Горивни и инжекторни помпи

Горивна помпа - предназначение и видове

Горивната помпа е основен елемент, необходим за работата на всеки бензинов или дизелов двигател с вътрешно горене. Тя доставя гориво от резервоара до горивните камери на двигателя.

Видове горивни помпи и принцип на действие

В зависимост от горивото на двигателя (ДВГ), горивните помпи се разделят на бензинови и дизелови.

• Бензинова помпа подава гориво под определено налягане към карбуратор или инжектори, в зависимост от конструкцията на двигателя. Според задвижването си те могат да бъдат механични и електрически.
• Горивна помпа за дизел e предназначена да подава горивна смес под високо налягане и да регулира впръскването в определени моменти. Видовете дизелови горивни помпи са магистрални, разпределителни и редови.

Освен това помпите в зависимост от налягането са горивоподаващи и горивонагнетателни.

• Горивоподаваща помпа се използва при бензинов двигател и за подкачване на гориво към инжекторна помпа при дизелов двигател.
• Горивонагнетателна помпа или инжекторна е характерна основно за дизелови двигатели и някои бензинови с директно впръскване на горивото. Типовете при тях са: разпределителни, редови и магистрални.

Горивоподаващи помпи

Механична помпа

Механична бензинова горивна помпа се използва при двигатели с карбуратор. Работата на помпата се подсигурява с механично задвижване от разпределителния вал със спомагателни устройства. Механичната помпа е вид бутална помпа и се състои от:

• Корпус със защитна капачка.
• Диафрагма, разположена в средната част на корпуса. Тя се състои от две до три мембрани, между които са поставени уплътнения.
• Прът, който е съединен с диафрагмата, а в обратната си част с механичното задвижване.
• Възвратна пружина, монтирана върху пръта.
• Всмукателен и изпускателен клапан, разположени в горния край на корпуса.
• Мрежест филтър, който е монтиран в защитната капачка.
• Механично задвижване, което може да има различна конструкция като двураменен лост, лост с тласкач и балансьор и други.

Задвижването се извършва от разпределителния вал с помощта на ексцентрик. Завъртането на ексцентрика въздейства на пръта, който издърпва диафрагмата, преодолявайки въздействието на пружината. Пространството над диафрагмата се увеличава и в помпата постъпва гориво от резервоара през всмукателния клапан горивна помпа.

В този момент изпускателния клапан е затворен. След това ексцентрикът освобождава задвижващия лост и диафрагмата под въздействието на пружината се връща в изходно положение. В пространството над диафрагмата нараства работното налягане, всмукателния клапан се затваря, а изпускателния клапан се отваря и горивото постъпва в карбуратора. Цикълът се повтаря при следващия оборот на ексцентрика, разположен на разпределителния вал.

Бензинът постъпва в поплавковата камера на карбуратора. При запълването и с гориво затварящата игла спира постъпването на бензин. Диафрагмата спира на място, а помпата работи на празен ход до момента от необходимост на следващата порция гориво към карбуратора. Работата на горивната помпа се регулира с автоматичното изменение на амплитудата на преместване на диафрагмата.

Електрическа горивна помпа

Тя се използва в бензинови двигатели с вътрешно горене, които са оборудвани с многоточкова система за впръскване на горивото, а също на дизелови и бензинови двигатели със системи за директно впръскване на горивото. При последните горивната помпа се поставя на контура с ниско налягане за да подсигури подаване на гориво към горивонагнетателната помпа.

Електрическата горивна помпа създава налягане от 0,3 до 0,7 МPa. Тя може да се монтира на бензиновия горивопровод или директно в резервоар за гориво. Най-често помпата е поставена в резервоара за гориво, което гарантира бързото и охлаждане в резултат на потапянето и в горивото.

Електрическата помпа се състои от:

• Електрическо задвижване: електродвигател.
• Метален корпус.
• Датчик за разход на гориво.
• Горивен всмукател.
• Мрежест горивен филтър.
• Клапани: възвратен и регулатор на налягане. Възвратният клапан спира подаването на гориво при спиране на двигателя, а регулатора на налягане поддържа необходимото налягане в горивната система като спира излишното гориво.

Конструктивно горивната помпа може да се раздели на електродвигател и помпа. Двете части са разположени в метален корпус. Всички части на помпата са в непрекъснат контакт с горивото. Това е възможно благодарение високото съпротивление на бензина, което го прави добър изолатор и предотвартява късо съединение.

Съществуват четири типа електрически горивни помпи: вакуумни, зъбни, центробежни и ролкови.

• Вакуумна помпа - устройството и е както на механичната, но задвижването е електрическо като ексцентрика е заменен с реле за горивна помпа.

