Питание топливного насоса и схемы

Питание топливного насоса.

Если Вы думаете, что заменив форсунки, топливный насос, поставив РДТ, проточную рейку, можно спокойно развалится в удобном кресле и попивать коньяк/пиво/молоко/лимонад (ненужное зачеркнуть ) — то Вы сильно ошибаетесь.
В продолжение Топливная система для ДВС с наддувом. Немного формул., могу сказать, что модернизация систем изначально "атмо" автомобиля в "турбо" не совсем просто прикрутил турбину и помчал. Это фактически полное изменение всего.
Ну и конечно же эта запись может быть полезной не только людям повернутым на тюнинге, но и для обычных обывателей.

Как видно из названия, сегодня речь пойдет о питании топливного насоса. Что это такое и почему оно так важно?
Питание бензонасоса — это в первую очередь линия передающая электрический ток от источника питания к потребителю этого тока.
Рассмотрев в прошлой записи формулы о выборе производительности бензонасоса, допустим, что Придумали у себя в голове мощность в несколько тысяч лошадинных сил, и выбрали бензонасос соответствующей производительности.
Воткнули его в систему своего авто и помчали… куда то…
Здесь наверное нужно оговорится, что чудес не бывает, и за все нужно платить, в случае увеличения мощности двс автомобиля, он начинает больше жрать топива.
В случае же увеличения производительности насоса, он начинает больше жрать электроэнергии…
А что в этом такого ? Все физически верно и обосновано.

Так же физически обосновано и следующее утверждение
В соответствии с законом Джоуля — Ленца, количество выделяемого тепла в проводнике зависит от величины проходящего по проводнику тока и величины сопротивления проводника. Чем больше ток и сопротивление проводника, тем больше проводник нагревается. Нагрев на тепло, в данном случае работа в пустую. Величина сопротивления проводника зависит от его сечения. Чем больше сечение, тем меньше сопротивление проводника.
Зачем производителю тратить медь на провода большого сечения, если в случае применения заводского бензонасоса, сечение провода достаточное?
Правильно — не зачем. И это экономически обосновано 🙂

И так. Прочитав много "воды", я вижу что Вы уже готовы, перейти к выполнению лабораторной работы.
Заводим двигатель, и измеряем напряжение на клемах аккумулятора, и на фишке питания бензонасоса.
Получаем следующие вводные данные:
Клеммы аккумулятора = 13.6 Вольта
Фишка бензонасоса = 12.5 Вольта
Стоит наверное поковырять пальцем в носу и задумчиво пробормотать "Забавно, Шерлок, почему Вы писаете тихо, а я так громко?"… "Но это же элементарно Ватсон, Вы писаете себе на ботинки."

И это падение на холостом ходу, когда потребление тока насосом не самое большое.

Рассмотрев график Вальбры, можно понять, насколько сильно зависит производительность от напряжения, например, при "проседании" напряжения на 1 вольт, на противодавлении 3 атмосферы, производительность насоса падает на 15% от номинала.
При увеличении потребления все становится хуже.
Просело питание насоса — просела его производительность — просело давление — обеднилась смесь — выросла температура — изменилось скорость сгорания смеси — несоответствующий угол опережения зажигания — детонация — поршни ссыпались в поддон … 🙂
Так же внимательно посмотрев на эту диаграмму, можно заметить, что потребление насоса 14-15 ампер, в то время, как заводской предохранитель на 7.5А. Представляете момент, когда Вы несетесь в 90градусном повороте, и играя газом, поддерживает оптимальный угол заноса, вдруг, сгорает родной предохранитель на безнонасос… ) Дальше читаем на один абзац выше 🙂
Что делать ? Звоним в магазин и говорим. Мне нужны провода 10-12 квадратов, на вопрос "Зачем?"
Смело отвечаем — для бензонасоса…
Представляем изумленные глаза ) Какие то слова и возражения, что столько не нужно, пропускаем мимо ушей.
Покупаем силовой провод для автоакустики и предохранитель с колбой.

