Автомобильный электробензонасос: устройство, принцип действия. Блог › Все о бензонасосе, принцип работы и виды 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.

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:

Механические;
Электрические.

1. Механический тип

Бензонасос механического типа используется на . 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.

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.

Видео: Как работает бензонасос

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:

Первый из них является электрическим, установлен в баке, и он обеспечивает заполнение топливом системы.
Второй насос – высокого давления (ТНВД), имеет механический привод и в его задачу входит обеспечение значительного давления топлива перед подачей его на форсунки.

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;
шестеренчатый;
центробежный (турбинный);

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.

Представьте себе такую ситуацию: вы проспали, спешите на работу или дети опаздывают в школу. Итак, вы быстро допиваете еще очень горячий кофе, впопыхах берете ключи и плащ и мчитесь к автомобилю чтобы его прогреть. Пробуете его завести, а он никак не реагирует на ваши действия. Вы стараетесь еще раз, и еще, собираете всю волю в кулак, и пробуете в «последний третий раз», но вскоре понимаете, что сегодня таки не ваш день. Вот это и называется законом подлости, или, возможно, неисправностью электробензонасоса?

Как так? Присмотритесь к одометру в вашем автомобиле: если он показывает 80 000 км, а тем более 170 000 км, причина того, что ваш автомобиль не заводится очевидна. Скорее всего, в бензонасос больше не проводится транспортировка горючего под достаточными показателями давления. Также, очень часто водители жалуются на то, что автомобиль постоянно глохнет на пол пути, или же уровень мощности двигателя при эксплуатации желает лучшего. Причина в недостаточности давления в топливном насосе.

Как ни крути, но такая, казалось бы небольшая деталь как бензонасос, способна предугадать ход работы целого двигателя. Поэтому, каждому автолюбителю необходимо знать из чего он собственно состоит и по какому принципу он работает. Так как наука и технологии стремительно идут вперед, и наряду с механическими бензонасосами, на сегодня, повсеместно в топливные баки устанавливают бензонасосы с электроприводом, мы тоже не будем отставать и расскажем о конструкции и принципе работы именно электробензонасоса. Итак, что это и «с чем его едят»? Давайте посмотрим.

1. Назначение электробензонасоса

Ни для кого не секрет, что на сегодня весь современный автомобильный транспорт комплектуется двумя видами насосов: механическим и электрическим. Главным отличием первого от второго является сфера использования бензонасоса. Так, механический топливный насос принято использовать в автомобилях карбюраторного типа. Именно здесь производится подача бензина в карбюратор под низким давлением. Электрическим бензонасосом комплектуют автомобили с топливными системами непосредственно инжекторного типа, где бензин подается под давлением. В чем же предназначение электробензонасоса?

Если говорить в целом, электробензонасос является достаточно сложным по конструкции и функциям узел автомобиля. Его функции идентичны работе диафрагменного или плунжерного насоса. Что же он делает? Электробензонасос используется для подачи топлива к форсункам по топливопроводам. Как известно каждому автолюбителю, нормальная работа форсунок в автомобиле напрямую зависит от создания в топливной системе определенного давления. Исходя из этого, конструкторы автомобилей успели предусмотреть работу электробензонасоса еще до запуска двигателя.

Если кратко говорить о построении электробензонасоса, то можно сказать, что он состоит из электрического двигателя и, конечно же, механического насоса (может быть разный: роликовый, вихревой, шестеренчатый, а также турбинный). Сам электробензонасос не имеет отдельной системы смазки, так как он и без того постоянно находится в топливе, поэтому топливо самостоятельно является для такого вида бензонасоса и охлаждающей жидкостью и жидкостью для смазки узла. Местонахождение электробензонасоса определяется маркой автомобиля.

Бензонасос на электрической тяге может быть установлен как внутри бака, так и снаружи бака прямиком возле него. Если говорить о работоспособности электробензонасоса, следует отметить, что, в среднем, он может прокачать где-то 1-2 литра в минуту. Такая работа возможна при давлении в 2,5-5 атмосфер. Выравнивание рабочего давления до необходимого продуктивного показателя можно воспользовавшись специальным регулятором в топливной реке.

