Прокачиваемый насосом бензин свободно проходит через электродвигатель и одновременно охлаждает весь узел. Такое конструктивное решение позволило отказаться от подшипников качения: их заменили подшипники скольжения, смазкой для которых служит бензин. Низкую смазывающую способность этого вида топлива компенсировали высокой точностью изготовления деталей электронасоса.
По принципу действия электробензонасосы делятся на объемные (рис.4) и центробежные (рис.5). Отличия в конструкциях касаются, в основном, их качающих узлов.
Работа насосов объемного типа основана на циклическом изменении объемов всасывающей и нагнетающей полостей. Например, у бензонасосов фирмы Bosch гидронагнетатель - роликовый. Он имеет диск с пятью прорезями, в каждой из которых находится цилиндрический ролик. Диск расположен на одной оси с электромотором, но смещен (эксцентричен) по отношению к обойме нагнетателя, внутри которой он вращается. Ролики играют роль подвижных уплотнений между секциями ротора и обоймой. При вращении каждая секция ротора за счет эксцентриcитета увеличивает свой объем в зоне забора топлива. Создается разрежение, которое способствует засасыванию бензина в насос.
Рисунок 4
Рисунок 5
Дальнейшее вращение вызывает уменьшение объема (зона нагнетания топлива), и происходит выброс бензина через выпускное отверстие под давлением. Обратный клапан в выходном штуцере насоса препятствует сливу топлива из системы после выключения зажигания.
Принцип работы объемных насосов фирмы Pierburg аналогичен роликовым, только вместо дискового ротора в нагнетателе используются две шестерни - наружная и внутренняя.
Роликовые насосы способны развивать максимальное давление до 6-10 атм., шестеренчатые - до 4 атм.
Центробежные насосы делятся на турбинные и вихревые, а нагнетающим элементом у них служит крыльчатка с лопастями различной конфигурации. Если лопасти плоские - перед нами представитель турбинных насосов. Максимальное давление, развиваемое этими насосами, не превышает 4 атм., а КПД - 10-15%, однако они отличаются стабильным потоком и работают практически без пульсаций давления. Используются обычно в качестве первой ступени многоступенчатых насосных систем распределенного и центрального впрыска.
Вихревой насос имеет крыльчатку с выемками сферической формы - такая конструкция лопаток при вращении создает дополнительные завихрения жидкости. За один оборот крыльчатки одно и то же количество топлива под действием центробежной силы многократно отбрасывается от центра к периферии, в результате чего последовательно наращивается его кинетическая энергия. Вихревые насосы развивают давление в 4-9 раз выше по сравнению с турбинными, а их КПД составляет 30-45%. Такие насосы хороши для перекачки не только бензина, но и других маловязких легколетучих жидкостей - спирта, эфира и т.п. Однако при перекачке смесей с абразивными включениями, например, некачественного бензина, они быстро выходят из строя. От поломки не спасает даже сетчатый фильтр на входе впускного патрубка.
Основные характеристики любого бензонасоса - производительность и развиваемое давление (есть и другие - мощность, КПД, частота вращения вала насоса). Для гарантированной прокачки бензина через фильтр тонкой очистки бензонасос должен обеспечивать давление, в 1,3-2 раза большее необходимого рабочего давления в системе впрыска (2,5-5,5 атм). Производительность насоса должна существенно превышать потребности двигателя даже на режимах максимальной мощности и, в зависимости от объема двигателя, составлять 1-2 л/мин. Независимо от режима работы мотора, бензонасос постоянно включен. В результате электродвигатель насоса потребляет от АКБ машины одинаковую мощность (порядка 60 Вт) и при неизменном числе оборотов перекачивает бензин. По сути, бензонасосу "безразлично", работает мотор на холостых оборотах или на максимальных - в любом случае нужная подача топлива в форсунки обеспечивается регулятором давления, а лишний бензин по "обратке" возвращается в бензобак.
Электробензонасосы могут устанавливаться как вне бензобака, так и внутри него. Соответственно, существует два их типа - наружный и внутренний. Наружные бензонасосы, часто называемые подвесными, крепятся под днищем автомобиля на резиновых "амортизаторах" и имеют защитный металлический картер. Такое расположение облегчает осмотр насоса, его диагностику, а при необходимости - замену.
