Топливный насос двигателя – это основной элемент, входящий в конструкцию топ­лив­ной системы бензинового силового агрегата. Топливный насос двигателя обеспечивает подачу определенного количества топлива под давлением к карбюратору (моторы кар­бю­ра­тор­но­го типа) или к форсункам (моторы с впрыском топлива).

Основными разновидностями топливного насоса двигателя являются:

• механический топливный насос
• электрический топливный насос
• центробежный топливный насос

Механический топливный насос

Механический топливный насос используется на силовых агрегатах карбюраторного типа. Он отличается механическим приводом от распредвала. Насос находится не­пос­редст­вен­но на двигателе ( см. устройство двигателя автомобиля ).

Механический топливный насос является одним из всех разновидностей поршневого насоса. В конструктивном плане механический топливный насос объединяет корпус, вклю­ча­ю­щий в себя две части, и закрытый сверху; диафрагму, установленную между нижней и верхней составляющей корпуса; шток, который имеет достаточно жесткое соединение с диафрагмой; возвратную пружину, надетую на шток; нагнетательный и всасывающий кла­па­ны в верхней области насоса; фильтр сетчатого типа в крышке насоса, а также механический привод.

Диафрагма – это главный рабочий механизм насоса. В ее конструкцию входит нес­коль­ко мембран, которые имеют прокладки между собой. Диафрагма соединяется со што­ком, который своей противоположной частью взаимодействует с составляющими ме­ха­ни­чес­ко­го привода насоса. На автомобилях отечественного производства используется конст­рук­ция, включающая в себя толкатель и рычаг с балансиром. Среди зарубежных ав­то­про­из­во­ди­те­лей распространена схема с двуплечим рычагом; по другому называют коромыслом.

Привод насоса происходит от эксцентрика распредвала ( см. как проверить рас­пред­вал ). Во время вращения эксцентрика шток с диафрагмой перемещается вниз благодаря приводу насоса, сопротивляясь усилиям пружины. Полость, находящаяся над диафрагмой, увеличивается в своих объемах; за счет возникающего разряжения топливо поступает в насос, проходя через всасывающий клапан из бака топлива. Нагнетательный клапан закрыт.

В процессе дальнейшего движения эксцентрика происходит освобождение рычага привода насоса, диафрагма перемещается вверх, за счет действия возвратной пружины. Над диафрагмой образуется давление, которое способствует открытию нагнетательного кла­па­на, после чего через нагнетательный патрубок топливо поступает в карбюратор ( см. устройство карбюратора ). Клапан, отвечающий за всасывание, закрыт. При каждом обороте эксцентрика, цикл работы насоса повторяется.

Когда поплавковая камера карбюратора полностью заполнена, запорная игла пе­рек­ры­ва­ет доступ топлива в карбюратор. При этом диафрагма находится в нижнем рас­по­ло­же­нии, а привод насоса, в свою очередь, работает вхолостую. Производительность ме­ха­ни­чес­ко­го топливного насоса регулируется автоматически за счет изменения амплитуды пе­ре­ме­ще­ния диафрагмы.

Электрический топливный насос

Электрический топливный насос используется в топливной системе бензиновых си­ло­вых агрегатов с распределенным впрыском топлива. В моторах с непосредственным топ­лив­ным впрыском, а также в дизельных силовых агрегатах ( см. устройство дизельного дви­га­те­ля ) электрический топливный насос применяется в контуре низкого давления для пред­ва­ри­тель­ной топливной подачи к насосу высокого давления ( см. топливный насос высокого дав­ле­ния ). Электрический топливный насос образует топливное давление в пределах 0.3-0.4 МПа (в моторах с непосредственным впрыском топлива – до 0.7 МПа). Применение ме­ха­ни­чес­ких топливных насосов в системах топливного впрыска невозможно из-за низкого дав­ле­ния топливной подачи.

