АКДГС7Е,,АвтолюбителейВИХРИ, НО НЕ ВРАЖДЕБНЫЕ"Идеология" электрического бензонасоса сегодня уже хорошо отработана как-никак, первые системы впрыска появились не десять и даже не двадцать лет назад! А первоначально элекфобензонасос возложил на плечи конструкторов две очевидные проблемы. Первая - "несовместимость" его искрящего коллектора (вспомните хотя бы электромоторчик для детской ифушки!) и бензина. Вторая - очень низкие смазочные свойства бензина, вязкость которого при температуре +20°С вдвое меньше, чем у воды. Правда, на сорокаградусном морозе вязкость бензина существенно возрастает, но, возможно, именно поэтому электробензонасосы чаще выходят из сфоя в жаркую летнюю пору. Проблема эта в условиях России усугубляется особенностями нашего бензина: в нем значительно больше мельчайших механических включений в сравнении, например, с европейскими марками. Даже в столице и других крупных центрах до идеального качества бензина нам далеко. Что касается "искрящего" коллектора, то поспешим успокоить потенциальных покупателей: электробензонасос у "впрысковых" автомобилей сделан погружным бензин проходит сквозь электродвигатель, исключая какое-либо искрение в нем и одновременно охлаждая прибор. Последнее очень важно, так как этот элекфодвигатель подобен сердцу - сколько работает мотор, столько и электробензонасос. Ни секунды передышки! Закончим же мы тему "искры" тем, что напомним: в баке взрывается не бензин, а смесь его паров с воздухом. И не всякая смесь, а только определенного состава! Слишком бедную или слишком богатую смесь искра не воспламеняет. Если бак герметичен, пары бензина в нем очень плотные (переобогащенная смесь). Кстати, в баке есть еще одно электрическое, а значит, потенциально "искрящее", устройство - указатель уровня бензина. Несмотря на это, все мы благополучно ездим. К сожалению, отечественный автосервис пока недостаточно развит, чтобы обеспечить хорошую диагностику и регулировку систем впрыска. Обычно владельцу машины предлагают заменить узел или прибор цепиком, хотя в 90% случаев они поддаются ремонту. Особенно это касается владельцев иномарок, часто принуждаемых выполнить "ремонт" таким образом. В то же время в пособиях по ремонту и обслуживанию информация о приборах часто ограничивается лишь их названием, назначением и параметрами, которые Как устроен бензонасос диафрагменного типа, знает каждый уважающий себя автомобилист. Но в нашу эпоху все шире распространяются системы впрыска бензина, где насосы создают намного большее давление на выходе. Об одном - фирмы "Бош" - мы рассказывали в июльском номере журнала. Но есть и другие, не менее интересные конструкции. Слово Игорю МИХЕЕВУ. должны контролироваться при ремонте и наладке. Так, бензонасос во многих зарубежных и отечественных изданиях графически обозначается прямоугольником с сосы подают гораздо больше топлива, чем необходимо двигателю. В зависимости от расхода топлива меняется и подача насоса. Изменение расхода сказывается на поло-Рис. 1. Бензонасос вихревого типа: 1 - крышка; 2 - лопатка; 3 - рабочее колесо; 4 - корпус; 5 - подшипник скольжения; 6 - вал электродвигателя; 7 - клапан "сброса"; 8 - нагнетательный патрубок; 9 - напорное отверстие; 10 - входной патрубок; 11 - подпятник; 12 - перемычка. упоминанием его назначения в тексте. Более никакой информации! Вы не найдете ни описания, ни принципа работы насоса. Объясняется это просто - ни одна фирма не заинтересована в раскрытии особенностей своих приборов и устройств, дабы не потерять рынок сбыта и не нажить конкурентов. В то же время эти сведения были бы весьма полезны тем, кто занимается регулировкой, наладкой и ремонтом при оценке состояния бензонасоса и принятии решения о его ремонте или замене. Посвятим читателей в некоторые из секретов, которые нам удалось раскрыть. Напомним, что любой насос характеризуется прежде всего двумя основными параметрами - расходом и напором. Другие характеристики насоса - мощность, коэффициент полезного действия, частота вращения рабочего колеса. Бензонасосы относятся к насосам с малыми подачами - 1 - 2 л/мин. В карбюраторных ДВС до настоящего времени применяются насосы диафрагменного типа. Напомним, что частота колебаний диафрагмы насоса определяется частотой вращения вала, кулачок которого приводит в движение насосную диафрагму. Бензонажении игольчатого клапана. Поэтому в бензопроводе "насос-карбюратор" создается противодавление: оно тем больше, чем меньше открыт игольчатый клапан. В этом случае диафрагма насоса поднимается вверх не на полный ход, а только частично, в зависимости от расхода топлива в данный момент. Поскольку задача диафрагменного насоса - только заполнить бензином поплавковую камеру карбюратора, то и его напор невелик из-за малого сопротивления на участке от насоса до карбюратора - примерно 0,25 кгс/см2. Другое дело - система впрыска, где расходы сопоставимы с карбюраторными ДВС, но давление значительно выше 3... 