Если говорить о поломках, то можно сказать что они бывают двух типов: механические и электрические. Как показывает практика, последние случаются довольно редко. Если пробег вашего автомобиля равен 150 тысячам, единственное что может выйти из строя так это щетка или коллектор электромотора.

Как правило, электрические насосы, в отличии от механических, которые крепят с внешней стороны топливного бака, устанавливаются на внутренней его стороне. Бывают и такие модели автомобилей, которые используют и два бензонасоса. Один выполняет свои функции на довольно больших объемах под малым давлением, непосредственно внутри бака, а другой эксплуатируется на незначительных объемах под большим давлением, на самом двигателе или вовсе около него. Как правило, под малым давлением работают именно механические бензонасосы. Теперь давайте поподробнее рассмотрим принцип работы электрического бензонасоса.

2. Как работает электробензонасос

Если говорить в общем, электрический бензонасос проделывает проталкивание бензина в двигатель. Если брать во внимание старинные автомобили, на таковых бензонасос работает с неизменимой скоростью. Напротив, скорость работы топливного насоса в современных автомобилях напрямую зависит от требований двигателя.

Как правило, контроль над всей работой электрического бензонасоса производится электронной системой автомобиля, которая помимо положения дросселя и содержания выхлопов принимает во внимание и соотношение воздуха к горючему. Исходя из того факта, что электробензонасосы предназначены для работы под давлением, они склонны быстро нагреваться и издавать шум. Собственно поэтому их и помещают в топливный бак, так как бензин способен охладить топливный насос и, к тому же, заглушить все существующие шумы.

Как правило, электрический бензонасос от того и электрический, что его запускают с помощью электродвигателя. В то время как вы включаете зажигание поворачивая замок на включение, именно в этот момент из бортового компьютера исходит сигнал на запуск бензонасоса. Затем к топливному насосу поступает электрический заряд. Движок, который находится внутри насоса на протяжении нескольких секунд вращается и при этом работает над созданием в топливной системе нужного давления. Важным является тот факт, что если в компьютер на протяжении двух секунд не поступает сигнал о работе двигателя, в таком случае насос производит автоматическое выключения. Данная операция проводится с целью безопасности.

Именно в эти первые секунды после того, как двигатель запустился можно услышать как же работает топливный насос. После запуска, происходит засасывание горючего через трубочку прямиком в насос, которое после этого выводится из топливного насоса посредством одностороннего клапана. После этого горючее попадает в , выполняющий функции задерживания мусора и прочей грязи, а потом уже поступает непосредственно в сам двигатель.

Работа топливного насоса напрямую зависит от работы двигателя, поэтому если двигатель не работает, не будет работать и электробензонасос. Как мы уже говорили, неисправности электрического характера случаются довольно редко. Намного чаще можно наблюдать износ нагнетающей части. Как показывает практика, причиной такой поломки являются присутствующие в горючем разнообразные механические примеси, которые могут абразивно действовать на трущиеся поверхности насоса. Такие примеси могут более всего навредить в том случае, когда топливный бак почти пуст. На значительную потерю давления может повлиять загрязнение сетки топливоприемника, а также несвоевременная замена фильтра тонкой очистки топлива. Диагностировать поломку можно общепринятым способом используя манометр давления в топливной системе, именно в тот момент, когда двигатель находится в рабочем состоянии.

Важно помнить, что если вы хотите заменить топливный фильтр, вам нужно помнить, что замена должна производиться непосредственно перед самой проверкой, для того, чтобы предотвратить возможные искажения в показаниях Если вы обнаружили, что отметка показывает низкое давление, специалисты советуют провести проверку, а возможно и очистку сетки топливоприемника.

Если после проделанных операций давление будет по-прежнему ниже двух атмосфер, вам нужно провести замену электробензонасоса. Полностью проделать такую операцию в домашних условиях и без участия специалистов невозможно. Единственное что вы сможете сделать, так это проверить электрическую часть насоса. Как правило, исправно работающий электродвигатель издает звуки, похожие на жужжание при включенном зажигании.

