Was ist eine Hochdruckkraftstoffpumpe und ihre Rolle im Motorbetrieb?

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Die überwiegende Mehrheit der modernen Autos ist mit Kraftstoffeinspritzsystemen ausgestattet. Es gibt Modifikationen, bei denen Benzin mit einer Düse im Ansaugkrümmer gesprüht wird. Es gibt auch Modelle, bei denen Kraftstoff direkt in die Motorzylinder gesprüht wird.

Dieselmotoren arbeiten anders als Benzinmotoren. In ihnen wird der Diesel in das bereits komprimierte Medium im Zylinder eingespeist. Damit ein Teil des Kraftstoffs ungehindert zerstäubt werden kann, ist ein Mechanismus wie eine Hochdruckkraftstoffpumpe erforderlich.

Berücksichtigen Sie die Merkmale eines solchen Mechanismus, seine Modifikationen und Anzeichen einer Fehlfunktion.

Was ist eine Hochdruckkraftstoffpumpe und wofür?

Der Mechanismus, der als Kraftstoffpumpe abgekürzt wird, ist Teil des Kraftstoffsystems eines Dieselmotors, es gibt jedoch auch Modelle für Benzinaggregate. Der einzige Unterschied zwischen der Kraftstoffpumpe eines Dieselmotors besteht darin, dass der von ihm erzeugte Druck viel höher ist als der des Benzinmotors. Der Grund dafür sind die grundlegenden Merkmale des Geräts. In den Zylindern eines Dieselmotors wird Luft zunächst so stark komprimiert, dass sie sich auf die Zündtemperatur des Kraftstoffs erwärmt.

Was ist eine Hochdruckkraftstoffpumpe und ihre Rolle im Motorbetrieb?

Wenn der Kolben den oberen Totpunkt erreicht, sprüht die Düse Kraftstoff und zündet. Der Injektor muss enormen Druck überwinden. Damit das System ordnungsgemäß funktioniert, muss die Pumpe eine höhere Förderhöhe als in den Zylindern erzeugen.

Zusätzlich zu der genannten Funktion muss die Pumpe je nach Betriebsart des Aggregats auch Kraftstoff in Portionen fördern. Dieser Parameter wird unter Berücksichtigung der Drehung der Kurbelwelle ermittelt. In einem modernen Auto wird dieser Prozess von einem elektronischen Steuergerät gesteuert.

Entwicklungs- und Verbesserungsgeschichte

Dieses Gerät wurde erstmals in den 1930er Jahren von Robert Bosch entwickelt. In Personenkraftwagen wurden in der zweiten Hälfte desselben Jahrzehnts Einspritzpumpen aktiv eingesetzt.

Da die ersten Benzinmotoren mit Vergasern ausgestattet waren, benötigten nur Dieselaggregate einen solchen Mechanismus. Heutzutage haben Benzinmotoren mit Direkteinspritzsystem auch eine Pumpe dieses Typs (ein Vergaser ist bereits äußerst selten - nur bei Autos älterer Generationen).

Obwohl das Funktionsprinzip der Pumpe praktisch unverändert geblieben ist, wurde der Mechanismus selbst zahlreichen Verbesserungen und Verbesserungen unterzogen. Der Grund dafür ist die Erhöhung der Umweltstandards und der Leistung des Verbrennungsmotors. Anfangs wurde eine mechanische Einspritzpumpe verwendet, die jedoch nicht wirtschaftlich war, was zu volumetrischen Emissionen von Schadstoffen führte. Moderne elektronische Pumpen weisen eine hervorragende Effizienz auf, wodurch der Transport in den Rahmen von Umweltstandards passt und bescheidene Fahrer zufriedenstellt.

Was ist eine Hochdruckkraftstoffpumpe und ihre Rolle im Motorbetrieb?

Hochdruckpumpendesign

Es gibt eine Vielzahl von Modifikationen der Kraftstoffeinspritzpumpe für einen Benzinmotor sowie ein Dieselanalogon. In den meisten Fällen sind die Hauptelemente einer mechanischen Pumpe jedoch:

  • Am Einlass vor der Pumpe ist ein Filter installiert.
  • Ein in einem Zylinder befindlicher Kolbenkolben - der sogenannte. Kolbenpaar;
  • Der Körper, in dem die Aussparungen hergestellt sind - durch sie wird dem Kolbenpaar Kraftstoff zugeführt;
  • Welle mit Nocken und Fliehkraftkupplung. Dieses Element ist über einen Riemenantrieb mit der Riemenscheibe des Steuermechanismus verbunden.
  • Kolbenpaar-Antriebsschieber;
  • Federn, die den Kolbenkolben zurückführen;
  • Kompressorventile;
  • Regler der Modi - verbunden mit dem Gaspedal;
  • Rückschlagventil der Hochdruckpumpe (durch dieses wird überschüssiger Kraftstoff in den Rücklauf geleitet);
  • Niederdruckpumpe (pumpt Kraftstoff in die Pumpe).
Was ist eine Hochdruckkraftstoffpumpe und ihre Rolle im Motorbetrieb?

