Электрический топливный насос низкого давления дизельного двигателя

Топливный насос низкого давления: устройство и принцип работы подкачивающего насоса

Электрический топливный насос низкого давления дизельного двигателя

Подкачивающий насос дизельного двигателя  представляет собой топливный насос низкого давления (ТННД). Главной задачей  данного устройства становится  функция подачи топлива к топливному насосу высокого давления ТНВД. Как правило, подкачивающий насос установлен на «коробе» ТНВД или в непосредственной близости от насоса высокого давления.

Оба насоса соединяются при помощи топливных трубок, по которым дизтопливо подается из ТННД к ТНВД. Параллельно реализована очистка солярки, которая предполагает пропуск через специальные топливные фильтры грубой и тонкой очистки. Далее мы рассмотрим устройство, а также принцип работы подкачивающего топливного насоса более подробно.

Подкачивающий насос дизельного двигателя для ТНВД

Итак, топливный насос низкого давления (ТННД) нужен для того, чтобы под небольшим давлением пропустить дизельное топливо через фильтры и затем подать горючее в ТНВД. При этом выделяют два режима работы устройства. Первый режим является так называемым подготовительным, тогда как второй режим рабочий.

Что касается подготовительного режима, в этот момент поршень в насосе движется вверх, параллельно отмечается воздействие эксцентрика, который сжимает пружину.  В результате топливо начинает двигаться в камерах, а также проходит между фильтрами. Рабочий режим ТННД представляет собой обратное движение поршня (поршень движется виз).

Стоит отметить, что насос низкого давления перекачивает немного больше топлива, чем необходимо двигателю для ровной работы. Такая подкачка «с запасом» позволяет поддерживать оптимальное давление в системе питания, избегая повышения нагрузок.

Устройство подкачивающего насоса и различные типы ТННД

Если говорить о конструкции,  топливный насос низкого давления имеет следующие составные элементы:

  1. Приводной вал
  2. Ротор с лопастями
  3. Статор
  4. Диск распределения
  5. Приводную шестерню-регулятор
  6. Соединительные муфты

Принцип действия заключается в том, что сначала начинает двигаться ротор, в результате его лопасти приближаются к статору. В результате под воздействием центробежной силы создаются «камеры» и определенное напряжение. Затем из камер горючее поступает к ТНВД. Для подачи топлива в диске распределения выполнены каналы. Если давление превышает норму, часть горючего перенаправляется на редукционный клапан.

С учетом того, что подкачивающий насос и насос высоко давления связаны, для  того, чтобы поддерживать необходимые условия, имеется топливный сливной дроссель. Указанный дроссель представляет собой жиклер, который вкручен в ТНВД.

Данное решение позволяет поддерживать нужные условия в камерах, при этом учитывается зависимость от  той скорости, с которой движется приводной вал. Подобная схема хорошо подходит для дизельных моторов, при этом существуют и другие виды подкачивающих насосов.

Разновидности топливных насосов низкого давления

Начнем с того, что топливный насос низкого давления установлен на любом автомобиле, бензиновом (карбюратор, инжектор), так и на многих дизельных, но не на всех. Данное устройство «вытягивает» горючее из топливного бака, после чего топливо проходит через фильтры, попадает в дозирующие системы и подается в двигатель.

При этом подкачивающие насосы бывают механическими и электрическими. На бензиновых карбюраторных ДВС стоит механический насос, на инжекторных моторах  подкачивающий топливный насос электрический. Однако если в бензиновых аналогах независимо от типа мотора такой насос является основным, в дизельных двигателях подкачивающий насос подает топливо на ТНВД.

  • Механический подкачивающий насос, как правило, ставится на блок цилиндров. В действие такое устройство приводит сам двигатель. Если просто, во время вращения мотора происходит нажатие на специальный кулачок насоса, в результате устройство начинает закачивать горючее в карбюратор. Также механический насос имеет специальный рычаг, что позволяет вручную прокачать бензин перед запуском двигателя.
  • Электрический подкачивающий насос стал необходимостью после того, как появились инжекторные двигатели. Дело в том, что для нормальной работы инжектора топливо должно подаваться на форсунки под более высоким давлением по сравнению с карбюраторными ДВС.

Естественно, слабый по производительности механический насос не способен справиться с такой задачей.  Ему на смену пришел электробензонасос. Такой насос фактически представляет собой электродвигатель и насосную камеру, которые объединены в общем в корпусе. Нагнетатель расположен прямо в бензобаке и погружен в топливо. Также в корпус насоса интегрирован датчик уровня топлива и специальная сетка-фильтр для очистки горючего.

