Топливный насос: обязательная деталь

Независимо от года выпуска, конструкции двигателя и других особенностей, каждый автомобиль оснащен топливным насосом. Эволюция автомобилестроения привела и к видоизменению топливных насосов, в результате чего из простых механических устройств они превратились в высокоточных электронных монстров.

Назначение

Топливный насос предназначен для подачи топлива из бака к карбюратору (в карбюраторных двигателях), на форсунки или топливную рампу (в инжекторных системах), или на ТНВД (топливный насос высокого давления) в дизельных двигателях. Его задача – компенсировать перепад высоты между топливным баком и устройством потребления (карбюратором, двигателем), поскольку бак находится немного ниже по уровню, и топливо не может поступать самотеком.

Классификация

Типы топливных насосов:
механический, электрический, ТНВД

По принципу работы различают механические и электрические топливные насосы. Механические используют привод от работающего двигателя и размещаются чаще всего рядом с мотором или ТНВД. Электрические приводятся в движение от аккумулятора и генератора, и размещаются внутри бензобака или на протяжении топливной магистрали. Производительность электрических насосов на порядок выше, чем механических, и подкачка топлива осуществляется более равномерно. В современных бензиновых автомобилях используются именно электрические топливные насосы. Кроме того, электрический насос может подкачивать топливо к ТНВД в дизельных автомобилях вместо механической помпы.

По результативности различают насосы высокого и низкого давления (ТНВД и ТННД). Первые – отдельные системы, устанавливаемые на современных дизельных двигателях или бензиновых с прямым впрыском топлива. ТНВД подают топливо на рампу или непосредственно на форсунки системы впрыска под давлением 600 бар и более. ТННД выдают давление от 3 до 6 бар, в зависимости от конструкции, и используются как вспомогательные насосы или, если высокое давление топлива не требуется, то как основные.

По типу используемого топлива различают насосы для бензиновых, дизельных и газовых систем.

В данной статье будут рассматриваться топливные насосы низкого давления.

Механические топливные насосы

Механические насосы бывают двух видов:

• для карбюраторных автомобилей, предназначенные для подачи топлива к карбюратору;
• для новых дизельных автомобилей, предназначенные для предварительной подкачки топлива к ТНВД.

В карбюраторных системах используются насосы диафрагменного типа: перекачка топлива достигается за счет движения горизонтальной диафрагмы, совмещенной с распредвалом через двуплечий рычаг и шток. В нижней точке движения диафрагма создает в рабочей камере разрежение, в которое поступает топливо, а при подъеме диафрагмы топливо выталкивается в топливопровод. Для предотвращения возвратного движения топлива используется система клапанов.

Схема механического топливного насоса
диафрагменного типа

Такой насос имеет свои преимущества: автомобиль легко заводится после длительного простоя, поскольку для наполнения насоса бензином используется рычаг ручной подкачки. Но и присутствуют свои недостатки: слишком низкая производительность, перегрев и «закипание» топлива в насосе, пульсирующий характер подачи топлива, а также отказы при сильных наклонах автомобиля. Именно эти недостатки стали причиной того, что для более современных систем используются электрические насосы.

Для подкачки топлива к ТНВД используется насос шестеренчатого типа, который еще называют топливной помпой. Часто помпа монтируется в корпус ТНВД, обеспечивая постоянное поступление дизтоплива к плунжерам насоса высокого давления. Принцип действия основан на передаче жидкости от впуска на выход с помощью двух встречно движущихся шестерней. Как и в случае с насосом для карбюраторных двигателей, помпа также оборудована системой ручной подкачки, позволяющей наполнить полость насоса топливом после длительного простоя.

Подкачивающий насос для ТНВД

Топливный фильтр устанавливается:

• в карбюраторных системах – после насоса перед карбюратором;
• в дизельных системах – после подкачивающего насоса перед ТНВД.

Размещение механического бензонасоса в
карбюраторном автомобиле

Электрические топливные насосы

Следующей ступенью эволюции после насосов с механическим приводом стали электрические насосы. Они появились как ответ на изменение конструкции двигателя: вместо карбюраторов стали применяться инжекторные системы, требующие большего давления, более ровной подачи топлива (пульсация насоса вызывает периодическое топливное голодание форсунок инжектора), да и комфорт играет не последнюю роль: электрические насосы работают практически бесшумно.

При этом, как и любая система, электронасос имеет свои недостатки: от работы он быстро перегревается, а электропроводка служит дополнительным источником проблни. Поэтому электронасосы устанавливаются внутри бензобака. Этот способ выбран из следующих соображений:

• насос находится на максимальном удалении от двигателя;
• бензин внутри насоса не закипает от перегрева движущихся частей благодаря непрерывному движению с высокой скоростью;
• корпус насоса погружен в топливо, благодаря чему хорошо охлаждается;
• внутрь насоса не попадает воздух;
• бензин – отличный изолятор, а значит, исключает возможность короткого замыкания электропроводки.

Помимо пассивной системы безопасности, электронасос имеет дополнительный предохранительный контур, отключающий подачу электроэнергии и остановку насоса в таких случаях:

• падение уровня масла в двигателе;
• ДТП;
• остановка двигателя при включенном зажигании.

