Пристрій паливного насосу
Використовуються на різних видах транспорту і техніки, заснована на згорянні паливо-повітряної суміші і енергії, що виділяється в результаті цього процесу. Але для того, щоб силова установка функціонувала, паливо має подаватися порційно в певні моменти. І завдання це лежить на системі живлення, що входить у конструкцію двигуна.
Системи подачі палива двигунів складаються з ряду складових елементів, кожен з яких має своє завдання. Одні з них фільтрують паливо, видаляючи з нього забруднюючі елементи, інші здійснюють дозування і подачу його у колектор впускний або безпосередньо в циліндр. Всі ці елементи виконують свою функцію з паливом, яке ще потрібно подати до них. І це забезпечують паливні насоси, що використовуються в конструкціях систем.
Насос у зборі
Як і у будь-якого рідинного насоса, завдання вузла, що використовується в конструкції двигуна – закачування палива в систему. Причому практично скрізь потрібно, щоб воно подавалося під певним тиском.
Типи паливних насосів
У різних типах двигунів використовуються свої види паливних насосів. Але загалом, усі їх можна поділити на дві категорії – низького та високого тиску. Використання того чи іншого вузла залежить від конструктивних особливостей та принципу роботи силової установки.
Так, у бензинових моторів, оскільки займистість бензину значно вища за дизельне паливо, і при цьому загоряється паливо-повітряна суміш від стороннього джерела, то високого тиску в системі не потрібно. Тому конструкції використовуються насоси низького тиску.
Насос бензинового двигуна
Але варто зазначити, що в інжекторних бензинових системах останнього покоління паливо подається прямо в циліндр, тому бензин повинен подаватися вже під високим тиском.
Що стосується дизелів, то у них суміш загоряється від впливу тиску в циліндрі та температури. До того ж саме паливо має безпосереднє впорскування в камери згоряння, тому щоб форсунка змогла його впорснути, потрібен значний тиск. І для цього у конструкції використовується насос високого тиску (ТНВД). Але відзначимо, що без використання насоса низького тиску в конструкції системи живлення не обійшлося, оскільки сам ТНВД не може закачувати паливо, адже в його завдання входить лише стиснення та подача на форсунки.
Всі насоси на силових установках різних типів можна також розділити на механічні та електричні. У першому випадку вузол працює від силової установки (використовується шестерний привід або від кулачків валу). Щодо електричних, то вони в дію наводяться від свого електродвигуна.
Якщо більш конкретно, то на бензинових двигунах системи живлення використовують тільки насоси низького тиску. І лише в інжекторі з безпосереднім упорскуванням є ТНВД. При цьому в карбюраторних моделях цей вузол мав механічний привід, а в інжекторних використовується електричні елементи.
Механічний бензонасос
У дизелях застосовується два типи насосів - низького тиску, який закачує паливо, і високого тиску - стискає дизпаливо перед тим, як воно надійде на форсунки.
Насос дизеля, що паливо підкачує, зазвичай має механічний привід, хоча зустрічаються і електричні моделі. Щодо ТНВД, то він у роботу приводиться від силової установки.
Різниця в тиску насосів низького і високого тиску дуже разюча. Так, для роботи інжекторної системи харчування достатньо всього 2,0-2,5 бар. Але це робочий діапазон тиску інжектора. Качаюче паливо вузол ж, як завжди, забезпечує його трохи з надлишком. Так, тиск паливного насоса інжектора варіюється від 3,0 до 7,0 Бар (залежить від типу та стану елемента). Щодо карбюраторних систем, то там бензин подається практично без тиску.
А ось у дизелях для подачі палива потрібен дуже високий тиск. Якщо взяти систему Common Rail останнього покоління, то в контурі ТНВД-форсунка тиску дизпалива може досягати 2200 Бар. Тому насос працює від силової установки, оскільки для функціонування його потрібно досить багато енергії, а ставити потужний електродвигун не доцільно.
