Разновидности покрытия поршней двигателя и их преимущества

Покрытие поршней, как одна из изюминок тюнинга двигателя

Как известно, детали двигателя постоянно подвержены термическим нагрузкам, поэтому нуждаются в защите.

На помощь в этом случае приходят специальные материалы, которые изолируют поверхности деталей и дают им необходимые характеристики. Материалы наносятся на детали двигателя.

Такие защитные покрытия делятся на два типа:

керамика, поглощающая тепло;
молекулярные покрытия, связывающие компоненты на молекулярном уровне.

Молекулярные покрытия

При молекулярном покрытии компоненты связываются на молекулярном уровне, что позволяет сделать поверхность твердой, и, как следствие, лучше отражать тепло в результате отталкивания молекул.

Иными словами, молекулы отталкиваются от поверхности, не отдавая при этом большую часть энергии.

В результате такого покрытия создается чрезвычайно жесткая поверхность, а сам процесс связывания напоминает металлизацию.

При молекулярном покрытии используют разные запатентованные составы, к примеру, одним из современных составов является Нитри?д тита?на.

Нитрид титана

Не будем углубляться во все тонкости процесса покрытия поршней Нитридом титана. Просто дадим некоторые характеристики, а Вы уж сами думайте об его эффективности.

Температура плавления состава – 3205 градусов по Цельсию;
Обладает высокой термодинамической устойчивостью, что защищает поршень при детонации двигателя;
Большая твердость состава (H?=1994±137 кг/мм?), если кому-то эти цифры о чем-то говорят, то они понимают, что это отличный показатель.

Внешний вид поршня покрытого Нитридом титана.

Керамика

Другой вид покрытия – керамика.

Керамика известна своими изолирующими свойствами, а именно способностью поглощать тепло в слоях, расположенных около поверхности.

Такие слои являются эффективными изоляторами и удерживают тепло от дальнейшего проникновения в материал.

Благодаря теплу давление в камере сгорания увеличивается, а это, в свою очередь, дает дополнительное усилие на поршень, вследствие чего обеспечивается большая отдача мощности.

Как показывают динамометрические испытания, проведенные на гоночных двигателях, возможное увеличение мощности составляет 4-8%.

Покрытие поршней молибденом

Так же, как и нитрид титановое покрытие, покрытие из молибдена защищает поршень от большого перегрева, уменьшает сопротивление к стенкам блока цилиндров, предотвращает появление царапин на с его стенках.

Одно из хорошо зарекомендовавших молибденовых покрытий является марка МС2000.

Хватает его на 50 000 км пробега автомобиля, главное при его нанесении на поршень четко придерживаться инструкции по применению.

Антифрикционное покрытие

Антифрикционное покрытие так же могут применять на одном из этапов тюнинга двигателя, но данное покрытие не для защиты от термических нагрузок, а применяется оно в качестве долговременной смазки в цилиндропоршневой группе.

Изготавливается оно на основе графита и используется часто на начальном этапе эксплуатации двигателей для лучшей приработки поршней и стенок цилиндра.

Это касается не только двигателей автомобилей, но и других агрегатов, где есть поршень и цилиндр: компрессора, поршневые насосы и т.д., а также оно применяется в различных узлах трения.

Molykote D-10-GBL одно из популярных антифрикционных покрытий.

Надежность материала

Еще одно несомненное преимущество поршней с покрытием – надежность материала.

Благодаря высокотемпературному покрытию поршень менее чувствителен к тепловыделению.

Ведь головка поршня может разрушиться в считанные секунды при высоких температурах.

В этом и заключается главное преимущество изолирующего покрытия – в таких случаях оно предотвращает разрушение поршня при воздействии на него высоких температур в течение длительного времени, вплоть до 20-30 минут.

Следует отметить, что с покрытием жесткость поршня непрерывно увеличивается из-за пониженной температуры работы. Иными словами, преимущества поршней с покрытием бесспорны.

Термостойкие покрытия используются на разных типах двигателей. Но будет ли использование покрытий выгодно для автовладельца?