6,2 кгс/см 2 . Бензонасосы здесь приводятся во вращение от индивидуальных электродвигателей при постоянных числах оборотов. Для каждой системы, включающей насос, рассчитывают рабочие значения расхода и напора - именно по ним подбирается нужный насос. Если система питания двигателя требует малой подачи и большого напора, центробежные насосы плохо подходят - в основном из-за малых размеров проточной части насоса, сложности выверки зазоров между колесом и корпу-*«168ЗА РУЛЕМ 9/97 Автолюбителейсом. Поэтому применяют насосы других конструкций, например: вихревые, роторно-пластинчатые, ротационно-роликовые. Итак, рассмотрим конструкцию и работу бензонасоса "Денсо" (Denso) вихревого типа автомобилей "Мицубиси". Многие специалисты СТОА (автолюбители тем более), глядя на него, признались, что тип его им неизвестен. Некоторые уверенно говорили: "Крыльчатка!", не понимая, что же конкретно они вкладывают в это определение. Действительно, вихревые насосы относятся к группе лопастных. Как и центробежные, они работают, используя центробежные силы. Однако по конструктивному оформлению и некоторым другим признакам существенно отличаются от центробежных. В корпусе двигателя с противоположной от насоса стороны расположен нагнетательный патрубок 8с обратным кпапаном (чтобы топливо не сливалось из системы впрыска при неработающем насосе). В корпусе есть также пружинный клапан 7, через который сбрасывается топливо в случае превышения допустимого давления в системе. При работе насоса, прежде чем попасть в напорный патрубок, бензин проходит через внутреннюю полость электродвигателя, охлаждая его. Насос работает следующим образом. При всасывании жидкость перемещается вдоль лопаток рабочего колеса от периферии к центру, как показано на рис. 2. Попадая на лопатки и вращаясь вместе с ними, жидкость под действием центробежной си дение расхода и напора. Поэтому на всасывающей линии бензонасоса необходим фильтр. Вихревой насос существенно проще по конструкции и изготовлению, чем центробежный. Однако в нем, как ив других, возникают осевые и радиальные силы, которые необходимо уравновесить. На рабочем колесе при одностороннем расположении лопаток возникает осевая сила. Если колесо не закрепить жестко в осевом направлении, то под действием этой силы оно прижмется к корпусу, что приведет к быстрому взаимному износу. Для его уменьшения можно осевую силу передать на подшипники вала насоса. Однако при этом очень сложно обеспечить торцевые зазоры между корпусом и колесом в несколько микрон, В насосе "Денсо" для устранения осевой силы колесо выполнено двусторонним. При этом осевые силы действуют навстречу друг другу. Кроме того, для выравнивания давления в торцевых зазорах в колесе есть три разгрузочных отверстия г (см. рис. 2), симметрично расположенные по окружности относительно центра колеса. Однако полное равенство осевых сил на практике получить невозможно. Поэтому использован гидравлический способ их уравновешивания, основанный на автоматической установке колеса в среднем положении между торцевыми стенками корпуса и крышки. Соседние пазухи а, расположенные у ступицы колеса с обеих сторон, соединяются с проточным каналом б через торцевые зазоры д. Давление вка ­ ждой полости зависит от гидравлического сопротивления соответствующего торцевого зазора. Если колесо сместилось к одной из полостей, то давление в ней возрастает, а в другой пазухе снижается. На колесе при этом возникает сила, возвращающая его в исходное относительно корпуса и крышки положение. При работе насоса давление в его ка ­ нале б возрастает от всасывающего окна к напорному, отчего возникает радиальная сила, которая может вызвать перекос ко ­ леса и его заедание. Для снятия радиального усилия вокруг колеса выполнена кольцевая камера д. При достаточной площади сечения камеры давление вокруг ко ­ леса выравнивается и радиальное усилие исчезает. Наиболее характерные поломки вихревого бензонасоса - выход из строя щеточного коллекторного узла и износ торцевых поверхностей рабочего колеса, что, как было отмечено, приводит к существенному падению напора и расхода.1Рис. 2. Схема работы двустороннего колеса вихревого насоса: а - пазухи; Д - зазоры между колесом и корпусом (крышкой); б, д - концентрические каналы; в межлопастное пространство; г - разгрузочные отверстия.А-А9Рабочий орган вихревого насоса (рис. 1) - пластмассовое колесо 3с лопатками 2, заключенное в цилиндрический корпус 4с крышкой 1с малыми торцевыми зазорами Д (рис. 2). В боковых и периферийных стенках корпуса и крышки выполнен концентрический канал (б, в, д на рис. 2), соединенный с входным патрубком 10 и напорным отверстием 9. Пространство между входной и напорной полостями разделено перемычкой 12. Вращение колесу передается от вала 6 электродвигателя с помощью лыски. Концы вала двигателя вращаются в подшипниках скольжения 5. Для предотвращения осевого перемещения вала в крышке 1 установлен бронзовый подпятник 11. Вал поджат к подпятнику пружинами щеток торцевого коллекторного узла (на рисунке не показаны).лы выбрасывается в концентрический ка ­ нал б между рабочим колесом и корпусом, где кинетическая энергия преобразуется в энергию давления. Под действием повышенного давления жидкость перемещается в соседнее межлопастное пространство в внутрь колеса, затем опять отбрасывается центробежной силой в канал и т. д. Таким образом, частицы жидкости описывают вихреобразные спиральные траектории. За один оборот рабочего колеса одно и то же количество жидкости многократным действием центробежной силы отбрасывается от центра к периферии, в результате чего последовательно наращивается запас энергии жидкости. Поэтому вихревые насосы создают напор, в четыре-девять раз превышающий напор центробежных насосов (при одинаковых размерах и равных окружных скоростях рабочих колес). Однако они имеют низкий КПД (30-45%), так как велики потери напора на вихреобразование. Поэтому данные насосы не нашли применения для больших мощностей (свыше 30-40 Вт). Поскольку вихревые насосы обладают хорошей самовсасывающей способностью, они используются для перекачивания маловязких, легколетучих жидкостей - бензина, спирта, эфира и др. Однако совершенно не пригодны для перекачки жидкостей с абразивными включениями: последние вызывают износ насоса и, как следствие, па-•ЗА РУЛЕМ 9/97 169