пытаться справиться своими силами?» Разумно попытаться найти проблему и уж потом принимать решение.
Начинаем искать. Отмотаем назад к теории: мотору для работы нужна топливовоздушная смесь. Электроника по сигналам датчиков обеспечивает необходимую пропорцию воздуха и бензина. Бензин подаётся насосом и отмеряется форсункой; воздух засасывается в камеру сгорания под действием атмосферного давления, а его количество измеряется датчиком массового расхода воздуха (ДМРВ).
Важно! Неисправность датчика массового расхода воздуха может сопровождаться перебоями в работе двигателя и потерей мощности такими же, как при неисправности топливного насоса.
Датчик массового расхода воздуха, снятый с автомобиля. Фото: Аркадий Боралов
Ещё один тонкий момент: бортовой компьютер зафиксирует полный отказ датчика (загорится лампочка «check engine»), но если датчик «всего лишь» забарахлил, лампочка не загорится сразу. Мотор с неисправным датчиком расхода воздуха заводится и тут же глохнет — всё выглядит так, будто ему не хватает бензина.
Если вы встали в дороге, проверьте работу топливного насоса и датчика. Действуйте так:
1. Дайте двигателю постоять несколько минут, чтобы в системе питания сбросилось давление. Включите зажигание — в течение нескольких секунд должен слышаться шум работающего бензонасоса. Если шума не слышно, насос не работает.
2. Если насос шумит, в топливной рампе должно быть давление. Для проверки заглушите мотор, отверните на топливной рампе защитный колпачок и нажмите на ниппель — если давление в системе есть, брызнет топливо. (Не забудьте завернуть колпачок обратно). Если при работающем насосе в рампе давления нет, наиболее вероятны проблемы с топливной магистралью.
3. Если бензонасос работает, давление есть, но мотор не запускается или запускается и сразу же глохнет, проверьте ДМРВ: отсоедините от него провода, попробуйте запустить двигатель. Если проблемы в датчике, мотор заработает, и вы сможете продолжить путь и доехать до СТО своим ходом.
Перечисленные проверки — всё, что вы можете сделать «на коленке», если неисправность настигла вас в дороге. С неисправным датчиком вы можете ехать своим ходом (разумеется, расход топлива вырастет, а мощность упадёт). Без насоса ехать нельзя — вызывайте эвакуатор или ищите буксир.
Причины и профилактика неисправностей
Вообще-то, топливный насос современного автомобиля — долговечное и надёжное устройство. Его ресурс — около 200 тыс. км пробега. В процессе эксплуатации он не требует специального внимания, однако совсем забывать про него тоже не стоит.
Если не брать в расчёт производственный брак, то неисправности могут возникнуть по следующим причинам:
— засорение фильтра на впускном патрубке насоса;
— коррозия деталей мотора и регулятора давления из-за воды, содержащейся в топливе;
— окисление соединительных контактов;
— перегрев;
— износ.
Кстати, первыми от воды разрушаются самые «нежные» детали — пружины, прижимающие щётки к коллектору. Зимой вода может замёрзнуть внутри насоса и «прихватить» его механизмы. Грязное топливо — наиболее частая причина болезней насоса.
После нескольких лет эксплуатации фильтр на входе в топливный насос может выглядеть так. Нет, это не чайный пакетик. Фото: rocket-one / DRIVE2
Поскольку насос расположен в топливном баке, случайные механические повреждения практически исключены. Однако могут быть повреждены топливопроводы, соединяющие бак с двигателем, и электрические провода, идущие к насосу. Сам насос при этом исправен, но система питания уже не работает.
Вот что вы можете делать в качестве профилактики неисправностей:
1) заправляйтесь качественным топливом;
2) поскольку насос охлаждается топливом, старайтесь не ездить на пустом баке, особенно летом в жару;
3) заменяйте топливный фильтр по регламенту: забитый фильтр создаёт для насоса дополнительную нагрузку;
4) периодически используйте очистители топливной системы, заливаемые в бак в виде добавки, — выбирайте такие, которые помогают удалить из бака воду; обработку лучше приурочить к сезонному обслуживанию перед зимней эксплуатацией.