• Зъбна електрическа горивна помпа - при тази помпа горивото се подава от ротора, който е разположен ексцентрично спрямо статора. При завъртане на ротора страничните повърхности на зъбите образуват малки камери, които се пълнят с гориво. На входа камерите имат максимален размер и засмукват за сметка на изпусканото гориво. С въртенето си по статора камерите намаляват обема си и горивото се нагнетява към изхода.
• Ролковата горивна помпа работи на подобен принцип както зъбната. Подаването на гориво се извършва посредством ексцентрично разположен ротор, който се върти с подвижни ролки в неподвижен статор. Ролките се движат по специални канали в ротора. Пространството между ролките и ротора се запълва с гориво когато ролката под въздействието на центробежна сила е максимално навън. В своето въртене роторът премества ролките спрямо статора, който променя формата си и притиска ролките към центъра на въртящата се ос като горивото се притиска. Повишава се налягането и горивото се изпуска от помпата под високо налягане.

• Центробежната горивна помпа подсигурява подаването на гориво с помощта на работно колело със специални лопатки. Завъртането на колелото се извършва в кухина с два канала всмукателен и изпускателен. Завъртането на лопатките завихря горивото и повишава налягането.

  Зъбната и ролковата помпа поради своите особености се монтират на горивопровода, а центробежната помпа се поставя в горивния резервоар. В съвременните конструкции автомобили се предпочита центробежната горивна помпа, която е по-безшумна и подсигурява регулярен поток на подаването гориво без пулсации, но е с ограничен капацитет и налягане.

Управлението на електрическата горивна помпа се извършва от електронен блок за управление на двигателя. Горивната помпа започва да работи със запалването на двигателя, но има автомобили, при които горивната помпа се активира с отварянето на вратата на шофьора преди поставянето на контактния ключ или натискане на бутона за пускане на двигателя.

Електрическите горивни помпи поддържат ниско, но достатъчно за нормалната работа на двигател с вътрешно горене работно налягане, което се регулира чрез изменение на напрежението в регулиращия клапан, който ограничава максимално допустимото налягане в системата.

Устройство на горивонагнетателна помпа

Основните конструктивни елементи на инжекционна или горивонагнетателна помпа (ГНП) са:бутало и цилиндър с малък размер, които се обединяват в една цилиндрово бутална група, изготвена от високоякостна стомана с голяма точност.

Горивонагнетателната помпа служи освен за подаване на горивна смес и за разпределението и през дюзи или инжектори в цилиндрите на двигателя. Дюзите са свързващото звено с двигателя, затова те са свързани с помпата с горивопроводи, а с горивните камери всяка дюза се присъединява с долната разпръскваща част, която има малки отвори за ефективно впръскване на горивото и възпламеняване. Точният момент на впръскването се определя от ъгълът на изпреварване.

Редова горивонагнетателна помпа

Този тип помпа е оборудвана с цилиндрово бутални групи, които са разположени една до друга. Броят на групите отговаря на броя на цилиндрите в двигателя. Всяка цилиндрово бутална група подава гориво към един цилиндър посредством маркучи за гориво.

Групите са разположени в помпения корпус, в който има входно изходни канали. Буталата се задвижват с помощта на разпределителен вал, който е свързан с коляновия вал, от където се предава въртенето.

Разпределителния вал на помпата при въртенето си задейства буталата с помощта на гърбиците, разположени по него. Така подред се отварят всмукателните и изпускателни отвори. При движение на буталото нагоре се създава налягане, което отваря нагнетателния клапан и горивото се отправя по горивопровода към определена дюза на двигателя.

Моментът на подаване на горивото и количеството необходимо в конкретния момент може да се регулира с помощта на механично или електронно устройство. Регулирането е необходимо за коригиране на подаваното гориво в цилиндрите на двигателя в зависимост от честотата на въртене на коляновия вал.

Механичното управление се осъществява със специален съединител от центробежен тип. Той е закрепен за разпределителния вал и се задейства от тежести, разположени във вътрешността му, които се преместват под действието на центробежните сили.

Центробежните сили се променят с промяната на оборотите на двигателя и тежестите се преместват при тези изменения. Това води до изместване на разпределителния вал спрямо задвижването и режимът на работа на цилиндрово буталните групи се променя. Така при увеличаване на оборотите на двигателя се подсигурява по-ранно впръскване на горивото и обратно при намаляване на оборотите впръскването се забавя.

Редовите горивонагнетателни помпи са най-надеждни. Смазването им се извършва с моторното масло от двигателя. Не са взискателни към качеството на горивото. В съвременните автомобили поради големите си габаритни размери се използват за товарни автомобили. Но до 2000 година са използвани и при леки автомобили с дизелови двигатели.