При включении зажигания первым приводится в действие топливный насос (примерно на 2 секунды раньше двигателя), и только затем включается стартер.

Конструкция

Электронасос состоит из электропривода и насосного механизма, заключенных в прочный корпус с входным и выходным патрубками. Дополнительно насос оснащается предварительным фильтром грубой очистки топлива (сеткой), датчиком расхода топлива и предварительной емкостью всасывания.

Поскольку электронасос работает постоянно, для сброса лишнего давления существует предохранительная система: клапан и отдельный патрубок возврата топлива в бак. Это позволяет не нагнетать лишнего давления в топливной системе.

Размещение погружного электрического насоса
в автомобиле с инжекторной системой

В зависимости от конструкции автомобиля, топливный насос либо устанавливается в отдельном держателе, либо монтируется в единой системе с пластиковым корпусом, проводкой и двумя топливными фильтрами (грубой и тонкой очистки). Соответственно и приобрести можно либо насос отдельно, либо всю систему в сборе.

Виды электрических топливных насосов

По принципу действия различают насосы трех видов:

• роликовые;
• шестеренчатые;
• центробежные.

В настоящее время используются в основном погружные центробежные насосы, преимуществом которых является высокая производительность, хорошее охлаждение и низкий уровень шума. Роликовые и шестеренные насосы, вмонтированные в топливопровод, чаще можно встретить в старых моделях автомобилей.

Центробежный топливный насос

Требования к топливным насосам

Технические требования обусловлены режимом эксплуатации:

• прочный корпус, выдерживающий высокое давление;
• производительность – подача топлива под нужным давлением;
• способность механизма выдерживать высокие температуры,
• точная подгонка деталей, обеспечивающая отсутствие лишнего трения или вибраций.

Эксплуатация

Нормативный рабочий ресурс погружных бензонасосов составляет 200 тыс. км. Но такой пробег они выдержат только в условиях, близких к идеальным: качественный бензин, своевременное ТО, хороший автосервис. Однако даже идеальные условия не спасут от первого врага любых механизмов: времени. Как и любая техника, топливный насос рано или поздно изнашивается, а вот скорость этого процесса целиком зависит от внешних факторов.

Грязь

Все сейчас жалуются на некачественный бензин. Пыль, примеси, частички ржавчины попадают из бензобака в насос и дальше в топливную систему. Для отсева крупных частиц на входе насоса установлен предварительный фильтр грубой очистки. Он представляет собой мелкоячеистую нейлоновую или металлическую сетку, задерживающую механические примеси. Фильтр этот многоразовый: при необходимости его можно промывать и снова использовать без потери эксплуатационных качеств. Как правило, фильтры продаются и меняются вместе с насосом и без проблем служат столько же, сколько и сам насос.

Конструкция электрического топливного насоса не имеет точно подогнанных деталей (как в двигателе или ТНВД с их микронными зазорами) и не требует особотщательной очистки топлива. Тут главное, чтобы крупные частицы не попадали внутрь, а более тонкая фильтрация нужна дальше. Зато вода (конденсат из полупустого бензобака) и присадки в бензине могут вызвать коррозию корпуса и механизма насоса.

Перегрев

Конструкция погружного электрического насоса рассчитана на постоянное охлаждение в бензобаке. Перегрев за короткое время (иногда достаточно 10 минут) выводит насос из строя: повышается трение и ускоряется износ. Поэтому важно следить за наполнением бензобака: привычка выбирать топливо «досуха» приводит к периодическим перегревам и сокращению срока службы насоса. Он должен быть постоянно погружен в топливо – это одно из эксплуатационных требований. Лучше заправляться почаще, чем ездить с почти пустым баком.

Ремонт

Современный топливный насос не ремонтируется: электрические и механические модели выполнены в неразборном корпусе. Конструкция насоса предусматривает только замену в случае поломки. Стоимость нового насоса варьируется от 20 до 200$ и зависит от его типа, конструкции, назначения, а также года выпуска автомобиля, для которого он предназначен.

Замена топливного насоса

Как уже было сказано, размещаться насос может внутри или снаружи топливного бака, а погружные продаются либо вместе с пластиковым корпусом-фиксатором, либо отдельно. При наличии определенных навыков заменить насос можно самостоятельно; если же знаний в этой области недостаточно, лучше обратиться на хорошее СТО, где эту операцию проделают быстро и качественно.

При самостоятельной замене топливного насоса необходимо соблюдать правила техники безопасности:

• проводить работу на воздухе (или в помещении с хорошей вентиляцией);
• не допускать источников открытого огня;
• использовать защитные перчатки;
• иметь под рукой рабочий огнетушитель.

При замене топливного насоса важна также чистота процесса: пыль и грязь, попадающие в топливный бак, могут стать причиной досрочного выхода из строя фильтров или нового насоса.

Несмотря на скромные размеры и довольно сложную конструкцию, топливный насос можно считать достаточно «живучим» механизмом. При соблюдении правил эксплуатации он может добросовестно отслужить всё то время, пока автомобиль находится у одного владельца. А в случае поломки подбирать для замены лучше качественный насос от хорошей фирмы, чтобы и дальше ездить без проблем.

О том, как выбрать новый топливный насос, наш "Гид покупателя".