Avtoargon.ru

АвтоАргон
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Топливные насосы судового дизеля, принцип действия

Топливные насосы судового дизеля, принцип действия

Назначение топливных насосов — отмерить необходимую порцию топлива и подать его в цилиндр двигателя через форсунку в определенное время под нужным давлением.

Давление впрыска зависит от вида смесеобразования и системы впрыска и колеблется от 250 до 800 бар.

Существуют две системы впрыска: косвенная и непосредственная. При косвенной системе топливо насосом подается в толстостенную трубу-аккумулятор. Специальные дозирующие устройства сообщают аккумуляторную трубу с форсунками цилиндров в момент подачи топлива. При непосредственной системе впрыска для каждого цилиндра устраивают отдельный топливный насос, связанный с форсункой форсуночной трубкой.

Все топливные насосы современных дизелей — плунжерного типа и классифицируются по способу регулирования количества подаваемого в цилиндр топлива: клапанные, золотниковые, аккумуляторные. При клапанном распределении специальные клапаны, один или два, в определенное время сообщают надплунжерное пространство с перепускными каналами и отсекают подачу топлива. У золотниковых топливных насосов отсечку осуществляет сам плунжер, который сообщает в определенное время надплунжерное пространство с перепускным каналом. У клапанных и золотниковых насосов подача топлива осуществляется за счет набегания кулачной шайбы на толкатель плунжера, а заполнение надплунжерного пространства — за счет пружины, которая перемещает плунжер вниз при сбегании кулачной шайбы с толкателя.

У аккумуляторных топливных насосов надплунжерное пространство заполняется топливом под воздействием кулачной шайбы. При этом пружина сжимается и в ней аккумулируется энергия, в момент впрыска пружина заставляет плунжер резко переместиться вверх. Регулировка количества подаваемого топлива осуществляется за счет изменения хода плунжера. Топливные насосы аккумуляторного типа не нашли широкого применения в дизелях.

Если в начале хода плунжера топливо через открытый клапан у клапанных насосов или через специальный канал у золотниковых насосов идет на перепуск, то считают, что регулировка количества подаваемого топлива осуществляется в начале подачи (или началом подачи). Если топливо в начале подачи идет к форсунке, а в конце подачи — на перепуск, то такие насосы регулируют концом подачи. Очень часто насосы первого типа называют насосами с переменным началом, а насосы второго типа — с переменным концом подачи. В настоящее время как в клапанных, так и в золотниковых насосах регулируются и начало и конец подачи, т. е. топливо перепускается как в начале движения плунжера, так и в конце. Несмотря на явное усложнение конструкции, такие насосы получили наибольшее распространение, так как топливо подается к форсунке только при высоких скоростях движения плунжера, т. е. при максимальных давлениях, этим достигается качественный распыл топлива и хорошее смесеобразование.

Топливный насос двигателей ДР 30/50-3. Насос имеет стальной кованый корпус 11, в котором нажимной гайкой 12 крепится плунжерная втулка 14; пружина 13 для осуществления всасывающего хода опирается на нажимную гайку 12 и тарелку 16. В стальной части смонтированы также нагнетательный клапан 10; всасывающий клапан 8, который выполняет одновременно роль отсечного клапана, закрыт заглушкой 9. Стальной корпус крепится к чугунной станине 18, которую, в свою очередь, устанавливают и крепят на специаль- ной полке дизеля над распределительным валом топливных насосов. В станине 18 насоса смонтированы толкатель 2 и система воздействия на отсечной (всасывающий) клапан 8.

Принцип действия насоса. Заполнение надплун-жерного пространства топливом происходит при сбегании кулачной шайбы с ролика 1 толкателя 2 и движении плунжера 15 вниз за счет пружины 13. Всасывающий клапан 8 при этом находится в открытом состоянии автоматически — за счет разности давления в надплунжер-ном пространстве и всасывающей магистрали. В конце всасывающего движения плунжера, т. е. перед началом нагнетания, всасывающий клапан 8 — через фигурный рычаг 17, эксцентрическую шейку 3 и промежуточный толкатель (4, 5, 6, 7) — поддерживается в открытом состоянии. Таким образом, при набегании кулачной шайбы на ролик 1 толкателя 2 и движении плунжера вверх топливо будет перепускаться через открытый всасывающий клапан 8 во всасывающую магистраль. Перепуск будет продолжаться до тех пор, пока левое плечо фигурного рычага 17, опускаясь вниз, не даст возможность всасывающему клапану 8 перекрыть всасывающую магистраль. В этот момент произойдет отсечка перепуска и топливо, оставшееся в надплунжерном пространстве, пойдет к форсунке. Изменение количества подаваемого топлива осуществляется поворотом рычага 19 и изменением положения эксцентрической шейки 3 валика 20 в пространстве. Очевидно, если шейку перемещать вверх, то зазор между клапаном и его седлом увеличится и на перепуск пойдет больше топлива.

