Aiheet:
- Korkeapainepumppu (PE)
- Pyörivä jakelupumppu (VE)
- Pyörivän jakopumpun säätö
- Elektronisesti ohjatut jakelupumput
- Toimintahäiriöt pitkittyneen seisokin vuoksi
Korkeapainepumppu (PE):
Korkeapaineinen rivipumppu edustaa dieselpolttoainepumppujen ensimmäistä sukupolvea. Korkeapaineinen rivipumppu koostuu yhtä monesta mäntäelementistä kuin on sylintereitä. Jokainen mäntä tuottaa polttoainetta omalle sylinterilleen. Korkeapaineiset männät toimivat sisäisellä pumpun nokka-akselilla. Kun näitä mäntiä työnnetään ylös, ne aiheuttavat puristusiskun (joka pakottaa dieselin linjan läpi sylinterille). Korkeapaineinen linjapumppu toimii kiinteällä iskulla. Polttoaineen virtausta ohjataan kääntämällä mäntiä. Tämän kääntämisen suorittaa ohjaustanko, joka on epäsuorasti kytketty kaasupolkimeen. Kun kaasupoljinta painetaan, männät pyörivät, mikä säätelee polttoaineen tuotantoa.
Pumppu sisältää myös säätimen (näkyy alla olevissa kuvissa), joka muun muassa varmistaa, että dieselmoottorin joutokäyntinopeus pysyy mahdollisimman vakaana ja että polttoainetehoa säädetään nopeuden kasvaessa.
Inline-pumppu kärsii sisäisistä vuotohäviöistä. Vuotohäviöt johtuvat pääasiassa sylinterin tiivistyksen epätäydellisyydestä: sylinterin seinämä voi olla mikroskooppisesti epätasainen jättäen tilaa vuotoille mäntä pitkin. Pienemmillä nopeuksilla ja matalapainetasoilla pieniä määriä dieselpolttoainetta voi vuotaa mäntien tai muiden sisäisten osien tiivisteiden ohi. Se voi johtua siitä, että tiivisteet eivät sulkeudu täydellisesti tai johtuen kulumisesta ajan myötä.
Pumpun nopeuden kasvaessa paine pumpun sisällä yleensä kasvaa. Tämä korkeampi paine voi auttaa vähentämään tiivisteiden ja komponenttien epätasaisuuksia, mikä voi vähentää vuotohäviöitä. Tämä johtuu siitä, että korkeampi paine työntää tiivisteet liikkuvia osia vasten ja vähentää vuotojen mahdollisuutta.
Jos polttoaineen syöttöä ei säädetä kunnolla, jolloin moottoriin ruiskutetaan liikaa polttoainetta, tämä voi johtaa liian suureen säätönopeuteen.
- Jos rivipumpun polttoaineen säätimessä on vika, männät voivat ruiskuttaa enemmän polttoainetta kuin on tarpeen nykyiselle nopeudelle. Tämä voi johtaa liialliseen palamisnopeuteen ja suositeltua korkeampaan moottorin käyntinopeuteen;
- Jos polttoainevirtauksen säätämisestä vastaava säätösauva vioittuu, rivipumppu ei ehkä reagoi kunnolla kaasupolkimeen. Tämä voi johtaa tahattomaan polttoaineen syötön ja siten moottorin kierrosluvun lisääntymiseen;
- In-line pumpun fyysiset viat, kuten juuttuneet männät, vaurioituneet osat tai mekaaniset tukokset, voivat häiritä normaalia polttoaineen virtauksen säätöä ja mahdollisesti johtaa hallitsemattomasti korkeampiin kierroslukuihin.
Pyörivä jakelupumppu (VE):
Korkeapainelinjapumpun seuraajaksi kehitettiin pyörivä jakelupumppu (CAV DPA ja Bosch VE). Tämä polttoainepumppu toimii täysin mekaanisesti. Pyörivän jakelupumpun etuna rivipumppuun verrattuna on pienempi määrä mäntiä (ja siten asennuskoko) ja tavallinen ruiskutussäätö.
Bosch VE pumppu:
Boschin pyörivä jakelupumppu on täysin mekaaninen pumppu. Pumpun vipu on kytketty suoraan kaasupolkimeen. Pumppu toimii aksiaalisesti liikkuvalla männällä. Mäntä tekee sekä pyörivän että edestakaisen liikkeen (tämä selitetään yksityiskohtaisesti alla). Ohjausluisti (kytkettynä kaasupolkimeen) ja keskipakosäädin varmistavat oikean polttoaineen annostuksen. Kun ohjausluisti siirtyy vasemmalle, polttoaine pääsee poistumaan pumpusta paluuaukon kautta, mikä vähentää polttoaineen määrää. Heti kun polttoainetta tarvitaan lisää (suurempi nopeus tai kuormitus), liukusäädin siirtyy edelleen oikealle, jolloin polttoaineen tilavuus suuttimiin kasvaa. Jos moottorin kuormitus pysyy samana, nopeus kasvaa.
