Транспортное топливо – подкачивающий насос

Топливный насос или насос подачи топлива – это компонент топливного контура двигателя, который транспортирует топливо из бака в другие части топливного контура. Сегодня это в основном ТНВД (высокого давления) – двигатели с прямым впрыском. В старых двигателях (непрямой впрыск бензина) это был прямой инжектор или даже в старых автомобилях карбюратор (поплавковая камера).

Топливный насос в автомобилях может приводиться в действие механически, гидравлически или электрически.

Топливные насосы с механическим приводом

Мембранный насос

В более старых бензиновых двигателях, оснащенных карбюраторами, обычно используется диафрагменный насос (давление нагнетания от 0,02 до 0,03 МПа), который управляется механически с помощью эксцентрикового механизма (толкателя, рычага и эксцентрика). Когда карбюратор достаточно заполнен топливом, игольчатый клапан поплавковой камеры закрывается, выпускной клапан насоса открывается, а нагнетательная линия остается под давлением, которое удерживает диафрагму в крайнем положении механизма. Транспортировка топлива прервана. Даже если эксцентриковый механизм все еще работает (даже при работающем двигателе), пружина, фиксирующая ход нагнетания диафрагмы насоса, остается сжатой. Когда игольчатый клапан открывается, давление в напорной линии насоса падает, и диафрагма, толкаемая пружиной, совершает ход нагнетания, который снова опирается на толкатель или рычаг механизма эксцентрикового управления, который сжимает пружину вместе с диафрагмой и всасывает топливо из бака в поплавковую камеру.

шестеренчатый насос

Шестеренчатый насос также может иметь механический привод. Он расположен либо непосредственно в насосе высокого давления, где он разделяет с ним привод, либо расположен отдельно и имеет собственный механический привод. Шестеренчатый насос приводится в действие механически через муфту, шестерню или зубчатый ремень. Шестеренчатый насос прост, отличается небольшими габаритами, малым весом и высокой надежностью. Обычно используется насос с внутренним зацеплением, который из-за особого зубчатого зацепления не требует каких-либо дополнительных уплотнительных элементов для герметизации отдельных пространств (камер) между зубьями и зазорами между зубьями. Основа – две совместно зацепляющиеся шестерни, вращающиеся в противоположных направлениях. Они транспортируют топливо в промежутках между зубьями со стороны всасывания на сторону нагнетания. Контактная поверхность между колесами предотвращает возврат топлива. Внутреннее колесо с внешним зацеплением соединено с валом с механическим приводом (от двигателя), который приводит в движение внешнее колесо с внутренним зацеплением. Зубья образуют закрытые транспортные камеры, которые циклически уменьшаются и увеличиваются. Камеры увеличения соединены с входным (всасывающим) отверстием, камеры уменьшения – с выходным (нагнетательным) отверстием. Насос с внутренним редуктором работает с давлением нагнетания до 0,65 МПа. Скорость насоса и, следовательно, количество транспортируемого топлива зависит от скорости двигателя, и поэтому управление осуществляется дроссельной заслонкой на стороне всасывания или предохранительным клапаном на стороне нагнетания.

Топливные насосы с электрическим приводом

По расположению они делятся на:

• рядные насосы,
• насосы в топливном баке (In-Tank).

In-Line означает, что насос может быть расположен практически в любом месте на участке топливопровода низкого давления. Преимущество – более простая замена-ремонт в случае поломки, недостаток – необходимость подходящего и безопасного места в случае поломки – утечки топлива. Погружной насос (In-Tank) – это съемная часть топливного бака. Он устанавливается сверху бака и обычно является частью топливного модуля, который включает, например, топливный фильтр, погружная емкость и датчик уровня топлива.

Электрический топливный насос чаще всего располагается в топливном баке. Он забирает топливо из бака и подает его к насосу высокого давления (прямой впрыск) или к форсункам. Он должен гарантировать, что даже в экстремальных ситуациях (движение на полностью открытой дроссельной заслонке при высоких наружных температурах) в линии подачи топлива из-за высокого вакуума не будут образовываться пузырьки. В результате не должно быть сбоев в работе двигателя из-за появления пузырьков топлива. Пары пузырьков отводятся обратно в топливный бак через вентиляционное отверстие насоса. Электронасос активируется при включении зажигания (или открытии двери водителя). Насос работает около 2 секунд и создает избыточное давление в топливной магистрали. Во время нагрева в случае дизельных двигателей насос отключается, чтобы без надобности не нагружать аккумулятор. Насос снова включается, как только двигатель запускается. Топливные насосы с электрическим приводом могут быть подключены к иммобилайзеру автомобиля или системе сигнализации и управляются блоком управления. Таким образом, блок управления блокирует активацию (подачу напряжения) топливного насоса в случае несанкционированного использования автомобиля.

Электрический топливный насос состоит из трех основных частей:

• электродвигатель,
• сам насос,
• соединительная крышка.

Крышка подключения имеет встроенные электрические соединения и штуцер для нагнетания топливопровода. Он также включает в себя обратный клапан, который удерживает дизельное топливо в топливной магистрали даже после выключения топливного насоса.

С точки зрения конструкции мы делим топливные насосы на:

• стоматологический
• центробежный (с боковыми каналами),
• винт,
• крыло.

Шестеренчатый насос

Конструктивно шестеренчатый насос с электрическим приводом аналогичен шестеренному насосу с механическим приводом. Внутреннее колесо с внешним зацеплением соединено с электродвигателем, который приводит в движение внешнее колесо с внутренним зацеплением.