Поскольку топливо перепускается во всасывающую магистраль в начале хода плунжера вверх, то насос имеет переменное начало и постоянный конец подачи. При опускании левого плеча фигурного рычага вниз зазор между клапаном и его седлом уменьшится и количество топлива, подаваемого к форсунке, увеличится.

Определенную подачу топливного насоса можно отрегулировать, изменив длину нижнего толкателя 4 за счет болта 6 и контргайки 5.

Все топливные насосы двигателя связаны между собой через рычаг 19 общей планкой (рейкой), которая, в свою очередь, связана одним концом с постом управления, другим—с регулятором двигателя.

По такому же принципу работают топливные насосы двигателей 8ДР 43/61, а также насосы многих моделей двигателей фирмы «Зульцер».

Топливный насос клапанного типа (рис. 51, б) с регулированием по началу и концу подачи двигателей ДКРН 70/120 (МАН). К стальному корпусу 8 крепится плунжерная втулка 6 (гайкой 7). В корпус также вмонтированы: всасывающий клапан 9 вместе с корпусом, нагнетательные клапаны 10 и 11 в общем корпусе, отсечной клапан 19 в корпусе 20 и демпферное устройство, состоящее из поршня 18, нагруженного пружиной 17. Система воздействия на отсечной клапан, состоящая из фигурного рычага 29, двухрожкового рычага 23, стержня 26 и толкателя 2 облицованного бронзовой втулкой 4, размещена в нижнем чугунном корпусе. Нагнетательный трубопровод 14 подключен к насосу ниппельным соединением.

Принцип действия насоса. При сбегании кулачной шайбы с ролика 1 толкателя 2 пружина 3 перемещает плунжер 5 вниз. В результате этого всасывающий клапан 9 открывается и топливо поступает в надплунжерное пространство. Перед началом поступательного хода плунжера вверх левое плечо фигурного рычага 29 находится в нижнем крайнем положении, а правое плечо — через упорный винт 25, двухрожковый рычаг 23 и промежуточный стержень 26 — поддерживает отсечной клапан 19 в открытом положении. Таким образом в начале нагнетания топливо по перепускным каналам А и Б пойдет во всасывающую систему (магистраль). Подача топлива к форсунке начинается в момент появления зазора между упорным винтом 25 и нижним рожком рычага 23, т. е. в момент посадки отсечного клапана 19 в гнездо под действием пружины 16 (упругость которой регулируется болтом 15 с контргайкой). Отсечка в конце подачи произойдет, когда левое плечо фигурного рычага 29, перемещаясь вверх, через упорный сухарь 28 и промежуточный толкатель 26 откроет отсечной клапан 19 и топливо снова пойдет на перепуск. Количество подаваемого топлива изменяют поворотом валиков 27 и 24, связанных между собой зубчатыми секторами; верхний валик системой рычагов, тяг и валиков связан с постом управления и регулятором. Шейки, на которых качаются рычаги 23 и 29, выполнены эксцентрично относительно осей валиков, поэтому при повороте рычаги опускаются вниз или перемещаются вверх. При перемещении рычагов вниз зазор между отсечным клапаном 19 и его седлом уменьшается, а между промежуточным толкателем и упорным сухарем 28 увеличивается. В результате происходит ранняя посадка клапана в гнездо и позднее его открытие, и тогда больше топлива поступает в цилиндр. Для уменьшения подачи топлива рычаг перемещают вверх, и зазор между клапаном и седлом увеличивается, а зазор между упорным сухарем и промежуточным толкателем уменьшается, в результате чего клапан по времени больше открыт и к форсунке поступает малая доза топлива. Такой способ регулирования дает возможность использовать на малой частоте вращения наибольшие скорости движения плунжера и автоматически изменять угол опережения подачи топлива в цилиндр в зависимости от частоты вращения коленчатого вала дизеля.

Индивидуальную регулировку насосов производят изменением длины промежуточного толкателя 26 при помощи гайки 22 и контргайки 21, а также упорным винтом 25. Мгновенное отключение насоса осуществляют индивидуальным открытием всасывающего клапана — через штифт 12 и кнопку 13.

