Топливный насос — часть системы «Топливная система». В учебном бензиновом примере выбран распределённый впрыск во впускные каналы. При непосредственном впрыске бензин подаётся в цилиндр. У дизеля своя система высокого давления.
Доставка
Насос подаёт топливо из бака через очистку.
Дозирование
Блок управления задаёт время открытия форсунки.
Смешивание
Распылённый бензин смешивается с воздухом.
Модуль бензонасоса в модели «Топливная система»
Электрический турбинный насос в стакане: 12 В, около 5 А, до 150 л/ч без давления. Стакан всегда полон, даже когда бензин в баке плещется. Регулятор держит 3,8 бар, лишнее сливает обратно.
Признаки неисправности
Двигатель глохнет или дёргается под нагрузкой, долго заводится, насос громко воет. Насос перегревается, если часто ездить «на лампочке».
Неисправности, связанные с деталью
Слабый бензонасос. Признаки: на холостых и в городе машина едет нормально. При разгоне в пол, на подъёме или на трассе — рывки, провалы, двигатель может заглохнуть. Насос в баке воет громче обычного. Что происходит внутри: изношены щётки и коллектор мотора, турбинка разбита. Насос даёт втрое меньше топлива: когда расход растёт, давление падает до 1–2 бар. Блок удлиняет импульсы, но после +25 % коррекция кончается — смесь бедная. Что проверить: давление манометром на рампе на холостых и при перегазовке (норма 3,5–4 бар и не должно падать), производительность насоса за 30 с в мерную ёмкость, ток насоса и напряжение на разъёме под нагрузкой.
Как двигатель получает ровно столько бензина, сколько нужно
Для полного сгорания на 1 кг бензина нужно 14,7 кг воздуха. Блок управления знает, сколько воздуха вошло в цилиндр, и открывает форсунку ровно на столько, чтобы получить эту пропорцию.
Насос и давление. Электронасос в баке гонит бензин через фильтр к рампе. Регулятор держит постоянное давление около 3,8 бар, чтобы через открытую форсунку за миллисекунду проходило одно и то же количество.
Время = количество. Форсунка 2,5 мг/мс: на холостых нужно около 4 мг на цикл — импульс 2,5 мс, при полной нагрузке около 33 мг — 14 мс. Ещё 0,7 мс уходит на то, чтобы игла успела подняться.
Порядок 1-3-4-2. Каждый цилиндр получает один впрыск за 720° коленвала, обычно перед открытием впускного клапана. Импульсы идут в порядке работы цилиндров.
Непосредственный впрыск. ТНВД поднимает давление обычно до 50–200 бар, у новых двигателей до 350 бар. Бензин впрыскивается прямо в цилиндр за 0,5–3 мс, испаряется и охлаждает заряд — можно больше сжатия и меньше расход.
Упрощения модели
Двигатель показан упрощённо: без рубашки охлаждения, ремня ГРМ и датчиков. Разрезан только цилиндр 1, остальные форсунки видны снаружи.
Ход иглы форсунки увеличен в 100 раз, движение двигателя замедлено в 60 раз, а короткий впрыск в модели виден не меньше 45° поворота коленвала (на графике — настоящая длительность). Трасса от бака до двигателя короче настоящей (около 3 м).
Масса воздуха задана нагрузкой, а не датчиком расхода воздуха. Коррекция по лямбда-зонду и прогреву не моделируется, кроме общего предела коррекции 25 %.
Расход на 100 км пересчитан для 4-й передачи (1000 об/мин ≈ 30 км/ч). Система показана безвозвратной, с регулятором в модуле насоса; у многих машин есть обратная магистраль.
Связанные узлы и детали
Модель показывает принцип работы. Геометрия и режимы упрощены для обучения.