Soggetti:
- Pompa della linea ad alta pressione (PE)
- Pompa di distribuzione rotativa (VE)
- Regolazione della pompa del distributore rotativo
- Pompe di distribuzione a controllo elettronico
- Malfunzionamenti dovuti a fermo prolungato
Pompa della linea ad alta pressione (PE):
La pompa in linea ad alta pressione rappresenta la prima generazione di pompe per carburante diesel. Una pompa in linea ad alta pressione è composta da tanti elementi a stantuffo quanti sono i cilindri. Ciascuno stantuffo fornisce carburante per il proprio cilindro. Gli stantuffi ad alta pressione vengono azionati dall'albero a camme della pompa interna. Quando questi pistoni vengono spinti verso l'alto, provocano la corsa di compressione (che forza il diesel attraverso la linea fino al cilindro). La pompa della linea ad alta pressione funziona con una corsa fissa. Il flusso di carburante viene controllato ruotando gli stantuffi. Questa rotazione viene eseguita dall'asta di comando, che è indirettamente collegata al pedale dell'acceleratore. Quando si preme il pedale dell'acceleratore, gli stantuffi vengono ruotati, regolando così l'erogazione del carburante.
La pompa contiene anche il regolatore (visibile nelle immagini sottostanti), che, tra le altre cose, garantisce che il regime del minimo del motore diesel sia mantenuto il più stabile possibile e che l'erogazione del carburante venga regolata all'aumentare della velocità.
Una pompa in linea soffre di perdite interne. Le perdite sono dovute principalmente a imperfezioni nella tenuta del cilindro: la parete del cilindro può essere microscopicamente irregolare, lasciando spazio a perdite lungo il pistone. A velocità inferiori e livelli di pressione bassi, piccole quantità di carburante diesel potrebbero fuoriuscire dalle guarnizioni degli stantuffi o da altri componenti interni. Può verificarsi perché le guarnizioni non chiudono perfettamente oppure a causa dell'usura del tempo.
All’aumentare della velocità della pompa, solitamente aumenta la pressione all’interno della pompa. Questa pressione più elevata può aiutare a ridurre le imperfezioni nelle guarnizioni e nei componenti, il che può ridurre le perdite. Questo perché la pressione più elevata spinge le guarnizioni contro le parti in movimento e riduce la possibilità di perdite.
Se l'alimentazione del carburante non è regolata correttamente, provocando l'iniezione di una quantità eccessiva di carburante nel motore, ciò può portare ad una velocità di regolazione eccessivamente elevata.
- Se si verifica un guasto nel controllo del carburante della pompa in linea, gli stantuffi potrebbero iniettare più carburante del necessario per la velocità attuale. Ciò può portare ad una velocità di combustione eccessiva e ad un regime motore superiore a quello consigliato;
- Se l'asta di controllo responsabile della regolazione del flusso di carburante diventa difettosa, la pompa in linea potrebbe non rispondere correttamente al pedale dell'acceleratore. Ciò può comportare un aumento involontario della fornitura di carburante e quindi della velocità del motore;
- Guasti fisici nella pompa in linea, come pistoni bloccati, parti danneggiate o blocchi meccanici, possono interrompere il normale controllo del flusso di carburante e possibilmente portare a un aumento incontrollato del numero di giri.
Pompa di distribuzione rotativa (VE):
Come successore della pompa di linea ad alta pressione è stata sviluppata la pompa di distribuzione rotativa (CAV DPA e Bosch VE). Questa pompa del carburante funziona in modo completamente meccanico. Il vantaggio della pompa di distribuzione rotante rispetto alla pompa in linea è il minor numero di pistoni (e quindi la dimensione di installazione) e la regolazione dell'iniezione standard.
Pompa Bosch VE:
La pompa di distribuzione rotativa Bosch è una pompa completamente meccanica. La leva della pompa è direttamente collegata al pedale dell'acceleratore. La pompa funziona con uno stantuffo che si muove assialmente. Lo stantuffo effettua sia un movimento rotatorio che un movimento avanti e indietro (questo è spiegato in dettaglio di seguito). Il cursore di comando (collegato al pedale dell'acceleratore) e il regolatore centrifugo assicurano il corretto dosaggio del carburante. Quando il cursore di controllo si sposta a sinistra, il carburante può uscire dalla pompa attraverso l'apertura di ritorno, riducendo così la quantità di carburante. Non appena è necessario più carburante (velocità o carico più elevati), il cursore di controllo si sposta ulteriormente a destra, in modo da aumentare la quantità di carburante agli iniettori. Se il carico del motore rimane lo stesso, la velocità aumenta.