К недостаткам насоса следует отнести сложность конструкции и регулирования, поэтому фирма МАН и ее лицензиаты на последних моделях дизелей ряда ДКРН 70/120 устанавливают золотниковые топливные насосы.

Читать еще:  Щелчок в двигателе при холодном пуске

Топливные насосы золотникового типа в настоящее время получили наибольшее применение в судовых дизелях. От других насосов их отличает прежде всего простота конструкции, возможность регулирования начала и конца подачи, длительная работа без индивидуального регулирования, так как у них отсутствует отсечной клапан со сложной системой привода.

Принцип действия топливного насоса (рис. 52, а). Плунжерная втулка 2 топливного насоса запрессована в общий корпус (для небольших насосов). Топливоподкачивающий насос подает топливо в приемную полость вокруг плунжерной втулки. Когда плунжер 1 находится в н. м. т. топливо заполняет надплунжерное пространство насоса через отверстия 3 и 4. При движении плунжера вверх до перекрытия впускных отверстий 3 и 4, топливо перетекает в приемную полость. После перекрытия отверстий плунжером начинается подача топлива к форсунке. Момент отсечки наступает тогда, когда винтовая кромка 5 на плунжере соединяет надплунжерное пространство с отверстием 3. С этого момента, несмотря на поступательное движение плунжера вверх, топливо будет перетекать в приемную полость насоса. Уменьшение количества подаваемого топлива ocуществляют поворотом плунжера против часовой стрелки, при этом надплунжерное пространство раньше соединится с приемной полостью насоса. Для выключения насоса плунжер поворачивают настолько, чтобы фрезерованный паз 6 оказался против перепускного канала 3— и надплунжерное пространство соединяется с приемной полостью насоса во время всего хода плунжера вверх.

У топливных насосов с нижним расположением винтовой кромки регулируется конец подачи. Если верхнюю кромку плунжера сделать винтовой, а нижнюю — прямой, то начало подачи будет переменным,а конец постоянным, и, наконец, если обе кромки выполнить винтовыми, то и начало и конец подачи будут переменными (рис. 52, б).

Конструкция топливного насоса золотникового типа мощного судового дизеля 8ДКРН 74/160-2 (БМЗ) изображена на рис. 53. На кронштейне 1, который крепится к остову дизеля, установлен чугунный корпус 4. На корпус 4 установлена промежуточная втулка 9. К ней через фланец 22 и стойку 11 крепится стальной кованый корпус 19. В корпусе 19 запрессована плунжерная втулка 17, в которой находится плунжер 15. Поступательное движение плунжера вверх осуществляется от кулачной шайбы 2 через промежуточный ролик 3, ролик 5 толкателя и толкатель 6. Возвратный ход плунжера, находящегося длительное время в верхнем положении, происходит при сбегании промежуточного ролика 3 с кулачной шайбы 2 под действием пружин 7 и 8. Топливо подается к насосу высокого давления от топливоподкачивающего насоса по трубе 16. При движении плунжера 15 вниз топливо через всасывающий клапан 18 попадает в надплунжерное пространство (необходимость установки всасывающего клапана вызвана незначительным временем, отведенным на заполнение надплунжерного пространства из-за специального профиля кулачной шайбы). При движении плунжера вверх всасывающий клапан 18 закрывается и топливо но трубе 27 подается к двум форсункам цилиндра.

Для отсечки топлива на плунжере выфрезеровано два паза, заканчивающихся винтовыми кромками, которые в определенный момент соединяют нагнетательную полость с приемной.

Для предотвращения резких колебаний давления при перепуске топлива в приемную полость насоса предусмотрено демпферное устройство 21.

Наличие двух отсечных кромок и двух перепускных отверстий снимает с плунжера боковые нагрузки, что предотвращает односторонний износ плунжера и втулки, характерный для насоса с одним отсечным каналом.

Изменение количества топлива, подаваемого за один впрыск, осуществляется поворотом плунжера 15 — через крестовину плунжера 12, поворотную втулку 13 и цапфу 14.

Цапфы всех насосов связаны между собой и с постом управления двигателя системой тяг и рычагов. При повороте плунжера 15 отсечные кромки раньше или позднее соединяют надплунжерное пространство с приемной полостью насоса и при этом изменяется полезный ход плунжера. Регулирование количества подаваемого топлива осуществляется по концу подачи.