Такое покрытие является безусловным преимуществом для гоночных двигателей, так как обеспечивает прирост мощности.

Также термостойкие покрытия оправдывают себя на автомобилях с высокой стоимостью.

Но для двигателей, используемых в повседневной жизни, как правило, термостойкие покрытия не применяются.

Поршни на Приору, СТК с антифрикционным покрытием.

Хотя любой водитель может исправить эту ситуацию и провести тюнинг двигателя своими руками.

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:

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.

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.

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.

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

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.

Топливный насос низкого давления: устройство и принцип работы подкачивающего насоса

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:

Приводной вал
Ротор с лопастями
Статор
Диск распределения
Приводную шестерню-регулятор
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.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как устроена и работает дизельная инжекторная форсунка. Из этой статьи вы узнаете о конструкции и принципах работы, а также особенностях устройства дизельных форсунок.

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.

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.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое ТНВД (топливный насос высокого давления). Из этой статьи вы узнаете о назначении, принципах действия, а также особенностях конструкции насосов данного типа.

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.

Особенности и предназначение насоса низкого давления

Топливный насос низкого давления — это деталь, которая применяется для транспортировки горючего к ТНВД. В большинстве случаев он устанавливается прямо на коробку насоса высокого давления или возле него. Между ними проведено соединение из трубок, по которым топливо передвигается, одновременно проходя очищение через тонкие и грубые фильтры.

Принцип работы ТННД
Устройство ТННД
Виды ТННД
Механический тип
Электрический тип

Принцип работы ТННД

Если говорить в целом, то насос низкого давления в своей работе имеет два режима:

Подготовительный;
Рабочий.

Подготовительный режим работы наблюдается тогда, когда поршень начинает двигаться вверх. При этом на него воздействует эксцентрик и стягивает пружину. После этого начитается движение горючего в камерах и между фильтрами.

Рабочий режим наблюдается при обратном движении, то есть — вниз.

Насос низкого давления постоянно транспортирует горючего больше, чем двигатель требует для своей стабильной работы. Таким образом, разные режимы работы позволяют создавать в топливной системе оптимальные условия. Ведь в случае постоянного движения поршня в механизме будет возникать повышенная нагрузка, которая, в конце концов, приведет к поломке.

Когда топливо подается меньшими объемами, то уровень напряжения возрастает и справиться с ним поршень уже не может, в результате чего он просто зависает. А это означает, что топливный механизм подает меньше топлива. И в обратном случае, если горючее подается в больших количествах, то поршень двигается активнее, а насос низкого давления гонит больше горючего.

Устройство ТННД

ТННД состоит из:

Приводного вала;
Ротора с определенным количеством лопастей;
Статора;
Диска распределения;
Регулятивной приводной шестерни;
Муфты соединения.

Устройство топливного насоса низкого давления

Когда ротор начинает свое движение, то его лопасти начинают сближаться со статором и под влиянием центробежной силы возникают определенные камеры. Так как внутри существует определенное напряжение, то из этих камер горючее направляется непосредственно к ТНВД. Для этого используются специальные каналы в диске распределения. При этом незначительное количество горючки направляется в клапан редукции, если давление создается больше, чем настроено системой.

Так как оба устройства неразрывно связаны, то для поддержания необходимых условий используется топливный сливной дроссель (в виде жиклера), вкрученный в насос высокого давления. Таким образом, конструкция этой детали позволяет создавать необходимые условия в камерах в зависимости от скорости движения приводного вала. Такая конструкция подходит для дизелей, но есть и другие виды, о которых речь пойдет дальше.

Виды ТННД

Топливный насос низкого давления используется абсолютно на всех машинах любого года выпуска и марки. Без него обойтись не получится, так как именно он выкачивает горючее из бака и подает его в остальную систему. Однако есть разные виды таких насосов. Например, вместе с карбюратором работает слабый механический ТННД, в то время как на инжекторах устанавливается более серьезный топливный электронасос. В дизельных же моторах такой топливный насос транспортирует горючее исключительно к ТНВД.

