Cos'è una coppia di pistoni in un'auto?

Spesso, i meccanici, quando si parla di riparare il sistema di alimentazione di un motore diesel, menzionano un termine come una coppia di pistoni. Consideriamo più in dettaglio che tipo di meccanismo è, la particolarità del suo funzionamento, perché è necessario e come viene determinato il malfunzionamento dello stantuffo.

Cos'è uno stantuffo?

Le coppie di stantuffi, come suggerisce il nome del meccanismo, sono due piccole parti che entrano in un dispositivo della pompa del carburante ad alta pressione (pompa di iniezione del carburante). Il primo è chiamato stantuffo ed è rappresentato come un dito spesso e incassato. Il secondo è il manicotto dello stantuffo e sembra un manicotto a pareti spesse in cui è inserita la prima parte.

Lo stantuffo o il pistone stesso funge da spostamento di carburante dalla cavità della boccola. Questo elemento viene utilizzato per creare alta pressione nella linea del sistema di alimentazione del carburante.

Va notato che questo meccanismo non è utilizzato esclusivamente nelle pompe con motore diesel. Ad esempio, un elemento simile viene utilizzato nel meccanismo di distribuzione del gas come compensatori idraulici. Tuttavia, il principio di funzionamento dei dispositivi è identico: le azioni alternative spostano il pistone nella boccola e, attraverso la coincidenza dei tagli e dei fori in queste due parti, il liquido entra nella cavità e viene pompato nella linea principale.

Principio di funzionamento e varietà

La classica coppia di pistoni funziona come segue:

• Il pistone a molla si trova nella parte inferiore del manicotto;
• Il pistone è premuto da una camma posta sull'albero;
• Sotto l'azione meccanica, il pistone si sposta verso l'alto nel manicotto;
• Nello spazio sopra il pistone si crea la pressione del carburante, che entra nel manicotto attraverso un'apposita fessura nella sua parete;
• La pressione del carburante aziona la valvola, a causa della quale la sostanza si sposta dal manicotto al serbatoio (questo può essere un condotto del carburante o una camera separata nella pompa del carburante);
• Dal serbatoio, il carburante entra negli ugelli;
• L'albero nella pompa ruota, la camma smette di premere sul pistone, che lo sposta nella posizione inferiore a causa della molla.

Questo semplice design dello stantuffo spiega perché le pompe del carburante ad alta pressione basate su questo principio sono altamente efficienti e durevoli.

Oggi nelle auto vengono utilizzate due modifiche delle coppie di pistoni (sebbene il design delle pompe del carburante abbia una maggiore varietà). Si differenziano tra loro per la presenza di una rientranza anulare nel pistone.

In tali pistoni, svolge il ruolo di una valvola di bypass, che raccoglie le perdite di carburante e le riporta alla linea del carburante. Gli stantuffi con interruzione del carburante sono più costosi a causa della complessità del design. Ma questo costo è compensato da un funzionamento più efficiente del motore.

I principali vantaggi e svantaggi

I motori diesel hanno iniziato a guadagnare popolarità dall'introduzione nel loro design di pompe del carburante ad alta pressione dotate di una coppia di pistoni. Caratteristiche tecniche impressionanti, elevate prestazioni del meccanismo e alta affidabilità sono i principali vantaggi del meccanismo dotato di coppia di pistoni.

Oltre a questi vantaggi, lo stantuffo presenta i seguenti vantaggi:

• Con l'aiuto di una coppia di pistoni, è possibile non solo garantire l'alimentazione di carburante ad alta pressione e il suo dosaggio, ma anche determinare la modalità di iniezione del carburante appropriata.
• Massima economia con alta efficienza.
• Elevata compatibilità ambientale grazie alla combustione di una porzione più piccola di carburante e alla sua spruzzatura di alta qualità nei cilindri.

Qualsiasi meccanismo presenta degli svantaggi e per una coppia di pistoni si tratta di usura. Sebbene questo design semplice sia molto affidabile e duri a lungo, non è possibile escludere l'effetto dell'attrito e dell'alta pressione sugli elementi del meccanismo. I produttori di pompe del carburante a pistoni utilizzano materiali ad alta resistenza, ma anche in questo caso l'usura non può essere evitata, anche dopo una lunga durata.

