топливоподкачивающий насос
Рис.1 А-Насосна секція; По-Електромотор; З-Кришка; 1-Сторона нагнітання; 2-Якір електромотора; 3-Насосний елемент; 4-Пропускний клапан; 5-Сторона всмоктування; 6-Зворотний клапан.
Топливоподкачивающий насос в контурі низького тиску служить для забезпечення необхідної подачі палива до компонентів контуру високого тиску палива. Топливоподкачивающий насос працює протягом всього терміну служби автомобіля на всіх експлуатаційних режимах з мінімальним рівнем шуму, створюючи необхідний тиск палива.
Топливоподкачивающий насос забирає паливо з бака і постійно подає його в необхідній кількості (циклова подача і циркуляція) до ТНВД (витрата 60 .. .500 л / год, тиск 300 ... 700 кПа, або 3 ... 7 бар). Багато насоси автоматично видаляють повітря, так що пуск двигуна можливий навіть при порожньому баку.
Існують наступний конструктивні рішення:
- Електричні паливні насоси (використовуються в легкових автомобілях);
- Шестерні паливні насоси з механічним приводом;
- Послідовна установка обох типів насосів (легкові автомобілі, комерційний транспорт з паливною системою з насос-форсунками).
В ТНВД розподільного типу з аксіальним і радіальними плунжерами використовується топливоподкачивающий насос лопатевого типу, вбудований в корпус ТНВД.
Електричний топливоподкачивающий насос
Рис.2 1-Сторона всмоктування (впуску); 2-Ротор з прорізами; 3-Ролик; 4-Камера; 5-Сторона нагнітання;
Електричний топливоподкачивающий насос (рис. 1 і 2) використовується тільки в двигунах легкових і комерційних автомобілів. Як частина концепції системи поточного контролю, крім функції подачі палива цей насос відключає подачу палива в екстремальній ситуації (в разі аварії). Електричні паливні насоси можуть встановлюватися послідовно в лінії низького тиску або в паливному баку. Перші монтуються на кузові автомобіля зовні паливного бака в лінії між баком і паливним фільтром. Насоси, які розташовуються усередині паливного бака, монтуються в спеціальному тримачі, який зазвичай включає в себе сітчастий фільтр - топлівопріёмнік на стороні всмоктування, датчик рівня палива, спіральну пластину як резервуар палива, а також виведені назовні гідравлічні і електричні з'єднання. Починаючи з прокручування двигуна стартером, електричний топливоподкачивающий насос працює постійно, незалежно від частоти обертання двигуна. Це означає, що він постійно подає паливо з бака через паливний фільтр в систему уприскування палива. Надмірна кількість палива повертається назад в бак через перепускний клапан.
Контур безпеки служить для виключення подачі палива в разі раптової зупинки двигуна при включеному "запалюванні".
Електричний топливоподкачивающий насос включає в себе три основних функціональних елементи всередині загального корпусу.
- Насосна секція (А на рис. 1)
Рис.3 a - Величина подачі палива при низькій напрузі; b - Залежність величини подачі палива від напруги при нормальній роботі; з - ККД насоса в залежності від напруги; Тиск подачі:
1 при 200 кПа
2 при 250 кПа
3 при 300 кПа
4 при 350 кПа
5 при 400 кПа
6 при 450 кПа
7 при 500 кПа
8 при 550 кПа
9 при 600 кПа
10 при 650 кПа
Існує безліч різних варіантів конструкцій насосних секцій в залежності від концепції застосування електричного топливоподкачивающего насоса. У дизелях в основному застосовуються роторні (роликові) насоси (RCP - roller-cell pump). Роторний насос є насосом об'ємного типу (рис. 2), що включає в себе ексцентрично розташовану камеру 4, в якій вільно обертається ротор 2 з прорізами. У кожній прорізи є рухливий ролик 3, який при обертанні ротора під дією відцентрової сили і тиску палива висувається з прорізи і притискається до бічної поверхні. В результаті ролики починають працювати як обертові ущільнювачі, за допомогою чого між роликами сусідніх прорізів і роликового доріжкою утворюється порожнина (камера) тиску. Створення тиску визначається тим, що при закритті вхідних серпоподібної порожнини обсяг камери постійно зменшується, і коли вихідний отвір відкривається, паливо тече через електромотор і виходить з штуцера в кришці на нагнітальної стороні насоса.
- Електромотор (В на рис. 1)
Електромотор включає в себе систему постійних магнітів і якір 2. Конструкція електромотора визначається необхідною величиною подачі палива і заданим тиском в системі. Електромотор постійно омивається паливом, і тому завжди залишається холодним. Така конструкція забезпечує хороші характеристики без необхідності застосування складних елементів ущільнювачів між насосним елементом і електромотором.
- Кришка (С на рис. 1)
Кришка на стороні нагнітання містить електричні з'єднання і водяні системи. Зворотний клапан 6 встановлений для запобігання спустошення паливних ліній при виключенні насоса. У кінцевий кришці можуть бути також розташовані пристрої придушення електричних перешкод.
