Насос и обеспечивающий его работу двигатель

Как работают насосы?

«Как работает насос?» — простой вопрос, на который нельзя быстро ответить, потому что он порождает ответный вопрос: «Какой именно насос?»

Насосы различных типов работают по-разному, в основе их принципа действия лежат разные силы и механизмы, попробуем разобраться какие.

Существуют два основных типа насосов , кардинально отличающихся друг от друга по принципу действия: объемные и динамические .

Объемные насосы

В объемных насосах перекачивание жидкости осуществляется за счет изменения объема рабочей камеры, линии всасывания и нагнетания в таком насосе герметично разделены.

Самым простым примером объемного насоса будет поршневой насос, рассмотрим процесс его работы.

Поршневой насос

Поршень соединен с приводным кривошипно-шатунным механизмом и может совершать возвратно-поступательное движение в гильзе.

Перед качающим узлом установлен обратный клапан, пропускающий жидкость из бака в рабочую камеру насоса, но не допускающий движения жидкости в обратном направлении. В линии нагнетания установлен еще один клапан он пропускает жидкость от насоса в систему.

Рассмотрим механизм перекачивания жидкости поршневым насосом.

При движении поршня вправо (по картинке) объем рабочей камеры увеличивается, давление в ней падает и становится ниже атмосферного, жидкость, под действием атмосферного давления проходит через обратный клапан и заполняет полость насоса.

При перемещении поршня влево (по картинке) объем рабочей камеры уменьшается. Обратный клапан в линии всасывания не позволяет жидкости перетечь обратно в бак, поэтому жидкость через обратный клапан, установленный в линии нагнетания, преодолевая сопротивление, поступает в напорный трубопровод.

Затем цикл повторяется. То есть для объемных машин характерна цикличность работы, а значит и пульсации подачи.

Поршневые насосы могут иметь не один, а несколько поршней, они могут быть установлены в ряд (рядные насосы), в радиальном направлении относительно приводного вала (радиально поршневые насосы), в осевом направлении приводного вала (аксиально-поршневые насосы).

Шестеренный насос

Обратные клапаны не обязательное устройство в объемных насосах, к примеру шестеренные насосы работают без обратных клапанов.

При вращении ведущей шестерни вращается и ведомая. В области выхода зубьев из зацепления объем рабочей камеры будет увеличиваться, жидкость из линии всасывания будет заполнять камеру, при дальнейшем вращении шестерни порция жидкости оказывается запертой в полости образованной зубьями шестерни и корпусом насоса.

В зоне входа зубчатого соединения в зацепление объем рабоче камеры уменьшается, протечь через зубчатое зацепление жидкость не может (зазоры слишком малы) , у жидкости не остается другого пути, кроме линии нагнетания, туда она и поступает, преодолевая сопротивление.

Особенности объемных насосов

Благодаря герметичному разделению полостей всасывания и нагнетания объемные насосы способны работать на высоком давлении, обладают «жесткими» характеристиками, подача насоса практически не зависит от давления (влияет только объемный КПД). По этой причине объемные насосы получили широкое распространение в гидравлическом приводе , где жидкость под давлением является кинематическим звеном, и обеспечивает перемещение нагруженных подвижных механизмов. Для, того чтобы обеспечить герметичность, необходимо обеспечить малые зазоры и уплотнение соединений. Наличие трущихся поверхностей требует постоянной смазки, поэтому большинство объемных насосов высокого давления работают на минеральном масле или эмульсиях, обеспечивающих смазку и отвод тепла.

Динамические насосы

Второй большой группой насосов являются динамические.

В динамических насосах перекачивание жидкости осуществляется за счет сил инерции и трения, герметичное разделение линий всасывания нагнетания у таких насосов нет.

Читайте также:  Заказал двигатель кинули как вернуть деньги

Центробежный насос

Центробежный насос — один из самых распространенных среди динамических машин.

Большинство центробежных насосов не обладают самовсасыванием, то есть они не способны обеспечить автономное удаление воздуха из всасываю его патрубка и заполнение его жидкостью, эти насосы пред включением должны быть залиты.

Приводной двигатель вращает вал, на котором установлено рабочее колесо, лопатки колеса воздействуют на частицы жидкости, заставляя их перемещаться.

Под действием центробежной силы частицы жидкости движутся к периметру колеса и поступают в спиральный отвод, где их кинетическая энергия преобразуется в потенциальную (давление). По спиральному отводу жидкость поступает в напорный патрубок. Жидкость, нагнетаемая насосом в напорную линию постоянно замещается новой из линии всасывания.

Особенности динамических насосов

Из-за того, что у динамических насосов отсутствует герметичное разделение линий всасывания жидкость под нагрузкой может перетекать из напорного патрубка обратно в линию всасывания, эти насосы не обладают «жесткими» характеристиками, подача насоса будет падать при увеличении давления. Однако, такие насосы способны обеспечить большую подачу и работать на разных жидкостях. Поэтому динамические насосы получили широкое распространение в системах перекачивания жидкости:

  • водопроводе,
  • системах отопления,
  • системах гидротранспорта.