Не лишним было бы отметить, что именно при работе механической части электробензонасоса и достигается давление в системе. Важно помнить, что неисправный электробензонасос по сути не подлежит ремонту на СТО, техцентры могут произвести разве что его замену. Все же, некоторым сервисам удается успешно отреставрировать топливный насос. К слову, цена на новый насос составляет одну третью всего узла.

Многие задаются вопросом, как же продлить работоспособность топливного насоса. Во-первых , нужно всегда следить, чтобы в баке постоянно было топливо нормального качества и, желательно, заполняло бак на не менее две трети объема. Конечно, в идеале бак должен всегда быть полным. На сегодня, современные автомобили используют плоские баки, поэтому даже 10-15 литров при маневрах могут оголить насос в значительной степени. Это грозит насосу тем, что он будет захватывать воздух, а в процессе эксплуатации это крайне нежелательно. Если же в зимнюю пору, бак будет недостаточно наполнен, то по большое вероятности в нем образуется конденсат. Специалисты советуют особенно тщательно подойти к этой проблеме, которая может доставить много неудобств.

Наиболее распространенными «вредителями» электробензонасоса являются, как мы уже говорили, механические примеси. Бороться с ними можно и нужно. Во-первых , можно заправляться на АЗС в канистру, а уже после этого заливать топливо в бак, используя дополнительный фильтр. Данный способ борьбы с механическими примесями является достаточно эффективным, но крайне неудобным.

Также можно использовать специальные насадки, в основу которых идут различные спирты, которые могут выводить из бака воду. Но как ни крути, механические способы на сегодня являются наиболее эффективными и надежными.

3. Из чего состоит электробензонасос

Если говорить в общем о конструкции любого электробензонасоса, можно сказать что он состоит из двух очень важных узлов, а именно из электродвигателя постоянного тока, а также гидронагнетателя. Оба узла объедены в одном корпусе и соединённые между собой механически. Узел гидронагнетателя включает в себя предохранительный клапан для сброса лишнего давления, а также обратный клапан, который находится на выходе самого бензонасоса (возможно и размещение и за его пределами).

Последний способен воспрепятствовать сливу топлива из магистрали в бензиновый бак. Также за его участия происходит сохранение давления в магистрали при выключении данного бензонасоса. Сам гидронагнетатель по принципу действия принято делить на центробежный и объёмный. Первый бывает турбинным, нагнетающая деталь которого напоминает крыльчатку с большим количеством лопастей, а второй бывает шестеренчатым и роликовым.

Поскольку электробензонасос представляет собой начало подачи , как правило, на его работу воздействуют все предшествующие узлы, посредством которых он систематически прокачивает топливо. Исходя из этого, при какой-либо диагностике бензонасоса вам нужно будет принять во внимание все особенности схемы построения топливоподачи, а также воздействие отдельных узлов на всю работу электробензонасоса.

Итак, система подачи топлива может строиться исходя из двух схем. Первой является «короткое» топливное кольцо (возврат топлива в бак от начала топливной системы), вторая идет по «длинному» кольцу (возврат неиспользованного топлива форсунками в бак от места их установки).

Подписывайтесь на наши ленты в

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 .

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.

Любая система впрыска топлива, которая устанавливается на современном автомобильном двигателе внутреннего сгорания, снабжена бензонасосом с приводом от электродвигателя постоянного тока. Электрический бензонасос может быть расположен как внутри бензобака, где, в таком случае, он будет погружен в бензин, так и рядом с ним под днищем кузова автомобиля.

В качестве примера рассмотрим устройство и принцип работы погружного электробензонасоса производства BOSCH серии 0580254, который используется во всех модификациях системы впрыска топлива «К-Jetronic».