Механический тип

Механический вариант устанавливается на блоке цилиндров и крепится обычными винтами. Его работа обеспечивается валом коленчатого типа с эксцентрическим кулачком. Нажатие на кулачек приводит к сокращениям и таким образом бензин подается в камеру. Для предотвращения попадания топлива обратно используется специальный клапан. При последующих нажатиях топливо поступает в карбюратор, где и сгорает.

Кстати, механический тип устройства позволяет легко завести машины после длительного простоя. Для этого можно вручную подкачать топливо и пересыхание не станет проблемой.

Механический топливный насос низкого давления

Электрический тип

С появлением инжектора и внедрения большого количества электрических устройств, использование механического нагнетателя стало просто невозможным, так как он не справлялся со своими функциями и не создавал нужного низкого давления.

Электронасос в упрощенном виде состоит из насосного элемента и приводного электрического двигателя в корпусе. В нем же размещен фильтр, топливозаборник и датчик расхода бензина. Работает он по схожей схеме с механическим вариантом, за исключением того, что топливо перемещается в системе с помощью того самого электродвигателя.

Топливный насос низкого давления располагается внутри бака. Многие считают, что это небезопасно, но это ложное мнение. Если в механических вариантах этого устройства часто перегревался бензин из-за тепла, выдаваемого двигателем, то на электрических вариантах такой проблемы нет. Бензин без перерыва движется по системе топливных трубок и это не дает ему нагреваться до предельных температур. То есть, такое расположение способствует сохранению нормальной температуры, ведь расстояние до источника тепла максимальное.

Более того, из-за непрерывного контакта элементов конструкции и бензина исключается возможность возникновения коротких замыканий, приводящих к возгоранию.

Электрические варианты устанавливаются и на дизельные машины. Сейчас они служат в качестве дополнения в системе и используются для транспортировки дизеля к ТНВД.

Здесь топливный насос низкого давления очень часто объединен с насосом высокого давления. Это объясняется необходимостью постоянной подачи топлива для обеспечения стабильной работы на разных оборотах.

Что такое топливный насос низкого давления, его устройство, принцип работы и назначение

В топливных автомобильных системах множества двигателей, из-за их конструктивных моментов и принципа их работы, применяются ТНВД. Речь идёт о топливных насосах именно высокого давления.

Многие про них слышали, кто-то сталкивался лично. А вот про насосы низкого давления почему-то говорят намного реже. Хотя в действительности это также важный компонент топливной системы ДВС. Его ещё также называют подкачивающим.

Что это такое

Прежде чем детально разобрать и устройство, и принцип работы, на котором основан ТННД, следует вникнуть в суть этого агрегата. Нужно как минимум понять, что это такое, для чего используется и где стоит в автомобиле. Важно уловить назначение приспособления. Это во многом упростит дальнейшее понимание устройства.

Задача наноса низкого давления заключается в том, чтобы создать оптимальные условия для работы все системы топливоподачи в машине. В зависимости от конкретного автомобиля, на разные машины могут устанавливаться различные виды устройств.

ТННД выступает как элемент, используемый для доставки топлива к ТНВД.

То есть два предусмотренных системой насоса непосредственно связаны друг с другом. В основном помпу низкого давления размещают непосредственно на коробе фактически главного насоса, то есть устройства высокого давления, либо около него. Между ними предусмотрено соединение на основе специальных трубок. По ним протекает топливо, параллельно проходя через очищающие фильтры. Это система грубой и тонкой фильтрации, что необходимо для удаления всех посторонних примесей, присутствующих в горючем.

Электрический топливоподкачивающий насос

Рис. Схема электрического топливоподкачивающего насоса: А — насосная секция. В — электромотор. С — крышка. 1 — сторона нагнетания; 2 — якорь электромотора; 3 — роликовый насос; 4 — перепускной клапан; 5 — сторона всасывания.

Топливоподкачивающий насос с автономным электрическим приводом используется только в двигателях легковых и легких коммерческих автомобилей. Этот насос служит не только для подачи топлива в ТНВД, но и в составе системы текущего контроля прекращает подачу топлива в случае аварии.

