Předměty:
- Vysokotlaké potrubní čerpadlo (PE)
- Rotační distribuční čerpadlo (VE)
- Nastavení rotačního rozdělovacího čerpadla
- Elektronicky řízená distribuční čerpadla
- Poruchy v důsledku dlouhodobého odstavení
Vysokotlaké potrubní čerpadlo (PE):
Vysokotlaké řadové čerpadlo představuje první generaci naftových palivových čerpadel. Vysokotlaké inline čerpadlo se skládá z tolika plunžrových prvků, kolik je válců. Každý plunžr poskytuje palivo pro svůj vlastní válec. Vysokotlaké plunžry jsou ovládány vnitřním vačkovým hřídelem čerpadla. Když jsou tyto plunžry zatlačeny nahoru, způsobí kompresní zdvih (který tlačí naftu potrubím do válce). Vysokotlaké potrubní čerpadlo pracuje s pevným zdvihem. Průtok paliva je řízen otáčením pístů. Toto otáčení je prováděno ovládací tyčí, která je nepřímo spojena s pedálem plynu. Při sešlápnutí plynového pedálu se plunžry otáčí a tím se reguluje výdej paliva.
Součástí čerpadla je také regulátor (viditelný na obrázcích níže), který mimo jiné zajišťuje udržování co nejstabilnějších volnoběžných otáček vznětového motoru a přizpůsobení výdeje paliva při zvyšování otáček.
Inline čerpadlo trpí vnitřními ztrátami netěsností. Ztráty netěsností vznikají hlavně kvůli nedokonalostem v utěsnění válce: stěna válce může být mikroskopicky nerovná, což ponechává prostor pro netěsnosti podél pístu. Při nižších rychlostech a nízkých úrovních tlaku může malé množství nafty unikat přes těsnění plunžrů nebo jiných vnitřních součástí. Může k tomu dojít v důsledku nedostatečného uzavření těsnění nebo v důsledku opotřebení v průběhu času.
S rostoucí rychlostí čerpadla se obvykle zvyšuje tlak uvnitř čerpadla. Tento vyšší tlak může pomoci snížit nedokonalosti těsnění a součástí, což může snížit ztráty netěsností. Vyšší tlak totiž tlačí těsnění proti pohyblivým částem a snižuje možnost úniku.
Pokud není přívod paliva správně regulován, což způsobuje vstřikování příliš velkého množství paliva do motoru, může to vést k příliš vysoké rychlosti seřizování.
- Pokud dojde k poruše v ovládání paliva řadového čerpadla, mohou plunžry vstřikovat více paliva, než je nutné pro aktuální rychlost. To může vést k nadměrné rychlosti spalování a vyšším než doporučeným otáčkám motoru;
- Pokud dojde k poruše řídicí tyče zodpovědné za úpravu průtoku paliva, řadové čerpadlo nemusí správně reagovat na pedál plynu. To může vést k nezamýšlenému zvýšení dodávky paliva a tím i otáček motoru;
- Fyzické závady v řadovém čerpadle, jako jsou zaseknuté písty, poškozené díly nebo mechanické zablokování, mohou narušit normální řízení průtoku paliva a případně vést k nekontrolovaným vyšším otáčkám.
Rotační distribuční čerpadlo (VE):
Jako nástupce vysokotlakého potrubí bylo vyvinuto rotační distribuční čerpadlo (CAV DPA a Bosch VE). Toto palivové čerpadlo funguje zcela mechanicky. Výhodou rotačního distribučního čerpadla oproti řadovému čerpadlu je menší počet plunžrů (a tedy i zástavbová velikost) a standardní nastavení vstřiku.
Čerpadlo Bosch VE:
Rotační distribuční čerpadlo Bosch je plně mechanické čerpadlo. Páka na pumpě je přímo spojena s plynovým pedálem. Čerpadlo pracuje s pístem, který se pohybuje axiálně. Píst provádí jak rotační pohyb, tak pohyb tam a zpět (toto je podrobně vysvětleno níže). O správné dávkování paliva se stará ovládací šoupátko (spojené s plynovým pedálem) a odstředivý regulátor. Když se ovládací šoupátko posune doleva, palivo může opustit čerpadlo vratným otvorem, což snižuje množství paliva. Jakmile je potřeba více paliva (vyšší rychlost nebo zatížení), posune se regulační šoupátko dále doprava, takže se objem paliva do vstřikovačů zvýší. Pokud zatížení motoru zůstane stejné, otáčky se zvýší.
