2016-05-10

Устройство автомобильного топливного насоса

В связи с необходимостью прокачивать бензин через топливопроводы, устройства для его очистки и подавать к карбюратору, расположенному, как правило, выше уровня бензина в топливном баке, автомобили оборудуются топливными насосами.

Топливный насос с механическим приводом

На отечественных автомобилях с карбюраторными двигателями применяются мембранные топливные насосы с механическим приводом .

Для двухтактных двигателей с кривошипно-камерной продувкой используются мембранные насосы, работающие в результате пульсаций давления в кривошипной камере.

Топливный насос с электрическим приводом

Автомобили в специальном исполнении с аппаратурой для впрыскивания бензина оснащены топливными насосами с электроприводом, устанавливаемыми около топливного бака или непосредственно в топливном баке (насосы погружного типа).

Условия работы автомобильных топливных насосов характеризуются чрезвычайно большим диапазоном изменения подачи топлива от нулевого (на принудительном холостом ходу) до максимального значения на режиме полных нагрузок и во время заполнения поплавковой камеры после длительной стоянки.

Во избежание переполнения или осушения поплавковой камеры карбюратора топливный насос должен автоматически менять подачу в точном соответствии с потреблением топлива. Для выполнения указанного требования в приводе мембраны имеется односторонняя жесткая связь механизма привода и штока мембраны, служащая только для осуществления хода всасывания. Ход нагнетания осуществляется в результате действия пружины, характеристика которой с учетом диаметра мембраны выбрана таким образом, чтобы давление подачи не выходило за определенные пределы.

В конструкции топливного насоса имеются пластинчатые нагнетательные и всасывающий клапаны.

На двигателях с большим объемом цилиндров часто применяются топливные насосы с двумя и более параллельно работающими клапанами с целью увеличения производительности насоса. Для предохранения клапанов от загрязнения во всасывающей полости насоса устанавливаются отстойник и сетчатые фильтры, задерживающие крупные посторонние частицы.

---

---

Насосы с механическим приводом имеют рычаг ручной подкачки. Если двигатель остановился, когда мембрана отведена в нижнее положение, необходимо повернуть коленчатый вал примерно на один оборот стартером или рукояткой.

Для предотвращения проникновения в картер двигателя топлива при повреждении мембраны выполняется дренажное отверстие, по которому проникшее через неплотности топливо сливается наружу, не попадая в картер двигателя. На топливных насосах двигателей ВАЗ, а также на унифицированных с ними насосах, имеющихся на части двигателей МеМЗ, ЗМЗ, УМЗ, кроме двухслойной основной мембраны предусмотрено наличие второй, расположенной на том же штоке. Дренажное отверстие выполнено в прокладке между мембранами.

Принцип работы топливного насоса

Топливный насос работает следующим образом. При заполнении поплавковой камеры все топливо, поступившее в насос в течение хода всасывания, выталкивается усилием пружины через нагнетательные клапаны. В этот период как на ходе всасывания, так и на ходе нагнетания головка штока мембраны не отрывается от приводного рычага. По мере повышения уровня топлива в поплавковой камере проходное сечение запорного клапана уменьшается, вызывая рост давления в полости нагнетания насоса. Когда противодавление достигнет определенной величины, составляющей в среднем для большинства насосов 0,01...0,025МПа (0,10...0,25кг/см2), пружина при ходе нагнетания вследствие сопротивления со стороны мембраны не может полностью распрямиться. В результате головка штока в конце хода нагнетания и в начале хода всасывания начинает отрываться от приводного рычага, т. е. автоматически уменьшается рабочий ход мембраны. В данный период насос развивает наибольшее давление топлива в нагнетающей полости, которое часто указывается в справочной литературе как давление при нулевой подаче.

Контрольными параметрами при оценке его технического состояния эксплуатации являются максимальная производительность при отсутствии противодавления и определенной частоте вращения приводного эксцентрика и высота засасывания топлива сухим насосом.

Важным вопросом является обеспечение оптимальных условий работы топливного насоса на автомобиле, исключающих или уменьшающих возможность появления паровых пробок.

Паровая пробка

Под паровой пробкой подразумевается внезапное нарушение топливоподачи, которое внешне проявляется точно так же, как и при засорении топливопровода. Суть указанного явления заключается в следующем. Из-за повышения температуры топлива в трубопроводе перед входом в насос, а также при увеличении вакуума вследствие частичного засорения фильтров и топливопровода в потоке топлива могут появиться газовые пузыри, которые образуются в результате испарения низкокипящих фракций бензина. В результате насос вскоре оказывается целиком заполненным парами топлива.

Описанное явление нередко усугубляется еще и ухудшенной герметичностью клапанов, влияние которой на работу насоса в наибольшей степени проявляется именно при перекачке паров топлива.

---

---

При расположении насоса в нижней части двигателя (двигатели ВАЗ первого поколения, ГАЗ, УМЗ) и, следовательно, минимальном вакууме на входе требования к его техническому состоянию (в основном негерметичности каналов) не столь высоки, вследствие чего на указанных двигателях в эксплуатации практически отсутствуют случаи нарушения топливоподачи по причине паровых пробок.

И наоборот, при расположении топливного насоса в верхней части двигателя (двигатели ЗИЛ, АЗЛК, ВАЗ—2108 и его модификации) в случае повышенной температуры, негерметичности клапанов, негерметичности магистрали от бака до насоса нарушения топливоподачи возникают значительно чаще.

Для исключения отказа двигателя вследствие возникновения паровых пробок применяют топливные насосы с производительностью, в 2.3 раза большей максимально требуемой.

Для уменьшения перегрева иногда делаются козырьки, защищающие топливопроводы и насос от перегрева. В настоящее время чаще применяется система подачи с постоянной циркуляцией топлива. Особенностью такой системы является наличие у топливоприемного штуцера карбюратора ответвления топливопровода, направляющего избыток подаваемого насосом топлива через жиклер (с диаметром 0,7...1‚5 мм) обратно в топливный бак. При циркуляции топлива через насос даже на таком наиболее неблагоприятном для него режиме работы, как движение с малыми скоростями и на холостом ходу, обеспечивается постоянное охлаждение трубопроводов и деталей насоса непрерывно прокачиваемым через них потоком относительно холодного топлива из бака. В случае если циркуляция отсутствует и в жаркое время года автомобиль остановился из-за паровых пробок, нужно охладить насос и топливопровод, например, положив на них мокрую ткань.