Lo stantuffo della pompa rotativa Bosch VE è responsabile dell'alimentazione, dell'iniezione e della distribuzione del carburante. Questi 3 passaggi sono spiegati di seguito con l'aiuto di tre illustrazioni.
1. Fornitura del carburante:
Lo stantuffo viene girato a sinistra, consentendo al carburante, dalla pompa di mandata, di fluire attraverso il canale di ingresso sopra lo stantuffo fino alla camera di pressione a destra dello stantuffo.
2. Iniezione del carburante:
La puleggia della camma spinge lo stantuffo verso destra. Il canale di ingresso nello spazio della pressa viene quindi chiuso e il volume nello spazio della pressa diventa più piccolo. La pressione sul carburante aumenta fino a creare, mediante torsione, un collegamento con il condotto di scarico. Ogni 90 gradi c'è un'uscita alla quale scorre il carburante sotto pressione.
3. Dosaggio della quantità di carburante:
La posizione del cursore di controllo determina la fine dell'iniezione e quindi la quantità di carburante che viene fornita all'iniettore attraverso l'uscita.
La posizione del cursore di controllo è determinata dal regolatore centrifugo. Questa parte è descritta di seguito.
Regolatore centrifugo:
Il pedale dell'acceleratore è collegato indirettamente tramite la molla 4 e il sistema di leve (6, 7, 8, 9) al cursore di controllo 10. Nella posizione mostrata (a sinistra), il pedale dell'acceleratore è completamente premuto e il cursore di controllo vorrà spostarsi in il diritto alla massima produzione. M2 è il punto di articolazione. Quando viene raggiunta la velocità da regolare, la forza centrifuga vorrà spostare il manicotto di controllo II verso destra, facendo sì che il cursore di controllo 10 si sposti verso sinistra. Si crea quindi una situazione di equilibrio tra la molla 4 e la forza centrifuga. La velocità viene regolata dal controllo della resa.
L'immagine a destra mostra il controllo al minimo. Il pedale dell'acceleratore non è premuto e la leva è completamente nella posizione corretta. Una molla debole (14) garantisce ora la situazione di equilibrio.
Anticipo iniezione:
Le pompe carburante rotative sono sempre dotate di anticipo di iniezione di serie. Aumentando la velocità, l'iniezione dovrà avvenire prima per garantire una buona corsa di potenza. Altrimenti, la nebbia diesel iniettata attraverso l'iniettore non avrà abbastanza tempo per mescolarsi adeguatamente con l'aria ad una velocità più elevata. L'iniettore dovrà quindi iniettare sempre qualche grado prima del TDC (Top Dead Point) in anticipo all'aumentare della velocità. Il sistema di anticipo dell'iniezione è costituito da uno stantuffo collegato ad un anello a rulli. All'aumentare della velocità, questo anello a rulli viene girato nella direzione di rotazione, in modo che lo stantuffo di iniezione inizi prima la corsa della pompa (e quindi l'iniezione). Per questo anticipo dell'iniezione non viene utilizzata alcuna elettronica.
Regolazione della pompa di distribuzione rotativa:
È importante che l'aumento della pressione nella pompa avvenga al momento giusto. L'accumulo di pressione determina il tempo di iniezione del gasolio attraverso gli iniettori. La posizione della pompa del carburante può essere modificata rispetto al blocco motore. Nel blocco motore sono presenti fori asolati nei quali è possibile spostare la pompa del carburante. La rotazione della pompa non influisce sull'ingranaggio azionato dalla cinghia di distribuzione. L'ingranaggio rimane fermo, ma la pompa dietro di esso cambia posizione. Per una distribuzione che ruota in senso orario (orario), vale quanto segue:
- Muovendo la pompa in senso antiorario si ottiene un'iniezione anticipata;
- Muovendo la pompa in senso orario si ottiene un'iniezione successiva;
La pompa del carburante deve quindi essere regolata in base alla posizione dell'albero motore e alla posizione del cursore di comando. Questa operazione deve essere eseguita con un comparatore.
Di seguito è riportato uno schema passo passo con il quale è possibile regolare una pompa di distribuzione rotativa.
1. Posizionare il pistone del cilindro 1 al PMS.
Ruotare l'albero motore fino a quando il pistone del cilindro 1 si trova al punto morto superiore.