Шестерний паливний насос
Топливоподкачивающий насос шестерні типу (рис. 4 і 6) використовується для подачі палива до систем уприскування з одноплунжерний ТНВД (комерційні автомобілі) і системам Common Rail (Легкові і комерційні автомобілі, а також позашляховики). Насос кріпиться безпосередньо на двигуні або вбудовується в корпус ТНВД. Привід насоса зазвичай здійснюється через муфту шестерні передачею або зубчастим ременем.
Основними компонентами насоса є два знаходяться в зачепленні між собою зубчастих колеса, які пропускають паливо в зазорі між зубами від сторони всмоктування (1 на рис. 6) до сторони нагнітання (5). Лінія контакту між обертовими зубчастими колесами забезпечує ущільнення між сторонами всмоктування і нагнітання насоса, перешкоджаючи течією палива назад.
Рис.4 1-Корпус насоса; 2-Кільцевій ущільнення; 3-Провідна шестерня; 4-Відома шестерня; 5-Заклепка; 6-Муфта; 7-Кришка корпусу насоса; 8-Ущільнення; 9-Сальник приводного вала.
Кількість палива, що подається приблизно пропорційно частоті обертання двигуна. Тому регулювання величини подачі відбувалися за допомогою дроселювання на стороні всмоктування палива, або за допомогою перепускного клапана на стороні нагнітання (рис. 5).
Топливоподкачивающий насос шестерні типу не вимагає технічного обслуговування. Для того щоб прокачати паливну систему перед першим пуском двигуна або коли мала місце робота при порожньому баку, може бути використаний ручний насос, що підкачує, встановлений безпосередньо на шестерні насосі або в лінії низького тиску.
Спеціальні характеристики дизельного палива
У порівнянні з бензином дизельне паливо має більше забруднень і містить воду у вигляді емульсії, чисту воду і парафін, який може закупорити паливний фільтр взимку. Через цих складових, а також з причини значно більш високого тиску уприскування палива в дизелях в порівнянні з бензиновими двигунами, паливні системи дизелів вимагають значно більш якісного захисту від зносу, паливних фільтрів дуже тонкого очищення палива і різних заходів щодо запобігання блокади в лініях подачі палива .
Складові дизельного палива
забруднюючі домішки
Рис.5 Характеристики подачі палива шестерні топливоподкачивающего насоса.
Аналіз забруднених фільтруючих елементів показав, що паливо може містити іржу, воду, органічні речовини (наприклад, гуму), волокна, мінерали (пил, пісок) і металеві відходи. Такі забруднення можуть потрапляти в паливо, наприклад при неправильному його зберіганні, через вентиляційні отвори паливного бака або з самого бака (обсипалися частинки іржі та ін. Характер застосування автомобіля також має значення (наприклад, дороги з покриттям. Бездоріжжі або місця будівництва). Найбільший знос викликають тверді частинки, якщо вони доходять до критичних місць обладнана системи упорскування. Застарілі органічні речовини або сепарований парафін, який може знаходитися в літньому дизельному паливі, яке ис користується взимку, здатні дуже швидко закупорити матеріал паливного фільтра.
Рис.6 Перебіг палива всередині шестерні насоса.
вода
Дизельне паливо в обладнанні для дизельних двигунів може містити пов'язану (у вигляді емульсії) і непов'язаний (вільну) воду. Вільна вода існує як результат утворення конденсату, наприклад, при швидкій зміні температури. Якщо вода потрапляє в паливну систему може викликати її пошкодження в результаті корозії. Сучасна система фільтрації практично повністю відокремлює воду від палива. Спочатку краплі палива збираються в порах на брудній стороні фільтруючого елемента, так як тиск в потоці палива недостатньо, щоб проштовхнути їх через капіляри. Все більше і більше часу блокуються потім відкладеннями води, перешкоджаючи проходженню палива через фільтр. В результаті тиск на брудній стороні підвищується до тих пір, поки вода не буде видавлена через пори. На чистій стороні фільтруючого елемента вода збирається в краплі і стікає вниз, в камеру збору води, оскільки щільність води більше щільності дизельного палива. З камери збору конденсату вода може бути потім видалена.
парафін
Найгірше, коли парафін в дизельному паливі починає виділятися в формі кристалів при температурі близько нуля градусів Цельсія і нижче. Кристали парафіну при падінні температури можуть закупорити паливний фільтр і, отже, припинити подачу палива. З цієї причини дизельне паливо піддається спеціальній обробці, щоб зробити його придатним для зимового застосування. При проведенні очищення до палива зазвичай додаються присадки. Хоча це і не запобігає сепарацію парафіну, проте в значній мірі перешкоджає росту кристалів. В результаті кристали стають настільки малими, що легко проходять через пори фільтра. Інші присадки підтримують невеликі кристали в підвішеному стані (у вигляді суспензії), зменшуючи повноту відсіву.
Європейський стандарт EN590 встановлює різні категорії опору фільтра при низькій температурі. Дизельні паливні фільтри останнього покоління для запобігання закупорювання фільтрів парафіном взимку оснащуються електричними підігрівниками палива. Це виключає необхідність додавати в дизельне паливо бензин або гас з метою поліпшення його низькотемпературних характеристик. Такий в деякій мірі сумнівний спосіб іноді практикувався в минулому, але в даний час заборонений.
У деяких регіонах заправні станції пропонують дизельне паливо, яке забезпечує безпечне його застосування при температурі до -23 ° С.