Такое решение имеет целый ряд преимуществ, так как устройство более производительное, а также не перегревается от избытков тепла в подкапотном пространстве. Также перед запуском двигателя нет необходимости подкачивать топливо вручную, так как после поворота ключа зажигания подкачивающий насос начинает сразу работать, поднимая давление в системе питания.

Еще следует отметить, что в схеме с электрическим насосом топливо постоянно движется по магистралям, что позволяет поддерживать нормальную температуру горючего и избежать перегрева.

Преимущества установки подкачивающего насоса на дизель

Если вернуться к основной теме, подкачивающий  насос на дизель во многих случаях является электрическим.Такой насос становится важным элементом в системе питания, так как позволяет не только быстро и эффективно подать дизтопливо к ТНВД, но и пропустить солярку через фильтры.

Читайте также  Насосная станция гудит но не запускается двигатель

Также наличие подкачивающего насоса позволяет добиться стабильной работы дизельного двигателя во всех режимах и на любых оборотах, то есть исключается нехватка топлива под нагрузками. Еще отметим, что многие владельцы дизельных авто, которые штатно не имеют дополнительного насоса, принимают решение установить его самостоятельно.

Данная необходимость может быть продиктована разными причинами, начиная с незначительного завоздушивания системы питания после стоянки и заканчивая стремлением облегчить пуск дизельного двигателя. Насос можно поставить как в топливный бак, так и интегрировать на определенных участках топливных магистралей подачи дизтоплива уже после бака.

Как правило, после установки владельцы отмечают, что дизель легче заводится (нужно сделать меньшее количество оборотов стартером). Также отмечается более стабильная работа ДВС на разных режимах (переходные режимы, ХХ, работа под нагрузкой). В некоторых случаях возможен и прирост мощности, так как горючее стабильно подается к ТНВД даже на высоких оборотах.

Источник: http://krutimotor.ru/podkachivayushhij-toplivnyj-nasos-nizkogo-davleniya-dizel/

Насос топливный низкого давления: первая ступень системы питания дизеля

Электрический топливный насос низкого давления дизельного двигателя
» Статьи » Насос топливный низкого давления: первая ступень системы питания дизеля

Для работы топливного насоса высокого давления дизельных двигателей необходимо обеспечить подачу топлива в него под напором. Данную задачу решает топливный насос низкого давления — все об этом механизме, его типах, конструкции и принципе работы, а также о выборе и замене насосов рассказано в статье.

Что такое топливный насос низкого давления (ТННД)?

Топливный насос низкого давления (топливоподкачивающий насос, ТННД) — компонент ступени низкого давления топливной системы и системы впрыска дизельного двигателя; насос для подачи топлива из топливного бака во впускную полость топливного насоса высокого давления (ТНВД).

Данный агрегат выполняет несколько функций:

Конструкция и принцип работы ТННД тракторов МТЗ

  • Создание на входе в ТНВД необходимого для его функционирования избыточного давления;
  • Обеспечение поступления в ТНВД достаточного объема топлива;
  • Создание во всасывающей разрежения, необходимого для забора топлива из бака и преодоления сопротивления фильтра грубой очистки (ФГО);
  • Создание давления, достаточного для преодоления топливом сопротивления фильтра тонкой очистки (ФТО);
  • Предотвращение выделения пузырьков легколетучих фракций из топлива при движении в топливной магистрали (что может происходить вследствие нагрева топлива во время работы двигателя и в теплое время года).

Применение ТННД на дизелях обусловлено особенностями работы ТНВД. В отличие от других типов насосов, на входе ТНВД не создается разрежение, за счет которого обеспечивался бы забор топлива из бака. Напротив, для нормальной работы насосных секций ТНВД на его входе необходимо создать некоторое избыточное давление (порядка 4-6 атмосфер) — именно эту задачу и решает ТННД.

ТННД обычно выполняется в виде отдельного компактного узла, который монтируется непосредственно на ТНВД и имеет привод от его кулачкового вала, либо устанавливается отдельно и имеет собственный привод. Вход ТННД соединен с магистралью топливной системы со стороны бака и ФГО, выход — с магистралью со стороны ФТО и входа ТНВД. В результате такого расположения топливоподкачивающий насос создает разрежение для забора топлива из бака и повышает его давление для преодоления сопротивления ФТО и подачи на ТНВД.

ТННД является одним из основных компонентов системы питания дизельного мотора, его поломка фактически выводит из строя и всю силовую установку. Так что ТННД необходимо как можно скорее ремонтировать или менять, а, чтобы сделать это правильно, следует разобраться в существующих типах этих агрегатов и их конструкции.