Puoi capire se la fasatura dell'albero motore è corretta controllando se il segno sul volano corrisponde al segno nell'alloggiamento del cambio.
2. Fasatura della pompa del carburante
Controllare che la fasatura della pompa del carburante sia corretta. I due segni (evidenziati in bianco nell'immagine) devono essere uno di fronte all'altro. Se la pompa del carburante non viene installata in tempo, la cinghia di distribuzione deve essere rimossa e installata correttamente.
Successivamente inserire il perno di bloccaggio (nel foro con la freccia rossa nell'immagine).
3. Smontaggio delle parti
Rimuovere i tubi del carburante, il tubo dell'acqua di raffreddamento e l'alloggiamento del termostato per creare spazio dietro la pompa del carburante. Questo spazio è necessario per montare il comparatore nella pompa.
4. Comparatore
Trova il comparatore con cui deve essere regolata la pompa del carburante.
Avvitare insieme le parti sciolte del comparatore. Rimuovere il tappo cieco della pompa del carburante e avvitare il comparatore. Semplificatevi le cose posizionando il comparatore in modo tale che sia chiaramente visibile quando si gira l'albero motore.
4. Impostare un precarico.
Poiché si desidera che l'ago del comparatore tocchi sempre la pompa internamente, si imposta un precarico. Ciò consente di spingere ulteriormente il comparatore nel corpo della pompa.
Impostare questa tensione ad almeno 2 millimetri (vedi immagine).
5. Ruotare l'albero motore nel normale senso di rotazione.
L'albero motore deve essere girato. La lancetta del quadrante si sposterà. Poiché lo stantuffo divisore esegue un movimento avanti e indietro, il puntatore a un certo punto si fermerà. Quando l'albero motore viene ruotato ulteriormente, la lancetta si sposterà nuovamente indietro.
Nel punto in cui l'indice rimane fermo è stata raggiunta la corsa massima del pistone divisore.
6. Impostare il comparatore su 0.
Ruotare l'anello nero sul quadrante e impostarlo su 0.
7. Posizionare il pistone del cilindro 1 al PMS.
Ruotare nuovamente l'albero motore fino a quando il pistone del cilindro 1 si trova al PMS. Controllare nuovamente i segni sul volano e sulla scatola del cambio.
Leggere il valore indicato dall'indice sul comparatore. Il puntatore si è spostato in senso antiorario. Ciò significa che il pistone di distribuzione ha fatto un giro
0,70 mm. Confrontare questo valore con i valori di fabbrica. Se i valori corrispondono, non è necessario alcun aggiustamento. Se il valore non è corretto, la pompa deve essere regolata.
8. Regolare la pompa del carburante.
Regolare la pompa del carburante allentando di un giro i tre bulloni (mostrati nelle immagini) e spostando la posizione della pompa sul blocco motore.
Pompe distributrici a controllo elettronico:
Al giorno d'oggi, i motori diesel, proprio come i motori a benzina, sono controllati da una ECU (un computer di controllo). Con l'aiuto di questo computer è possibile controllare anche diverse funzioni della pompa del carburante ad alta pressione e regolare il dosaggio del carburante in modo molto più preciso rispetto a una pompa del carburante completamente meccanica. Le pompe distributrici a controllo elettronico si dividono nelle seguenti tre tipologie:
- Pompa Lucas EPIC
- Pompa Bosch VP/VR
- Bosch VP44
Pompa Lucas EPIC:
La pompa Lucas EPIC è una pompa del carburante rotativa completamente controllata elettronicamente. Vengono controllate le seguenti funzioni; potenza di avviamento, controllo del minimo, controllo della potenza a carico parziale, controllo a pieno carico, controllo della fasatura dell'iniezione, autodiagnosi.
Pompa Bosch VP:
La pompa Bosch VP è internamente identica alla pompa VE meccanica, descritta in precedenza in questa pagina. Parti come la pompa di mandata, l'anello della camma, il cursore di controllo, l'alloggiamento del collettore della pompa e lo stantuffo della pompa sono rimasti invariati.
La pompa VP presenta le seguenti novità rispetto alla pompa VR:
- Unità di regolazione (attuatore) per regolare la posizione della slitta di controllo.
- Sensore per determinare la posizione della slitta di controllo.
- Regolatore della coppia di iniezione; questo è controllato tramite un segnale PWM. (PWM sta per modulazione Pulse-With). Il segnale PWM proviene dalla ECU.