Топливный насос инжекторного мотора редко напоминает о своём существовании. Продуманная конструкция, удачное расположение в автомобиле, качественное изготовление — всё работает на его надёжность и долговечность.
Но если вдруг возникла необходимость насос заменить, вы знаете, какой и почему покупать. Поищите нужную модель в каталоге HELLA.
Рассказывайте в комментариях о своём опыте, связанном с топливными насосами, и задавайте вопросы — мы ответим в комментариях или в следующем посте.
Устройство и принцип работы бензонасоса и его неисправности
В любом двигателе автомобиля имеется система питания, которая обеспечивает смешивание компонентов горючей смеси и подачу их в камеры сгорания. От того, на каком топливе работает силовая установка, зависит конструкция системы питания. Но самым распространенным является агрегат, работающий на бензине.
Для того, чтобы система питания смогла смешать компоненты смеси, она еще их должна получить из емкости, в котором находится бензин – топливный бак. И для этого в конструкцию включен насос, обеспечивающий подачу бензина. И вроде, данная составляющая не является самой главной, но без его работы двигатель попросту не заведется, поскольку в цилиндры бензин не будет поступать.
Типы бензонасосов и принцип их работы
На автомобилях применяется два типа бензонасосов, отличающихся не только по конструкции, но и по месту установки, хотя задача у них одна – закачать бензин в систему и обеспечить его подачу в цилиндры.
По типу конструкции бензиновые насосы разделяются на:
1. Механический тип
Бензонасос механического типа используется на карбюраторных двигателях. Он обычно располагается на головке блока силовой установки, поскольку привод его осуществляется от распределительного вала. Закачка топлива в нем производится за счет разрежения, которое создается мембраной.
Cхема топливного насоса механического типа
Конструкция его достаточно проста – в корпусе расположена мембрана (диафрагма), которая снизу подпружинена и по центральной части прикреплена к штоку, связанному с приводным рычагом. В верхней части насоса располагаются два клапана – впускной и выпускной, а также два штуцера, по одному из них бензин втягивается в насос, а из второго он выходит и поступает в карбюратор. Рабочей зоной у механического типа является полость над мембраной.
Работает бензонасос по такому принципу – на распределительном валу имеется специальный эксцентриковый кулачок, который приводит в действие насос. Во время работы двигателя вал, вращаясь, вершиной кулачка воздействует на толкатель, который нажимает на приводной рычаг. Тот в свою очередь тянет вниз шток вместе с мембраной, преодолевая усилие пружины. Из-за этого в пространстве над мембраной создается разрежение, из-за которого отрывается впускной клапан и бензин закачивается в полость.
Как только вал провернется, пружина возвращает на место толкатель, приводной рычаг и мембрану вместе с штоком. Из-за этого в полости над мембраной повышается давление, из-за которого впускной клапан закрывается, а выпускной открывается. То же давление выталкивает бензин из полости в выпускной штуцер и он перетекает в карбюратор.
То есть вся работа механического типа безонасоса построена на перепадах давления. Но отметим, что вся карбюраторная система питания не требует большого давления, поэтому и давление, которое создает механический топливный насос небольшое, главное, чтобы этот узел обеспечил необходимое количество бензина в карбюраторе.
Работает же такой бензонасос постоянно, пока функционирует мотор. При остановке силового агрегата подача бензина прекращается, поскольку насос тоже прекращает качать. Чтобы топлива хватило для запуска мотора и функционирование его то время, пока за счет разрежения система не заполнится, в карбюраторе имеются камеры, в которые заливается бензин еще при предшествующей работе двигателя.
2. Электрический топливный насос, их типы
В инжекторных же топливных системах бензин впрыскивается форсунками, а для этого необходимо, чтобы топливо поступало к ним уже под давлением. Поэтому использование насоса механического типа здесь невозможно.
Для подачи бензина в инжекторную систему питания используется электрический топливный насос. Такой насос располагается в топливопроводе или непосредственно в баке, что обеспечивает закачку бензина под давлением во все составляющие системы питания.