Классификация ТННД

Конструкция роликового топливоподкачивающего насоса
Конструкция роторно-лопастного топливоподкачиваюшего насоса
Конструкция шестеренчатого топливоподкачивающего насоса

В системах питания дизелей находят применение насосы трех основных видов:

  • Шестеренчатые;
  • Роторные;
  • Поршневые.

При этом агрегаты могут иметь различный привод:

  • Механический — от вала ТНВД, коленвала, распредвала;
  • Электрический — от встроенного электромотора.

Как правило, электрический привод имеют некоторые виды роторных (роликовых) насосов, они выполнены в виде автономного узла, монтируемого рядом с двигателем, у топливного бака или в ином месте. Роторные и шестеренчатые насосы применяются на легковых авто и коммерческих грузовиках, оснащенных системой впрыска Common Rail (они могут быть как автономными, так и интегрированными в корпус ТНВД). Дизельные двигатели грузовых автомобилей с распределительной системой впрыска обычно имеют поршневой насос, интегрированный с ТНВД.

Каждый из указанных агрегатов имеет различный принцип работы и свои конструктивные особенности.

Конструкция и принцип работы роторных ТННД

Роторные насосы низкого давления бывают различных типов — роторно-лопастные, роликовые и другие. Однако они отличаются лишь способом формирования замкнутых камер для топлива.

Насосная секция роторного ТННД состоит из цилиндрического корпуса (плиты нагнетания), в стенках которой выполнены прорези переменного сечения, и вращающегося внутри корпуса ротора с прорезями, в которые на пружинах вставлены ролики или плоские лопасти. При вращении насоса ролики/лопасти, упираясь в стенки корпуса, образуют замкнутые полости, захватывают топливо со стороны всасывания и проталкивают его по прорези — за счет сокращения объема камеры давление топлива возрастает, и когда ролик/лопасть проходит выпускное отверстие, топливо выбрасывается через него в систему.

Недостаток роторных насосов — необходимость в сложном приводе от коленчатого вала, шестерен распредвала или вала ТНВД. Это повышает стоимость агрегата и снижает его надежность. Однако ТННД данного типа с электрическим приводом автономны и их характеристики не зависят от режима работы силового агрегата — это обеспечивает стабильное поступление топлива в ТНВД и повышает устойчивость работы мотора.

Читайте также  Двигатель рмз 550 технические характеристики

Устройство и принцип работы шестеренчатого ТННД

Конструктивно этот насос очень прост, он повторяет устройство обычных шестеренчатых масляных насосов. Основу ТННД составляет корпус, внутри которого расположены две зацепленные друг с другом шестерни. Каждая шестерня вращается в своей половине корпуса так, что ее зубцы прижаты к стенкам и образуют ряд герметичных камер. При вращении шестерен эти камеры захватывают топливо и перемещают его в сторону выпуска, за счет постоянного поступления топлива в сторону нагнетания его давление повышается до необходимой величины.

Для шестеренчатых насосов присущи те же преимущества и недостатки, что и для роторных. Однако эти ТНВД более просты по конструкции, а поэтому они дешевле в производстве и обслуживании, что и обусловило их широкое распространение.

Конструкция и принцип работы поршневого ТННД

Поршневые топливные насосы низкого давления бывают двух типов:

  • Однократного действия — за один рабочий цикл выполняется одно накачивание топлива;
  • Двукратного действия — за один рабочий цикл выполняется два накачивания топлива.

Конструкция и принцип работы поршневого ТННД однократного действия

Наиболее просто устроен насос однократного действия. Его основу составляет литой корпус, в котором находятся впускная и нагнетательная полости, а также центральная полость под поршень. Поршень соединен со штоком, который через цилиндрический толкатель или ролик опирается на эксцентрик кулачкового вала ТНВД, а обратной стороной упирается в пружину. Непосредственно в поршне или на всасывающей секции насоса выполнен впускной клапан, а выпускной расположен в нагнетательной секции.

Работа поршневого насоса однократного действия сводится к следующему. Пружиной шток прижимается к вращающемуся эксцентрику, поэтому при вращении вала шток набегает и сбегает с эксцентрика, а поршень совершает возвратно-поступательные движения. При движении поршня в сторону нагнетательной секции его клапан открывается и полость над ним заполняется. При движении поршня вверх клапан закрывается и полость герметизируется — за счет этого давления топлива повышается. При достижении необходимого давления срабатывает выпускной клапан и топливо поступает к фильтру тонкой очистки и ТНВД. Далее процесс повторяется.