L'unità di regolazione regola la posizione della slitta di controllo. Questo viene fatto lavorando con un magnete permanente e un elettromagnete controllato con un ciclo di lavoro. Quando l'elettromagnete viene alimentato con tensione dalla ECU, diventerà magnetico e vorrà attrarre il magnete permanente. Più lungo è il segnale del ciclo di lavoro, maggiore è il magnetismo creato e quindi maggiore il movimento (regolazione) effettuato. Quando il segnale del ciclo di lavoro viene perso, la molla ritrae il regolatore.
Il sensore di posizione è un sensore induttivo che monitora la rotazione dell'albero della slitta di comando menzionata in precedenza. In questo modo la ECU ha il feedback che le posizioni desiderate sono state raggiunte.
Anticipo iniezione:
Il sistema di anticipo dell'iniezione è simile a quello della pompa Bosch VE. Solo con questa pompa VP l'anticipo è controllato da un segnale PWM proveniente dalla ECU. In breve, è la ECU a determinare la posizione dell'anello a rulli e non la velocità del motore, come avveniva con la pompa VE.
La posizione dell'anello del rullo controlla il momento di iniezione. La posizione dello stantuffo determina la rotazione dell'anello del rullo. Lo stantuffo viene premuto verso sinistra, contro la forza della molla, dalla pressione del carburante che il regolatore di pressione lascia entrare nel corpo della pompa.
Il carburante scorre sotto pressione al ritorno attraverso il regolatore di pressione del carburante. Non appena l'ECU invia un segnale, questo controller assicura che l'alimentazione interna venga aperta leggermente più o meno. Quando l'alimentazione è aperta, la pressione del carburante fluisce nel corpo della pompa, facendo spostare l'intero stantuffo verso sinistra contro la forza della molla. Ciò garantisce che l'anello del rullo venga ruotato verso destra (in senso orario). Ciò significa che l'anello del rullo viene ruotato nella direzione "anticipata". L'iniezione ora avviene prima del PMS. Non appena la pressione del carburante nel corpo della pompa diminuisce, la molla assicura che lo stantuffo ritorni nella posizione iniziale. L'anello a rulli torna quindi a "tardi".
Pompa Bosch VP44:
La pompa radiale VP44 ha i pistoni della pompa, come nelle pompe VE e VP, non nella direzione longitudinale dell'albero, ma perpendicolare all'albero motore. Questa pompa ad alta pressione aspira anche il carburante stesso e regola l'anticipo dell'iniezione. La pressione massima di iniezione è di massimo 1850 bar.
Quando la pompa è in funzione, gli stantuffi vengono premuti verso l'interno dalle camme sull'anello della camma. Quando l'elettrovalvola è chiusa, è possibile aumentare la pressione e il collegamento a uno degli iniettori viene effettuato ruotando l'albero del distributore. In quel momento avviene l'iniezione.
Malfunzionamenti dovuti a fermo prolungato:
Durante l'arresto prolungato del motore in alcuni casi può causare problemi alla pompa del carburante e al sistema di alimentazione. Ecco alcuni possibili scenari in cui i tempi di inattività prolungati potrebbero avere un impatto:
- Degrado del carburante: se il carburante viene lasciato stagnante per un lungo periodo di tempo, può degradarsi e causare condensa. Ciò può portare alla formazione di sedimenti e impurità nel carburante che alla fine possono intasare la pompa del carburante e gli iniettori;
- Evaporazione e formazione di resina: quando il carburante evapora nelle tubazioni del carburante, possono rimanere depositi resinosi che possono limitare il libero flusso del carburante;
- Guarnizioni e componenti in gomma: Un periodo di inattività prolungato può portare alla disidratazione e all'indurimento di guarnizioni, guarnizioni e componenti in gomma nel sistema di alimentazione. Ciò potrebbe causare perdite o compromettere la tenuta del sistema;
- Parti mobili bloccate: A causa dell'ossidazione e della contaminazione, le parti mobili potrebbero rimanere bloccate nella pompa del carburante. Ciò può impedire alla pompa di raggiungere la necessaria pressione del carburante.
Per evitare questo tipo di problemi durante le soste prolungate, è consigliabile adottare precauzioni come l'utilizzo di additivi per carburanti, non rimessare la vettura con un livello di carburante basso per evitare la formazione di condensa nel serbatoio, controllare regolarmente il motore Lasciarlo girare per garantire che tutto rimane lubrificato.