Природно, робочі параметри і тиск, що створюється, позначаються на конструкції цих вузлів.
Види бензонасосів, їх особливості
Розбирати пристрій бензонасоса карбюраторного двигуна не будемо, оскільки така система живлення вже не використовується, та й конструктивно він дуже простий, і нічого особливого в ньому немає. А ось електричний бензонасос інжектора слід розглянути докладніше.
Варто відзначити, що на різних машинах використовуються різні види паливних насосів, що відрізняються за конструкцією. Але в будь-якому випадку вузол ділиться на дві складові - механічну, яка забезпечує закачування палива, і електричну, що приводить в дію першу частину.
На інжекторних автомобілях можуть використовуватись насоси:
- Вакуумні;
- Роликові;
- Шестерні;
- Відцентрові;
Насоси роторного типу
І різниця між ними здебільшого зводиться до механічної частини. І лише пристрій паливного насоса вакуумного типу повністю відрізняється.
Вакуумний
В основу роботи вакуумного насоса покладено звичайний бензонасос карбюраторного двигуна. Єдина лише різниця у приводі, але сама механічна частина практично ідентична.
Є мембрана, яка розділяє робочий модуль на дві камери. В одній з цих камер розташовується два клапани - впускний (пов'язаний каналом з баком) і випускний (що веде до паливної магістралі, що падає далі в систему).
Ця мембрана при поступальному русі створює розрідження в камері з клапанами, що призводить до відкриття впускного елемента і закачування бензину. При зворотному русі впускний клапан перекривається, але відкривається випускний і паливо виштовхується в магістраль. Загалом, все просто.
Що стосується електричної частини, то працює вона за принципом реле, що втягує. Тобто є сердечник, і обмотка. При подачі напруги на обмотку, магнітне поле, що виникає в ній, втягує сердечник, пов'язаний з мембраною (відбувається її поступальний рух). Як тільки напруга зникає, пружина назад повертає мембрану у вихідне положення (поворотний рух). Подача імпульсів на електричну частину керується електронним блоком керування інжектором.
Роликовий
Що стосується інших видів, то у них електрична частина, в принципі, ідентична і є звичайним електродвигуном постійного струму, що працює від мережі 12 В. А ось механічні частини - різні.
Роликовий паливний насос
У роликовому типі насоса робочими елементами є ротор з пазами, в які встановлені ролики. Ця конструкція поміщена в корпус з внутрішньою порожниною складної форми, що має камери (впускну і випускну, зроблені у вигляді проточок і з'єднані з магістралями, що подає і випускний). Суть роботи зводиться до того, що ролики просто переганяють бензин із однієї камери до іншої.
Шестерний
У шестерному типі використовується дві шестерні, встановлені одна в іншу. Внутрішня шестерня – менша за розміром, і рухається траєкторією ексцентрика. Завдяки цьому між шестернями є камера, в якій здійснюється захоплення палива з подавального каналу і перекачування його у випускний канал.
Шестерний насос
Відцентровий тип
Роликовий і шестерний типи електробензонасосів – менш поширені, ніж відцентрові, вони ж – турбінні.
Відцентровий насос
Пристрій паливного насоса такого типу включає крильчатку з великою кількістю лопатей. При обертанні ця турбіна створює завихрення бензину, що забезпечує його всмоктування у насос та подальше виштовхування у магістраль.
Ми розглянули пристрій паливних насосів трохи спрощено. Адже в їх конструкції є додатково впускні та редукційні клапани, завдання яких входить подача палива тільки в одному напрямку. Тобто бензин, який потрапив у насос, повернутися в бак вже зможе тільки по зворотній магістралі, пройшовши через усі складові елементи системи живлення. Також завдання одного з клапанів входить замикання і припинення закачування за певних умов.
Турбінний насос
Що стосується насосів високого тиску, які використовуються в дизельних моторах, то там принцип дії кардинально відрізняється, і докладно про такі вузли системи живлення можна дізнатися тут.