Bosch VE:n pyörivän pumpun mäntä vastaa polttoaineen syöttämisestä, ruiskuttamisesta ja jakelusta. Nämä 3 vaihetta selitetään alla kolmen kuvan avulla.
1. Polttoaineen syöttö:
Mäntä käännetään vasemmalle, jolloin polttoaine - syöttöpumpusta - pääsee virtaamaan männän yläpuolella olevan tulokanavan kautta männän oikealla puolella olevaan painekammioon.
2. Polttoaineen ruiskuttaminen:
Nokkapyörä työntää mäntää oikealle. Puristintilan tulokanava sulkeutuu siten ja puristustilan tilavuus pienenee. Polttoaineen paine kasvaa, kunnes muodostuu kiertymällä yhteys poistokanavaan. 90 asteen välein on poistoaukko, johon polttoaine virtaa paineen alaisena.
3. Polttoaineen määrän annostelu:
Säätöluistin asento määrittää ruiskutuksen päättymisen ja siten ruiskutussuuttimeen lähdön kautta syötettävän polttoainemäärän.
Säätöluistin asennon määrittää keskipakosäädin. Tämä osa on kuvattu alla.
Keskipakosäädin:
Kaasupoljin on epäsuorasti kytketty jousen 4 ja vipujärjestelmän (6, 7, 8, 9) kautta ohjausluistiin 10. Näytetyssä asennossa (vasemmalla) kaasupoljin on täysin painettuna ja luistin haluaa siirtyä oikeus maksimitehoon. M2 on kääntöpiste. Kun säädettävä nopeus saavutetaan, keskipakovoima haluaa siirtää ohjausholkkia II oikealle, jolloin ohjausluisti 10 siirtyy vasemmalle. Siten jousen 4 ja keskipakovoiman välille syntyy tasapainotilanne. Nopeutta säädetään tuottosäätimellä.
Oikeassa kuvassa säädin on tyhjäkäynnillä. Kaasupoljinta ei paineta ja vipu on täysin oikeassa asennossa. Heikko jousi (14) varmistaa nyt tasapainotilan.
Ennakkopistos:
Pyörivät polttoainepumput on aina varustettu vakiona ruiskutussyötöllä. Nopeutta nostettaessa ruiskutus on tapahduttava aikaisemmin hyvän tehoiskun varmistamiseksi. Muuten ruiskutussuuttimen kautta ruiskutetulla dieselsumulla ei ole tarpeeksi aikaa sekoittua kunnolla ilman kanssa suuremmalla nopeudella. Injektorin on siksi aina ruiskutettava muutama aste ennen TDC:tä (Top Dead Point) aikaisemmin nopeuden kasvaessa. Ruiskutusjärjestelmä koostuu männästä, joka on yhdistetty rullarenkaaseen. Nopeuden kasvaessa tämä rullarengas kääntyy pyörimissuuntaan, jolloin ruiskutusmäntä aloittaa pumpun iskun (ja siten ruiskutuksen) aikaisemmin. Tässä injektiossa ei käytetä elektroniikkaa.
Pyörivän jakelupumpun säätö:
On tärkeää, että paineen muodostuminen pumpussa tapahtuu oikeaan aikaan. Paineen muodostuminen määrää dieselpolttoaineen ruiskutusajan ruiskutussuuttimien kautta. Polttoainepumpun asentoa voidaan muuttaa suhteessa moottorilohkoon. Moottorilohkossa on uritetut reiät, joihin polttoainepumppu voidaan siirtää. Pumpun kääntäminen ei vaikuta jakohihnan käyttämään vaihteeseen. Vaihde pysyy paikallaan, mutta sen takana oleva pumppu vaihtaa asentoa. Myötäpäivään (myötäpäivään) pyörivään jakaumaan sovelletaan seuraavaa:
- Pumpun liikuttaminen vastapäivään johtaa aikaisempaan ruiskutukseen;
- Pumpun liikuttaminen myötäpäivään johtaa myöhempään ruiskutukseen;
Polttoainepumppua on siksi säädettävä kampiakselin asennon ja ohjausluistin asennon mukaan. Tämä on suoritettava kellonäytön avulla.
Alla on vaiheittainen suunnitelma, jolla pyörivää jakelupumppua voidaan säätää.
1. Aseta sylinterin 1 mäntä TDC:hen.
Käännä kampiakselia, kunnes sylinterin 1 mäntä on yläkuolokohdassa.