Так как производительность топливоподкачивающего насоса выше максимального расхода топлива топливными насосами высокого давления, то часть топлива по трубе 20, снабженной невозвратным клапаном, отводится к расходным цистернам. При такой схеме обеспечивается постоянная циркуляция топлива через насосы, что предотвращает образование газовых пробок.

Изменение угла опережения подачи топлива в цилиндр осуществляется поворотом эксцентрика 23, который перемещает посредством рычага 24 ролик 3 и изменяет время начала поступательного хода плунжера и, следовательно, время начала подачи. Нужно заметить, что при таком способе регулировки угла опережения подачи топлива изменяется в сторону ухудшения время начала подачи топлива при работе двигателя на задний ход, так как для переднего и заднего хода используется одна кулачная шайба и реверс двигателя осуществляется за счет углового поворота распределительного вала в сторону требуемого вращения коленчатого вала. Для периодического контроля давления впрыска нагнетательную полость можно сообщить через клапан 25 с манометром 26. Выключение насоса осуществляют тягой 10.

Система смазки насосов высокого давления — индивидуальная.

Отсутствие нагнетательного клапана в насосе обеспечивает отсечку топлива при высоком давлении, что обусловливает быструю посадку иглы форсунки и отсутствие дополнительного вспрыска и подтекания топлива.

Тандем-насос

Так называемые тандем-насосы, используемые в дизелях легковых автомобилей с насос-форсунками, представляют из себя блок, включающий топливоподкачивающий насос (рис. 17) и вакуумный насос для усилителя тормозов. Он прикрепляется к головке блока цилиндров и приводится от распределительного вала двигателя.

Собственно топливный насос может быть или лопастного типа с отдельно расположенными лопатками, или шестеренчатым (3 на рис. 17) и даже при низкой частоте вращения коленчатого вала двигателя подает достаточно топлива, чтобы обеспечить пусковую подачу, то есть надежный пуск двигателя. Данный насос содержит в себе несколько клапанов и дроссельных устройств (рис. 17).

Дроссель (6) на впуске в насос: количество подаваемого насосом топлива пропорционально частоте вращения шестерен. В данном случае максимальная подача ограничивается дроссельным отверстием на всасывающей стороне.

Редукционный клапан (7): этот клапан служит для ограничения максимального давления на стороне нагнетания насоса.

Дроссельное отверстие (4): служит для удаления паров топлива на выходе насоса путем направления их в линию возврата топлива (1).

Рис.17 Топливный насос в тандем-насосе. 1 — линия возврата топлива в бак, 2 — вход топлива из бака, 3 — шестеренчатый насосный элемент, 4 — дроссельное отверстие, 5 — фильтр, 6 — дроссельное отверстие на стороне всасывания, 7 — редукционный клапан, 8 — штуцер для подсоединения манометра, 9 — линия нагнетания к насос-форсункам, 10 — линия возврата топлива от насос-форсунок, 11 — обратный клапан, 12 — перепуск топлива.

Перепуск топлива (12): если в топливной системе имеется воздух (например, если автомобиль двигался до опустошения топливного бака), клапан-регулятор низкого давления остается закрытым. Тогда воздух удаляется из топливной системы через байпас под действием давления топлива, создаваемого насосом.

Благодаря правильному расположению топливных каналов в насосе, его шестерни никогда не остаются без топлива, даже при пустом баке. Это означает, что при пуске двигателя после заправки бака топливом насос начинает подавать топливо немедленно. Насос снабжен штуцером (8) для подключения манометра, измеряющего давление топлива на выходе, то есть давление нагнетания.

Распределительная труба. Топливная система дизелей легковых автомобилей с насос-форсунками оснащается распределительной трубой, которая, как следует из ее названия, распределяет топливо между насос-форсунками. Такая форма распределения топлива гарантирует, что все индивидуальные форсунки будут получать одинаковое количество топлива при одинаковой температуре, что в результате обеспечивает плавную работу дизеля. Топливо, поступающее к насос-форсункам, в распределительной трубе смешивается с топливом, текущим от них обратно, что и обеспечивает равномерное распределение температуры.

Установка топливо подкачивающего насоса

Преимущества установки подкачивающего насоса на дизель

Если вернуться к основной теме, подкачивающий насос на дизель во многих случаях является электрическим. Такой насос становится важным элементом в системе питания, так как позволяет не только быстро и эффективно подать дизтопливо к ТНВД, но и пропустить солярку через фильтры.

Также наличие подкачивающего насоса позволяет добиться стабильной работы дизельного двигателя во всех режимах и на любых оборотах, то есть исключается нехватка топлива под нагрузками. Еще отметим, что многие владельцы дизельных авто, которые штатно не имеют дополнительного насоса, принимают решение установить его самостоятельно.

