Из насосов с механическим приводом применяют только насосы диафрагменного типа, в которых автоматически регулируется подкачивание топлива в зависимости от его расхода; давление нагнетания топлива при этом остается постоянным. Насосы с электрическим приводом могут быть диафрагменного или центробежного типов.
Диафрагменные насосы с механическим приводом различных типов отличаются только конструкцией отдельных элементов. Раньше с насосом объединяли фильтр-отстойник. В настоящее время в связи с созданием эффективных фильтров-отстойников тонкой очистки топлива нет необходимости устанавливать на насосе отстойник.
Рис.5. Топливный насос двигателя автомобиля ГАЗ – 53А:
1 – рычаг ручной подкачки; 2 – корпус; 3 – мембрана; 4 – всасывающий клапан; 5 – фильтр; 6 – крышка; 7 – головка; 8 – нагнетательный клапан; 9 – пружина мембраны; 10 – шток; 11 – валик рычага ручной подкачки; 12 – пружина рычага; 13 – рычаг; 14 – ось
На рис.5 показан топливный насос двигателя автомобиля ГАЗ–53A. Отлитые из цинкового сплава корпус 2, головка 7 и крышка 6 соединены между собой винтами. В корпусе на оси 14 установлен рычаг 13, прижимаемый пружиной 12 к эксцентрику распределительного вала двигателя. Вильчатым концом рычаг охватывает шток 10 мембраны 3, который отжимается вверх пружиной 9. Края мембраны 3 зажаты между корпусом и головкой, середина ее находится между двумя шайбами и закреплена гайкой на верхнем конце штока 10. В головке насоса смонтированы клапаны: два всасывающих 4 и один нагнетательный 8. Над всасывающими клапанами размещен сетчатый фильтр 5. Рычаг 1 ручной подкачки топлива закреплен неподвижно на валике 11 и удерживается в нижнем положении пружиной, установленной на выемке между рычагом и корпусом насоса. При набегании эксцентрика на наружный конец рычага 13 внутренний его конец перемещает через шток 10 мембрану вниз, над ней создается разрежение. Под действием разрежения топливо поступает в полость над мембраной, проходя сетчатый фильтр и всасывающие клапаны. При сбегании эксцентрика с наружного конца рычага 13 пружина 9 перемещает мембрану вверх, при этом рычаг 13 не удерживает шток. Под давлением топлива открывается нагнетательный клапан 8 (всасывающие клапаны при этом закрыты), и топливо поступает в головку и затем в трубопровод через фильтры к карбюратору.
Уровень топлива в поплавковой камере при работе двигателя изменяется в зависимости от степени открытия игольчатого клапана поплавковой камеры карбюратора. При изменении открытия входного отверстия в трубопроводе, соединяющем насос с карбюратором, изменяется давление топлива. Последнее тем больше, чем меньше открыт клапан, т. е. чем меньше расход топлива двигателем. Напротив, при увеличении открытия игольчатого клапана и повышении расхода топлива давление в трубопроводе уменьшается. При увеличении давления топлива уменьшается ход мембраны вверх и рычаг 13 насоса часть хода совершает в холостую. Так как топливо нагнетается под действием пружины 9, то создаваемое насосом давление зависит не только от степени открытия игольчатого клапан, но и от усилия пружины. Пружина 9 подобрана так, что ее сила упругости не может преодолеть силы, действующие на запорную иглу со стороны поплавка. Поэтому когда поплавковая камера заполнена, мембрана насоса в нижнем положении, а рычаг 13 перемещается вхолостую.
Таким образом, насос изменяет количество подаваемого топлива соответственно расходу его двигателем. Наибольшая подача насоса в 3-5 раз превышает максимальный расход топлива двигателем. Подача топливных насосов двигателей грузовых автомобилей составляет 100-180 л/ч, а максимальное давление при нулевой подаче 20-30 кПа.