Винтовой насос

В этом типе насоса топливо всасывается и выгружается парой вращающихся в противоположных направлениях роторов с косозубой передачей. Роторы входят в зацепление с очень небольшим боковым люфтом и продольно установлены в корпусе насоса. Относительное вращение зубчатых роторов создает транспортное пространство с переменным объемом, которое плавно перемещается в осевом направлении при вращении роторов. В области входа топлива транспортное пространство увеличивается, а в области выхода уменьшается, что создает давление нагнетания до 0,4 МПа. Винтовой насос из-за своей конструкции часто используется в качестве проточного насоса.

Лопастно-роликовый насос

В корпусе насоса установлен эксцентрично установленный ротор (диск), имеющий по окружности радиальные канавки. В пазах с возможностью скольжения установлены ролики, образующие так называемые крылья ротора. При его вращении создается центробежная сила, прижимающая ролики к внутренней части корпуса насоса. Каждая канавка свободно направляет один ролик, причем ролики действуют как циркуляционное уплотнение. Между двумя роликами и орбитой создается замкнутое пространство (камера). Эти пространства циклически увеличиваются (всасывается топливо) и уменьшается (вытесняется из топлива). Таким образом, топливо транспортируется от впускного (всасывающего) отверстия к выпускному (выпускному) отверстию. Пластинчатый насос обеспечивает давление нагнетания до 0,65 МПа. Электрический роликовый насос в основном используется в легковых автомобилях и легких коммерческих транспортных средствах. Благодаря своей конструкции он подходит для использования в качестве насоса In-Tank и располагается непосредственно в резервуаре.

А – соединительный колпачок, В – электродвигатель, С – насосный элемент, 1 – выход, нагнетание, 2 – якорь двигателя, 3 – насосный элемент, 4 – ограничитель давления, 5 – входной, всасывающий, 6 – обратный клапан.

1 – всасывающий, 2 – ротор, 3 – ролик, 4 – опорная плита, 5 – выход, нагнетание.

Центробежный насос

В корпусе насоса установлен ротор с лопастями, который перемещает топливо от центра к окружности путем вращения и последующего действия центробежных сил. Давление в боковом напорном канале увеличивается непрерывно, т.е. практически без колебаний (пульсаций) и достигает 0,2 МПа. Этот тип насоса используется как первая ступень (предварительная ступень) в случае двухступенчатого насоса для создания давления для дегазации топлива. В случае автономной установки используется центробежный насос с большим количеством лопастей ротора, который обеспечивает давление нагнетания до 0,4 МПа.

Двухступенчатый топливный насос

На практике также можно встретить двухступенчатый топливный насос. Эта система объединяет разные типы насосов в один топливный насос. Первая ступень топливного насоса обычно состоит из центробежного насоса низкого давления, который всасывает топливо и создает небольшое давление, тем самым дегазируя топливо. Напор насоса низкого давления первой ступени вводится на вход (всасывание) второго насоса с более высоким давлением на выходе. Второй – главный насос обычно является редукторным, и на его выходе создается необходимое давление топлива для данной топливной системы. Между насосами (нагнетание 1-го насоса с всасыванием 2-го насоса) имеется встроенный предохранительный клапан при превышении установленного давления, чтобы предотвратить гидравлическую перегрузку основного топливного насоса.

Насосы с гидравлическим приводом

Этот тип насоса используется в основном в сложных – фрагментированных топливных баках. Это связано с тем, что в фрагментированном баке может случиться так, что во время перегрузки (по кривой) топливо может вылиться в места за пределами досягаемости всасывания топливного насоса, поэтому часто возникает необходимость перекачивать топливо из одной части бака в другую. . Для этого, например, эжекторный насос. Топливный поток от электрического топливного насоса всасывает топливо из боковой камеры топливного бака через сопловое отверстие эжектора и затем транспортирует его дальше в сборную емкость для перекачки.

Аксессуары для топливных насосов

Охлаждение топлива

В системах впрыска PD и Common Rail отработанное топливо может достигать значительных температур из-за высокого давления, поэтому перед возвратом в топливный бак необходимо охладить это топливо. Слишком горячее топливо, возвращающееся в топливный бак, может повредить как бак, так и датчик уровня топлива. Топливо охлаждается в охладителе топлива, который находится под полом автомобиля. В охладителе топлива имеется система продольно направленных каналов, по которым течет возвращаемое топливо. Сам радиатор охлаждается воздухом, который обтекает радиатор.

Выпускные клапаны, канистра с активированным углем

Бензин – очень летучая жидкость, и при ее проливании в бак и пропускании через насос образуются пары и пузырьки бензина. Для предотвращения утечки этих топливных паров из бака и оборудования для приготовления смеси используется закрытая топливная система, оснащенная баллоном с активированным углем. Пары бензина, которые образуются во время работы, но также и при выключенном двигателе, не могут выходить непосредственно в окружающую среду, а улавливаются и фильтруются через контейнер с активированным углем. Активированный уголь имеет огромную площадь (1 грамм около 1000 м XNUMX) из-за очень пористой формы.²) на котором улавливается газообразное топливо – бензин. При работающем двигателе создается отрицательное давление благодаря тонкому шлангу, выведенному из впускного отверстия двигателя. Из-за вакуума часть всасываемого воздуха проходит из всасывающего контейнера через контейнер с активированным углем. Хранившиеся углеводороды отсасываются, а всосанное сжиженное топливо подается обратно в резервуар через регенерационный клапан. Работа, конечно же, контролируется блоком управления.