Данная необходимость может быть продиктована разными причинами, начиная с незначительного завоздушивания системы питания после стоянки и заканчивая стремлением облегчить пуск дизельного двигателя. Насос можно поставить как в топливный бак, так и интегрировать на определенных участках топливных магистралей подачи дизтоплива уже после бака.

Читать еще:  Что по мнению а смита было двигателем прогресса

Как правило, после установки владельцы отмечают, что дизель легче заводится (нужно сделать меньшее количество оборотов стартером). Также отмечается более стабильная работа ДВС на разных режимах (переходные режимы, ХХ, работа под нагрузкой). В некоторых случаях возможен и прирост мощности, так как горючее стабильно подается к ТНВД даже на высоких оборотах.

Устройство подкачивающего насоса и различные типы ТННД

Если говорить о конструкции, топливный насос низкого давления имеет следующие составные элементы:

  1. Приводной вал
  2. Ротор с лопастями
  3. Статор
  4. Диск распределения
  5. Приводную шестерню-регулятор
  6. Соединительные муфты

Принцип действия заключается в том, что сначала начинает двигаться ротор, в результате его лопасти приближаются к статору. В результате под воздействием центробежной силы создаются «камеры» и определенное напряжение. Затем из камер горючее поступает к ТНВД. Для подачи топлива в диске распределения выполнены каналы. Если давление превышает норму, часть горючего перенаправляется на редукционный клапан.

С учетом того, что подкачивающий насос и насос высоко давления связаны, для того, чтобы поддерживать необходимые условия, имеется топливный сливной дроссель. Указанный дроссель представляет собой жиклер, который вкручен в ТНВД.

Данное решение позволяет поддерживать нужные условия в камерах, при этом учитывается зависимость от той скорости, с которой движется приводной вал. Подобная схема хорошо подходит для дизельных моторов, при этом существуют и другие виды подкачивающих насосов.

Разновидности топливных насосов низкого давления

Начнем с того, что топливный насос низкого давления установлен на любом автомобиле, бензиновом (карбюратор, инжектор), так и на многих дизельных, но не на всех. Данное устройство «вытягивает» горючее из топливного бака, после чего топливо проходит через фильтры, попадает в дозирующие системы и подается в двигатель.

При этом подкачивающие насосы бывают механическими и электрическими. На бензиновых карбюраторных ДВС стоит механический насос, на инжекторных моторах подкачивающий топливный насос электрический. Однако если в бензиновых аналогах независимо от типа мотора такой насос является основным, в дизельных двигателях подкачивающий насос подает топливо на ТНВД.

Механический подкачивающий насос, как правило, ставится на блок цилиндров. В действие такое устройство приводит сам двигатель. Если просто, во время вращения мотора происходит нажатие на специальный кулачок насоса, в результате устройство начинает закачивать горючее в карбюратор. Также механический насос имеет специальный рычаг, что позволяет вручную прокачать бензин перед запуском двигателя.

Электрический подкачивающий насос стал необходимостью после того, как появились инжекторные двигатели. Дело в том, что для нормальной работы инжектора топливо должно подаваться на форсунки под более высоким давлением по сравнению с карбюраторными ДВС.

Естественно, слабый по производительности механический насос не способен справиться с такой задачей. Ему на смену пришел электробензонасос. Такой насос фактически представляет собой электродвигатель и насосную камеру, которые объединены в общем в корпусе. Нагнетатель расположен прямо в бензобаке и погружен в топливо. Также в корпус насоса интегрирован датчик уровня топлива и специальная сетка-фильтр для очистки горючего.

Такое решение имеет целый ряд преимуществ, так как устройство более производительное, а также не перегревается от избытков тепла в подкапотном пространстве. Также перед запуском двигателя нет необходимости подкачивать топливо вручную, так как после поворота ключа зажигания подкачивающий насос начинает сразу работать, поднимая давление в системе питания.

Еще следует отметить, что в схеме с электрическим насосом топливо постоянно движется по магистралям, что позволяет поддерживать нормальную температуру горючего и избежать перегрева.

Топливоподкачивающий насос однократного действия

Топливоподкачивающий насос однократного действия состоит из корпуса, в котором размещены шток, поршень и клапана.