Питание топливного насоса и схемы

К сожалению, проблемы в работе топливной системы возникают и на современных инжекторах, модернизированных, казалось бы, до предела. Линия, передающая напряжение от аккумуляторной батареи до насоса нуждается в заботе так же, как и другие системы автомобиля.

Проблема с питанием: просадка

Случается, что некоторые автомобилисты решают поставить мощный бензонасос. Таким образом, они модернизуют систему, однако забывают о главном. Увеличение мощности скажется в первую очередь на расходе топлива и электроэнергии.

По закону физики величина расходуемого тепла в проводнике находится во власти показателя напряжения и импеданса. Чем выше значение тока и импеданс, тем больше проводник подвергается нагреву. А говоря точнее, тем больше энергия расходуется впустую и снижается КПД.

Величина импеданса определяется сечением проводника. Чем оно больше, тем ниже импеданс. Проводником в случае с топливной системой выступает проводка. На штатном обычном бензонасосе она с нормальным, небольшим сечением. Оно достаточно для нормального функционирования устройства, тока ему хватает. И ставить проводку с большим сечением экономически невыгодно, и ничем не обосновано.

Можно проверить напряжение на выводах источника и самого потребителя. Линия питания топливной системы автомобиля начинается с аккумулятора и заканчивается на насосе. Поэтому снять показатели тока надо с клемм АКБ и фишек электронасоса.

Делать это рекомендуется на заведённом моторе, сразу. Обычно получается такая картина: на АКБ 13,6 В, на фишках насоса – 12,5 В. Получается падение в режиме ХХ, когда ещё потребление насосом горючего не слишком высокое. А что будет, если увеличатся обороты двигателя. Естественно, повысится потребление. Насколько сильно зависит производительность от тока можно посмотреть на графике.

При проседании напряжения, к примеру, на один вольт, производительность насоса упадёт на целых пятнадцать процентов от номинального своего значения. Чем выше потребляемость, тем всё становится намного хуже.

Все процессы взаимосвязаны. Так, если проседает его производительность, то одновременно падает давление, обедняется ТВС, вырастает температура, изменяется скорость сгорания смеси. Одним словом, одно, казалось бы, незначительное проседание напряжения способно привести к ряду проблем, которые в итоге выливаются в детонацию и сработку поршней двигателя.

Если посмотреть внимательно на график, то можно заметить, что потребляет бензонасос ток в ампераже 14-15. Штатный предохранитель потребляет 7,5 ампер. Получается, что элемент может в любой момент сгореть, даже в дороге.

Так что, для бензонасоса нужны другие провода. Однозначно, хватит с сечением и на шесть квадратов. Обязательно установить реле, управление которым доверить стоковой проводке.

Сложность установки толстых проводов может быть связана с родной фишкой. Она не позволит запихать шесть квадратов вместо двух, поэтому надо прикупить заодно и клеммы, обжимая ими возможное сечение. Уже непосредственно к клеммам подключать толстый кабель.

После такой переделки можно осуществить проверку заново. Если всё было сделано правильно, то на выходах аккумулятора прибор покажет 13,7 В, а на насосе – 13,6. Потребление и отдача практически одинаковы, в режиме увеличения оборотов двигателя за критическую просадку можно не беспокоиться.

Внешняя проводка

Питание на бензонасос проверяется либо специальным измерительным прибором, либо самодельным. В качестве последнего может стать обычная 12-вольтовая лампочка, на которую подаётся сигнал с внешнего разъёма бензонасоса. Если после включения зажигания индикатор загорается, это свидетельствует о нормальном состоянии питания, если нет – во внешних цепях проблема.

Однако загорание индикатора вовсе не значит, что всё в порядке с внутренними контактами. По этой причине рекомендуется осуществить их полноценную диагностику.