Источник

ТОПЛИВНЫЙ НАСОС: ФУНКЦИИ, ВИДЫ, ПРОБЛЕМЫ И РЕСУРС

Добрый день, сегодня мы узнаем, что называется автомобильным топливным насосом, как он функционирует, какие основные задачи выполняет эта ключевая деталь топливной системы любого транспортного средства и в чем заключаются его достоинства. Кроме того, расскажем про принцип работы топливного насоса или бензонасоса, как называет его большинство специалистов по ремонту автомобилей, а также наглядно увидим типовое устройство системы питания транспортного средства и поймем, для чего нужен этот незаменимый узел топливной системы. В заключении мы поговорим о том, благодаря каким устройствам и механизмам обеспечивается работа топливного насоса того или иного автомобиля, а также из-за чего может преждевременно выходить из строя эта деталь.

Бензонасосом называется элемент системы двигателя транспортного средства, который подает топливо в мотор. Топливный насос или бензонасос, как кому удобней его называть (является одним и тем же термином) предназначен для накачивания топлива из бака к двигателю внутреннего сгорания машины. Перед тем, как производить замену или ремонт деталей топливной системы, особенно бензонасоса (топливного насоса) автомобиля, необходимо понимать из каких ключевых компонентов состоит данный узел, как он функционирует и что может влиять на его нестабильную работу, а также ускоренный износ. Данные вопросы мы и обсудим в нашем рассказе, чтобы получить исчерпывающее представление об автомобильном топливном насосе. Кроме того, рассмотрим часто задаваемый вопрос многими автовладельцами: “чем отличается механический топливный насос от электрического?”.

1. Понятие, особенности и типы автомобильного топливного насоса (бензонасоса)

Как мы отметили ранее, топливный насос, он же бензонасос подает под давлением топливо в двигатель автомобиля. Он необходим для того, чтобы мотор транспортного средства получал необходимое количество топлива из бензобака, которые находя довольно далеко друг от друга, а если точнее, то в противоположных направлениях той или иной модели автомобиля. Благодаря топливному насосу, в зависимости от его типа, под давлением происходит накачка нужной дозировки топлива из бака в мотор машины.

В большинстве современных автомобилях еще на конвейере устанавливаются 2 типа топливных насосов: первые – это механические, а вторые – электрические. Как правило, топливные насосы механического типа используются на автомобилях с карбюраторной топливной системой, при этом подача топлива в сам карбюратор осуществляется под низким давлением. Топливные насосы электрического типа применяются в топливных системах при наличии инжектора. Подача топлива в таких системах осуществляется наоборот, под высоким давлением.

Читайте также:  Оптимальные обороты двигателя камаз 740

Следующим характерным отличием механических топливных насосов от электрических является то, что первые крепятся снаружи топливного бака, а вторые наоборот, внутри бензобака. Кроме того, сегодня можно также встретить немного необычные двигатели в автомобилях, на которых устанавливаются 2 топливных насоса. Первый бензонасос, как правило, функционирует на больших объемах под низким рабочим давлением, внутри бензобака, а второй, функционирует наоборот, на малых оборотах и под высоким рабочим давлением на самом двигателе или рядом с ним.

Заметим, что топливные насосы механического типа функционируют по принципу засасывания топлива (бензина или солярки) из бензобака в двигатель внутреннего сгорания. Как правило, автопроизводители при проектировании, а также создании автомобилей делают расстояние между карбюратором и топливным насосом небольшим, чтобы устройство могло уверенно работать под низким давлением.

2. Устройство и типовая схема топливной системы автомобиля

Перед тем, как разбирать устройство и типовую схему топливной системы того или иного автомобиля, необходимо понимать основные характеристики топливного насоса (бензонасоса), к которым прежде всего относятся его производительность и развиваемое рабочее давление. Это так сказать, первостепенные параметры данного устройства. Кроме вышеописанных показателей, есть также еще мощность, коэффициент полезного действия, частота вращения вала насоса и прочие. Для гарантированной прокачки топлива через фильтр тонкой очистки, топливный насос должен обеспечивать определенный показатель давления, как правило, в полтора раза выше необходимого рабочего давления в системе впрыска, то есть примерно в диапазоне от 2,5 до 6 атмосфер. Кроме того, производительность бензонасоса должна существенно превышать потребности мотора даже, когда наступает пик мощности двигателя, а также, в зависимости от объема двс, этот показатель должен составлять от 1 до 2 литров в минуту.