Немного упомянем самую современную инжекторную систему – с непосредственным впрыском. Она работает по принципу дизельной системы, то есть бензин впрыскивается непосредственно в цилиндры под высоким давлением, которое обычный электронасос обеспечить не может. Поэтому в такой системе используется два узла:
Но ТНВД мы рассматривать пока не будем, а пройдемся по обычным электрическим бензонасосам, которые располагаются либо возле бака и врезаны в топливопровод, либо же установлены прямо в емкость.
Видео: Бензонасос, проверяем-тестируем
Видов их большое количество, но самое большое распространение получили три типа:
Роторно-роликовый электрический насос относится к насосам, которые устанавливаются в топливопровод. В его конструкцию входит электродвигатель, на ротор которого установлен диск с роликами. Все это помещено в обойму нагнетателя. Причем ротор немного смещен по отношению к нагнетателю, то есть присутствует эксцентричное расположение. Также у нагнетателя имеются два выхода – через один бензин поступает в насос, а через второй – выходит.
Работает он так: при вращении ротора ролики проходят через впускную зону, из-за чего образуется разрежение и бензин закачивается в насос. Его ролики захватывают и переносят в выпускную зону, но предварительно из-за эксцентрикового расположения, топливо сжимается, чем и достигается давление.
За счет эксцентрикового движения работает и насос шестеренчатого типа, тоже устанавливающийся в топливопровод. Но вместо ротора и нагнетателя у него в конструкции присутствуют две шестерни внутреннего зацепления, то есть одна из них помещена внутрь второй. При этом внутренняя шестеренка является ведущей, она связна с валом электромотора и смещена относительно второй – ведомой. Во время работы такого насоса закачка топлива производится зубьями шестеренок.
Но на авто чаще всего применяется центробежный топливный электронасос, который устанавливается непосредственно в бак, а уже к нему подсоединен топливопровод. У него подача топлива осуществляется за счет крыльчатки, имеющей большой количество лопастей и помещенной внутрь специальной камеры. Во время вращения этой крыльчатки создаются завихрения, способствующие засасыванию бензина и его сжатию, что обеспечивает давление перед подачей в топливную магистраль.
Это упрощенные схемы самых распространенных электробензонасосов. В действительности же в их конструкцию входят клапана, системы контактов для подключения к бортовой сети и т. д.
Отметим, что уже во время запуска инжекторной силовой установки в системе уже должно находиться топливо под давлением. Поэтому электрический бензонасос контролируется электронным блоком управления, и в работу он включается до срабатывания стартера.
Основные неисправности бензонасоса
Видео: Когда «болеет» бензонасос
Все бензонасосы имеют достаточно большой ресурс работы благодаря сравнительно простой конструкции.
В механических узлах проблемы встречаются и вовсе редко. Возникают они чаще всего из-за порыва мембраны или износа приводных элементов. В первом случае насос вообще перестает качать топливо, а во втором – подает его в недостаточном количестве.
Проверить такой бензонасос не составит труда, достаточно снять верхнюю крышку и оценить состояние мембраны. Также можно от карбюратора отсоединить топливопровод, идущий от узла, опустить его в емкость и запустить мотор. У исправного элемента подача топлива осуществляется равномерными порциями достаточно мощной струей.
В инжекторных двигателях неисправность электрического топливного насоса имеет определенные признаки – автомобиль плохо запускается, заметно падение мощности, возможны перебои в работе мотора.
Конечно, такие признаки могут давать неисправности в разных системах, поэтому потребуется дополнительная диагностика в которой проверяется производительность насоса за счет замеров давления.
А вот перечень неисправностей, из-за которых данный узел работает некорректно, не так уж и много. Так, насос может перестать работать из-за сильного и систематического перегрева. Происходит это из-за привычки заливать в бак небольшие порции бензина, ведь топливо выступает в качестве охлаждающей жидкости для данного узла.
Заправка некачественным топливо запросто может привести в неисправностям. Имеющиеся в таком бензине примеси и сторонние частицы, попадая внутрь узла, приводят к усиленному износу его составных частей.
Проблемы могут возникнуть и через электрическую часть. Окисление проводки и ее повреждение может привести к тому, что на насос будет подаваться недостаточно энергии.
Отметим, что большинство неисправностей, которые происходят из-за повреждения или износа составных частей бензонасоса, устранить сложно, поэтому зачастую при нарушении его работоспособности он просто заменяется.