Co je vstřikovací čerpadlo a jeho role v provozu motoru
Obsah
Drtivá většina moderních automobilů je vybavena systémy vstřikování paliva. Existují úpravy, při kterých je benzín stříkán tryskou v sacím potrubí. Existují také modely, ve kterých je palivo stříkáno přímo do válců motoru.
Dieselové motory fungují odlišně od benzínových motorů. V nich je nafta přiváděna do již stlačeného média ve válci. Aby mohla být část paliva atomizována bez překážek, je zapotřebí mechanismus, jako je vysokotlaké palivové čerpadlo.
Zvažte vlastnosti takového mechanismu, jeho modifikace a známky poruchy.
Co je vysokotlaké palivové čerpadlo ak čemu slouží?
Mechanismus, který je zkráceně označován jako palivové čerpadlo, je součástí palivového systému vznětového motoru, ale existují i modely pro benzinové pohonné jednotky. Jediným rozdílem mezi palivovým čerpadlem vznětového motoru je to, že tlak, který vytváří, je mnohem vyšší než u jeho benzínového protějšku. Důvodem jsou základní rysy fungování jednotky. Ve válcích vznětového motoru je nejprve stlačen vzduch do takové míry, že se zahřeje na zápalnou teplotu paliva.
Když píst dosáhne horní úvrati, tryska rozstřikuje palivo a zapálí se. Injektor musí překonat obrovský tlak. Aby systém správně fungoval, musí čerpadlo vytvářet vyšší hlavu než ve válcích.
Kromě uvedené funkce musí čerpadlo v závislosti na provozním režimu pohonné jednotky dodávat také po částech palivo. Tento parametr se určuje s přihlédnutím k otáčení klikového hřídele. V moderním automobilu je tento proces řízen elektronickou řídicí jednotkou.
Historie vývoje a zlepšování
Toto zařízení bylo poprvé vyvinuto ve třicátých letech 1930. století Robertem Boschem. V osobních automobilech se vstřikovací čerpadla začala aktivně používat ve druhé polovině téhož desetiletí.
Vzhledem k tomu, že první benzínové motory byly vybaveny karburátory, potřeboval takový mechanismus pouze naftový agregát. V dnešní době mají benzínové motory se systémem přímého vstřikování také čerpadlo tohoto typu (karburátor je již extrémně vzácný - pouze u automobilů starší generace).
Ačkoli princip fungování čerpadla zůstal prakticky nezměněn, samotný mechanismus prošel několika vylepšeními a vylepšeními. Důvodem je zvýšení ekologických standardů a výkonu spalovacího motoru. Zpočátku se používalo mechanické vstřikovací čerpadlo, ale nebylo to ekonomické, což vedlo k objemovým emisím škodlivých látek. Moderní elektronická čerpadla vykazují vynikající účinnost, což umožňuje přepravě zapadnout do rámce environmentálních standardů a uspokojit řidiče se skromným příjmem.
Konstrukce vysokotlakého čerpadla
Existuje široká škála úprav vstřikovacího čerpadla paliva pro benzínový motor i analogového naftového motoru. Ve většině případů jsou však hlavními prvky mechanického čerpadla:
- Na vstupu před čerpadlo je nainstalován filtr;
- Píst pístu umístěný ve válci - tzv. plunžrový pár;
- Tělo, ve kterém jsou vybrání vyrobena - prostřednictvím nich je palivo dodáváno do dvojice plunžru;
- Hřídel s vačkou a odstředivou spojkou. Tento prvek je spojen s řemenicí rozvodového mechanismu pomocí řemenového pohonu;
- Posunovače pohonu pístu;
- Pružiny, které vracejí píst pístu zpět;
- Ventily kompresoru;
- Regulátor režimů - spojený s plynovým pedálem;
- Zpětný ventil vysokotlakého čerpadla (skrz něj se do zpátečky přivádí přebytečné palivo);
- Nízkotlaké čerpadlo (čerpá palivo do čerpadla).
Jak již bylo zmíněno, mechanická čerpadla jsou kvůli své hospodárnosti a účinnosti postupně nahrazována elektronickými úpravami. Samotný mechanismus je obtížné opravit a seřídit. Elektronická čerpadla mají vlastní řídicí jednotku a několik elektronických ventilů a senzorů.
Většina elektronických vstřikovacích čerpadel má svůj vlastní diagnostický systém, díky kterému se zařízení přizpůsobuje funkčním poruchám a chybám. To umožňuje, aby zařízení fungovalo správně, i když některý ze senzorů selže. Úplně takové čerpadlo přestane fungovat pouze v případě poruchy mikroprocesoru.
Princip činnosti
Vysokotlaké palivové čerpadlo pracuje na principu dvoutaktního motoru. V důsledku otáčení vačkového hřídele je poháněn píst pístu. Nafta vstupuje do prostoru plunžru, který vede dále na dálnici.
