Пристрій і принцип роботи автомобільного електричного бензонасоса
Будь-яка система уприскування палива, яка встановлюється на сучасному автомобільному двигуні внутрішнього згоряння, забезпечена бензонасосом з приводом від електродвигуна постійного струму. Електричний бензонасос може бути розташований як усередині бензобака, де, в такому випадку, він буде занурений в бензин, так і поруч з ним під днищем кузова автомобіля.
Як приклад розглянемо пристрій і принцип роботи погружного електробензонасоса виробництва BOSCH серії 0580254, який використовується у всіх модифікаціях системи упорскування палива «К-Jetronic».
Мал. 1. Конструкція автомобільного електробензонасоса
1 - вихідний штуцер; 2 - зворотний клапан; 3 - електроклемма; 4 - колектор; 5 - щіткотримач з пружиною і щіткою; 6 - статорних постійний магніт; 7 нерухома вісь для якоря електродвигуна і для ротора насоса; 8 - якір електродвигуна; 9 - сцепная вилочка; 10 - відцентровий ролик; 11 - кришка нагнітача з випускний щілиною; 12 - статор нагнітача з ексцентричної циліндричної порожниною; 13 - ротор нагнітача з п'ятьма відцентровими роликами; 14- донці нагнітача з вхідною щілиною; 15 - вхідний отвір; 16 - сітка фільтра грубої очистки палива; 17 - вихідний отвір; 18 - клапан скидання; 19 - виїмка в днище бензобака.
На рис. 1 наведено схематичне зображення конструкції електробензонасоса. Його приводний частиною є електродвигун постійного струму з двома постійними магнітами 6, розташованими на статорі, і з двенадцатісекціонной робочої обмоткою, намотаною на 12-пазном якорі 8. Якір барабанного типу. Якірна обмотка петлевая, короткозамкнутая, по відношенню до зовнішньої електричного кола, - розділена щітками на дві паралельні гілки. Всього в обмотці 288 витків мідного дроту діаметром 0.6 мм, по 24 витка в кожній секції. Два статорних магніту створюють постійне магнітне поле В 'з полюсами N і S, яке пронизує магнітні маси і витки якоря електродвигуна. Колектор 4 має 12 ламелей, які попарно з'єднані з бортовою електричною мережею напругою 12 Вольт за допомогою пружних щіток 5 і двох зовнішніх електроклемм 3. Щітки до клем під'єднані багатожильним гнучким мідним дротом. Клеми виведені за межі корпусу бензонасоса (позначені відповідно «+» і «-») і мають герметичне ущільнення.
Електробензонасос встановлюється на перехідну площадку, за допомогою якої він кріпиться до бензобаку. При цьому приймальний торець електробензонасоса з сітчастим фільтром 16 грубої очистки палива опускається точно в виїмку 19 днища бензобака. Робоче положення електробензонасоса БОШ-0580254 вертикальне.
Електродвигун розрахований на робочу напругу 12 В і в навантаженому режимі потребляет.ток до 6 А. Потужність електродвигуна приблизно 80 Вт.
На клеми + М і М подається напруга 12 В від бортової мережі автомобіля через схему управління Електробензонасос. Ця схема включає електродвигун бензонасоса в момент пуску двигуна внутрішнього згоряння на 3. 5 с, а під час роботи двигуна автомобіля утримує його постійно включеним. Якщо двигун внутрішнього згоряння затихне при включеному запалюванні, схема управління відключає електробензонасос від бортової мережі до наступного пуску двигуна автомобіля.
Під дією бортового напруги 12 В по витків рамки R якоря електродвигуна починає протікати пусковий струм I я. Цей струм, відповідно до закону Ома рівний Uc Rя (де Uc - напруга бортової мережі, Rя - омічний опір обмотки якоря), вступає в електромагнітне взаємодія з магнітним полем В 'постійного магніту статора. Як наслідок, на рамку R починають діяти дві механічні сили F1 і F2, кожна з яких відповідно до закону електромагнітної індукції визначається за формулою: F = BLI cosα, де L - сумарна активна довжина витків рамки R; В - індукція магнітного поля; α - кут повороту рамки R щодо направлення поля В7. Напрямок дії сили F легко визначається за правилом лівої руки.
Сили F1 і F2, прикладені в протилежних напрямках до осі обертання якоря, утворюють обертовий момент Мене. який за допомогою зчіпний вилочки (рис. 1, 9) передається ротору шиберного бензонасоса. Момент визначається за формулою: Мене = (F1 + F2) r, де r - приведений радіус якоря.
Слід зауважити, що сцепная вилочка виконана з жорсткою, але ламкою пластмаси і при заклинювання ротора бензонасоса (наприклад, при замерзанні взимку випадково потрапила в бензобак вологи) повинна зламатися, запобігаючи тим самим коротке замикання електродвигуна насоса.
