Предмети:
- Лінійний насос високого тиску (PE)
- Роторний розподільний насос (VE)
- Регулювання роторного насоса-розподільника
- Розподільні насоси з електронним керуванням
- Несправності внаслідок тривалого простою
Лінійний насос високого тиску (PE):
Вбудований насос високого тиску представляє перше покоління дизельних паливних насосів. Проточний насос високого тиску складається з стільки плунжерних елементів, скільки циліндрів. Кожен плунжер забезпечує паливом свій циліндр. Плунжери високого тиску приводяться в дію внутрішнім розподільним валом насоса. Коли ці плунжери штовхаються вгору, вони викликають такт стиснення (який змушує дизельне паливо по магістралі до циліндра). Лінійний насос високого тиску працює з фіксованим ходом. Потік палива регулюється обертанням плунжерів. Цей поворот виконується тягою управління, яка опосередковано пов'язана з педаллю акселератора. При натисканні на педаль акселератора плунжери обертаються, таким чином регулюючи подачу палива.
Насос також містить регулятор (видно на зображеннях нижче), який, серед іншого, гарантує, що швидкість холостого ходу дизельного двигуна підтримується якомога стабільнішою та що вихід палива регулюється зі збільшенням швидкості.
Вбудований насос страждає від внутрішніх втрат через витік. Втрати через витік в основному виникають через недосконалість ущільнення циліндра: стінка циліндра може бути мікроскопічно нерівною, залишаючи місце для витоків уздовж поршня. При низьких швидкостях і низьких рівнях тиску невелика кількість дизельного палива може витекти повз ущільнення плунжерів або інших внутрішніх компонентів. Це може статися через те, що ущільнювачі не закриваються ідеально, або через знос із часом.
Зі збільшенням швидкості насоса зазвичай зростає тиск усередині насоса. Цей вищий тиск може допомогти зменшити дефекти ущільнень і компонентів, що може зменшити втрати на витік. Це пояснюється тим, що вищий тиск притискає ущільнення до рухомих частин і зменшує ймовірність витоку.
Якщо подача палива не регулюється належним чином, через що в двигун впорскується занадто багато палива, це може призвести до надмірно високої швидкості регулювання.
- Якщо є збій у системі керування паливом вбудованого насоса, плунжери можуть впорскувати більше палива, ніж необхідно для поточної швидкості. Це може призвести до надмірної швидкості згоряння та перевищення рекомендованих обертів двигуна;
- Якщо стрижень керування, відповідальний за регулювання потоку палива, стає несправним, вбудований насос може неправильно реагувати на педаль акселератора. Це може призвести до ненавмисного збільшення подачі палива і, отже, до швидкості двигуна;
- Фізичні несправності вбудованого насоса, такі як застряглі плунжери, пошкоджені деталі або механічні блокування, можуть порушити нормальний контроль потоку палива та, можливо, призвести до неконтрольованого підвищення обертів.
Роторний розподільний насос (VE):
Як наступник лінійного насоса високого тиску був розроблений роторний розподільний насос (CAV DPA та Bosch VE). Цей паливний насос працює повністю механічно. Перевага обертового розподільного насоса порівняно з вбудованим насосом полягає в меншій кількості плунжерів (і, отже, у розмірі установки) і стандартному регулюванні впорскування.
Насос Bosch VE:
Роторний розподільний насос від Bosch є повністю механічним насосом. Важіль на помпі безпосередньо з'єднаний з педаллю газу. Насос працює за допомогою плунжера, який рухається в осьовому напрямку. Плунжер здійснює як обертання, так і рух вперед і назад (це детально пояснюється нижче). Засувка управління (підключена до педалі акселератора) і відцентровий регулятор забезпечують правильне дозування палива. Коли заслінка керування зміщується вліво, паливо може виходити з насоса через зворотний отвір, що зменшує кількість палива. Щойно потрібно більше палива (вища швидкість або навантаження), повзунок керування зміщується далі вправо, щоб збільшити об’єм палива до форсунок. Якщо навантаження на двигун залишається незмінним, швидкість збільшується.