Тестирование внешней проводки подразумевает поочерёдное подключение плюса и минуса насоса. Таким же способом осуществляется проверка реле бензонасоса. Например, вот как диагностируется проводка. Минусовая клемма соединяется с массой (любой частью кузова автомобиля), затем включается зажигание. Если индикатор загорается, значит, в минусовом проводе имеется обрыв или неисправен контакт. Если не загорается, возможна проблема с плюсом.

Реле и предохранитель

Реле, отвечающее за работу бензонасоса, является элементом важным. Оно обеспечивает стабильное функционирование автомобиля, зависимого от подачи ему бензина.

Так как топливный резервуар на многих автомобилях располагается в задней части, а двигатель – спереди, доставка горючего идёт по большому количеству трубок. Подача в этом случае должна быть непрерывной и с давлением, иначе ни о каком нормальном процессе и речи быть не может.

Расположение реле может быть в разных местах. Например, на Калине оно установлено в салоне, ниже приборной панели, возле решётки воздуховода. Для доступа к нему надо снять крышку, поддев её отвёрткой.

Несомненно, перед тем, как заменить реле, надо проверить предохранители. Они находятся на Калине в блоке, между пепельницей и рычагом КПП. Открыв монтажный блок, можно визуально осмотреть предохранитель, сделав вывод о работоспособности элемента. Как правило, если имеются следы нагара, это означает выход его из строя.

Схема реле, например, Ваз 2111 выглядит следующим образом:

• от контактов 30 и 85 выходят два провода (с 30 на АКБ, с 85 – на ЭБУ);
• с вывода 87 идет на бензонасос и к предохранителю;
• с вывода 86 – на главное реле и к форсункам.

На Приоре всё гораздо сложнее. Вот так выглядит схема подключения:

• с контакта 30 идёт провод на АКБ;
• с 85 – на контроллёр, выход управления реле бензонасоса;
• с 87 – на бензонасос и монтажный блок (предохранитель 11);
• с 86 – на контроллёр, вход напряжения бортовой сети.

Контроллёр непосредственно связан с форсунками, а те, в свою очередь, с главным реле.

Схема питания топливного насоса на Газели:

• контакт реле 86 – масса;
• 87 – на плюсовой вывод бензонасоса;
• 30 – на предохранитель 15 А, который связан с аккумуляторной батареей;
• 85 – на катушку зажигания.

Схема питания насоса может быть реализована различными способами. На современных системах всегда используется реле, которое отвечает за нормальное функционирование насоса.

Схема бензонасоса: механический, электрический

Бензонасос — элемент топливной системы автомобиля который осуществляет подачу топлива к системе дозирования (карбюратор/форсунка). Необходимость такой детали в топливной системе возникает через техническое расположение двигателя и бензобака относительно друг-друга. В автомобилях устанавливаются один из двух типов бензонасосов: механический, электрический.

Механические применяются в карбюраторных машинах (подача топлива под низким давлением).

Электрические — в автомобилях инжекторного типа (подача топлива происходит под высоким давлением).

Механический бензонасос

Приводной рычаг механического бензонасоса постоянно двигается вверх-вниз, но сдвигает диафрагму вниз только при необходимости заполнить камеру насоса. Возвратная пружина сдвигает диафрагму обратно вверх, чтобы подать топливо в карбюратор. Строение механического бензонасоса:

Пример механического бензонасоса

• камера;
• впускной, выпускной клапан;
• диафрагма;
• возвратная пружина;
• приводной рычаг;
• кулачек;
• распредвал.

Электрический бензонасос

Электробензонасос снабжен схожим механизмом: он работает за счет сердечника, который втягивается в электромагнитный клапан, пока не открываются контакты, отключающие подачу электрического тока. Строение электрического бензонасоса:

Пример электрического бензонасоса

• камера;
• впускной, выпускной клапан;
• диафрагма;
• возвратная пружина;
• электромагнитный клапан;
• сердечник;
• контакты.