Wie bereits erwähnt, werden mechanische Pumpen aufgrund ihrer Wirtschaftlichkeit und Effizienz schrittweise durch elektronische Modifikationen ersetzt. Der Mechanismus selbst ist schwer zu reparieren und einzustellen. Elektronische Pumpen verfügen über ein eigenes Steuergerät sowie mehrere elektronische Ventile und Sensoren.

Die meisten elektronischen Einspritzpumpen verfügen über ein eigenes Diagnosesystem, aufgrund dessen sich das Gerät an die aufgetretenen Fehlfunktionen und Fehler anpasst. Dadurch kann das Gerät auch dann ordnungsgemäß funktionieren, wenn einer der Sensoren ausfällt. Eine solche Pumpe funktioniert nur bei einem Ausfall des Mikroprozessors nicht mehr.

Arbeitsprinzip

Die Hochdruckkraftstoffpumpe arbeitet nach dem Prinzip eines Zweitaktmotors. Der Kolbenkolben wird durch die Drehung der Nockenwelle angetrieben. Dieselkraftstoff gelangt in den Subkolbenraum, der weiter in die Autobahn hineinführt.

Weitere Details zum Funktionsprinzip des Kolbenpaares sind im Video beschrieben:

In dem Hohlraum wird Druck erzeugt, wodurch sich das Auslassventil öffnet. Dieselkraftstoff fließt durch die Kraftstoffleitung zur Düse und wird gesprüht. Die Pumpe fördert nur einen Teil des Kraftstoffs zum Injektor. Der Rückstand wird über das Ablassventil in den Kraftstofftank zurückgeführt. Um zu verhindern, dass beim Öffnen des Laders Kraftstoff aus dem System zurückkehrt, ist ein Rückschlagventil eingebaut.

Das Einspritzmoment wird von der Fliehkraftkupplung bestimmt. Der Modusregler (oder Allmodusmodusregler) bestimmt die Menge der abzugebenden Charge. Dieses Element ist dem Gaspedal zugeordnet. Wenn der Fahrer darauf drückt, erhöht der Regler die Menge des Teils, und wenn er losgelassen wird, nimmt die Menge ab.

Was ist eine Hochdruckkraftstoffpumpe und ihre Rolle im Motorbetrieb?

In elektronischen Modellen werden alle Prozesse von einer Steuereinheit gesteuert. Die Elektronik verteilt den Moment der Kraftstoffzufuhr, seine Menge aus der Berücksichtigung der Dynamik des Autos. Diese Kraftstoffsysteme haben weniger Teile, was die Stabilität und Zuverlässigkeit des Mechanismus erhöht.

Elektronische Einspritzpumpen können den Teil in zwei Teile teilen, wodurch eine effizientere Verbrennung und ein gleichmäßigerer Hub der Kolbengruppe erzielt werden. Infolgedessen gibt es eine geringere Abgastoxizität und eine erhöhte Motorleistung. Um eine zweiphasige Einspritzung sicherzustellen, zeichnet das Pumpensteuergerät Folgendes auf:

  • Gaspedal drücken;
  • Steuerumdrehungen der Nockenwelle;
  • Temperatur im Motorkühlsystem;
  • Die Geschwindigkeit des Autos selbst;
  • Der vom Turbolader erzeugte Druck;
  • Arbeit von Injektoren;
  • Glühkerzenzündung.