Plunžr v rotačním čerpadle Bosch VE je zodpovědný za dodávku, vstřikování a distribuci paliva. Tyto 3 kroky jsou vysvětleny níže pomocí tří ilustrací.
1. Dodávka paliva:
Plunžr je otočen doleva, což umožňuje palivu - z výtlačného čerpadla - proudit vstupním kanálem nad plunžrem do tlakové komory napravo od plunžru.
2. Vstřikování paliva:
Vačková kladka tlačí píst doprava. Vstupní kanál do lisovacího prostoru se tak uzavře a objem v lisovém prostoru se zmenší. Tlak na palivo se zvyšuje, dokud se kroucením nevytvoří spojení s výfukovým potrubím. Každých 90 stupňů je vývod, do kterého proudí palivo pod tlakem.
3. Dávkování množství paliva:
Poloha regulačního šoupátka určuje konec vstřiku, potažmo množství paliva, které je výstupem přiváděno do vstřikovače.
Polohu regulačního šoupátka určuje odstředivý regulátor. Tato část je popsána níže.
Odstředivý regulátor:
Plynový pedál je nepřímo připojen přes pružinu 4 a pákový systém (6, 7, 8, 9) k ovládání šoupátka 10. V zobrazené poloze (vlevo) je pedál plynu úplně sešlápnutý a ovládací šoupátko se bude chtít přesunout na právo na maximální výkon. M2 je otočný bod. Když je dosaženo rychlosti, která má být nastavena, odstředivá síla bude chtít posunout ovládací objímku II doprava, což způsobí, že se ovládací šoupátko 10 posune doleva. Mezi pružinou 4 a odstředivou silou je tedy vytvořena rovnovážná situace. Rychlost se nastavuje regulátorem výnosu.
Pravý obrázek ukazuje ovládání při volnoběhu. Plynový pedál není sešlápnutý a páka je zcela ve správné poloze. Slabá pružina (14) nyní zajišťuje rovnovážnou situaci.
Předstih vstřikování:
Rotační palivová čerpadla jsou vždy standardně vybavena předstihem vstřikování. Při zvyšování rychlosti bude muset vstřikování proběhnout dříve, aby byl zajištěn dobrý silový zdvih. V opačném případě nebude mít dieselová mlha vstřikovaná přes vstřikovač dostatek času, aby se při vyšších otáčkách řádně promíchala se vzduchem. Injektor proto bude muset vždy vstřikovat několik stupňů před TDC (horní mrtvý bod) dříve, jak se rychlost zvyšuje. Systém předstihu vstřikování se skládá z plunžru spojeného s válečkovým kroužkem. Se zvyšujícími se otáčkami se tento válečkový kroužek otáčí ve směru otáčení, takže vstřikovací píst zahajuje zdvih čerpadla (a tedy vstřikování) dříve. K tomuto předstihu vstřikování není použita žádná elektronika.
Nastavení rotačního distribučního čerpadla:
Je důležité, aby k nárůstu tlaku v čerpadle došlo ve správný čas. Nárůst tlaku určuje dobu vstřiku nafty přes vstřikovače. Polohu palivového čerpadla lze měnit vzhledem k bloku motoru. V bloku motoru jsou štěrbinové otvory, do kterých lze zasunout palivové čerpadlo. Otáčení čerpadla nemá vliv na ozubené kolo poháněné rozvodovým řemenem. Převodovka zůstane nehybná, ale čerpadlo za ní změní polohu. Pro distribuci, která se otáčí ve směru hodinových ručiček (ve směru hodinových ručiček), platí následující:
- Pohyb čerpadla proti směru hodinových ručiček vede k dřívějšímu vstřiku;
- Pohyb čerpadla ve směru hodinových ručiček má za následek pozdější vstřikování;
Palivové čerpadlo je proto nutné seřídit na základě polohy klikového hřídele a polohy regulačního šoupátka. To musí být provedeno s číselníkem.
Níže je uveden plán krok za krokem, pomocí kterého lze seřídit rotační distribuční čerpadlo.
1. Umístěte píst válce 1 na TDC.
Otáčejte klikovým hřídelem, dokud není píst válce 1 v horní úvrati.