Принцип действия бензонасоса

Приводится в действие диафрагмой которая ходит вверх-вниз, поскольку над диафрагмой создается разряжение (при ходе вниз), открывается всасывающий клапан через который бензин поступает через фильтр в наддиафрагменное углубление. При обратном ходе диафрагмы (вверх), когда создается давление, оно закрывает всасывающий клапан, а открывает нагнетающий, что и способствует движение бензина по системе.

Основные неисправности бензонасоса

В основном бензонасос выходит из строя по 2 причинам:

• загрязненный топливный фильтр;
• езда на пустом баке.

И первом, и втором случае, бензонасос работает на пределе, а это способствует быстрому истечению предусмотренного ресурса. Чтобы самостоятельно продиагностировать и выяснить причину неисправности топливного насоса читайте статью о шагах проверки.

Проверить работу бензонасоса можно в 5 или 7 этапов. Для этого нужно сначала начать с предохранителя и заканчивая проверкой давления. Имея мультиметр, манометр и АКБ с проводком
Подробнее

Лекция 4

4.1 Назначение системы питания карбюраторного двигателя. Общее устройство и работа системы питания.

4.2 Определение понятий «горючая смесь», «рабочая смесь», «состав горючей смеси», «коэффициент избытка воздуха».

4.3 Режимы работы двигателя и составы горючей смеси на этих режимах.

4.4 Системы впрыска бензина. Их преимущества по сравнению с карбюраторными системами питания.

4.5 Общее устройство и работа систем распределенного впрыска топлива.

Содержание лекции

4.1 Назначение системы питания карбюраторного двигателя. Общее устройство и работа системы питания

Система питания карбюраторного двигателя предназначена для приготовления в определенной пропорции из топлива и воздуха горючей смеси, подачи ее в цилиндры двигателя и отвода из них отработавших газов.

В систему питания двигателя автомобиля входят топливный бак, топливопроводы от бака к фильтру-отстойнику и к топливному насосу, карбюратор, воздушный фильтр, приемные трубы, глушитель, выпускная труба глушителя. В систему питания входят также фильтр тонкой очистки топлива, установленный между топливным насосом и карбюратором, впускной трубопровод, на котором укреплен карбюратор, и выпускной трубопровод.

Во время работы двигателя топливо из бака после предварительной очистки в фильтре-отстойнике насосом подается к карбюратору. При такте впуска в цилиндре двигателя создается разрежение, передающееся в карбюратор и в установленный на нем воздушный фильтр. Очищенный воздух проходит в смесительную камеру, где из жиклеров подается топливо. Испаряющееся топливо перемешивается с воздухом, образуя горючую смесь. Из карбюратора по впускному трубопроводу горючая смесь поступает в цилиндры двигателя. Газы, образовавшиеся после быстрого сгорания рабочей смеси в цилиндре, расширяются, давят на поршень, и он опускается вниз, совершая рабочий ход. После рабочего хода отработавшие газы через открытый выпускной клапан вытесняются поршнем в выпускной трубопровод. Затем они поступают в приемные трубы глушителя, выпускную трубу и в атмосферу. Топливо наливают в бак через горловину, закрываемую крышкой. Количество топлива, находящегося в баке, контролируют при помощи датчика и указателя уровня топлива. Принципиальная схема системы питания карбюраторного двигателя показана на рис. 4.1.

Рис. 4.1. Принципиальная схема системы питания карбюраторного автомобильного двигателя

1 – воздухоочиститель; 2 – глушитель шума впуска; 3 – карбюратор; 4 – впускной трубопровод;

5 – фильтр тонкой очистки топлива; 6 – топливный насос; 7 – топливопровод;

8 – топливный фильтр отстойник; 9 – топливный бак; 10 – глушитель шума выпуска

4.2 Определение понятий «горючая смесь», «рабочая смесь», «состав горючей смеси», «коэффициент избытка воздуха»

Смесь топлива с воздухом называется горючей смесью. Горючая смесь, попадая в цилиндр, смешивается с остаточными газами, которые не были удалены при такте выпуска. Образовавшаяся смесь называется рабочей.