На входе и выходе топлива в корпусе в корпусе насоса установлены впускной 5 и выпускной 1 клапаны с пружинами. Привод насоса осуществляется от эксцентрика 3 кулачкового вала ТНВД. Усилие через толкатель передается на привод поршня топливоподкачивающего насоса. Обратный ход поршня осуществляется под действием пружины 6. Принцип работы такого насоса заключается в следующем. При сбегании эксцентрика 3 с толкателя 2 давление на поршень 4 со стороны толкателя пропадает и под действием пружины 6 поршень перемещается вверх. Впускной клапан 5 при этом закрывается, а выпускной 1 открывается и топливо поступает к ТНВД. При набегании эксцентрика 3 кулачкового вала на шток 2 поршень 4 движется вниз. Топливо находящееся под давлением открывает впускной клапан 5 и поступает через прорези в поршне в полость, находящуюся над поршнем.

Топливные насосы высокого давления на дизельном двигателе. Виды насосов, принцип действия

Конструкция механического топливного насоса

Механический топливный насос, применяющийся в конструкции двигателей с карбюраторной системой впрыска, крепится к блоку цилиндров или головке блока винтами. В большинстве случаев для подачи топлива используется насос мембранной конструкции. Прикрепленный к блоку насос приводится в движение коленчатым валом, на котором предусмотрен специальный эксцентрический кулачок. Этот кулачок давит на шток, сжимающий расположенную внутри корпуса мембрану.

В механических топливных насосах предусматривалась система ручной подкачки топлива на случай «пересыхания» системы после длительной стоянки

При нажатии на кулачок объем внутренней камеры насоса сокращается, а когда он снова увеличивается, бензин всасывается в камеру. Чтобы топливо не вытекало назад, в трубопровод, подающий патрубок снабжен обратным клапаном. Когда происходит очередное нажатие, топливо выходит через нагнетательный патрубок и подается в карбюратор, а в камеру поступает новая порция из трубопровода. Давление в подающей магистрали может регулироваться за счет установки более или менее жесткой пружины, но по конструктивным причинам не может быть высоким (это связано с тем, что пределы жесткости пружины ограничены упругостью металла, из которого она сделана).

Типы, устройство и принцип работы топливных насосов

Можно классифицировать насосы по нескольким категориям:

  1. По типу привода – механические и электрические;
  2. По типу топлива – бензиновые, дизельные и газовые;
  3. По типу системы подачи топлива – для карбюратора, инжектора и для common rail;
  4. По расположению – выносные и погружные;
  5. По величине давления – топливные насосы высокого и низкого давления (ТНВД и ТННД).

Но на самом деле типов топливных насосов не так много, и проще всего изучать их по мере усложнения.

1. Простая конструкция – механический (вакуумный) Это маломощное устройство, предназначенное для подачи топлива к карбюратору, и сегодня такие модели уже считаются редкостью. Чаще он устанавливается в качестве подкачки для ТНВД. Приводятся в действие от коленвала или вала маслонасоса, а значит, их производительность напрямую зависит режима работы двигателя.


Устройство механического вакуумного топливного насоса

Агрегат состоит из толкателя (штока), диафрагмы, входного и выходного патрубков и клапанов. Перемещение диафрагмы создает последовательное разрежение и сжатие в рабочей камере. На фазе разрежения в камеру поступает топливо, на фазе сжатия – выталкивается через выходной патрубок. Клапаны препятствуют обратному ходу жидкости.

Основной недостаток, из-за которого их перестали использовать для основной подачи топлива – работа в пульсирующем режиме, что для современных форсунок уже не годится. Понадобилось что-то более производительное и надежное.

2. Современный электрический Это самый распространенный тип насоса. Представляет собой электромоторчик, работающий непрерывно, пока работает двигатель. Подача топлива осуществляется сплошным потоком и под достаточным давлением. Производительность такого устройства уже не зависит от оборотов двигателя, и чтобы не создавать избыточное давление в топливной магистрали (например, во время работы на холостых оборотах), в нем предусмотрен возвратный патрубок, по которому лишнее топливо сливается обратно в бак.

Включается он одновременно с зажиганием, чтобы сразу подать бензин в двигатель. Электронный блок управления подает сигнал на включение через реле и предохранитель, и только через пару секунд срабатывает стартер.

Есть несколько типов конструкции электронасоса: шестеренная, роликовая, центробежная, вакуумная, плунжерная. Рассмотрим принцип действия каждого из них.

2.1. Вакуумный По сути, он дублирует конструкцию механического насоса мембранного типа, только толкатель приводится в движение от электропривода.