Рис. Насосная секция роликового топливоподкачивающего насоса с электрическим приводом: 1 — сторона всасывания, 2 — ротор, 3 — ролик, 4 — опорная плита, 5 — сторона нагнетания.

Начиная с прокручивания двигателя стартером, электрический топливоподкачивающий насос работает с постоянной частотой вращения, независимо от частоты вращения двигателя. Это означает, что насос постоянно подает топливо из топливного бака в ТНВД через фильтр тонкой очистки топлива. Излишнее топливо направляется обратно в бак через перепускной клапан.

Контур безопасности служит для прекращения подачи топлива в случае, когда зажигание включено при неработающем двигателе.

Существуют два варианта установки топливоподкачивающих насосов с электрическим приводом — в линию низкого давления между топливным баком и фильтром тонкой очистки топлива, и внутри топливного бака. Первые крепятся к кузову автомобиля, а вторые устанавливаются на специальных опорах внутри топливного бака. Кроме наружных электрических и гидравлических соединений, на этих опорах также крепится фильтр-топливоприемник, индикатор уровня топлива и тангенциальная полость, служащая как резервуар топлива.

Электрический топливоподкачивающий насос включает в себя три функциональных элемента:

насосную секцию (А);
электромотор (В);
крышку (С).

Имеется множество различных вариантов насосных элементов, применяемых в зависимости от конкретной области применения насоса. В топливной системе CR используется роторный топливоподкачивающий насос роликового типа (насос прямого вытеснения). Такой тип насоса включает в себя эксцентрично расположенную камеру с установленным в ней ротором и роликами, которые могут перемещаться в прорезях ротора. Вращение ротора вместе с создаваемым давлением топлива заставляют ролики перемещаться на периферию прорези, прижимаясь к рабочим поверхностям. В результате ролики действуют как вращающиеся уплотнители, посредством чего между роликами соседних прорезей и внутренней, рабочей поверхностью корпуса насоса, образуется камера.

Создание давления определяется тем, что при закрытии входной серпообразной полости объем камеры постоянно уменьшается, и когда выходное отверстие открывается, топливо течет через электромотор и выходит из штуцера в крышке на нагнетательной стороне насоса.

Электромотор включает в себя постоянный магнит и якорь, конструкция которого определяется требуемой величиной подачи при данном давлении в линии низкого давления. Электромотор и насосный элемент расположены в общем корпусе. При работающем насосе они постоянно омываются топливом, так что постоянно охлаждаются. Такая конструкция позволяет получить хорошую характеристику электромотора без необходимости создания сложных уплотнительных элементов между насосной секцией и электромотором.

Крышка на нагнетательной стороне имеет электрические выводы и штуцер для гидравлического соединения. В ней также могут быть установлены помехоподавляющие элементы.

Особенности устройства

Теперь стоит ознакомиться с устройством современных топливных насосов низкого давления, то есть просто сокращённо ТННД.

В составе этого компонента есть несколько основных элементов. ТННД является устройством, собранным из:

приводного вала;
ротора с лопастями в определённом количестве;
статора;
диска распределительного типа;
соединительной муфты;
приводной регулятивной шестерни.

Чтобы лучше понять устройство рассматриваемого насоса низкого давления, стоит изучить некоторые дополнительные нюансы.

У топливоподкачивающего насоса, что во многом отображает суть устройства, ротор начинает своё активное движение.
В этот момент роторные лопасти постепенно приближаются к статору и за счёт центробежной силы внутри возникают так называемые камеры.
Учитывая, что внутри присутствует напряжение, из этих камер горючее начинает следовать к насосу, только уже высокого типа давления. Для этого конструкцией предусмотрены специальные топливопроводящие каналы в используемом распределительном диске.
Параллельно определённый объём топлива следует к клапану редукции. Это происходит именно в том случае, когда давление оказывается больше, чем требуется согласно настройкам системы.