Рис. 1. Конструкция автомобильного электробензонасоса
1 - выходной штуцер; 2 - обратный клапан; 3 - электроклемма; 4 - коллектор; 5 - щеткодержатель с пружиной и щеткой; 6 - статорный постоянный магнит; 7 неподвижная ось для якоря электродвигателя и для ротора насоса; 8 - якорь электродвигателя; 9 - сцепная вилочка; 10 - центробежный ролик; 11 - крышка нагнетателя с выпускной щелью; 12 - статор нагнетателя с эксцентрической цилиндрической полостью; 13 - ротор нагнетателя с пятью центробежными роликами; 14- донце нагнетателя с входной щелью; 15 - входное отверстие; 16 - сетка фильтра грубой очистки топлива; 17 - выпускное отверстие; 18 - клапан сброса; 19 - выемка в днище бензобака.

На рис. 1 приведено схематическое изображение конструкции электробензонасоса. Его приводной частью является электродвигатель постоянного тока с двумя постоянными магнитами 6, расположенными на статоре, и с двенадцатисекционной рабочей обмоткой, намотанной на 12-пазном якоре 8. Якорь барабанного типа. Якорная обмотка петлевая, короткозамкнутая, по отношению к внешней электрической цепи, - разделена щетками на две параллельные ветви. Всего в обмотке 288 витков медного провода диаметром 0.6 мм, по 24 витка в каждой секции. Два статорных магнита создают постоянное магнитное поле В" с полюсами N и S, которое пронизывает магнитные массы и витки якоря электродвигателя. Коллектор 4 имеет 12 ламелей, которые попарно соединены с бортовой электрической сетью напряжением 12 Вольт посредством подпружиненных щеток 5 и двух внешних электроклемм 3. Щетки к клеммам подсоединены многожильным гибким медным проводом. Клеммы выведены за пределы корпуса бензонасоса (обозначены соответственно «+» и «-») и имеют герметическое уплотнение.

Электробензонасос устанавливается на переходную площадку, посредством которой он крепится к бензобаку. При этом приемный торец электробензонасоса с сетчатым фильтром 16 грубой очистки топлива опускается точно в выемку 19 днища бензобака. Рабочее положение электробензонасоса БОШ-0580254 вертикальное.

Электродвигатель рассчитан на рабочее напряжение 12 В и в нагруженном режиме потребляет.ток до 6 А. Мощность электродвигателя примерно 80 Вт.

Принцип работы электродвигателя можно объяснить с помощью рис. 2.

На клеммы +М и -М подается напряжение 12 В от бортовой сети автомобиля через схему управления электробензонасосом. Эта схема включает электродвигатель бензонасоса в момент пуска двигателя внутреннего сгорания на 3...5 с, а во время работы двигателя автомобиля удерживает его постоянно включенным. Если двигатель внутреннего сгорания заглохнет при включенном зажигании, схема управления отключает электробензонасос от бортовой сети до следующего пуска двигателя автомобиля.

Под действием бортового напряжения 12 В по виткам рамки R якоря электродвигателя начинает протекать пусковой ток I я. Этот ток, согласно закону Ома равный U c R я (где U c - напряжение бортовой сети, R я - омическое сопротивление обмотки якоря), вступает в электромагнитное взаимодействие с магнитным полем В" постоянного магнита статора. Как следствие, на рамку R начинают действовать две механические силы F1 и F2, каждая из которых согласно закону электромагнитной индукции определяется по формуле: F=BLI cosα, где L - суммарная активная длина витков рамки R; В - индукция магнитного поля; α - угол поворота рамки R относительно направления поля В7. Направление действия силы F легко определяется по правилу левой руки.

Силы F1 и F2, приложенные в противоположных направлениях к оси вращения якоря, образуют вращающий момент М я, который посредством сцепной вилочки (рис. 1, 9) передается ротору шиберного бензонасоса. Момент определяется по формуле: М я =(F1+F2)r, где r - приведенный радиус якоря.

Следует заметить, что сцепная вилочка выполнена из жесткой, но ломкой пластмассы и при заклинивании ротора бензонасоса (например, при замерзании зимой случайно попавшей в бензобак влаги) должна сломаться, предотвращая тем самым короткое замыкание электродвигателя насоса.