Coppia pistone pompa iniezione

Discuteremo più in dettaglio le funzioni della coppia di pistoni utilizzando l'esempio di una pompa di iniezione diesel. Come suggerisce il nome, la pompa pompa il gasolio dal serbatoio principale alla linea di alta pressione (ad esempio, al rail del carburante), da dove viene spruzzato nei cilindri del motore sotto forte pressione.

L'elemento principale che crea una tale pressione è proprio la coppia di pistoni. Il carburante viene quindi distribuito ai cilindri in conformità con il progetto del sistema di alimentazione. Vengono descritti i tipi di pompe in un altro articolo.

Durante il funzionamento della pompa, le aste di spinta e le molle di ritorno dell'attuatore spostano il pistone su / giù all'interno del manicotto dello stantuffo, in modo alternativo. Quindi il design aspira il carburante diesel attraverso i tubi dal serbatoio del carburante e lo pompa in un serbatoio chiuso, a causa del quale viene creata pressione al suo interno. Per evitare che questo parametro aumenti eccessivamente, il dispositivo della pompa dispone di un numero di valvole progettate per trattenere o scaricare la pressione in eccesso nel sistema.

Il pistone stesso ha una fessura irregolare, che gli consente di dosare il carburante in entrata nel serbatoio con un leggero spostamento assiale. Questo processo dipende dalla posizione del pedale dell'acceleratore nell'auto: lo spazio minimo è quando si rilascia l'acceleratore e il massimo è quando il pedale è completamente premuto.

Poiché il vapore crea un'alta pressione in modo che non cada, è realizzato in acciaio resistente e le pareti sono abbastanza spesse da resistere a una pressione di diverse centinaia di atmosfere. Ciò rende il meccanismo affidabile anche sotto carichi elevati.

Un'altra caratteristica della coppia di stantuffi è che entrambe le parti vengono create solo l'una per l'altra. Cioè, è impossibile prendere una boccola da un meccanismo e un pistone da un altro e combinarli. Per impedire al vapore di entrare nel gasolio, lo spazio vuoto al suo interno viene creato il minimo possibile. Per questo motivo, una parte non viene mai sostituita: la coppia cambia sempre (i loro parametri vengono regolati su apparecchiature di fabbrica ad alta precisione).

Ecco un breve video su come viene ripristinata la coppia di stantuffi:

Processo di recupero della coppia di stantuffi Zexel-KOMATSU

La sequenza della coppia di stantuffi

La quantità di carburante pompato in un ciclo del pistone dipende dall'altezza della sua corsa di lavoro. Questo regola il funzionamento della pompa per garantire il minimo. Ma non appena il guidatore preme il pedale dell'acceleratore, lo stantuffo gira leggermente. La tacca in quella parte viene aumentata, quindi la quantità di carburante verrà fornita in un volume maggiore.

Ecco come funziona la modifica dello stantuffo più comune. Tuttavia, oggi esistono molti modelli che prevedono il dosaggio in modi leggermente diversi (spesso regolati dall'elettronica della macchina). Gli stessi spintori degli stantuffi sono azionati dalla rotazione dell'albero motore.

Quando il pistone viene abbassato, attraverso l'ingresso della boccola, il carburante si sposta nella cavità vuota dello spazio sopra il pistone a causa del vuoto che si è formato in esso. Non appena il pistone si solleva, il foro della camicia viene chiuso dal corpo dello stantuffo e il carburante preme sulla valvola, aprendola. Inoltre, il carburante entra nel serbatoio ad alta pressione. Quando inizia il movimento verso il basso, la valvola si chiude e si forma un vuoto (o vuoto) nella cavità della coppia di pistoni. Il ciclo si ripete.

Valvole di scarico

Ogni pompa carburante ad alta pressione è dotata di valvole di pressione, il cui scopo è intercettare la parte di linea in cui si trova il carburante a riposo da quella in cui il gasolio è già in pressione. Inoltre, le valvole sono necessarie per mantenere la pressione statica nel sistema (mentre il motore è in funzione, la pompa continua a pompare il gasolio nel serbatoio) - scaricano l'eccesso nel serbatoio del carburante.