Отметим, что независимо от режима работы двигателя, топливный насос должен быть постоянно включен. Поэтому электродвигатель бензонасоса (топливного насоса) потребляет от аккумулятора всегда одинаковое напряжение (мощность), которое составляет, как правило, 60 Ватт и при неизменном количестве оборотов прокачивает топливо. В принципе топливному насосу все равно, работает ли двигатель на холостых оборотах или на предельных, он в любом случае обеспечивает необходимую подачу топлива в форсунки мотора, которая осуществляется специальным регулятором давления, а топливо являющееся лишним по системе обратного канала возвращается в бензобак транспортного средства. Ниже на изображении можем видеть наглядно типовое устройство системы питания автомобиля и функционирование топливного насоса (бензонасоса).

Заметим тот факт, что бензонасосы электрического типа обеспечивают проталкивание топлива в двигатель внутреннего сгорания. Работа электрического топливного насоса полностью контролируется электронным блоком управления топливной системы автомобиля, которая всегда принимает для расчета подаваемого топлива в двигатель, положение дросселя, соотношение воздуха к топливу и показатели отработанных газов выхлопной системы транспортного средства.

Недостатком топливных насосов (бензонасосов) является то, что они довольно шумные и быстро нагреваются во время работы. Это в первую очередь связано с тем, что эти устройство всегда работают под давлением. Вот и ответ на вопрос: “Почему топливные насосы всегда размещают в топливном баке того или иного автомобиля?”. Дело в том, что топливо (бензин или солярка) отлично охлаждают и подавляют чрезмерные шумы топливного насоса. Топливо в баке, тем самым обеспечивает повышение комфорта во время езды и продлевают ресурс бензонасоса.

Читайте также:  Как определить скольки клапанный двигатель на приоре

3. Принцип работы топливного насоса (бензонасоса)

Как правило, почти все виды топливных насосов запускаются при помощи специального электродвигателя. Принцип действия этих устройств следующий : когда мы поворачиваем ключ в замке зажигания на включение, в этот момент бортовой компьютер посылает сигнал на запуск бензонасоса (данный процесс происходит в доли секунды) и в топливный насос подается определенный электрический заряд. После этого, моторчик, который размещается внутри топливного насоса начинает вращаться и в течение пару секунд обеспечивает необходимое рабочее давление во всей топливной системе автомобиля.

Затем, примерно через 2-3 секунды, если бортовой компьютер транспортного средства не получает соответствующий сигнал, что двигатель внутреннего сгорания заведен, то бензонасос, он же топливный насос, в автоматическом режиме отключается. Это в первую очередь связано с вопросами безопасности топливной системы в частности и двигателя в целом. Поэтому именно в первые 2-3 секунды после запуска мотора можно четко услышать работу топливного насоса. Ниже кстати наглядно можем видеть типовой топливный насос высокого давления для дизельного двигателя марки “Перкинс“.

На заключительных стадиях работы топливного фильтра, топливо засасывается в бензонасос через специальную трубку и выходит из него через односторонний клапан, а затем попадает в топливный фильтр, который обеспечивает задержку в себе грязи, мусора, песчинок, парафина и прочих ненужных системе элементов. После прохождения топливом вышеописанного фильтра, оно прямиком попадает в двигатель автомобиля. Заметим тот факт, что топливный насос (бензонасос) функционирует до тех пор пока работает двигатель внутреннего сгорания.

Заметим тот факт, что если в топливной системе производился ремонт или замена узлов, то не в коем случае нельзя в систему распределенного впрыска устанавливать бензонасос от системы центрального впрыска, так как такой топливный насос не сможет обеспечить необходимой производительности и рабочего давления. Это даже наоборот может привести к нежелательным последствиям, так как при более высокой производительности топливного насоса в обратном клапане за счет гидродинамического сопротивления создается дополнительное, ненужное давление топлива, которое суммируется с необходимым рабочим давлением, задаваемым специальным регулятором. Что может в итоге из этого получится? Да, в принципе хорошего дек точно ничего. Потому что форсунка центрального впрыска начнет просто функционировать под более высоким рабочим давлением с рядом побочных недостатков, таких как: повышенный расход топлива , затрудненный горячий пуск двигателя и прочие моменты.

В заключении отметим, что чаще всего топливный насос (бензонасос) преждевременно выходит из строя по 2-ум основным причинам, таким как : грязные топливные фильтры и привычка водителя ездить на пустом бензобаке. В обоих вышеперечисленных случаях, топливный насос функционирует на пределе своих возможностей, при этом ускоренно вырабатывая свой ресурс, чем это было предусмотрено заводом изготовителем. Поэтому не стоит экономить и лениться чаще производить замену топливного фильтра, особенно это касается тех случаев, когда качество заправляемого топлива низкого уровня. Кроме того, напомним, что перед установкой погружного бензонасоса рекомендуется заполнить его топливом, так как пустой или сухой гидронагнетатель при малом количестве топлива может просто не закачать его в систему.

Источник

Adblock
detector