После пуска электродвигателя ток якоря I я значительно уменьшается. Это явление имеет место потому, что, во-первых, якорь сам становится вращающимся постоянным магнитом и силой этого магнита ослабляет магнитное поле В" статора электродвигателя (реакция якоря), во-вторых, ток I я при работе электродвигателя ослабляется противоэлектродвижущей силой и постоянно переключается по виткам якоря коллекторно щеточным механизмом, за счет чего его среднее значение становится меньше тока заторможенного якоря.

Частота вращения якоря электродвигателя, а следовательно, и ротора насоса, не регулируется, так как зависит только от приложенного к клеммам электродвигателя напряжения и в незначительной степени от механической нагрузки на ось. Новый электробензонасос BOSCH - 0580254 при напряжении 12В может развивать давление на заглушенном выходном штуцере (рис. 1, 1) до 7,8 бар. Клапан сброса (рис. 1, 18) отторирован на 6,8 бар. При этом электродвигатель насоса вращается с частотой до 100 об/с. Производительность насоса около 1,8 дм 3 /мин, что значительно выше потребления топлива двигателем внутреннего сгорания в форсированном режиме.

Для поддержания требуемого давления в системе и для сброса излишнего бензина обратно в бензобак все системы питания современных двигателей внутреннего сгорания оборудованы обратным бензопроводом и регулятором давления в рабочей топливной магистрали, благодаря чему давление, развиваемое бензонасосом, поддерживается постоянным (для Bosch-0580254 около 6 бар).

Бензоподающим устройством электробензонасоса является шиберный гидронагнетатель (рис. 1, 10-18), который работает по принципу проталкивания отдельных порций бензина центробежными роликами через эксцентрическую насосную полость.

Рис.3 Составные части шиберного бензонасоса.

Основные составные части шиберного бензонасоса (рис. 3) следующие: ротор R с роликами Р, статор С с эксцентрической насосной полостью S, донце А с впускным отверстием L и крышка В с выпускным отверстием М.

В собранном виде центробежный насос представляет собой трехслойный пакет, в средней части которого между крышкой В и донцем А образована главная насосная полость S, эксцентрично сдвинутая относительно центра вращения ротора R, в которой и вращается ротор R с роликами Р.

Работает центробежный гидронагнетатель следующим образом. Ротор нагнетателя приводится во вращение вышеописанным способом. Под действием центробежных сил все ролики нагнетателя плотно прижимаются к стенке эксцентрической статорной полости и начинают кататься по стенке. Эта полость является главной насосной полостью нагнетателя. Там, где ротор нагнетателя вплотную подходит к стенке насосной полости (рис. 3, б, Р1), ролики почти полностью утапливаются в направляющие пазы. Там, где зазор между ротором и статором нагнетателя максимален (рис. 3, б, Р2), центробежные ролики выступают из пазов почти на половину своего диаметра. Таким образом через впускную щель (рис. 3, а, L) насосной полости S происходит захват очередной порции бензина очередным набежавшим роликом. Эта порция интенсивно проталкивается в выпускное отверстие (рис. 3, в, М) крышки нагнетателя и оттуда вверх, через все детали электродвигателя, к выходному штуцеру электробензонасоса (рис. 1, 1).

Бензин не проводит электрический ток, но беспрепятственно пропускает магнитные силовые линии. Поэтому на электромагнитные процессы в электродвигателе бензин никакого влияния не оказывает. Вязкость бензина очень низкая, и поэтому гидромеханическое сопротивление слоев бензина, протекающих через рабочий "воздушный" зазор электродвигателя, также незначительно.

Прокачка бензина через «внутренности» электродвигателя повышает его надежность. Имеет место постоянная и эффективная промывка коллекторно щеточного механизма и смазка проточным бензином оси вращения, на которой вращаются ротор нагнетателя и якорь электродвигателя.

В конструкции электробензонасоса нет подшипников качения. А втулки скольжения с плотной посадкой на ось лучше работают с жидкой смазкой, которой в данном случае является бензин. Помимо сказанного, бензин интенсивно охлаждает электродвигатель, который никогда не перегревается. Как следствие, электробензонасосы с прокачкой бензина через внутреннюю полость электродвигателя обеспечивают работу двигателя автомобиля до 200 тыс. км пробега.