Насосы однократного действия нагнетают топливо только при движении поршня в одну сторону, поэтому они создают пульсирующий поток. Этот недостаток устранен в насосах двукратного действия.

Конструкция и принцип работы поршневого ТННД двукратного действия

Конструктивно ТННД двукратного действия похож на предыдущий, однако в нем выполнены две пары впускных и выпускных клапанов, а поршень является герметичным и делит полость на две камеры. Работает агрегат просто. При движении поршня объемы полостей над и под ним изменяются: одна увеличивается, а другая уменьшается.

В полости с уменьшающимся объемом давление растет и в определенный момент топливо, преодолев усилие пружины выпускного клапана, поступает в магистраль к ТНВД. В полости с увеличивающимся объемом, напротив, давление падает, за счет чего в нее поступает топливо из бака.

При движении поршня в обратную сторону полости меняются ролями и в них происходят описанные выше процессы.

Насосы двукратного действия нагнетают топливо при движении поршня в обе стороны, поэтому они создают более равномерный поток топлива.

В насосах также предусмотрены механизмы изменения подачи топлива вслед за изменением скорости вращения коленвала. Это достигается регулировкой усилия пружины и введением в насос перепускного канала (иногда с дополнительным клапаном). Настройка этих компонентов выполняется так, чтобы при снижении оборотов мотора амплитуда движения поршня уменьшалась (например, за счет подачи топлива под поршень в насосах однократного действия или за счет упругости пружины) — это уменьшает подачу топлива, при росте оборотов подача восстанавливается.

Также в этих механизмах встраивается насос ручной подкачки, посредством которого осуществляется заполнение системы после длительного простоя или ремонта. Такой насос имеет простейший ручной привод с помощью рукоятки, которая в транспортном положении зафиксирована на корпусе агрегата резьбой.

Вопросы выбора и замены ТННД

ТНВД КАМАЗ с ТННД

Топливоподкачивающий насос постоянно работает с высокими нагрузками, вследствие чего его детали — поршень, клапаны и их седла, уплотнительные компоненты — подвергаются интенсивному износу и становятся причинами поломок. В большинстве случаев для устранения неисправностей и восстановления работы ТННД требуется заменить отдельные детали, которые продаются в ремкомплектах.

В случае серьезных поломок — при возникновении трещин в корпусе, изломов и разрушения деталей, их деформации и т.д. — насос меняется в сборе. На замену следует выбирать ту модель топливоподкачивающего насоса, которая рекомендована производителем транспортного средства и по характеристикам совместима с ТНВД. Все работы по замене и настройке насоса необходимо выполнять в соответствии с инструкцией по ремонту и ТО данного конкретного транспортного средства. При правильном выборе агрегата вся система питания дизеля будет работать надежно и эффективно на всех режимах.

Источник: http://www.autoars.ru/articles/?id=135

Топливный насос низкого давления

Электрический топливный насос низкого давления дизельного двигателя

Современные дизельные моторы, не в пример бензиновым собратьям, очень чувствительны к состоянию топливных магистралей и к качеству самого дизельного топлива. С качеством топлива понятно – грязь и вода выводят из строя форсунки и наконечники распылителей. Кроме того, топливные насосы высокого давления в грязной солярке рискуют выработать свой ресурс за считанные месяцы.

Совет! Как починить ТНВД своими руками?

Но причем тут топливные магистрали? Оказывается, дизель, а конкретно, система впрыска топлива, качественно и точно может распылять солярку только при условии:

  • наличия в магистрали гомогенизированного, проще говоря, однородного по составу, дизельного топлива;
  • отсутствия колебаний давления горючего в магистрали;
  • отсутствия воздушных и паровых пробок в любой части топливной системы.
Читайте также  Как проверить двигатель дрели?

Самые примитивные китайские мотоблоки, собранные на базе полулитрового дизельного двигателя, имеют в своем составе топливный насос низкого давления. Точнее, небольшое прямоточное устройство, выполняющее функции ТННД. На любом дизеле современного автомобиля будет стоять электрический топливный насос низкого давления.

Это значительно упрощает регулировку топливной аппаратуры, а также предохраняет всю систему подачи топлива от преждевременного износа и разрушения. Для более грубой и тяжелой дизельной техники электрический насос низкого давления может стоять в паре с дополнительным, имеющим механический привод.

Немецкие производители любят даже интегрировать в одном блоке агрегаты высокого и низкого давления, а они, равно как и французы, могут считаться законодателями моды в двигателестроении.

Многие из собственного опыта предпочитают обходиться резиновой грушей с клапаном, позволяющей закачать горючее из бака и выдавить воздух из питающей магистрали. Есть немало любителей выгонять воздух из труб с помощью стартера, предварительно отвернув гайку штуцера топливопровода низкого давления.