Arten von Einspritzpumpen

Es gibt drei Arten von Kraftstoffsystemen:

  • Monoinjektion. Dies ist die allererste Änderung. Der Vertreter war ursprünglich ein Vergaser. In seinem Hohlraum wurde ein Kraftstoff-Luft-Gemisch hergestellt und in den Ansaugkrümmer eingespeist. Wenig später erhielten solche Systeme anstelle eines Vergasers eine Düse, die Kraftstoff in den Ansaugkrümmer einspritzt, wo er mit Luft gemischt wird.
  • Mehrpunktinjektion. Dies ist bereits eine Art Einspritzsystem. Für jeden Zylinder am Ansaugkrümmer ist ein eigener Injektor installiert. Die Einspritzung erfolgt ebenfalls in den Ansaugkrümmer, nur so nah wie möglich am Einlassventil;
  • Direkte Injektion. Wie der Name schon sagt, wird Kraftstoff direkt in die Zylinder gesprüht, wenn die Luft in ihnen bereits vom Kolben komprimiert wird.

Insgesamt gibt es drei Arten solcher Mechanismen, die in diesen Arten von Kraftstoffsystemen verwendet werden können:

  • In der Reihe;
  • Verteilung;
  • Kofferraum.

Inline-Einspritzpumpe

Die Inline-Einspritzpumpe besteht aus mehreren Pumpen, die in einem Gehäuse untergebracht sind. Jeder von ihnen dient einer separaten Düse. Diese Modifikation wurde in älteren Dieselmotoren verwendet. Der Betrieb des gesamten Mechanismus hängt stark vom Timing-Antrieb ab.

Die Inline-Modifikation wird seit ziemlich langer Zeit verwendet. Sogar einige moderne Autos (Lastwagen) sind mit solchen Pumpen ausgestattet. Der Grund ist ihre hohe Zuverlässigkeit und unprätentiöse Dieselqualität.

Was ist eine Hochdruckkraftstoffpumpe und ihre Rolle im Motorbetrieb?

Das Zeilensystem funktioniert wie folgt. Das Kolbenpaar wird durch die Drehung der Kurbelwelle angetrieben. Eine Umdrehung der Pumpennockenwelle entspricht zwei Umdrehungen der Motorkurbelwelle.

Der Kolbenmechanismus durch das Kraftstoffabsperrventil der Hochdruckpumpe trennt einen Teil des Kraftstoffs von der gemeinsamen Leitung und komprimiert ihn im Druckabschnitt des Systems. Das Portionsvolumen wird durch eine Zahnstange reguliert, die mit dem Gaspedal verbunden ist. In Fahrzeugen mit einem Steuergerät wird es von einem Servoantrieb gesteuert, der auf Signale vom Steuergerät reagiert.

Der Einspritzzeitpunkt wird durch die Kurbelwellendrehzahl bestimmt. Der Mechanismus hat zwei Halbkupplungen, die durch Federn getrennt sind. Wenn die Motordrehzahl steigt, werden die Federn zusammengedrückt, wodurch sich die Pumpenwelle leicht dreht, was zu einer Änderung des Einspritzvorschubwinkels führt.

Einspritzpumpe vom Verteilungstyp

Im Gegensatz zur vorherigen Modifikation ist dieses Modell kleiner. Es bietet auch eine stabile Leistung. Es gibt verschiedene Modifikationen der Verteilungspumpen. Es gibt Kolben- und Rotationstypen. Sie unterscheiden sich auch in den Laufwerkstypen - interne, End- oder externe Position der Nocken.

Ein externer Nockenantrieb ist nicht stabil und zuverlässig. Daher ist es nach Möglichkeit besser, sich mit den beiden anderen Typen zu befassen.

Was ist eine Hochdruckkraftstoffpumpe und ihre Rolle im Motorbetrieb?

Solche Pumpen nutzen sich schneller ab, da ein Kolbenmechanismus in ihnen alle Düsen der Gruppe versorgt. In dieser Hinsicht haben Inline-Gegenstücke Vorteile. Verteilungseinspritzpumpen werden aufgrund ihrer geringen Größe in die Kraftstoffsysteme von Pkw und Kleinlastwagen eingebaut.

Haupteinspritzpumpe

Im Gegensatz zu den beiden vorherigen Modifikationen erzeugt die Hauptpumpe einen Druck in einer einzigen Leitung - dem sogenannten Kraftstoffverteiler. Es dient als Speicher, in dem ein konstanter Kraftstoffdruck aufrechterhalten wird.

Was ist eine Hochdruckkraftstoffpumpe und ihre Rolle im Motorbetrieb?

Aufgrund der geringeren Anzahl von Verteilungsmechanismen hat sich diese Modifikation als die zuverlässigste etabliert. Die Reparatur von Haupteinspritzpumpen ist nicht besonders schwierig. Das Dosisvolumen wird durch ein Magnetdosierventil gesteuert. Solche Pumpen werden in Common-Rail-Kraftstoffverteilersystemen installiert.