Další podrobnosti o principu fungování dvojice plunžru jsou popsány ve videu:
V dutině se vytváří tlak, díky kterému se otevírá vypouštěcí ventil. Motorová nafta protéká palivovým potrubím k trysce a stříká se. Čerpadlo dodává pouze část paliva do vstřikovače. Zbytek se vrací do palivové nádrže přes vypouštěcí ventil. Aby se zabránilo návratu paliva ze systému při otevření kompresoru, je v něm nainstalován zpětný ventil.
Vstřikovací moment je určen odstředivou spojkou. Regulátor režimu (nebo režim všech režimů) určuje množství dávky, která má být vydána. Tento prvek je spojen s plynovým pedálem. Když jej řidič stiskne, regulátor zvýší množství porce a po uvolnění se množství sníží.
V elektronických modelech jsou všechny procesy řízeny řídicí jednotkou. Elektronika rozděluje okamžik dodávky paliva, jeho množství z účtu dynamiky automobilu. Tyto palivové systémy mají méně dílů, což zvyšuje stabilitu a spolehlivost mechanismu.
Elektronická vstřikovací čerpadla jsou schopna rozdělit část na dvě části, a tím zajistit účinnější spalování a hladší zdvih skupiny pístů. Výsledkem je nižší toxicita výfukových plynů a vyšší výkon motoru. Aby bylo zajištěno dvoufázové vstřikování, řídicí jednotka čerpadla zaznamenává:
- Sešlápnutí plynového pedálu;
- Otáčky vačkového hřídele časování;
- Teplota v chladicím systému motoru;
- Rychlost samotného vozu;
- Tlak generovaný turbodmychadlem;
- Práce vstřikovačů;
- Zápal žhavicí svíčky.
Typy vstřikovacího čerpadla
Palivové systémy jsou tří typů:
- Monoinjekce. Toto je úplně první modifikace. Zástupcem byl původně karburátor. V jeho dutině byla připravena směs paliva a vzduchu a přiváděna do sacího potrubí. O něco později takové systémy namísto karburátoru dostaly jednu trysku, která vstřikuje palivo do sacího potrubí, kde je smícháno se vzduchem;
- Vícebodové vstřikování. Toto je již druh vstřikovacího systému. Pro každý válec na sacím potrubí je nainstalován samostatný vstřikovač. Injekce se rovněž provádí do sacího potrubí, pouze co nejblíže k sacímu ventilu;
- Přímé vstřikování. Jak název napovídá, palivo je stříkáno přímo do válců, když je vzduch v nich již stlačován pístem.
Celkově existují tři typy takových mechanismů, které lze použít v těchto typech palivových systémů:
- V souladu;
- Rozdělení;
- Kmen.
Řadové vstřikovací čerpadlo
Řadové vstřikovací čerpadlo se skládá z několika čerpadel uzavřených v jednom krytu. Každý z nich má samostatnou trysku. Tato úprava byla použita u starších vznětových motorů. Činnost celého mechanismu je pevně závislá na pohonu časování.
In-line modifikace se používá poměrně dlouhou dobu. Dokonce i některá moderní auta (nákladní automobily) jsou vybavena takovými čerpadly. Důvodem je jejich vysoká spolehlivost a nenáročnost na kvalitu nafty.
Systém řádků funguje následovně. Dvojice plunžru je poháněna otáčením klikového hřídele. Jedna otáčka vačkového hřídele čerpadla odpovídá dvěma otáčkám klikového hřídele motoru.
Plunžrový mechanismus přes uzavírací ventil paliva vysokotlakého čerpadla odděluje část paliva od společného potrubí a stlačuje jej v tlakové části systému. Objem porce je regulován ozubenou tyčí připojenou k plynovému pedálu. U automobilů s ECU je řízen servopohonem, který reaguje na signály z řídicí jednotky.
Načasování vstřikování je určeno rychlostí klikového hřídele. Mechanismus má dvě poloviční spojky, které jsou odděleny pružinami. Při zvyšování otáček motoru jsou pružiny stlačeny, díky čemuž se hřídel čerpadla mírně otáčí, což vede ke změně úhlu předstihu vstřikování.
Vstřikovací čerpadlo distribučního typu
Na rozdíl od předchozí úpravy je tento model menší. Má také stabilní výkon. Existuje několik modifikací distribučních čerpadel. Existují pístové a rotační typy. Liší se také typy pohonů - vnitřní, koncové nebo vnější umístění vaček.
Externí vačkový pohon není stabilní a spolehlivý. Proto je-li to možné, je lepší se zabývat dalšími dvěma typy.
Taková čerpadla se opotřebovávají rychleji, protože jeden pístový mechanismus v nich slouží všem tryskám skupiny. V tomto ohledu mají in-line protějšky výhody. Distribuční vstřikovací čerpadla jsou kvůli malým rozměrům instalována v palivových systémech osobních a malých nákladních vozidel.