Электрический топливный насос может размещаться в топливном баке автомобиляили в топливопроводе. Большинство сегодняшних автомобилей имеют топливный бак со встроенным электрическим топливным насосом. Данная система предоставляет насосу луч­шее охлаждение, сокращает возможность потерь благодаря отсутствию всасывающей ма­гист­ра­ли. Если взглянуть с другой стороны, то можно убедиться, что система имеет мак­си­маль­ную длину нагнетательного топливопровода, что увеличивает ее уязвимость. В конст­рук­цию электрического топливного насоса входит электродвигатель (электрический при­вод) и насос, установленный в металлическом корпусе. Все составляющие находятся в кон­так­те с топливом. Бензин отличается высоким электрическим сопротивлением, которое способствует предотвращению короткого замыкания. В конструктивном плане элект­ри­чес­кий топливный насос является модулем, в который кроме насоса также входит датчик топливного расхода, топливозаборник и сетчатый фильтр.

За рабочий процесс электрического топливного насоса отвечают два клапана – ре­дук­ци­он­ный и обратный. Редукционный клапан поддерживает необходимое давление в системе, отправляя некоторую часть топлива обратно на впуск. Обратный клапан выполняет функцию запирания топливной системы при остановке мотора.

Электрические топливные насосы различаются по своей конструкции:

• центробежный
• роликовый
• шестеренный

В роликовом топливном насосе топливо всасывается и нагнетается благодаря вра­ще­нию ротора и перемещению в нем роликов. При увеличении пространства между ротором и роликом образуется разрежение, после чего топливо заполняет создавшееся пространство. В момент, когда пространство будет полностью заполнено, подача топлива останавливается. По мере вращения ротора пространство уменьшается, открывается впускное отверстие и под действием давления топливо покидает насос. Таким же образом работает шестеренный топливный насос, в котором топливо всасывается и нагнетается за счет движения внут­рен­ней шестерни относительно внешней, расположенной эксцентрично. Боковые области зуба ротора в процессе вращения образуют меняющиеся камеры в своих промежутках, благодаря которым всасывается и нагнетается горючее.

В силу конструктивных особенностей шестеренный и роликовый насосы мон­ти­ру­ют­ся в топливопроводе. В сегодняшних системах впрыска зачастую используются цент­ро­беж­ные насосы, которые производят минимум шума и обеспечивают равномерную подачу топлива. Также центробежные насосы имеют некоторые ограничения по своей про­из­во­ди­тель­нос­ти и создаваемому давлению.

Центробежный топливный насос монтируется, как правило, в топливный бачок. Ра­бо­чее колесо (крыльчатка) этого насоса по всему периметру снабжено многочисленными лопатками. Рабочее колесо вращается внутри камеры, в которой расположено два клапана — нагнетательный и всасывающий. Под действием лопаток топливо образует завихрения, которые способствуют увеличению давления. Топливный насос двигателя начинает свою ра­бо­ту по сигналу блока управления силовым агрегатом, при котором реле насоса ак­ти­ви­ру­ет­ся. Для запуска двигателя электрический топливный насос начинает свою работу сразу с ак­ти­ва­ции системы зажигания двигателя. Некоторые машины оснащены электрическим топ­лив­ным насосом, который включается при открытии двери водителя, то есть еще до пуска мотора в топливной системе образуется рабочее давление. Электрический топливный насос поддерживает топливное давление в узких пределах. Регулировка давления происходит за счет изменения напряжения или благодаря предохранительному клапану.

Неисправности топливного насоса

Для того чтобы правильно определить неисправности топливного насоса, следует правильно сопоставить ряд симптомов. Разумеется, все они могут не проявиться од­нов­ре­мен­но, однако присутствие нескольких уже дает понять, что проблема связана с топливным насосом.