Следует заметить, что расположение электродвигателя бензонасоса в бензобаке на первый взгляд вызывает недоумение. Действительно, хорошо известно, что в коллекторно щеточном механизме электродвигателя может возникать интенсивное искрение. Это может стать причиной взрыва бензобака, когда он пустой, а концентрация паров бензина соответствующая. Однако фирма BOSCH выпускает погружные электробензонасосы более 30 лет и случаев взрывов бензобака не зарегистрировано. Объясняется этот феномен так: электроконтактная пара "щетка-ламель" не искрит, так как, во-первых, работает в режиме переключателя малых энергий, во-вторых, ее компоненты изготовлены из специально подобранных электропроводных материалов, и, в-третьих, в электродвигателе с короткозамкнутой петлевой обмоткой на якоре искрение в коллекторно щеточном механизме ограничено встречно-параллельным соединением рабочих ветвей якорной обмотки на щетках. Кроме этого, бензонасос и его электродвигатель при работе постоянно наполнены бензином, искрение в котором практически невозможно. За счет герметичности в системе топливного питания, в бензонасосе бензин или его чрезмерно богатая смесь присутствует даже тогда, когда бензобак пустой.

Таким образом, вероятность взрыва бензобака от присутствия в нем электробензонасоса практически сведена к нулю.

Бензонасос предназначен для поступления топлива из бака к двигателю автомобиля. Расскажем что такое бензонасос автомобиля, как он работает и узнаем разницу между механическим и электрическим бензонасосом.

Что такое бензонасос?

Бензонасос - подает топливо в двигатель. Он нужен потому, что двигатель и бензобак находятся в противоположных концах автомобиля.

В современных автомобилях устанавливаются два типа бензонасосов: механические и электрические. Механические бензонасосы обычно применяются в автомобилях карбюраторного типа, при этом топливо в карбюратор подается под низких давлением, а электрические - в топливных системах инжекторного типа с подачей топлива под давлением.

Механические бензонасосы крепятся снаружи топливного бака, а электрические бензонасосы внутри топливного бака. А в некоторых двигателях устанавливаются два бензонасоса: один, работающий на больших объемах под низким давлением, внутри топливного бака, а другой, работающий на малых объемах под высоким давлением, на двигателе или около него.

Механические бензонасосы работают по принципу засасывания топлива из топливного бака в двигатель. Расстояние между карбюратором и насосом небольшое, поэтому они могут работать под низким давлением.

Устройство системы питания автомобиля и работа бензонасоса

Электрические бензонасосы как бы проталкивают топливо в двигатель. Работа электрического бензонасоса контролируется электронной системой автомобиля, которая принимает в расчет положение дросселя, соотношение воздуха к топливу и содержание выхлопов.

Так как электрические бензонасосы работают под давлением, то они довольно шумные и быстро нагреваются. Именно по этой причине их размещают в топливном баке - топливо охлаждает бензонасос и глушит шумы.

Как работает бензонасос?

Бензонасосы запускаются при помощи электродвигателя. Когда вы поворачиваете замок зажигания на включение, бортовой компьютер дает сигнал на запуск бензонасоса. В бензонасос подается электрозаряд. Мотор внутри бензонасоса начинает вращаться в течение нескольких секунд и создает давление в топливной системе.

Если через две секунды компьютер не получает сигнал, что двигатель работает, бензонасос автоматически отключается в целях безопасности. Именно в первые две секунды после запуска двигателя можно слышать работу бензонасоса.

Далее топливо засасывается в бензонасос через трубочку и выходит из бензонасоса через односторонний клапан, попадает в топливный фильтр, который задерживает грязь и мусор и далее идет в двигатель. Бензонасос работает, пока работает двигатель.

Чаще всего бензонасос преждевременно ломается по двум причинам: грязные топливные фильтры и привычка ездить на пустом баке. В обоих случаях бензонасос работает на пределе, вырабатывая ресурс быстрее, чем это было предусмотрено изготовителем. Поэтому не ленитесь чаже менять топливные фильтры, особенно если качество топлива оставляет желать лучшего.