2.2. Шестеренный


Типовая схема шестеренчатого топливного насоса эксцентрикового типа

Состоит из рабочей камеры и вращающейся в ней шестерни-эксцентрика. Прижимаясь поочередно к каждой секции камеры, шестерня создает разрежение на стороне всасывания и переводит порцию жидкости к выходному патрубку. Аналогичная конструкция встречается и у масляных насосов.

2.3. Роликовый


Схема топливного насоса роликового типа

Читать еще:  Датчик холостого хода двигателя лада приора

Представляет собой круглую рабочую камеру с секцией нагнетания и выпуска. В ней установлен ротор с пазами, в которые вставлены ролики (для минимизации трения). По мере вращения ротор захватывает поступающее топливо на одной стороне и перегоняет на противоположную. За счет эксцентрического размещения образуются зоны разрежения и сжатия.

2.4. Центробежный


Устройство топливного насоса центробежного (турбинного) типа

Самый распространенный тип конструкции. В рабочей камере размещена турбина-крыльчатка, при вращении которой топливо нагнетается в магистраль за счет центробежной силы. Такой насос сочетает в себе производительность, бесшумность работы и надежность.

2.5. Плунжерный


Типовая схема работы топливного насоса плунжерного типа

В основном плунжерная система накачки используется в ТНВД. Но есть и редкие модели электронасосов не високого давления, в которых использована такая схема работы. Как правило, это два плунжера, работающих в противофазе. С помощью системы клапанов создается разрежение и давление в рабочей камере, следовательно, топливо поступает в магистраль.

3.Топливный насос высокого давления (ТНВД)


Типовая схема работы плунжерной пары ТНВД

Нельзя обойти вниманием и этого монстра, без которого уже нельзя представить работу дизельного двигателя. ТНВД также относится к механическому типу насосов, с приводом от коленвала двигателя. В зависимости от конструкции ТНВД может подавать топливо на форсунки под давлением от 600 бар. В паре с ТНВД идет подкачивающий насос, образующий с ним единый модуль, таким образом система подает непрерывный поток топлива, даже если за бортом зима, дизтопливо загустело, а фильтр запарафинился.

4. Погружной


Типовая схема погружного топливного насоса в баке

Устанавливаются непосредственно в бензобаке автомобиля. Как ни странно, это оказалось лучшим решением для электрических насосов: внутрь корпуса не попадают пузырьки воздуха, бензин отводит тепло и является отличным изолятором, так что можно не бояться замыкания проводки насоса. К тому же погружной насос не нуждается в лишних патрубках для накачки и сброса избытка топлива.

5. Выносной Как понятно из названия, выносные насосы монтируются не внутри бензобака, а в другом месте: по ходу топливной магистрали, возле двигателя и т.д. Такой тип размещения можно встретить на старых моделях автомобилей, и к этой же категории относятся ТНВД и подкачивающие насосы.

Для чего понадобилось переходить на электрические насосы?

С появлением и распространением управляемых электроникой систем впрыска использование механических насосов стало нецелесообразным. Дело в том, что в топливной магистрали инжекторных систем необходимо поддерживать более высокое давление, и добиться его при помощи механического диафрагменного насоса невозможно. В магистрали инжекторной системы необходимо поддерживать постоянное давление топлива от 1 до 5 бар для бесперебойной работы форсунок. Кроме того, поток топлива, подаваемого механическим насосом за счет циклической работы обладал значительной пульсацией. Если подавать топливо в инжектор в таком режиме, форсунки испытывали бы периодическое топливное голодание, что привело бы к сбоям в работе двигателя.

Конструкция электрического топливного насоса

Современный электрический топливный насос состоит из двух частей – привода и насосной части. Роль привода в подавляющем большинстве случаев выполняет электродвигатель.

В топливных системах многих современных автомобилей, например, ряда моделей Peugeot, топливный фильтр интегрирован в насос и меняется вместе с ним

Обе части помещены в единый металлический корпус. Корпус насоса, как правило, объединяется в единый топливный модуль с датчиком расхода, топливным фильтром и топливозаборником. В большинстве случаев в современных автомобилях используются погружные насосы, и топливный модуль встраивается непосредственно в бак.

Чаще всего в системе подачи топлива применяются насосы трех основных конструкций: роликовые, шестеренчатые и центробежные.

Устройство ТНВД

Самые первые ТНВД, построенные в середине ХХ века, конструктивно напоминали копию самого двигателя. Они состояли из:

  • корпуса;
  • плунжeрных пар (поршневых насосов высокого давления);
  • кулачкового распределительного вала, с приводом от коленвала;
  • зубчатой рейки, регулирующей подачу топлива;
  • систему регулировки угла опережения подачи топлива.