Správné časování klikového hřídele poznáte podle toho, zda se značka na setrvačníku shoduje se značkou na skříni převodovky.
2. Časování palivového čerpadla
Zkontrolujte, zda je načasování palivového čerpadla správné. Dvě značky (na obrázku bíle zvýrazněné) musí být proti sobě. Pokud není palivové čerpadlo namontováno včas, je nutné odstranit rozvodový řemen a správně jej namontovat.
Poté vložte blokovací kolík (do otvoru s červenou šipkou na obrázku).
3. Demontáž dílů
Demontujte palivové potrubí, hadici chladicí vody a těleso termostatu, abyste vytvořili prostor za palivovým čerpadlem. Tento prostor potřebujete pro montáž úchylkoměru do čerpadla.
4. Ukazatel číselníku
Najděte číselník, kterým je třeba seřídit palivové čerpadlo.
Sešroubujte volné části úchylkoměru. Odstraňte záslepku z palivového čerpadla a zašroubujte úchylkoměr. Usnadněte si to umístěním úchylkoměru tak, aby byl dobře viditelný při otáčení klikového hřídele.
4. Nastavte předpětí.
Protože chcete, aby se ručička úchylkoměru vždy vnitřně dotýkala pumpy, nastavíte předpětí. To vám umožní zasunout úchylkoměr o něco dále do tělesa čerpadla.
Toto napnutí nastavte alespoň na 2 milimetry (viz obrázek).
5. Otočte klikovým hřídelem v normálním směru otáčení.
Klikový hřídel musí být otočen. Ukazatel číselníku se bude pohybovat. Protože dělicí píst provádí pohyb tam a zpět, ukazatel se v určitém bodě zastaví. Když se klikový hřídel otočí dále, ukazatel se vrátí zpět.
V bodě, kde ručička zůstává nehybná, bylo dosaženo maximálního zdvihu dělicího pístu.
6. Nastavte číselník na 0.
Otočte černým kroužkem na číselníku a nastavte jej na 0.
7. Umístěte píst válce 1 na TDC.
Znovu otáčejte klikovým hřídelem, dokud není píst válce 1 v horní úvrati. Znovu zkontrolujte značky na setrvačníku a skříni převodovky.
Odečtěte hodnotu indikovanou ukazatelem na úchylkoměru. Ukazatel se posunul proti směru hodinových ručiček. To znamená, že se rozváděcí píst otočil
0,70 mm. Porovnejte tuto hodnotu s továrními hodnotami. Pokud se hodnoty shodují, není potřeba žádná úprava. Pokud je hodnota nesprávná, je nutné čerpadlo seřídit.
8. Seřiďte palivové čerpadlo.
Seřiďte palivové čerpadlo povolením tří šroubů (znázorněných na obrázcích) o jednu otáčku a posunutím polohy čerpadla na bloku motoru.
Elektronicky řízená rozdělovací čerpadla:
V dnešní době jsou dieselové motory, stejně jako benzínové motory, řízeny pomocí ECU (řídícího počítače). Pomocí tohoto počítače lze také ovládat různé funkce vysokotlakého palivového čerpadla a upravovat dávkování paliva mnohem přesněji než u plně mechanického palivového čerpadla. Elektronicky ovládaná rozdělovací čerpadla jsou rozdělena do následujících tří typů:
- čerpadlo Lucas EPIC
- Čerpadlo Bosch VP/VR
- Bosch VP44
čerpadlo Lucas EPIC:
Čerpadlo Lucas EPIC je plně elektronicky řízené rotační palivové čerpadlo. Jsou ovládány následující funkce; startovací výstup, regulace volnoběžných otáček, regulace výstupu částečné zátěže, regulace plné zátěže, regulace časování vstřiku, autodiagnostika.
Čerpadlo Bosch VP:
Čerpadlo Bosch VP je vnitřně stejné jako mechanické čerpadlo VE popsané výše na této stránce. Díly jako výtlačné čerpadlo, vačkový kroužek, ovládací šoupátko, těleso rozdělovače čerpadla a plunžr čerpadla zůstávají nezměněny.
Čerpadlo VP má ve srovnání s čerpadlem VR následující nové díly:
- Seřizovací jednotka (aktor) pro regulaci polohy ovládacího šoupátka.
- Snímač pro určení polohy ovládacího šoupátka.
- seřizovač vstřikovacího momentu; toto je řízeno signálem PWM. (PWM znamená Pulse-With modulation). Signál PWM přichází z ECU.