Разпределителна горивонагнетателна помпа

За разлика от редовата помпа, при разпределителната има една или две цилиндрово бутални групи в зависимост от обема на двигателя, които обслужват целия двигател. Основното предимство на разпределителната помпа е в по-компактния размер с по-малко тегло, както и равномерното подаване на горивото. Като недостатък може да се посочи по-бързото износване.

Разпределителни помпи се поставят само на леки автомобили. Те се задвижват по различен начин, но винаги с гърбичен механизъм. Този механизъм може да е: краен, вътрешен или външен. По ефективни са крайната и вътрешна конструкции, при които не се натоварва задвижващия вал от налягането, създавано от горивото. Затова и те са с по-дълъг живот от горивна помпа външна.

• Инжeкторна разпределителна помпа с крайно задвижване - основен елемент е разпределителното бутало, което е предназначено за създаване на налягане и разпределение на горивото в цилиндрите. Буталото разпределител извършва въртеливи и възвратно постъпателни движения при въртенето на гърбичната шайба.

  Възвратно постъпателните движения на буталото се извършват едновременно с въртенето на ексцентричната шайба, която посредством ролки се движи по радиуса на неподвижен пръстен като го обикаля.

  Въздействието на шайбата върху буталото създава високо налягане на горивото. Връщането на буталото в изходно положение се извършва с пружинен механизъм. Разпределението на горивото в цилиндрите се извършва благодарение на това, че задвижващия вал подсигурява въртенето на буталото.

  Постъпването на горивото в цилиндрите се осъществява електронно от електромагнитен клапан или механично от центробежен съединител. Регулирането на количеството гориво се извършва от регулиращ пръстен, който се завърта под определен ъгъл.

  Цикълът на работа на помпата се извършва в следните етапи:

  • Подкачване на гориво в надбуталното пространство.
  • Нагнетяване на горивото и разпределението му по цилиндрите.
  • Връщане на буталото в изходно положение и повтаряне на цикъла.

• Инжeкторни разпределителни помпи с вътрешно задвижване - това задвижване се използва в разпределителни помпи от роторен тип, където подаването и разпределението на горивото се извършва от бутало и разпределителна глава. Разпределителния вал се оборудва с две противоположно разположени бутала, които извършват нагнетяването на горивото. След нагнетяването горивото се насочва към дюзите по канали в разпределителната глава през нагнетателни клапани.

  Подаването на горивото към буталата се извършва от специална подкачваща помпа, която може да с различна конструкция: зъбна помпа, роторна и друга. Горивоподкачващата помпа е разположена в корпуса на роторна горивонагнетателна помпа и се задейства от задвижващия вал, на който е и монтирана.

Магистрална инжекторна помпа

При тези помпи се използва системата Common Rail, при които характерно е натрупването на гориво на горивна рампа преди да се подаде към инжекторите. Те подават гориво с налягане над 180 MPa.

Магистралните помпи са едно, две и три бутални. Задвижването се осигурява от гърбична шайба или гърбичен вал, които се въртят в помпата. При определено положение на гърбицата под въздействие на пружина буталото се премества в долна точка. В този момент се извършва разширение в компресионната камера и налягането пада като се образува вакуум. Това отваря всмукателния клапан и горивото постъпва в камерата.

Повдигането на буталото увеличава налягането в камерата и затваря всмукателния клапан. При достигане на определено налягане се отваря изпускателния клапан и горивотосе нагнетява в рампата.

Управлението на процеса на подаване на горивото се извършва от електронни дозиращи горивни клапани.

Ресурс и възможни неизправности на горивните помпи

Независимо от вида на горивната помпа основен фактор за дълъг живот е качеството на използваното гориво. Това е определящо както за бензиновите, така и за дизеловите двигатели. Проблемът, който възниква при работа на помпата е замърсяването на отделните детайли на горивната система. Отчасти този проблем се решава с навременната подмяна на горивните филтри, но това не винаги е достатъчно.

Често срещана причина за неизправност на горивна потопяема помпа е работа при наличието на малко гориво в резервоара. Това затруднява охлаждането на помпата и води до прегряване и износване.

Най-характерните признаци за неизправност на горивната помпа са:

• Трудно запалване на двигателя.
• Повишен разход на гориво и увеличаване на обема на изхвърляните газове.
• Намалена мощност на двигателя на високи обороти и прекъсвания в работата му.
• Възникване на странични шумове при запалване и работа на двигателя.

При всеки симптом на неизправност е добре да се направи диагностика и при нужда да се отстрани неизправността, което ще увеличи експлоатационния срок на горивната помпа и ще спести средства от по-сериозен ремонт.

В Авто Бим БГ ви предлагаме както комплект помпа за гориво за смяна на горивна помпа, така и ремонтни комплекти и части за горивна помпа за различни марки и модели автомобили.