Плунжер у роторному насосі Bosch VE відповідає за подачу, впорскування та розподіл палива. Ці 3 кроки пояснюються нижче за допомогою трьох ілюстрацій.
1. Подача палива:
Поршень повернутий ліворуч, дозволяючи паливу - від насоса подачі - протікати через вхідний канал над плунжером до камери тиску праворуч від плунжера.
2. Впорскування палива:
Кулачковий шків штовхає плунжер вправо. Таким чином, вхідний канал пресового простору закривається, і об’єм пресового простору стає меншим. Тиск на паливо зростає до тих пір, поки скручуванням не буде створено з'єднання з вихлопним каналом. Через кожні 90 градусів є вихід, куди паливо надходить під тиском.
3. Дозування кількості палива:
Положення заслінки керування визначає кінець упорскування, а отже, і кількість палива, що подається до форсунки через вихід.
Положення керуючої заслінки визначається відцентровим регулятором. Ця частина описана нижче.
Відцентровий регулятор:
Педаль акселератора опосередковано з’єднана через пружину 4 і систему важелів (6, 7, 8, 9) із ковзанком керування 10. У показаному положенні (ліворуч) педаль акселератора натиснута повністю, а ковзанок керування хоче переміститися до право на максимальну продуктивність. M2 — точка опори. Коли швидкість, яку необхідно відрегулювати, буде досягнута, відцентрова сила перемістить керуючу втулку II вправо, змушуючи керуючий затвор 10 переміститися вліво. Таким чином, між пружиною 4 і відцентровою силою створюється рівновага. Швидкість регулюється контролем урожайності.
Праве зображення показує керування на холостому ході. Педаль акселератора не натиснута, а важіль повністю в правильному положенні. Слабка пружина (14) тепер забезпечує рівновагу.
Випередження вприскування:
Ротаційні паливні насоси завжди оснащені системою випередження впорскування в стандартній комплектації. При збільшенні швидкості впорскування повинно відбуватися раніше, щоб забезпечити хороший робочий хід. В іншому випадку дизельний туман, що впорскується через інжектор, не матиме достатньо часу для належного змішування з повітрям на вищій швидкості. Тому інжектор завжди повинен впорскувати на кілька градусів перед ВМТ (верхня мертва точка) раніше, коли швидкість збільшується. Система випередження вприскування складається з плунжера, з'єднаного з роликовим кільцем. Зі збільшенням швидкості це роликове кільце повертається в напрямку обертання, так що поршень уприскування починає хід насоса (і, отже, упорскування) раніше. Для цього випередження впорскування не використовується електроніка.
Регулювання роторного розподільного насоса:
Важливо, щоб підвищення тиску в насосі відбувалося вчасно. Підвищення тиску визначає час впорскування дизельного палива через форсунки. Положення паливного насоса щодо блоку двигуна можна змінити. У блоці двигуна є щілинні отвори, в які можна перемістити паливний насос. Поворот насоса не впливає на шестерню, що приводиться в рух ременем ГРМ. Шестерня залишається нерухомою, але насос за нею змінює положення. Для розподілу, який обертається за годинниковою стрілкою (за годинниковою стрілкою), застосовується наступне:
- Переміщення насоса проти годинникової стрілки призводить до більш раннього впорскування;
- Переміщення насоса за годинниковою стрілкою призводить до більш пізнього впорскування;
Таким чином, паливний насос необхідно регулювати відповідно до положення колінчастого вала та положення заслінки керування. Це необхідно зробити за допомогою циферблатного індикатора.
Нижче представлений покроковий план, за допомогою якого можна налаштувати роторний розподільний насос.
1. Встановіть поршень циліндра 1 у ВМТ.
Провертайте колінчастий вал, поки поршень циліндра 1 не опиниться у верхній мертвій точці.
Перевіривши, чи збігається мітка на маховику з міткою на корпусі коробки передач, можна визначити, чи правильний розподіл фаз колінчастого вала.
2. ГРМ паливного насоса
Перевірте правильність синхронізації паливного насоса. Дві позначки (на зображенні виділені білим кольором) мають бути одна навпроти одної. Якщо бензонасос не був встановлений вчасно, ремінь ГРМ необхідно зняти і встановити правильно.
Потім вставте блокувальний штифт (в отвір із червоною стрілкою на зображенні).
3. Демонтаж деталей
Зніміть паливопроводи, шланг охолоджувальної води та корпус термостата, щоб залишити простір за паливним насосом. Це місце потрібне для встановлення циферблатного індикатора в насосі.
4. Циферблатний індикатор
Знайдіть покажчик, за допомогою якого потрібно відрегулювати паливний насос.
З’єднайте незакріплені частини циферблатного індикатора. Зніміть заглушку паливного насоса та закрутіть циферблатний індикатор. Полегшіть собі задачу, розташувавши циферблатний індикатор таким чином, щоб його було добре видно під час обертання колінчастого вала.
4. Встановіть попереднє навантаження.
Оскільки ви хочете, щоб стрілка циферблатного індикатора завжди торкалася насоса зсередини, ви встановлюєте попереднє навантаження. Це дозволяє просунути циферблатний індикатор трохи далі в корпус насоса.
Встановіть це натяг щонайменше на 2 міліметри (див. зображення).
5. Поверніть колінчастий вал у нормальному напрямку обертання.
Колінчастий вал необхідно прокрутити. Покажчик циферблатного індикатора переміститься. Оскільки ділильний поршень рухається вперед-назад, покажчик зупиниться в якийсь момент. При подальшому повороті колінчастого вала покажчик знову повернеться назад.
У точці, де покажчик залишається нерухомим, досягнуто максимального ходу поршня.
6. Встановіть циферблатний індикатор на 0.
Поверніть чорне кільце на циферблаті і встановіть його на 0.
7. Встановіть поршень циліндра 1 у ВМТ.
Знову повертайте колінчастий вал, поки поршень циліндра 1 не опиниться у ВМТ. Ще раз перевірте мітки на маховику і корпусі коробки передач.
Прочитайте значення, яке вказує стрілка на циферблатному індикаторі. Покажчик перемістився проти годинникової стрілки. Це означає, що розподільний поршень зробив поворот
0,70 мм. Порівняйте це значення з заводськими. Якщо значення збігаються, коригування не потрібно. Якщо значення неправильне, насос необхідно відрегулювати.
8. Відрегулюйте паливний насос.
Відрегулюйте паливний насос, послабивши три болти (показані на зображеннях) на один оберт і змінивши положення насоса на блоці двигуна.
Розподільні насоси з електронним керуванням:
У наш час дизельні двигуни, як і бензинові, управляються за допомогою ECU (контрольного комп’ютера). За допомогою цього комп’ютера також можна керувати різними функціями паливного насоса високого тиску та регулювати дозування палива набагато точніше, ніж за допомогою повністю механічного паливного насоса. Розподільчі насоси з електронним управлінням поділяються на три види:
- Насос Lucas EPIC
- Насос Bosch VP/VR
- Bosch VP44
Насос Lucas EPIC:
Насос Lucas EPIC — це роторний паливний насос з повністю електронним керуванням. Контролюються наступні функції; пускова потужність, контроль холостого ходу, контроль часткового навантаження, контроль повного навантаження, контроль часу впорскування, самодіагностика.
Насос Bosch VP:
Насос Bosch VP внутрішньо такий самий, як механічний насос VE, описаний раніше на цій сторінці. Такі деталі, як насос нагнітання, кулачкове кільце, заслінка керування, корпус колектора насоса та плунжер насоса не змінюються.
У порівнянні з насосом VR насос VP має наступні нові деталі:
- Блок регулювання (привід) для регулювання положення заслінки.
- Датчик для визначення положення керуючої заслінки.
- Регулятор моменту впорскування; це контролюється за допомогою сигналу ШІМ. (PWM означає Pulse-With modulation). Сигнал ШІМ надходить від ЕБУ.
Блок регулювання регулює положення керуючої заслінки. Це досягається шляхом роботи з постійним магнітом і електромагнітом, який керується робочим циклом. Коли на електромагніт подається напруга від ECU, він стане магнітним і захоче притягнути постійний магніт. Чим довший сигнал робочого циклу, тим більше створюється магнетизм і, отже, більший рух (регулювання) він здійснює. Коли сигнал робочого циклу втрачається, пружина втягує регулятор.
Датчик положення - це індуктивний датчик, який контролює обертання вала згаданої вище керуючої заслінки. Таким чином ECU отримує зворотний зв’язок, що бажані позиції досягнуті.
Випередження вприскування:
Система випередження впорскування подібна до системи насоса Bosch VE. Тільки з цим насосом VP випередження контролюється сигналом ШІМ від ЕБУ. Коротше кажучи, ECU визначає положення роликового кільця, а не швидкість двигуна, як у випадку з насосом VE.
Положення роликового кільця контролює момент впорскування. Положення плунжера визначає обертання роликового кільця. Плунжер притискається вліво, проти сили пружини, тиском палива, який допускає регулятор тиску в корпусі насоса.
Паливо під тиском надходить у обратку через регулятор тиску палива. Як тільки ECU надсилає сигнал, цей контролер гарантує, що внутрішня подача трохи більше або менше відкрита. Коли подача відкрита, тиск палива надходить у корпус насоса, змушуючи весь плунжер рухатися вліво проти сили пружини. Це забезпечує поворот роликового кільця вправо (за годинниковою стрілкою). Це означає, що роликове кільце повернуто в «ранньому» напрямку. Упорскування тепер відбувається раніше перед ВМТ. Як тільки тиск палива в корпусі насоса падає, пружина забезпечує повернення плунжера у вихідне положення. Таким чином, роликове кільце повертається в положення «пізно».
Насос Bosch VP44:
У радіального насоса VP44 поршні насоса, як і в насосах VE і VP, розташовані не вздовж вала, а перпендикулярно приводному валу. Цей насос високого тиску також сам всмоктує паливо та регулює випередження впорскування. Максимальний тиск впорскування становить максимум 1850 бар.
Під час роботи насоса поршні притискаються всередину кулачками на кулачковому кільці. Коли електромагнітний клапан закритий, тиск може бути створений, і з’єднання з однією з форсунок здійснюється обертанням вала розподільника. У цей момент відбувається ін'єкція.
Несправності внаслідок тривалого простою:
При тривалій простої двигуна в деяких випадках може призвести до проблем з паливним насосом і паливною системою. Ось кілька можливих сценаріїв, коли тривалий простой може мати вплив:
- Деградація палива: якщо паливо залишати стояти протягом тривалого періоду часу, воно може погіршитися та спричинити конденсацію. Це може призвести до утворення відкладень і домішок у паливі, які в кінцевому підсумку можуть засмітити паливний насос і форсунки;
- Випаровування та утворення смоли: коли паливо випаровується в паливопроводах, можуть залишатися смолисті відкладення, які можуть обмежувати вільний потік палива;
- Ущільнювачі та гумові компоненти: тривалий простой може призвести до зневоднення та твердіння ущільнень, прокладок та гумових компонентів у паливній системі. Це може спричинити витік або порушити герметичність системи;
- Застряглі рухомі частини: внаслідок окислення та забруднення рухомі частини можуть застрягти в паливному насосі. Це може перешкодити насосу створити необхідний тиск палива.
Щоб уникнути подібних проблем під час тривалого простою, радимо вживати заходів обережності, наприклад використовувати присадки до палива, не зберігати автомобіль із низьким рівнем палива, щоб запобігти утворенню конденсату в баку, регулярно перевіряти двигун, дайте йому попрацювати, щоб переконатися, що все залишається змащеним.