Kampiakselin ajoituksen voi todeta tarkistamalla, vastaako vauhtipyörän merkki vaihteistokotelossa olevaa merkkiä.
2. Polttoainepumpun ajoitus
Tarkista, että polttoainepumpun ajoitus on oikea. Kahden merkin (korostettu kuvassa valkoisella) on oltava toisiaan vastapäätä. Jos polttoainepumppua ei asenneta ajoissa, jakohihna on irrotettava ja asennettava oikein.
Aseta sitten lukitustappi (reikään, jossa on punainen nuoli kuvassa).
3. Osien purkaminen
Irrota polttoaineletkut, jäähdytysvesiletku ja termostaattikotelo, jotta polttoainepumpun taakse jää tilaa. Tarvitset tämän tilan asentaaksesi valitsin pumppuun.
4. Soittimen ilmaisin
Etsi mittakello, jolla polttoainepumppua on säädettävä.
Ruuvaa kellotaulun löysät osat yhteen. Irrota polttoainepumpun sokea tulppa ja kierrä osoitin kiinni. Helpota itseäsi asettamalla mittakello siten, että se näkyy selvästi kampiakselia käännettäessä.
4. Aseta esilataus.
Koska haluat, että osoittimen neula koskettaa aina pumppua sisäisesti, asetat esijännityksen. Näin voit työntää valitsinta hieman syvemmälle pumpun koteloon.
Aseta tämä jännitys vähintään 2 millimetriin (katso kuva).
5. Käännä kampiakselia normaaliin pyörimissuuntaan.
Kampiakselia on käännettävä. Valitsimen osoitin liikkuu. Koska jakomäntä liikkuu edestakaisin, osoitin pysähtyy jossain vaiheessa. Kun kampiakselia käännetään pidemmälle, osoitin siirtyy takaisin.
Kohdassa, jossa osoitin pysyy paikallaan, jakomännän maksimiisku on saavutettu.
6. Aseta mittakello 0:aan.
Käännä kellotaulun mustaa rengasta ja aseta se arvoon 0.
7. Aseta sylinterin 1 mäntä TDC:hen.
Käännä kampiakselia uudelleen, kunnes sylinterin 1 mäntä on TDC:ssä. Tarkista vauhtipyörän ja vaihteistokotelon merkit uudelleen.
Lue numeronäytön osoittimen osoittama arvo. Osoitin on liikkunut vastapäivään. Tämä tarkoittaa, että jakelumäntä on kääntynyt
0,70 mm. Vertaa tätä arvoa tehdasarvoihin. Jos arvot täsmäävät, säätöä ei tarvita. Jos arvo on väärä, pumppua on säädettävä.
8. Säädä polttoainepumppu.
Säädä polttoainepumppua löysäämällä kolmea pulttia (näkyy kuvissa) yhden kierroksen verran ja siirtämällä pumpun asentoa moottorilohkossa.
Elektronisesti ohjatut jakopumput:
Nykyään dieselmoottoreita, kuten bensiinimoottoreitakin, ohjataan ECU:lla (ohjaustietokone). Tämän tietokoneen avulla voidaan myös ohjata korkeapaineisen polttoainepumpun eri toimintoja ja säätää polttoaineen annostusta paljon tarkemmin kuin täysin mekaanisella polttoainepumpulla. Elektronisesti ohjatut jakopumput on jaettu kolmeen tyyppiin:
- Lucas EPIC pumppu
- Bosch VP/VR pumppu
- Bosch VP44
Lucas EPIC pumppu:
Lucas EPIC -pumppu on täysin elektronisesti ohjattu pyörivä polttoainepumppu. Seuraavia toimintoja ohjataan; käynnistysteho, joutokäyntinopeuden säätö, osakuorman säätö, täyden kuorman säätö, ruiskutuksen ajoituksen ohjaus, itsediagnoosi.
Bosch VP pumppu:
Bosch VP -pumppu on sisäisesti sama kuin mekaaninen VE-pumppu, joka on kuvattu aiemmin tällä sivulla. Osat, kuten syöttöpumppu, nokkarengas, ohjausluisti, pumpun jakotukin kotelo ja pumpun mäntä ovat ennallaan.
VP-pumpussa on seuraavat uudet osat verrattuna VR-pumppuun:
- Säätöyksikkö (toimilaite) ohjausluistin asennon säätämiseksi.
- Anturi ohjausluistin asennon määrittämiseksi.
- Ruiskutus vääntömomentin säädin; tätä ohjataan PWM-signaalin kautta. (PWM tulee sanoista Pulse-With modulation). PWM-signaali tulee ECU:sta.