Следует понимать, что два насоса имеют непосредственную связь друг с другом. Поэтому для поддержки оптимальный условий, конструкцией предусмотрен сливной дроссель. Это своего рода жиклер, вмонтированный непосредственно в ТНВД автомобильного двигателя. Конструкция этого элемента позволяет создавать нужные и оптимальные условия в камерах. Происходят изменения зависимости от того, с какой текущей скоростью осуществляет свои перемещения приводной вал.

Актуальные виды

Используемый в системах автомобильных ДВС топливный насос низкого давления может демонстрировать на выходе различные характеристики и конструктивные особенности. Все ТННД можно разделить на 2 основные группы:

механические;
электрические.

Представить себе современный авто, будь он бензиновым или дизельным, без ТННД невозможно. Ведь именно с помощью этого устройства топливо выкачивается из бака, и подаётся для дальнейшей работы ДВС.

Сначала рассмотрим механические устройства.

Если говорить про механический тип, то такие ТННД в основном встречаются на старых карбюраторных двигателях. Монтируется на блок цилиндров, фиксируется простым винтовым соединением. Работа выполняется за счёт коленчатого вала, имеющего эксцентриковый кулачок. При нажатии на этот кулачок происходят сокращения, и бензин подкачивается в камеру.

Чтобы топливо не выливалось обратно в бак, в этом узле дополнительно используется специальный невозвратный клапан. Последующие активные нажатия способствуют поступлению горючего в карбюратор для последующего сгорания.

С помощью механических ТННД упрощается пуск двигателя при длительных стоянках. Для этого топливо подкачивается вручную, через специальный рычажок в салоне.

Более продвинутым и современным решением стал электрический тип устройства.

Он актуален для инжекторных автомобильных двигателей, поскольку инжектор повлёк за собой использование большого числа всевозможного электрического оборудования. В итоге нагнетать механическим путём топливо стало уже невозможно. Он не мог выполнять свои задачи и нужного давления соответственно уже не создавал, учитывая требования новой системы.

Шестеренчатые ТННД

Шестеренчатые ТННД напоминает устройство масляных насосов. Подобная конструкция также довольно распространена. Ключевые моменты:

В качестве основы конструкции выступает корпус. Он имеет высокую степень герметичности и прочности.
Внутри корпуса расположены две шестерни, которые находятся в зацеплении. Обе шестерни имеют размеры, при которых зубцы соприкасаются с поверхностью корпуса. За счет этого обеспечивается создание герметичных камер.
На момент вращения шестерни захватывают топлива, после чего выбрасывают его в отводящие отверстия.

Рассматриваемому механизму присущи все достоинства и недостатки, которые свойственны роторным вариантам исполнения. Однако, шестеренчатые характеризуются более простой и надежной конструкцией, они дешевле обходятся в обслуживании, за счет чего получили весьма широкое распространение. Поршневой вариант исполнения насоса

Поршневые конструкции также получили весьма широкое распространение. Насосы низкого давления бывают двух типов:

Однократного действия. В этом случае за один цикл отводится максимальное количество топлива.
Двукратного действия. Подобное устройство характеризуется тем, что за один рабочий цикл выполняется два накачивания топлива.

Более простую конструкцию имеет насос однократного действия. Его особенности:

В качестве основы применяется литой корпус.
В корпусе есть впускная и нагнетательная камера, центральная область для движения поршня.
Единую конструкцию создает поршень, шток, цилиндрический толкатель, ролик с эксцентриковым кулачковым валом.
Во всасывающей полости расположен впускной клапан, через который топливо втягивается из бака. Выпускное отверстие расположено в нагнетательной секции.

На момент работы поршень создает возвратно поступательное движение. Подобная конструкция менее практична, но также встречается довольно часто по причине высокого КПД. Вариант исполнения двукратного действия имеет более сложную конструкцию, но за счет этого существенно повышается эффективность механизма.

Преимущества установки ТННД

Применение современных топливных насосов высокоэффективных низкого давления в составе топливной системы различных автомобилей и двигателей даёт ряд объективных и важных преимуществ.