1. Двигатель изменил звук своей работы. Силовой агрегат работает равномерно, не троит, посторонних звуков не должно быть, но тональность звучания меняется. Такое явление может происходить периодически, например, во время прогрева, а после этого звучание двигателя нормализуется, или двигатель внезапно меняет тональность своей работы, и она остается неизменной вплоть до прекращения работы двигателя. Это первый признак того, что на топливный насос двигателя следует обратить вни­ма­ние.
2. Силовой агрегат не достигает желаемой мощности. Это явление становится особо заметно при движении в гору, или когда необходимо быстро обогнать автомобиль. Нередко данный признак возникает после капитального ремонта двигателя в связи с неправильно выставленным зажиганием или из-за использования некачественного бензина.
3. Мотор тяжело запускается. Он не всегда заводится с первого раза, водителю при­хо­дит­ся подолгу «гонять» стартер ( см. устройство стартера ). Такой признак также мо­жет свидетельствовать о разряженном аккумуляторе ( см. устройство автомобильного аккумулятора ) или о неисправном стартере. Также желательно обратить внимание на окружающую температуру, так как подсевший или старый аккумулятор может от­лич­но выполнять свою задачу в летний сезон и подвести при первом морозе. Важнейшим признаком является также то, насколько легко удается повторно завести уже про­гре­тый мотор. Если он с легкостью заводится после прогрева, то, вероятнее всего, име­ет­ся неисправность топливного насоса.

Причины неисправностей топливного насоса

Перед тем, как приступать к проверке топливного насоса двигателя, необходимо ска­зать пару слов о причинах неисправностей топливного насоса.

1. Во-первых, топливный насос двигателя может стать неисправным у тех водителей, которые злоупотребляют ездой с пустым баком. Погружной вариант топливного на­со­са двигателя охлаждается топливом. Если уровень горючего в топливном баке очень низок, взаимодействующие друг с другом детали начинают нагреваться, что приводит к быстрому изнашиванию. В конечном итоге это скажется на падении дав­ле­ния в системе питания двигателя.
2. Топливный насос двигателя может перегореть, если проводка в автомобиле будет не­ис­прав­на. К примеру, если установлен предохранитель, сила тока которого больше, чем необходимо, произойдет скачок напряжения или короткое замыкание. Поломка может произойти из-за неисправного реле топливного насоса двигателя.
3. Пыль и грязь, оказавшаяся в баке, также могут способствовать поломке. На стенках бака может образоваться ржавчина, которая может отслоиться и попасть в насос, что приведет к повреждению его элементов. Кроме этого, на стенках металлического топливного бака постепенно нарастают грязевые отложения, которые также от­сла­и­ва­ют­ся и закупоривают фильтр грубой очистки, результатом этого является умень­ше­ние топливного давления.

Диагностика топливного насоса

Рассмотрим основные моменты диагностики топливного насоса двигателя.

С выявлением первых признаков неисправности топливного насоса необходимо про­ве­рить его предохранитель. В принципе, при нестабильной работоспособности любого уст­ройст­ва в первую очередь будет правильным проверить соответствующий предохранитель. На практике именно этот элемент в основном является источником всех бед.

Далее необходимо обследовать топливопровод на наличие течи. Особое внимание следует уделить местам соединения трубок и шлангов. После этого необходимо выполнить проверку реле топливного насоса двигателя и электрические контакты. Контакты со вре­ме­нем окисляются. Для решения проблемы бывает достаточно их почистить.

Следующий этап диагностики топливного насоса – с помощью вольтметра не­об­хо­ди­мо замерить напряжение на клеммах насоса. Оптимальное напряжение – 12 В, но если двигатель работает, оно может быть выше. Важно не отсоединять колодку, так как без наг­руз­ки напряжение будет держаться на ней в районе 12 В, тогда как под нагрузкой из-за плохого контакта в электрической цепи оно может значительно «проседать», в результате этого, производительность топливного насоса двигателя резко снизится.

В случае если перечисленные элементы находятся в исправном состоянии, для даль­ней­шей диагностики топливного насоса необходимо проверить давление в топливной сис­те­ме. Перед тем, как приступить к проверке, следует сбросить остаточное давление. Для этого извлекается предохранитель топливной системы или отключается соответствующий разъем. После этого нужно запустить двигатель и дать ему поработать некоторое время, когда давление в системе питания понизится до нуля, мотор заглохнет самостоятельно.