Säätöyksikkö säätää luistin asentoa. Tämä tehdään työskentelemällä kestomagneetin ja sähkömagneetin kanssa, jota ohjataan käyttöjaksolla. Kun sähkömagneetti saa jännitettä ECU:sta, se muuttuu magneettiseksi ja haluaa vetää puoleensa kestomagneettia. Mitä pidempi toimintajaksosignaali on, sitä enemmän magnetismia syntyy ja sitä enemmän liikettä (säätöä) se tekee. Kun käyttöjaksosignaali katoaa, jousi vetää säätimen sisään.
Asentoanturi on induktiivinen anturi, joka valvoo edellä mainitun ohjausluistin akselin pyörimistä. Näin ECU saa palautetta siitä, että halutut paikat on saavutettu.
Ennakkopistos:
Ruiskutusjärjestelmä on samanlainen kuin Bosch VE -pumpussa. Vain tällä VP-pumpulla etenemistä ohjataan ECU:n PWM-signaalilla. Lyhyesti sanottuna ECU määrittää rullan renkaan asennon eikä moottorin nopeutta, kuten VE-pumpun tapauksessa.
Rullarenkaan asento ohjaa ruiskutusmomenttia. Männän asento määrää rullan renkaan pyörimisen. Mäntää painetaan vasemmalle jousivoimaa vasten polttoaineen paineella, jonka paineensäädin sallii pumpun pesässä.
Polttoaine virtaa paineen alaisena paluuseen polttoaineen paineensäätimen kautta. Heti kun ECU lähettää signaalin, tämä ohjain varmistaa, että sisäinen syöttö avataan hieman enemmän tai vähemmän. Kun syöttö on auki, polttoaineen paine virtaa pumpun pesään, jolloin koko mäntä liikkuu vasemmalle jousivoimaa vastaan. Tämä varmistaa, että rullan rengas kääntyy oikealle (myötäpäivään). Tämä tarkoittaa, että rullan rengas on käännetty "varhaiseen" suuntaan. Injektio tapahtuu nyt aikaisemmin ennen TDC:tä. Heti kun polttoaineen paine pumppupesässä laskee, jousi varmistaa, että mäntä palaa alkuasentoonsa. Rullarengas siirtyy siksi takaisin "myöhään".
Bosch VP44 pumppu:
Säteittäisessä VP44-pumpussa on pumpun männät, kuten VE- ja VP-pumpuissa, eivät akselin pituussuunnassa, vaan kohtisuorassa käyttöakseliin nähden. Tämä korkeapainepumppu imee myös itse polttoainetta ja säätelee ruiskutuksen etenemistä. Suurin ruiskutuspaine on enintään 1850 bar.
Kun pumppu on käynnissä, nokkarenkaassa olevat nokat painavat mäntiä sisäänpäin. Kun solenoidiventtiili on kiinni, painetta voidaan nostaa ja liitäntä yhteen suuttimista tehdään kääntämällä jakoakselia. Sillä hetkellä injektio tapahtuu.
Pitkästä seisomisesta johtuvat toimintahäiriöt:
Moottorin pitkäaikaisen seisokin aikana voi joissain tapauksissa aiheuttaa ongelmia polttoainepumpussa ja polttoainejärjestelmässä. Tässä on joitain mahdollisia skenaarioita, joissa pitkittynyt seisokki voi vaikuttaa:
- Polttoaineen hajoaminen: Jos polttoaine jätetään seisomaan pitkäksi aikaa, se voi hajota ja aiheuttaa kondensaatiota. Tämä voi johtaa sedimenttien ja epäpuhtauksien muodostumiseen polttoaineeseen, mikä voi lopulta tukkia polttoainepumpun ja suuttimet;
- Haihtuminen ja hartsin muodostuminen: Polttoaineen haihtuessa polttoainelinjoissa voi jäädä hartsikerrostumia, jotka voivat rajoittaa polttoaineen vapaata virtausta;
- Tiivisteet ja kumiosat: Pitkäaikainen seisokki voi johtaa polttoainejärjestelmän tiivisteiden, tiivisteiden ja kumiosien kuivumiseen ja kovettumiseen. Tämä voi aiheuttaa vuotoja tai vaarantaa järjestelmän tiiviyden;
- Liikkuvat osat jumittuneet: Hapettumisen ja epäpuhtauksien seurauksena liikkuvat osat voivat juuttua polttoainepumppuun. Tämä voi estää pumppua muodostamasta tarvittavaa polttoainepainetta.
Tällaisten ongelmien välttämiseksi pitkäaikaisen seisokin aikana on suositeltavaa ryhtyä varotoimiin, kuten käyttää polttoaineen lisäaineita, olla varastoimatta autoa alhaisella polttoainemäärällä, jotta säiliöön ei muodostu kondenssivettä, tarkastamalla säännöllisesti moottori Anna sen käydä varmistaaksesi kaiken pysyy voideltuna.