Nastavovací jednotka nastavuje polohu ovládacího šoupátka. To se provádí prací s permanentním magnetem a elektromagnetem, který je řízen pracovním cyklem. Když je elektromagnet napájen napětím z ECU, stane se magnetickým a bude chtít přitáhnout permanentní magnet. Čím delší je signál pracovního cyklu, tím více magnetismu se vytváří a tím větší pohyb (úprava) provádí. Když dojde ke ztrátě signálu pracovního cyklu, pružina zatáhne nastavovací prvek.
Snímač polohy je indukční snímač, který hlídá otáčení hřídele dříve zmíněného regulačního šoupátka. Tímto způsobem má ECU zpětnou vazbu, že bylo dosaženo požadovaných pozic.
Předstih vstřikování:
Systém předstihu vstřikování je podobný jako u čerpadla Bosch VE. Pouze u tohoto čerpadla VP je předstih řízen signálem PWM z ECU. ECU zkrátka určuje polohu válečkového věnce a ne otáčky motoru, jak tomu bylo u VE čerpadla.
Poloha válečkového kroužku řídí vstřikovací moment. Poloha plunžru určuje rotaci válečkového kroužku. Píst je tlačen doleva proti síle pružiny tlakem paliva, který umožňuje regulátor tlaku ve skříni čerpadla.
Palivo proudí pod tlakem do zpátečky přes regulátor tlaku paliva. Jakmile ECU vyšle signál, tento ovladač zajistí, že se vnitřní napájení mírně více či méně otevře. Když je přívod otevřený, tlak paliva proudí do tělesa čerpadla, což způsobí, že se celý plunžr pohybuje doleva proti síle pružiny. Tím je zajištěno, že se válečkový kroužek otáčí doprava (ve směru hodinových ručiček). To znamená, že válečkový kroužek se otáčí v "brzkém" směru. Injekce nyní probíhá dříve před TDC. Jakmile poklesne tlak paliva v tělese čerpadla, pružina zajistí návrat pístu do výchozí polohy. Válcový prstenec se proto posouvá zpět na "pozdě".
Čerpadlo Bosch VP44:
Radiální čerpadlo VP44 má stejně jako u čerpadel VE a VP plunžry čerpadla nikoli v podélném směru hřídele, ale kolmo na hnací hřídel. Toto vysokotlaké čerpadlo také samo nasává palivo a reguluje předstih vstřiku. Maximální vstřikovací tlak je max. 1850 bar.
Když čerpadlo běží, plunžry jsou tlačeny dovnitř vačkami na vačkovém kroužku. Když je solenoidový ventil uzavřen, může se vytvořit tlak a připojení k jednomu ze vstřikovačů se provede otáčením hřídele rozdělovače. V tu chvíli dojde k injekci.
Poruchy v důsledku dlouhodobého zastavení:
Při delším odstavení motoru může v některých případech vést k problémům s palivovým čerpadlem a palivovým systémem. Zde jsou některé možné scénáře, na které by mohly mít dopad delší odstávky:
- Degradace paliva: Pokud je palivo ponecháno stát po dlouhou dobu, může se zhoršit a způsobit kondenzaci. To může vést k tvorbě usazenin a nečistot v palivu, které mohou nakonec ucpat palivové čerpadlo a vstřikovače;
- Odpařování a tvorba pryskyřice: Jak se palivo odpařuje v palivovém potrubí, mohou zde zůstat pryskyřičné usazeniny, které mohou omezovat volný tok paliva;
- Těsnění a pryžové součásti: Delší odstávka může vést k dehydrataci a ztvrdnutí těsnění, těsnění a pryžových součástí v palivovém systému. To může způsobit netěsnosti nebo ohrozit těsnění systému;
- Zaseknuté pohyblivé části: V důsledku oxidace a nečistot mohou pohyblivé části uvíznout v palivovém čerpadle. To může zabránit tomu, aby čerpadlo vytvořilo potřebný tlak paliva.
Abyste se vyhnuli těmto problémům při delším stání, je vhodné přijmout opatření, jako je používání přísad do paliva, neskladovat vůz s nízkou hladinou paliva, aby se v nádrži netvořil kondenzát, pravidelně kontrolovat motor Nechte jej běžet, aby bylo zajištěno vše zůstává mazaný.