Стоит акцентировать внимание на наиболее значимых моментах.

Это важнейший компонент всей питающей системы ДВС. С его помощью эффективно подаётся топливо к ТНВД, и дополнительно прогоняется горючее через установленные фильтры грубой и финишной тонкой очистки. Это минимизирует вред, наносимый двигателю от низкокачественного горючего.
За счёт используемого подкачивающего насоса стабилизируется работа автомотора в различных режимах и при разных параметрах оборотов двигателя.
Исключается ситуация, когда мотору может не хватать топлива при работе в условиях повышенных нагрузок, требующих повышенного объёма горючего для стабильной работы.
ТННД можно установить на автомобиль при его штатном отсутствии. Монтируют его непосредственно в бак, либо врезают в топливную магистраль после выхода из бака.
За счёт подкачивающего насоса можно частично или полностью решить проблему небольшого завоздушивания питающей системы из-за длительной стоянки автомобиля.
Применение такого устройства позволяет упростить и облегчить пуск двигателя при заморозках и при продолжительных стоянках. Особенно это актуально для дизельных ДВС.

Автомобили с качественными и эффективными ТННД, как отмечают сами автовладельцы, легче заводятся, требуют меньше оборотов стартера для пуска. В различных режимах двигатели функционируют стабильнее. В определённых ситуациях наблюдается небольшой прирост по мощности, поскольку насос продолжает обеспечивать двигатель требуемым объёмом топлива, даже когда ДВС работает в условиях повышенных оборотов.

ТННД действительно важный, а порой незаменимый компонент автомобильной топливной системы. Выходит он из строя не так часто, поэтому особых проблем с ним у автовладельцев не возникает.

Советы и рекомендации

Следует отметить, что перед покупкой бензонасоса необходимо тщательно изучить его характеристики по производительности и давлению, потребляемому току и т.д. В ряде случаев может возникнуть ситуация, когда устройство не в состоянии нормально работать с тем или иным карбюратором.

Дело в том, что засорение фильтров повышает нагрузку на насос, в результате чего устройство может перегреваться или выйти из строя. Как правило, в случае проблем с фильтрами, сначала производительность насоса падает, затем двигатель может начать работать неустойчиво, пропадает мощность и ухудшается тяга. Игнорирование данных симптомов не только затрудняет эксплуатацию автомобиля, но и в значительной степени сокращает срок службы электрического бензонасоса.

Механический и электрический бензонасос, конструкция и принцип действия устройства, виды насосов и основные неисправности, особенности эксплуатации

Как определить, почему бензонасос не качает или плохо работает. Давление в топливной рампе, диагоностика насоса. Проводка, реле, предохранители бензонасоса.

Причины свиста и повышенного шума во время работы бензонасоса, перегрев насоса. Как самому провести диагностику и устранить поломку. Советы и рекомендации.

Устройство топливных насосов высокого и низкого давления

Определение топливного насоса низкого давления

Для создания системы впрыска дизельного топлива устанавливается топливный насос низкого давления. Его основное предназначение заключается в подаче топлива с бака в насос высокого давления. Ступенчатая работа позволяет добиться от оборудования более высокой эффективности. Рассматриваемый агрегат выполняет несколько функций:

Подача требуемого количества топлива.
Создание достаточного избыточного давления на входе в ТНВД. В противном случае вся система не сможет функционировать правильно.
Создание требующего разрежающего давления во всасывающем патрубке, которого достаточно для забора топлива из бака при учете установленного фильтрующего элемента.
Обеспечения давления, достаточного для преодоления сопротивления, созданного фильтром тонкой очистки.
Предотвращения эффекта, связанного с выделением пузырьков легких летучих компонентов при движении топлива в системе. Подобное явление встречается при транспортировке топлива в системе при высокой температуре окружающей среды.

На сегодняшний день ТННД выполняется в виде отдельного компонента, который монтируется вместе с другими узлами. Основная область применения является питание дизельного двигателя. Стоит учитывать, что выход из строя рассматриваемого узла приводит к неработоспособности всей системы.