Каждый из цилиндров имел свою плунжерную пару. Такие конструкции ТНВД называют рядными и до сих пор они используются в дизельных двигателях грузовых автомобилях и спецтехники, сельхозтехники устаревшей конструкции.

ТННД и безопасность

На первый взгляд расположение электрического топливного насоса в топливном баке, заполненном горючим, кажется, по меньшей мере, странным. Однако в таком расположении кроется ряд существенных преимуществ, в том числе, и с точки зрения пожарной безопасности.

Основной проблемой топливных магистралей в период распространения механических насосов было вскипание топлива под воздействием тепла, выделяемого двигателем. Эта проблема была решена в системах на основе электрических насосов. Точка кипения топлива, находящегося под давлением повышается, а кроме того, постоянный поток бензина, перемещающийся по магистрали, не разогревается так сильно.

Размыкатель системы питания топливного насоса входит в стандартный набор противоугонного оборудования

Расположенный в баке насос находится на максимально возможном удалении от двигателя и охлаждается бензином, в который он погружен.

Все компоненты насоса, в том числе, питающие его электропровода находятся в постоянном контакте с топливом. Бензин обладает высоким электрическим сопротивлением, что предотвращает возникновение коротких замыканий, поэтому при условии постоянного наличия в баке топлива такая установка безопасна. В случае же, если насос не полностью погружен в бензин, возможен его перегрев и даже возгорание паров в результате короткого замыкания. Однако благодаря эффекту, который называется пределом воспламеняемости, основная масса топлива в этом случае загореться не может.

Управление топливным насосом

Работа топливного насоса начинается в момент срабатывания реле сразу после включения зажигания, еще до запуска двигателя. Это необходимо для создания давления в магистрали перед пуском. В современных блоках управления двигателем реализована функция отключения реле даже при условии, если зажигание включено и двигатель работает. Это может происходить, к примеру, в случае столкновения. В случае переворота автомобиля, к примеру, топливный насос отключается сразу, по сигналу специального клапана, переключающегося в случае, если насос оказывается в ином положении относительно земли, что предотвращает возникновение пожара.

Наряду с этой функцией в программе блока управления может быть заложена возможность отключения топливного насоса в случае падения давления масла в двигателе (что может привести к быстрому перегреву блока цилиндров и пожару).

Подкачивающий насос дизельного двигателя для ТНВД

Итак, топливный насос низкого давления (ТННД) нужен для того, чтобы под небольшим давлением пропустить дизельное топливо через фильтры и затем подать горючее в ТНВД. При этом выделяют два режима работы устройства. Первый режим является так называемым подготовительным, тогда как второй режим рабочий.

Стоит отметить, что насос низкого давления перекачивает немного больше топлива, чем необходимо двигателю для ровной работы. Такая подкачка «с запасом» позволяет поддерживать оптимальное давление в системе питания, избегая повышения нагрузок.

Насос низкого давления в системе подачи дизельного топлива

Электрические насосы используются и в автомобилях с дизельными двигателями. В современных системах они называются подкачивающими насосами и служат для подачи топлива под относительно низким (как правило, не выше 5 бар) давлением к впускной полости ТНВД.

Зачастую подкачивающий насос интегрирован в корпус топливного насоса высокого давления. ТНВД, так как ТНВД нуждается в постоянном потоке топлива во всасывающей части для бесперебойной стабильной работы в любых режимах.

Задачи ТНВД

Для Дизеля не были проблемой ни размеры, ни вес компрессора, поскольку мотор был стационарным. Бош же рассматривал дизель, как потенциального конкурента мотора на бензине для установки под капоты автомобилей, поэтому требования к компрессору и к мотору в целом были выше. С его подачи мир получил топливный насос высокого давления дизельного двигателя. Компания Роберта Боша построила первый конвейерный ТНВД уже в 1927 году, а ещё через десять лет его конструкция была полностью адаптирована под использование в автомобилях.

Задача устройства не просто подавать солярку в камеру сгорания, но и поддерживать определённое давление и рассредотачивать его между цилиндрами, соблюдая порядок их работы. Солярка поступает от насоса к форсункам по топливопроводу. Конструкция механической форсунки показана на фото. В нижней части каждой форсунки устроен распылитель — система из нескольких небольших отверстий. Это нужно для того, чтобы солярка шла в камеру в распылённом состоянии.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector