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柴油引擎燃油幫浦

科目:

  • 高壓管路幫浦 (PE)
  • 旋轉分配泵 (VE)
  • 調整旋轉分配泵
  • 電控分配泵
  • 長時間停機導致的故障

高壓管線泵浦(PE):
高壓直列幫浦代表第一代柴油燃油幫浦。 高壓直列泵浦由與汽缸數量相同的柱塞元件組成。 每個柱塞為其自己的氣缸提供燃料。 高壓柱塞由內部幫浦凸輪軸操作。 當這些柱塞被向上推時,它們會引起壓縮衝程(迫使柴油通過管路到達氣缸)。 高壓管路幫浦以固定衝程工作。 透過轉動柱塞來控制燃油流量。 此轉動由間接連接至油門踏板的控制桿執行。 當踩下加速踏板時,柱塞會旋轉,從而調整燃油輸出。

該泵浦還包含調速器(如下圖所示),其功能之一是確保柴油引擎的怠速保持盡可能穩定,並隨著速度的增加而調整燃油輸出。

直列泵會遭受內部洩漏損失。 洩漏損失主要是由於氣缸密封缺陷造成的:氣缸壁在微觀上可能不均勻,從而為沿著活塞的洩漏留下了空間。 在較低速度和低壓水平下,少量柴油可能會透過柱塞或其他內部部件的密封件洩漏。 發生這種情況的原因可能是密封件未完全關閉或隨著時間的推移而磨損。

隨著泵速的增加,泵浦內的壓力通常會增加。 這種較高的壓力有助於減少密封件和部件的缺陷,從而減少洩漏損失。 這是因為較高的壓力將密封件推向運動部件並減少洩漏的機會。

管線泵浦
燃油流量控制柱塞
regulateur

如果燃油供應調節不當,導致過多的燃油噴射到引擎中,這可能會導致調節速度過高。 

  • 如果直列幫浦的燃油控制發生故障,柱塞可能會噴射比目前速度所需的燃油更多的燃油。 這可能導致燃燒率過高並高於建議的引擎轉速;
  • 如果負責調節燃油流量的控制桿發生故障,直列幫浦可能無法正確回應加速踏板。 這可能會導致燃油供應意外增加,從而導致引擎轉速增加;
  • 直列泵浦中的物理故障,例如柱塞卡住、零件損壞或機械堵塞,可能會擾亂正常的燃油輸送控制,並可能導致不受控制的較高轉速。

旋轉分配泵(VE):
作為高壓管路泵的後繼產品,旋轉分配泵(CAV DPA 和Bosch VE)得以開發。 此燃油幫浦完全機械工作。 與直列泵相比,旋轉分配泵的優點是柱塞數量較少(因此安裝尺寸也較少)和標準噴射調節。

博世 VE 泵:
博世旋轉分配泵是全機械泵。 幫浦上的控制桿直接連接到加速踏板。 該泵與軸向移動的柱塞一起工作。 柱塞既進行旋轉運動又進行前後運動(這將在下面詳細解釋)。 控制滑塊(連接到加速踏板)和離心調節器確保正確的燃油劑量。 當控制滑塊向左移動時,燃油可以透過回流口離開泵,從而減少燃油量。 一旦需要更多燃油(更高的速度或負載),控制滑桿就會進一步向右移動,從而增加噴油器的燃油量。 如果引擎負載保持不變,速度會增加。

博世 VE 泵的橫截面

Bosch VE 旋轉幫浦中的柱塞負責供應、噴射和分配燃油。 下面借助三個插圖解釋這 3 個步驟。

1、供應燃油:
柱塞向左轉動,使來自輸送幫浦的燃油流經柱塞上方的入口通道,到達柱塞右側的壓力室。 

2、注入燃油:
凸輪滑輪將柱塞推向右側。 因此,壓榨空間的入口通道被關閉,並且壓榨空間中的容積變得更小。 燃料上的壓力不斷增加,直到透過扭轉形成與排氣管的連接。 每 90 度有一個出口,燃油在壓力下流向該出口。

3.計量燃油量:
控制滑塊的位置決定了噴射的結束,從而決定了透過輸出端供應到噴油嘴的燃油量。
控制滑塊的位置由離心控制器決定。 下面介紹這部分內容。

離心調速器:
油門踏板透過彈簧 4 和槓桿系統 (6、7、8、9) 間接連接以控制滑塊 10。在所示位置(左),油門踏板完全踩下,控制滑塊將移至最大輸出的權利。 M2 是樞軸點。 當達到需要調節的速度時,離心力將使控制套II向右移動,使控制滑塊10向左移動。 因此在彈簧4和離心力之間形成平衡狀態。 速度由產量控制來調節。 

右圖顯示了怠速時的控制。 加速踏板未踩下且操縱桿完全處於正確位置。 現在,弱彈簧 (14) 可確保平衡狀態。

左:踩下油門踏板。 右:油門踏板未踩下,引擎怠速。

注射提前量:
旋轉燃油幫浦始終標配有噴射提前裝置。 當提高速度時,注射必須提前進行,以確保良好的動力衝程。 否則,透過噴油嘴噴射的柴油霧將沒有足夠的時間以較高的速度與空氣正確混合。 因此,隨著速度的增加,噴油嘴總是必須在 TDC(上死點)之前提前幾度進行噴射。 注射提前系統由連接到滾輪環的柱塞組成。 隨著速度增加,該滾子環沿旋轉方向轉動,以便注射柱塞更早開始泵衝程(從而注射)。 該注射提前沒有使用任何電子設備。

注射提前控制 VE 泵

調整旋轉分配幫浦:
重要的是泵浦中的壓力在正確的時間建立。 壓力的建立決定了柴油通過噴油嘴的噴射時間。 燃油幫浦相對於引擎缸體的位置可以改變。 引擎缸體上有槽孔,燃油幫浦可以移入其中。 轉動幫浦不會影響正時皮帶驅動的齒輪。 齒輪保持靜止,但其後面的泵浦改變位置。 對於順時針(順時針)旋轉的分佈,以下規則適用:

  • 逆時針移動幫浦會導致更早的噴射;
  • 順時針移動幫浦會導致較晚的噴射;
    因此,必須根據曲軸位置和控制滑塊的位置來調整燃油幫浦。 這必須使用千分錶進行。

以下是調整旋轉分配幫浦的逐步計畫。

1. 將汽缸 1 的活塞置於上止點。
轉動曲軸,直到1缸活塞位於上止點。

檢查飛輪上的標記與變速箱殼體上的標記是否相符,可以判斷曲軸正時是否正確。

2. 燃油幫浦正時
檢查燃油幫浦正時是否正確。 兩個標記(圖像中以白色突出顯示)必須彼此相對。 如果未及時安裝燃油泵,則必須拆下正時皮帶並正確安裝。
然後插入鎖銷(圖中紅色箭頭所在的孔中)。

3. 拆解零件
拆下燃油管、冷卻水軟管和節溫器外殼,在燃油幫浦後方留出空間。 您需要這個空間來將千分錶安裝在幫浦中。

4. 百分錶
找到需要調整燃油幫浦的千分錶。
將千分錶鬆動的部分扭在一起。 拆下燃油幫浦中的盲塞並旋上千分錶。 將千分錶放置在曲軸轉動時清晰可見的位置,讓您輕鬆操作。

4. 設定預載。
因為您希望千分錶的指針始終接觸到幫浦內部,所以您設定了預載。 這樣您就可以將千分錶進一步推入幫浦殼內。
將此張力設定為至少 2 毫米(見圖)。

5. 依正常旋轉方向轉動曲軸。
必須轉動曲軸。 千分錶的指針將會移動。 由於分度柱塞前後移動,指針會在某個點停止。 當曲軸進一步轉動時,指針將再次向後移動。
當指針保持靜止時,已達到分度柱塞的最大行程。

6. 將千分錶設定為 0。
轉動百分錶上的黑環並將其設為 0。

7. 將汽缸 1 的活塞置於上止點。
再次轉動曲軸,直到 1 號汽缸的活塞位於上止點。 再次檢查飛輪和變速箱殼體上的標記。
讀取百分錶上指針指示的數值。 指針已逆時針移動。 這意味著分配柱塞已轉動
0,70毫米。 將該值與出廠值進行比較。 如果值匹配,則無需調整。 如果該值不正確,則必須調整幫浦。

8. 調整燃油幫浦。
透過將三個螺栓(如圖所示)鬆開一圈並移動幫浦在引擎缸體上的位置來調整燃油幫浦。

電控分配幫浦:
如今,柴油引擎與汽油引擎一樣,由 ECU(控制電腦)控制。 在該計算機的幫助下,還可以控制高壓燃油泵的各種功能,並且可以比全機械燃油泵更準確地調節燃油劑量。 電控分配幫浦分為以下三種:

  • 盧卡斯 EPIC 泵
  • 博世 VP/VR 泵
  • 博世VP44


盧卡斯 EPIC 幫浦:
Lucas EPIC 幫浦是一款全電子控制旋轉燃油幫浦。 控制以下功能; 起動輸出、怠速控制、部分負載輸出控制、滿載控制、噴油正時控制、自我診斷。


博世副總裁幫浦:
Bosch VP 幫浦的內部結構與機械 VE 幫浦相同,如本頁前面所述。 輸送幫浦、凸輪環、控制滑塊、幫浦歧管殼體和幫浦柱塞等零件未改變。

與VR泵相比,VP泵有以下新部件:

  • 調節單元(執行器)用於調節控制滑塊的位置。
  • 感測器確定控制滑塊的位置。
  • 注射扭矩調節器; 這是透過 PWM 訊號控制的。 (PWM 代表脈衝調變)。 PWM訊號來自ECU。

調節單元調節控制滑塊的位置。 這是透過使用永久磁鐵和占空比控制的電磁體來完成的。 當ECU給電磁鐵提供電壓時,它就會變得有磁性並想要吸引永久磁鐵。 佔空比訊號越長,產生的磁性就越多,因此產生的運動(調整)就越大。 當佔空比訊號遺失時,彈簧將縮回調節器。
位置感測器是感應式感測器,其監控前面提到的控制滑塊的軸的旋轉。 透過這種方式,ECU 會收到已達到所需位置的回饋。

注射提前量:
噴射提前系統與Bosch VE 幫浦類似。 只有該 VP 泵浦的提前量由來自 ECU 的 PWM 訊號控制。 簡而言之,ECU 決定滾環的位置,而不是引擎的速度,就像 VE 幫浦的情況一樣。

 滾輪環的位置控制注射力矩。 柱塞的位置決定了滾輪環的旋轉。 壓力調節器允許泵浦殼中的燃油壓力將柱塞抵抗彈簧力壓向左側。
燃油在壓力下經由燃油壓力調節器流迴回流裝置。 一旦 ECU 發出訊號,該控制器就會確保內部電源或多或少打開。 當供應打開時,燃油壓力流入泵殼,導致整個柱塞克服彈簧力向左移動。 這可確保滾輪環向右轉動(順時針)。 這意味著滾子環沿著“早”方向轉動。 現在註射發生在 TDC 之前。 一旦泵浦殼中的燃油壓力下降,彈簧就會確保柱塞返回到其起始位置。 因此滾輪環移回「較晚」的位置。

博世 VP44 幫浦:
與 VE 和 VP 泵浦一樣,徑向 VP44 泵浦的泵浦柱塞不是沿軸的縱向方向,而是垂直於驅動軸。 此高壓幫浦還吸入燃油本身並調節噴射提前量。 最大注射壓力為 1850 bar。

當泵浦運轉時,柱塞被凸輪環上的凸輪向內壓。 當電磁閥關閉時,可以建立壓力,並且透過轉動分配器軸來連接到其中一個噴油器。 在那一刻進行注射。

長時間停機造成的故障:
引擎長時間停機期間 在某些情況下會導致燃油幫浦和燃油系統出現問題。 以下是長時間停機可能產生影響的一些可能情況:

  • 燃油降解:如果燃油長時間停滯,它可能會降解並導致冷凝。 這可能導致燃油中形成沉積物和雜質,最終堵塞燃油泵和噴油器;
  • 蒸發和樹脂形成:當燃油在燃油管路中蒸發時,可能會殘留樹脂沉積物,從而限制燃油的自由流動;
  • 密封件和橡膠部件:長時間停機會導致燃油系統中的密封件、墊圈和橡膠部件脫水和硬化。 這可能會導致洩漏或損害系統的密封性;
  • 運動部件卡住:由於氧化和污染物,運動部件可能會卡在燃油泵中。 這會阻止幫浦建立必要的燃油壓力。

為了避免長時間停車時出現此類問題,建議採取預防措施,例如使用燃油添加劑,不要在燃油油位較低的情況下存放汽車,以防止油箱中形成冷凝水,定期檢查發動機,讓它運轉以確保一切保持潤滑。