Теперь можно приступать к замерам. На топливной рампе автомобилей существует штуцер, к которому присоединяется манометр. Если его нет, то с помощью тройника прибор присоединяется к топливопроводу между рампой и топливным фильтром. После этого вклю­ча­ет­ся зажигание. В режиме подкачки насос работает около трех секунд. Если он находится в исправном состоянии, то за эти три секунды успеет поднять давление в системе рас­пре­де­ли­тель­но­го впрыска до 2 -3 Мпа, в зависимости от разновидности системы впрыска. Если насос не оснащен режимом подкачки, его можно принудительно активировать, замкнув 30 и 87 контакт на реле.

О чем свидетельствуют результаты диагностики топливного насоса

Если давление набиралось слишком медленно или оказалось слишком низким, сле­ду­ет выявить причину. Причиной может являться изношенный топливный насос двигателя, регулятор давления, а также загрязненный топливный фильтр. Чтобы снять все подозрения с регулятора давления, необходимо пережать сливной топливопровод струбциной. Если дав­ле­ние возросло, то регулятор является неисправным.

При завышенном давлении в системе следует отсоединить сливной трубопровод и опустить его в любую емкость. Уменьшение давления свидетельствует о том, что «обратка» закупорена, если не изменится – регулятор вышел из строя.

После пуска мотора давление в топливной рампе должно понизиться на 0.5 МПа в связи с тем, что на регулятор давления подается вакуум. Если резко надавить на педаль газа, величина давления должна остаться неизменной.

Далее нужно кратковременно пережать переходный шланг или сливной топ­ли­во­про­вод после манометра. Давление должно увеличиться в два раза – это максимум исправного топливного насоса двигателя.

В случае если при пережатии давление не возрастает, а рабочее соответствует норме – топливо не проходит через сливной топливопровод, а насос изношен настолько, что даже не способен пересилить клапан регулятора топливного давления, или же есть утечка топлива внутри бака в подающем шланге.

Также возможен вариант, когда давление увеличивается очень медленно. Это может быть связано с засоренным магистральным фильтром или низким количеством топлива в баке – насос периодически захватывает воздух, сжимающийся внутри топливопровода.

После этого следует обратить внимание на стрелку манометра при работе двигателя на холостых оборотах. Если она немного колеблется, то это норма. Если колебания стрелки достаточно интенсивны, вероятнее всего, сетка топливного насоса двигателя забита. Проб­ле­ма решается промыванием сетки или ее заменой. В редких случаях причиной не­исп­рав­нос­ти топливного насоса становится регулятор давления.

Диагностика топливного насоса продолжается следующим образом. Активируется зажигание. Двигатель глохнет, а величина давления не должна изменяться (в этом случае диагностика топливного насоса завершена). Если оно уменьшается, это свидетельствует о поломке обратного клапана насоса, неисправности регулятора давления насоса или же о негерметичности форсунок.

Для того чтобы установить причину, двигатель снова заводится и глушится, при этом передавливается подающий топливопровод. Если давление падает – проблема в форсунках, если не уменьшается – неисправен регулятор.

Последнее, с чем еще можно выполнить диагностику топливного насоса – про­из­во­ди­тель­ность топливного насоса двигателя и сопоставить ее с паспортными данными. Для этого необходимо разъединить топливопровод после топливного фильтра в любом удобном мес­те, включить насос на 60 секунд и направить струю топлива в мерную емкость. Если объем вытекшего топлива окажется меньше, чем написано в паспорте, виноват в этом либо фильтр, либо топливный насос двигателя. Для устранения неясности необходимо отсоединить топ­лив­ный фильтр и повторить проверку производительности.

На этом диагностику топливного насоса можно считать завершенной. После ее про­ве­де­ния все неисправности топливного насоса должны быть выявлены и по возможности уст­ра­не­ны.