Esistono diversi tipi di valvole di scarico utilizzate nelle pompe a pistoni. Ecco le loro caratteristiche distintive.

Valvola a volume costante senza limitazione del flusso di ritorno

Il design di questa valvola include un pistone retrattore (parte del design della valvola). Quando lo stantuffo viene sollevato, la fessura elicoidale viene chiusa dal corpo della boccola, la valvola di scarico è chiusa. Il pistone si sposta nella guida del manicotto dello stelo.

In questo momento, quella parte della linea viene interrotta, in cui si forma l'alta pressione dalla cavità sopra lo stantuffo. A causa di ciò, il volume di carburante nel contenitore ad alta pressione aumenta in modo insignificante, solo della quantità che è entrata attraverso il pistone di retrazione nella cavità della corsa del pistone.

Valvola a volume fisso con limitazione del flusso di ritorno

Quando il carburante viene nebulizzato attraverso l'ugello, dopo che l'ago è chiuso, viene creata una pressione di riflusso nella linea. Questo effetto può portare all'usura di alcune delle valvole stesse. Per questo motivo, alcuni modelli di pompa utilizzano una valvola limitatrice di riflusso. Agisce come un ammortizzatore per evitare che la contropressione agisca sulle valvole.

Il dispositivo di tale valvola di scarico include i seguenti elementi:

• Il corpo valvola è filettato (è avvitato nella struttura della pompa);
• Una molla che funge da elemento di smorzamento che impedisce un effetto negativo sulla pala della serranda stessa;
• Piastra: taglia la cavità ad alta pressione dalla cavità sopra lo spazio dello stantuffo;
• Il supporto contro cui poggia la piastra della valvola (ha una struttura cava - il pistone di mandata entra nella cavità).

Spesso queste valvole vengono utilizzate come meccanismo aggiuntivo per facilitare il funzionamento della valvola di ritegno.

Valvola a pressione costante

Oltre agli elementi principali della valvola, il dispositivo di questo meccanismo include anche una sfera e un canale restrittivo. Queste valvole sono in grado di erogare pressioni del carburante superiori a 800 bar.

Il suo design include due mini valvole: pressione e stabilizzazione. Il primo elemento fornisce carburante e il secondo mantiene la pressione generata. Questa funzione consente di mantenere una pressione statica tra le fasi di iniezione.

La modifica della valvola dipende dai parametri del motore dell'auto. Alcune valvole non vengono attivate dalla meccanica, ma da un segnale che proviene da una centralina elettronica.

Ambito e scopo funzionale

Fondamentalmente, una coppia di pistoni viene utilizzata nelle pompe del carburante ad alta pressione dei propulsori diesel, ma ci sono anche modifiche degli ICE a benzina che richiedono un'elevata pressione della benzina (ad esempio, nei motori con iniezione diretta di carburante), anch'essa fornita da uno stantuffo coppia.

In questo caso, la coppia di pistoni svolge le seguenti funzioni:

1. Fornisce alimentazione di carburante ad alta pressione, indipendentemente dal tipo di sistema di alimentazione;
2. In alcuni sistemi di alimentazione, questo meccanismo dosa automaticamente la giusta quantità di carburante per il funzionamento degli iniettori;
3. A causa delle caratteristiche di progettazione del pistone e del manicotto, fornisce un cambiamento nella modalità di alimentazione del carburante agli iniettori.

Affinché la coppia di pistoni esegua tutte queste attività, viene utilizzata con vari meccanismi aggiuntivi che forniscono automazione e controllo dell'alimentazione di carburante. Il gruppo chiave della pompa del carburante ad alta pressione crea la pressione richiesta (a causa delle caratteristiche del design, questo meccanismo consente una pressione così alta che nessun'altra pompa di queste dimensioni può gestire) e altri elementi del sistema sono responsabili della distribuzione e mantenendo la pressione richiesta nel circuito.

Poiché una coppia di pistoni anche di piccole dimensioni può creare una pressione incredibile, tali unità vengono utilizzate non solo nei motori diesel. Ad esempio, un tale assemblaggio può essere trovato in pompe, macchine idrauliche e altri meccanismi che creano alta pressione e richiedono un'elevata affidabilità dell'assemblaggio.