Всю подобную работу с успехом выполняет топливный насос низкого давления дизельного двигателя. Иногда для маломощных дизелей используют подкачивающий насос, который требует ручного усилия, по конструкции подобен топливному насосу низкого давления для бензинового карбюратора.

Какие функции выполняет ТННД

Исправная и стабильная работа электрического топливного насоса низкого давления дизельного двигателя важна прежде всего для успешного функционирования ТНВД. Дизельное топливо, как и бензин, при низком давлении в топливной магистрали склонно вскипать и образовывать паровые пробки.

Выделившиеся пузырьки паров легких фракций и загустевшее остальное топливо склонны к разделению. Это значит, что в приемную рампу ТНВД будет поступать жидкость, постоянно меняющая свою вязкость. О нормальном и стабильном нагнетании горючего насосом подачи высокого давления в таких условиях говорить не приходится.

Факел распыла в камере сгорания будет постоянно изменяться, не попадая в оптимальные параметры.

Важно! Производители не рекомендуют лить бензин в дизельное топливо, потому как однородностью и стабильностью подобный коктейль не отличается.

Может показаться, что повышенное давление в топливопроводе, ведущем от бака к ТНВД, может спровоцировать подтекание солярки на соединениях или уплотнениях. В реальности избыточное давление гарантирует отсутствие подсоса воздуха в уплотнении. Наоборот, при отсутствии насоса и низком давлении в магистрали обратный клапан или фильтр не способен удержать топливопровод в заполненном состоянии, и топливо медленно мигрирует обратно в бак.

Циркуляция горючего в подводящих магистралях

Важной задачей насоса подачи низкого давления в топливной цепи дизеля является поддержание постоянной циркуляции солярки в подводящих и дренажных трубопроводах. Казалось бы, абсолютно второстепенный процесс циркуляции топлива, не способный повлиять на работу дизеля в целом. Тем не менее, благодаря работе ТННД обеспечивается выравнивание химических и физических характеристик дизельного топлива, его подогрев и предупреждение расслоения.

Топливный приемник забирает в баке солярку с одного и того же уровня – глубины резервуара. Благодаря прокачиванию горючего через систему подачи топлива и дренажных магистралей, жидкость в баке систематически перемешивается и нагревается. Как результат, при низких температурах смолистые или парафинистые фракции горючего находятся в растворенном состоянии и не забивают сетки и фильтры.

В паре с ТННД всегда используется фильтр. Постоянное фильтрование позволяет эффективно удалить из солярки воду, попавшую в бак из заправочной цистерны и поглощенную из воздуха. Грязь и вода оседают на сменном картридже фильтра насоса низкого давления.

В конструкции топливных насосов чаще всего применяют электрический привод с рабочим элементом в виде мембраны или поршня. Большинство электрических насосов выполняют в виде самостоятельного блока, вмонтированного (погруженного) в топливном баке. Так уменьшаются потери от гидравлического сопротивления солярки, и обеспечивается эффективное охлаждение самого устройства.

Важно! Основной неисправностью топливного насоса низкого давления считается снижение производительности и падение рабочего давления, его чаще всего выявляют по показаниям манометра или датчика давления на входе в ТНВД.

Причиной плохой работы бывают:

  • накопления крупинок мусора в клапанах или снижение упругости возвратных пружин;
  • подклинивание или зависание рабочего элемента – поршня или мембраны.

В таких случаях топливный насос подачи низкого давления подлежит демонтажу и ревизии. Чаще всего помогает простая промывка и слив мусора и смол из дренажных полостей. Зачастую для ремонта можно использовать ремкомплект для ТННД, выпускаемый по лицензии китайскими авторемонтными заводами. Перед использованием лучше проверить стойкость китайского варианта к воздействию топливных фракций, подержав ремкомплект в солярке в течение суток.

В качестве примера конструкции электрических топливных насосов низкого давления для дизеля можно привести продукцию компании Racor – модули подготовки топлива. В одном корпусе такой конструкции объединены фильтр, подогреватель топлива на 150 Вт и сам насос.

Модуль легко обслуживается, картридж фильтра изготавливается из фирменного материала Aquabloc, его можно менять без разборки корпуса. В конструкции насоса предусмотрен специальный стакан-уловитель для обработки дренажа. Кроме того, в самом фильтре стоит датчик наличия в топливе воды, показания которого можно вывести на приборную панель.

Что такое топливный насос низкого давления более подробно можно посмотреть на видео:

Источник: https://mashintop.ru/articles.php?id=2685