Поплавковая камера карбюратора может быть заполнена топливом перед пуском двигателя с помощью устройства для ручной подкачки. При качании ручкой рычага 1 валик 11, поворачиваясь отжимает рычаг 13 насоса вниз или отпускает его. В результате этого топливо засасывается в полость над мембраной и затем нагнетается в карбюратор.
Диафрагменные насосы с механическим приводом имеют ряд недостатков основные из которых следующие: необходимость установки на двигатели, что затрудняет приведение в действие насоса и увеличивает пожарную опасность; необходимость ручной или ножной подкачки топлива в поплавковую камеру карбюратора в следствие испарения топлива во время длительной остановки двигателя.
Этих недостатков не имеют топливоподкачивающие насосы с электрическим приводом, которые могут быть установлены в любом месте.
На рис.6 показан диафрагменный насос с электромагнитным приводом, предназначенный для автомобильных микро- и малолитражных двигателей. По принципу действия насос почти не отличается от рассмотренного выше диафрагменного насоса с механическим приводом. К диафрагме 9 на штоке прикреплен стальной диск 17. При включении обмотки электромагнита, помещенного в корпусе 13, стальной диск вместе с диафрагмой движется вниз – происходит всасывание. Нагнетание начинается после размыкания цепи электромагнита, при этом диафрагма перемещается вверх под действием пружины 16. Размыкание и замыкание цепи осуществляется контактом, находящимся под крышкой 15 корпуса13. Контакт управляется штоком 12. Частота колебаний диафрагмы зависит от расхода топлива двигателем.
Рис.6. Диафрагменный насос с электромагнитным приводом:
1– корпус впускного клапана; 2 – впускной клапан; 3 – корпус нагнетательного клапана;
4– нагнетательный клапан; 5 и 23 – штуцеры; 6 – ограничитель нагнетательного клапана;
7– прокладка; 8 – проставка; 9 – диафрагма ; 10 – винт; 11 – резиновая подушка; 12 – шток диафрагмы; 13 – корпус электромагнита; 14 – клемма; 15 – крышка; 16 – пружина; 17 – диск диафрагмы; 18 – шайба для центрирования диска; 19 – верхний обжимной диск;
20 – сетчатый фильтр; 21 – пробка; 22 – головка насоса
Диафрагменные насосы как с механическим, так и с электромагнитным приводом подают топливо в поплавковую камеру карбюратора неравномерно, что является следствием колебательного движения диафрагмы. Такой характер подачи может привести к переполнению поплавковой камеры, а следовательно, к неравномерной работе двигателя и к перерасходу топлива.
Центробежные насосы с электрическим приводом (рис.7) не имеют недостатков диафрагменных насосов. Топливо через сетчатые фильтры 7 и 13 грубой очистки поступает в центральную часть крыльчатки 9. При вращении крыльчатки электродвигателем (через магнитную муфту) топливо из спиральной камеры через отводящую трубку 5 и фильтр тонкой очистки топлива направляется в поплавковые камеры карбюратора. Вал 11 крыльчатки вращается в двух графитовых подшипниках скольжения 12. Крыльчатка имеет радиальные лопатки.
Насос устанавливается непосредственно в топливном баке так, что его фильтры и крыльчатка постоянно находятся в топливе. Общим недостатком центробежных насосов с электрическим приводом является их сравнительно большая масса и относительно высокая стоимость изготовления электрической части.
Рис.7. Центробежный насос с электрическим приводом:
1 – клемма; 2 – корпус электрического привода; 3 – опорный шарик; 4 – опорная площадка;
5 – отводящая трубка; 6 – пластины спиральной камеры; 7 и 13 – сетчатые фильтры; 8 – крышка камеры; 9 – Крыльчатка 10; – корпус механической части насоса; 11 – вал крыльчатки;
12 – подшипники скольжения; 14 – прорези; 15 – несущая чашка; 16 – ведомый магнитный диск