Gibt es eine Hochdruckkraftstoffpumpe an einem Benzinmotor?

Obwohl die Hauptanwendung von Kraftstoffeinspritzpumpen in Dieselmotoren liegt, arbeiten viele moderne Benzinmotoren auch mit Kraftstoff unter hohem Druck. Diese Mechanismen werden in Verbrennungsmotoren mit Direkteinspritzung eingesetzt.

GDI-Benzinmotoren erfordern den Einbau solcher Pumpen. Tatsächlich handelt es sich bei diesem System um eine Hybridversion, die das Design eines Benzin-Verbrennungsmotors mit dem Funktionsprinzip eines Dieselaggregats kombiniert. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die Zündung nicht auf die Temperatur der Druckluft zurückzuführen ist, sondern auf die Zündkerzen. Bei solchen Motoren wird eine Inline-Modifikation verwendet.

Hauptstörungen

Obwohl sich die Einspritzpumpen in ihrer Konstruktion unterscheiden, gibt es einige wichtige Regeln, die der Autobesitzer befolgen muss, damit die Pumpe ihre zugewiesene Zeit erfüllt:

  1. Die meisten Pumpen sind in Bezug auf die Kraftstoffqualität skurril, daher müssen die vom Hersteller für eine bestimmte Pumpe festgelegten Anforderungen erfüllt werden.
  2. Aufgrund der Komplexität des Designs und der Belastungen der Mechanismen müssen Hochdruckpumpen regelmäßig gewartet werden.
  3. Alle rotierenden und reibenden Teile müssen gut geschmiert sein, daher ist es unbedingt erforderlich, die Empfehlungen des Herstellers für die Auswahl der Schmiermittel zu befolgen.

Wenn Sie diese Regeln nicht befolgen, wird das Gerät schneller unbrauchbar, was einen Austausch oder teure Reparaturen erforderlich macht.

Was ist eine Hochdruckkraftstoffpumpe und ihre Rolle im Motorbetrieb?

Die folgenden Faktoren weisen auf eine Fehlfunktion der Einspritzpumpe hin (bei wartungsfähigen anderen Systemen können Fehlfunktionen auftreten, bei denen ähnliche Symptome auftreten können):

  • Schwarzer Rauch im Abgas und dadurch giftigere Emissionen in die Umwelt;
  • Erhöhter Kraftstoffverbrauch (aufgrund von Kraftstofflecks);
  • Abfall der ICE-Leistung;
  • Während des Motorbetriebs sind Geräusche von der Pumpe zu hören.
  • Schwieriges Starten des Motors;
  • Der Zahnriemen rutscht oft ab;
  • Instabile Motordrehzahl.

Die häufigste Fehlfunktion bei solchen Elementen des Kraftstoffsystems ist der Ausfall des Kolbenpaars. Meistens ist dies auf Kraftstoff von schlechter Qualität zurückzuführen - Plaque sammelt sich auf den Oberflächen an, was die Bewegung von Teilen behindert. Die Ursache für das Versagen des Mechanismus ist auch Wasser, das häufig im Kraftstofftank kondensiert. Aus diesem Grund wird nicht empfohlen, ein Auto über Nacht mit einem leeren Tank stehen zu lassen.

Reparatur von Hochdruckpumpen

Wenn es nicht schwierig ist, eine herkömmliche Zapfsäule zu reparieren - es reicht aus, ein Reparaturset zu kaufen und verschlissene Teile auszutauschen -, ist die Reparatur und Einstellung einer Kraftstoffpumpe ein sehr kompliziertes Verfahren. Ohne zusätzliche Ausrüstung ist es sogar unmöglich festzustellen, was die Ursache der Störung ist. Selbstdiagnose moderner Steuergeräte hilft oft nicht weiter.

Es kommt häufig vor, dass die Symptome eines Kraftstoffpumpenausfalls mit Störungen im Gasverteilungsmechanismus oder in der Abgasanlage identisch sind. Aus diesen Gründen wird eine Selbstreparatur der Pumpe nicht empfohlen. Um dies zu tun, ist es besser, sich an ein spezialisiertes Service-Center zu wenden.

Sehen Sie sich außerdem das Video zur Beseitigung von Defekten und zur Reparatur von Hochdruckkraftstoffpumpen an:

Teil 1 Reparatur der Kraftstoffpumpe ve 1.6 Fehlerbehebung bei der Demontage des Diesels
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