Состав горючей смеси характеризуется определенным соотношением масс топлива и воздуха. Для полного сгорания 1 кг бензина теоретически необходимо 14,9 кг воздуха (обычно принимают 15 кг). Однако количество воздуха, действительно расходуемого на приготовление горючей смеси, может быть больше или меньше теоретически необходимого. Поэтому состав горючей смеси принято характеризовать коэффициентом избытка воздуха, обозначаемым буквой α. Коэффициент представляет собой отношение действительного количества воздуха Lд, участвующего в процессе сгорания бензина, к теоретически необходимому количеству воздуха Lт, т.е. α =Lд / Lт .

Если в сгорании 1 кг бензина действительно участвует 15 кг воздуха, т. е. столько, сколько теоретически необходимо, то α = 15/15 = 1, и такую смесь называют нормальной. Горючую смесь, для которой α < 1, называют богатой, так как она содержит воздуха меньше теоретически необходимого Количества. Горючую смесь с коэффициентом α > 1 называют бедной, так как в ней содержится воздуха больше теоретически необходимого количества.

4.3 Режимы работы двигателя и составы горючей смеси на этих режимах

Основными режимами при работе автомобильного двигателя являются пуск двигателя, холостой ход и малые нагрузки, средние нагрузки, полные нагрузки, резкие переходы с малых нагрузок на большие. При пуске двигателя необходима очень богатая смесь (α = 0,2…0,6), так как частота вращения коленчатою вала мала, топливо плохо испаряется, а часть его конденсируется на холодных стенках цилиндра.

Работа двигателя в режимах холостого хода и малой нагрузке возможна при α = 0,7…0,8. Горючая смесь, поступающая в цилиндры двигателя, загрязняется остаточными газами, поэтому обогащение смеси улучшает ее воспламеняемость и способствует устойчивой работе двигателя.

Автомобильный двигатель большую часть времени работает при режиме средних нагрузок, т.е. с не полностью открытой дроссельной заслонкой. Для этого режима необходима обедненная смесь с коэффициентом избытка воздуха α = 1,05…1,15 (экономическая смесь), обеспечивающая экономичную работу двигателя.

4.4 Системы впрыска бензина. Их преимущества по сравнению с карбюраторными системами питания

Первые системы впрыска были механическими, а не электронными, и некоторые из них (например, высокоэффективная система BOSCH) были чрезвычайно остроумными и хорошо работали. Впервые же система механического впрыска топлива была разработана компанией Daimler Benz, а первый серийный автомобиль с впрыском бензина был выпущен еще в 1954 г. Основными преимуществами системы впрыска по сравнению с карбюраторными системами являются следующие:

— отсутствие дополнительного сопротивления потоку воздуха на впуске, имеющему место в карбюраторе, что обеспечивает повышение наполнения цилиндров и литровой мощности двигателя;

— более точное распределение топлива по отдельным цилиндрам;

— значительно более высокая степень оптимизации состава горючей смеси на всех режимах работы двигателя с учетом его состояния, что приводит к улучшению топливной экономичности и снижению токсичности отработавших газов.

Хотя в конце концов оказалось, что лучше для этой цели использовать электронику, которая дает возможность сделать систему компактнее, надежнее и более адаптируемой к требованиям различных двигателей. Некоторые из первых систем электронного впрыска представляли собой карбюратор, из которого удаляли все «пассивные» топливные системы и устанавливали одну или две форсунки. Такие системы получили название «центральный (одноточечный) впрыск».

В настоящее время наибольшее распространение получили системы распределенного (многоточечного) электронного впрыска. На изучении этих систем питания необходимо остановиться более подробно.

4.5 Общее устройство и работа систем распределенного впрыска топлива

В системе центрального впрыска подача смеси и ее распределение по цилиндрам осуществляются внутри впускного коллектора.