Після пуску електродвигуна струм якоря I я значно зменшується. Це явище має місце тому, що, по-перше, якір сам стає обертовим постійним магнітом і силою цього магніту ослаблює магнітне поле В 'статора електродвигуна (реакція якоря), по-друге, ток Iя при роботі електродвигуна послаблюється протівоелектродвіжущей силою і постійно переключається з виткам якоря колекторно щітковим механізмом, за рахунок чого його середнє значення стає менше струму загальмованого якоря.
Частота обертання якоря електродвигуна, а отже, і ротора насоса, не регулюється, тому що залежить тільки від прикладеного до клем електродвигуна напруги і в незначній мірі від механічного навантаження на вісь. Новий електробензонасос BOSCH - 0580254 при напрузі 12В може розвивати тиск на заглушеному вихідному штуцері (рис. 1, 1) до 7,8 бар. Клапан скидання (рис. 1, 18) отторірован на 6,8 бар. При цьому електродвигун насоса обертається з частотою до 100 об / с. Продуктивність насоса близько 1,8 дм 3 / хв, що значно вище споживання палива двигуном внутрішнього згоряння у форсованому режимі.
Для підтримки необхідного тиску в системі і для скидання надлишкового бензину назад в бензобак все системи харчування сучасних двигунів внутрішнього згоряння обладнані зворотним бензопровід і регулятором тиску в робочій паливної магістралі, завдяки чому тиск, що розвивається бензонасосом, підтримується постійним (для Bosch-0580254 близько 6 бар) .
Бензоподающім пристроєм електробензонасоса є шиберний Гідронагнітачі (рис. 1, 10-18), який працює за принципом проштовхування окремих порцій бензину відцентровими роликами через ексцентричну насосну порожнину.
Рис.3 Складові частини шиберного бензонасоса.
Основні складові частини шиберного бензонасоса (рис. 3) такі: ротор R з роликами Р, статор З з ексцентричної насосної порожниною S, донці А з впускним отвором L і кришка В з випускним отвором М.
У зібраному вигляді відцентровий насос являє собою тришаровий пакет, в середній частині якого між кришкою В і денцем А утворена головна насосна порожнину S, ексцентрично зрушена щодо центру обертання ротора R, в якій і обертається ротор R з роликами Р.
Працює відцентровий Гідронагнітачі наступним чином. Ротор нагнітача приводиться в обертання вищеописаним способом. Під дією відцентрових сил все ролики нагнітача щільно притискаються до стінки ексцентричної обмотки порожнини і починають кататися по стінці. Ця порожнина є головної насосної порожниною нагнітача. Там, де ротор нагнітача впритул підходить до стінки насосної порожнини (рис. 3, б, Р1), ролики майже повністю утапливаются в направляючі пази. Там, де зазор між ротором і статором нагнітача максимальний (рис. 3, б, Р2), відцентрові ролики виступають з пазів майже на половину свого діаметру. Таким чином через вхідну щілину (рис. 3, а, L) насосної порожнини S відбувається захоплення чергової порції бензину черговим набіг роликом. Ця порція інтенсивно проштовхується в випускний отвір (рис. 3, в, М) кришки нагнітача і звідти вгору, через всі деталі електродвигуна, до вихідного штуцера електробензонасоса (рис. 1, 1).
Бензин не проводить електричний струм, але безперешкодно пропускає магнітні силові лінії. Тому на електромагнітні процеси в електродвигуні бензин ніякого впливу не робить. В'язкість бензину дуже низька, і тому гідромеханічне опір шарів бензину, що протікають через робочий "повітряний" зазор електродвигуна, також незначно.
Прокачування бензину через «нутрощі» електродвигуна підвищує його надійність. Має місце постійна і ефективна промивка колекторно щіткового механізму і мастило проточним бензином осі обертання, на якій обертаються ротор нагнітача і якір електродвигуна.
У конструкції електробензонасоса немає підшипників кочення. А втулки ковзання з щільною посадкою на вісь краще працюють з рідким мастилом, якої в даному випадку є бензин. Крім сказаного, бензин інтенсивно охолоджує електродвигун, який ніколи не перегрівається. Як наслідок, Електробензонасос з прокачуванням бензину через внутрішню порожнину електродвигуна забезпечують роботу двигуна автомобіля до 200 тис. Км пробігу.
Таким чином, ймовірність вибуху бензобака від присутності в ньому електробензонасоса практично зведена до нуля.
На сайті Времонт.su публікуватися матеріали з ремонту та сервісного обслуговування класичного електрообладнання, автомобільної електроніки, а також по влаштуванню, принципом дії і ремонту новітніх автоелектронних пристроїв, таких як автомобільних стартерів. вприскування палива, автомобільні свічки запалювання. антиблокування гальм, система запалювання в мотоциклах і цифрового запалювання. прості схеми протиугінних систем автомобіля і т. п.