Caratteristiche del funzionamento delle coppie di stantuffi della pompa del carburante

Non ci sono passaggi speciali per la manutenzione della coppia di pistoni della pompa del carburante. Tuttavia, il proprietario dell'auto può fare qualcosa per far funzionare il meccanismo il più a lungo possibile.

Innanzitutto, vale la pena considerare che un motore diesel funziona con un carburante speciale, che può contenere un gran numero di particelle microscopiche. Se si utilizza carburante diesel di bassa qualità, lo spazio tra lo stantuffo e la boccola potrebbe aumentare a causa del contenuto di particelle abrasive, acqua e altre impurità nel carburante diesel.

Per questo motivo l'unico intervento che un automobilista può eseguire è quello di monitorare la qualità del carburante, prevenire la condensa nella linea e sostituire il filtro nel tempo.

A prima vista, la presenza di goccioline d'acqua nel gasolio non sembra così critica, ma per questo motivo il film di carburante nello spazio della coppia di pistoni collasserà e il meccanismo non sarà in grado di creare una pressione appropriata. Il gasolio lubrifica anche le superfici delle parti, prevenendo l'attrito a secco e proteggendo il dispositivo dal surriscaldamento.

Se il filtro del carburante non viene sostituito in tempo, il suo elemento potrebbe scoppiare. Per questo motivo, il carburante sporco verrà pompato attraverso la pompa, in cui potrebbero essere presenti piccole particelle. In questo caso, c'è un'alta probabilità di guasto della pompa, poiché la coppia di stantuffi si bloccherà semplicemente.

Come determinare da soli il malfunzionamento delle coppie di pistoni

La stabilità del gruppo motore della macchina dipende dal corretto funzionamento della coppia di pistoni. Poiché questo meccanismo è l'elemento principale della pompa ad alta pressione, il suo malfunzionamento porterà a un funzionamento instabile della pompa o addirittura al suo guasto.

Per verificare l'efficienza della pompa, sarà necessario diagnosticare. La maggior parte delle officine ha attrezzature speciali per questo. Consente di determinare qual è esattamente il malfunzionamento, persino di determinare le condizioni della coppia di pistoni. In base ai risultati della diagnostica, gli specialisti offriranno riparazioni appropriate. Se lo stantuffo si guasta, l'intero kit deve essere sostituito.

Sintomi di malfunzionamento

Il fatto che ci siano problemi con la coppia di pistoni è evidenziato dai "sintomi" caratteristici di un guasto della pompa del carburante. Tra loro:

• Avviamento difficile dell'unità;
• Regime minimo instabile del motore;
• Tripletta motore;
• Una forte perdita di potenza del motore a combustione interna;
• Durante il funzionamento del motore, i rumori estranei sono chiaramente udibili;
• Aumento della "gola" del motore.

Una revisione supplementare esamina la differenza tra un test dello stantuffo freddo e caldo:

Il diesel inizia a freddo. E non inizierà a caldo. coppia pistone diesel.

Per assicurarsi che lo stantuffo sia difettoso, non si dovrebbe lesinare sulla diagnostica. Solo gli specialisti che utilizzano attrezzature specializzate sono in grado di determinare con precisione il malfunzionamento. Grazie a ciò, il costo delle riparazioni sarà giustificato: non dovrai cambiare parti che funzioneranno a lungo.

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Coppia pistoni VRZ 149701-0520 Testa rotore Mitsubishi 4M41 Coppia pistoni recuperati

Domande e risposte:

Cosa fa una coppia di pistoni? La coppia di pistoni viene utilizzata nelle pompe del carburante ad alta pressione. Questo dispositivo fornirà la massima pressione per un'erogazione efficiente del carburante ai cilindri.

Cosa sono i gruppi stantuffo? Questo è l'elemento principale delle pompe di iniezione, ampiamente utilizzate nei motori diesel. Si distingue per la sua impressionante semplicità di design, durata e affidabilità.

Cosa è incluso nella coppia di pistoni? La coppia è costituita da un pistone situato in una boccola a parete spessa (cilindro). C'è una distanza minima tra di loro per garantire la libera corsa del pistone.