Hlavní vstřikovací čerpadlo
Na rozdíl od dvou předchozích úprav vytváří hlavní čerpadlo tlak v jediném potrubí - v takzvané palivové kolejnici. Slouží jako akumulátor, ve kterém je udržován konstantní tlak paliva.
Vzhledem k menšímu počtu distribučních mechanismů se tato modifikace stala nejspolehlivější. Oprava vstřikovacích čerpadel hlavního typu není nijak zvlášť obtížná. Objem dávky je řízen solenoidovým dávkovacím ventilem. Taková čerpadla jsou instalována v systémech rozdělovače paliva Common Rail.
Existuje benzinové čerpadlo na vstřikování paliva?
Ačkoli hlavní použití vstřikovacích čerpadel je v dieselových motorech, mnoho moderních benzínových motorů také pracuje tak, že dodává palivo pod vysokým tlakem. Tyto mechanismy se používají u spalovacích motorů s přímým vstřikováním.
Benzínové motory GDI vyžadují instalaci takových čerpadel. Ve skutečnosti je tento systém hybridní verzí, která kombinuje konstrukci benzínového spalovacího motoru s principem činnosti vznětové jednotky. Rozdíl je pouze v tom, že zapalování není způsobeno teplotou stlačeného vzduchu, ale zapalovacími svíčkami. U těchto motorů se používá řadová modifikace.
Závažné poruchy
Ačkoli se vstřikovací čerpadla liší svou konstrukcí, existuje několik důležitých pravidel, která musí vlastník automobilu dodržovat, aby čerpadlo sloužilo po stanovenou dobu:
- Většina čerpadel je z hlediska kvality paliva rozmarná, proto je nutné dodržovat požadavky stanovené výrobcem pro konkrétní čerpadlo;
- Vzhledem ke složitosti konstrukce a zatížení, která jsou na mechanismy, vyžadují vysokotlaká čerpadla pravidelnou údržbu;
- Všechny rotující a třecí části musí být dobře promazané, proto je bezpodmínečně nutné dodržovat doporučení výrobce pro výběr maziv.
Pokud tato pravidla nebudete dodržovat, zařízení se stane rychle nepoužitelným, což bude vyžadovat jeho výměnu nebo nákladné opravy.
Následující faktory naznačují poruchu vstřikovacího čerpadla (u provozuschopných jiných systémů, jejichž poruchy mohou mít podobné projevy):
- Černý kouř ve výfukových plynech a v důsledku toho toxičtější emise do životního prostředí;
- Zvýšená spotřeba paliva (v důsledku úniku paliva);
- Pokles výkonu ICE;
- Během provozu motoru jsou slyšet zvuky z čerpadla;
- Obtížné spuštění motoru;
- Rozvodový řemen často vyklouzne;
- Nestabilní otáčky motoru.
Nejběžnější poruchou takových prvků palivového systému je porucha páru pístu. Nejčastěji je to způsobeno nekvalitním palivem - na površích se hromadí plak, který znemožňuje pohyb dílů. Příčinou poruchy mechanismu je také voda, která často kondenzuje v palivové nádrži. Z tohoto důvodu se nedoporučuje nechat přes noc auto s prázdnou nádrží.
Oprava vysokotlakých čerpadel
Pokud není obtížné opravit běžné benzínové čerpadlo - stačí si koupit opravnou sadu a vyměnit opotřebované díly, pak je oprava a seřízení palivového čerpadla velmi komplikovaným postupem. Bez dalšího vybavení není možné ani určit, co je příčinou poruchy. Samodiagnostika moderních řídicích jednotek často nepomůže.
Často se stává, že příznaky poruchy palivového čerpadla jsou totožné s poruchami v mechanismu rozvodu plynu nebo ve výfukovém systému. Z těchto důvodů se nedoporučuje samočinná oprava čerpadla. K tomu je lepší vyhledat pomoc ve specializovaném servisním středisku.
Dále se podívejte na video o odstraňování závad a opravách vysokotlakých palivových čerpadel:
Otázky a odpovědi:
Jaké jsou typy vstřikovacích čerpadel? In-line přivádí palivo do válců pomocí různých plunžrů. Kufr - k baterii nebo rampě. Distribuce - jeden píst pro všechny válce ve stejném rozsahu.
Jak funguje dieselové vstřikovací čerpadlo? Je založen na principu pístu. Čerpadlo má nad dvojicí plunžrů nádrž, do které je čerpáno palivo a udržováno pod tlakem.
K čemu slouží vstřikovací čerpadlo nafty? Motorová nafta musí vstupovat do válců pod tlakem několikanásobně vyšším, než je kompresní poměr. Tento tlak je schopen vytvořit pouze pár pístů.