Конструкция внутреннего, так называемого погружного бензонасоса включает в себя топливоотражающую камеру, обеспечивающую постоянство подачи топлива при движении автомобиля по прямой и в повороте, датчик уровня топлива и необходимые электрические и гидравлические соединения. Блок насоса имеет встроенный регулятор давления и сетчатый фильтр грубой очистки, устанавливаемый на входе нагнетательной секции.
Регулятор давления сбрасывает лишний бензин прямо в бак. При этом отпадает необходимость в наличии длинного трубопровода - "обратки", тянущейся через все днище автомобиля к двигателю. В случае отказа погружного бензонасоса вынуть его наружу можно только сняв бензобак, а это требует значительных временных затрат.
Топливопроводы и изготавливаются из стальных освинцованных или оцинкованных трубок. Трубки соединяются с топливным насосом и с баком резиновыми шлангами в тканевой оплетке и закрепляются винтовыми стяжными хомутами. Топливный насос с карбюратором соединяется резиновым шлангом. Подающий топливопровод изготавливается диаметром 8 мм, сливной диаметром 6 мм. Перед топливным насосом на шлангах устанавливается фильтр тонкой очистки топлива и крепится на шлангах винтовыми стяжными хомутами. Фильтр неразборной конструкции с бумажным фильтрующим элементом в пластмассовом корпусе. Пластмассовый корпус с крышкой сварены ультразвуковой сваркой или токами высокой частоты.
Топливный фильтр грубой отчистки устанавливают у топливного бака. Его фильтрующий элемент состоит из тонких пластин 3 (Рис.6, а), имеющих выштампованные выступы высотой 0,05 мм. Топливо очищается, проходя через щели между пластинами.
Рисунок 6. Топливные фильтры: а-грубой очистки, б-тонкой очистки; 1-отстойник, 2-отверстия для топлива, 3 - пластины фильтрующего элемента, 4 - сливная пробка, 5-керамический фильтрующий элемент, 6-гайка, 7-скоба крепления отстойника
Фильтр тонкой очистки имеет керамический фильтрующий элемент 5 (Рис.6, б) или мелкую сетку, свернутую в рулон. Устанавливают его перед карбюратором или на входе в нагнетательную магистраль двигателя с впрыскиванием бензина.
Топливный насос проверяют непосредственно на двигателе или сняв его с двигателя. Для проверки насоса на двигателе топливопровод отсоединяют от карбюратора и опускают его конец в прозрачный сосуд, заполненный бензином. Если при нажатии на рычаг ручной подкачки из топливопровода выбивает сильная струя топлива, насос исправен. Выход из топливопровода пузырьков воздуха указывает на подсос воздуха (негерметичность) в соединениях трубопроводов или насосе.
Для обнаружения неисправностей топливного насоса также без снятия его с двигателя применяют прибор модели 527Б, состоящий из шланга с наконечниками и манометром. Шланг присоединяют одним концом к карбюратору, другим - к топливопроводу, идущему от насоса к карбюратору. Пустив двигатель, по манометру определяют давление, создаваемое насосом при малой частоте вращения коленчатого вала.
Для уточнения неисправности измеряют падение давления. Если оно превышает 10 кПа за 30 с после остановки двигателя, то это вызвано неплотным прилеганием клапанов насоса или игольчатого клапана карбюратора. Присоединив манометр к топливопроводу, идущему к карбюратору, пускают двигатель и дают ему поработать на топливе, имеющемся в поплавковой камере карбюратора, до установления давления топлива на ранее замеренном уровне. Если и при таком соединении манометра после остановки двигателя падение давления превысит 10 кПа за 30 с, это свидетельствует о негерметичности клапанов насоса.
Для проверки разрежения, создаваемого насосом, используют вакуумметр, который присоединяют к впускному штуцеру насоса. Проворачивая коленчатый вал двигателя стартером, замеряют разрешение, которое у исправного насоса должно составлять 45-50 кПа. Меньшее разрежение обусловливается негерметичность выпускного клапана, повреждением диафрагмы или прокладки.
О повреждении диафрагмы свидетельствуют прекращение подачи топлива и его вытекание из отверстия в корпусе насоса. Если при уменьшении или полном прекращении подачи топлива рычаг ручной подкачки перемещается свободно, это указывает на потерю упругости пружины диафрагмы. Наконец, если рассмотренных неисправностей топливного насоса и зазоров в системе питания не обнаружено, но подача топлива недостаточна, следует сравнить размеры рычага привода насоса с новым рычагом, так как возможен износ конца рычага.