מהי משאבת דלק בלחץ גבוה ותפקידה בתפעול המנוע
תוכן
הרוב המכריע של המכוניות המודרניות מצוידות במערכות הזרקת דלק. ישנם שינויים בהם מרססים בנזין זרבובית בסעפת היניקה. ישנם גם דגמים בהם מרססים דלק ישירות לבלוני המנוע.
מנועי דיזל עובדים בצורה שונה ממנועי בנזין. בהם הדיזל מוזר למדיום שכבר דחוס בצילינדר. על מנת שחלק מהדלק ימומם ללא הפרעה, יש צורך במנגנון כמו משאבת דלק בלחץ גבוה.
שקול את התכונות של מנגנון כזה, את השינויים שלו ואת סימני התקלה.
מהי משאבת דלק בלחץ גבוה ולמה היא מיועדת?
המנגנון, המקוצר בקיצור משאבת דלק, הוא חלק ממערכת הדלק של מנוע דיזל, אך ישנם גם דגמים ליחידות כוח בנזין. ההבדל היחיד בין משאבת הדלק של מנוע דיזל הוא שהלחץ שהוא מייצר גבוה בהרבה מקבילו הבנזין. הסיבה לכך היא המאפיינים הבסיסיים של היחידה. בצילינדרים של מנוע דיזל, האוויר נדחס תחילה במידה כזו שהוא מתחמם לטמפרטורת ההצתה של הדלק.
כאשר הבוכנה מגיעה למרכז המת העליון, הזרבובית מרססת דלק והיא נדלקת. המזרק צריך להתגבר על לחץ עצום. כדי שהמערכת תפעל כראוי, על המשאבה ליצור ראש גבוה יותר מאשר בגלילים.
בנוסף לפונקציה המוזכרת, על המשאבה לספק דלק גם בחלקים, בהתאם למצב ההפעלה של יחידת הכוח. פרמטר זה נקבע תוך התחשבות בסיבוב גל הארכובה. במכונית מודרנית, תהליך זה נשלט על ידי יחידת בקרה אלקטרונית.
היסטוריית פיתוח ושיפור
מכשיר זה פותח לראשונה בשנות השלושים על ידי רוברט בוש. במכוניות נוסעים החלו להשתמש באופן פעיל במשאבות הזרקה במחצית השנייה של אותו עשור.
מכיוון שמנועי הבנזין הראשונים היו מצוידים בקרבורטורים, רק יחידות דיזל נזקקו למנגנון כזה. כיום, למנועי בנזין עם מערכת הזרקה ישירה יש גם משאבה מסוג זה (קרבורטור כבר נדיר ביותר - רק במכוניות מהדור הישן).
למרות שעקרון הפעולה של המשאבה נותר כמעט ללא שינוי, המנגנון עצמו עבר שדרוגים ושיפורים מרובים. הסיבה לכך היא העלייה בסטנדרטים הסביבתיים וביצועי מנוע הבעירה הפנימית. בתחילה השתמשו במשאבת הזרקה מכנית, אך היא לא הייתה חסכונית, מה שהוביל לפליטת נפח של חומרים מזיקים. משאבות אלקטרוניות מודרניות מציגות יעילות מצוינת, המאפשרת הובלה להשתלב במסגרת התקנים הסביבתיים ולספק נהגים מהכנסות צנועות.
תכנון משאבת לחץ גבוה
יש מגוון רחב של שינויים של משאבת הזרקת הדלק למנוע בנזין, כמו גם אנלוגי דיזל. עם זאת, ברוב המקרים, המרכיבים העיקריים של משאבה מכנית הם:
- מסנן מותקן בכניסה מול המשאבה;
- בוכנה הבוכנה הממוקמת בגליל - מה שנקרא. זוג בוכנה;
- הגוף בו מייצרים את השקעים - באמצעותם מסופק דלק לזוג הבוכנה;
- פיר עם פקה ומצמד צנטריפוגלי. אלמנט זה מחובר לגלגלת מנגנון התזמון באמצעות כונן חגורה;
- דוחפי כונן זוג הבוכנה;
- קפיצים שמחזירים את בוכנת הבוכנה בחזרה;
- שסתומי מגדש על;
- מווסת מצבים - משויך לדוושת הגז;
- שסתום החזרת משאבה בלחץ גבוה (דרכו, דלק עודף מוזר לתוך ההחזרה);
- משאבת לחץ נמוך (משאבת דלק למשאבה).
כאמור, משאבות מכניות מוחלפות בהדרגה בשינויים אלקטרוניים בשל חסכונן ויעילותן. המנגנון עצמו קשה לתיקון והתאמה. למשאבות אלקטרוניות יש יחידת בקרה משלהן וכן מספר שסתומים וחיישנים אלקטרוניים.
לרוב משאבות ההזרקה האלקטרוניות יש מערכת אבחון משלהן, שבגללה המכשיר מסתגל לתקלות ולשגיאות שנתקלו בהן. זה מאפשר למכשיר לעבוד כמו שצריך גם אם אחד החיישנים נכשל. לחלוטין משאבה כזו מפסיקה לעבוד רק במקרה של תקלה של המיקרו-מעבד.
עיקרון הפעולה
משאבת הדלק בלחץ גבוה פועלת על פי העיקרון של מנוע דו פעימות. בוכנת הבוכנה מונעת על ידי סיבוב פיר הפיקה. דלק דיזל נכנס לחלל הבוכנה, שנכנס עוד יותר לכביש המהיר.
פרטים נוספים על עקרון הפעולה של זוג הבוכנה מתוארים בסרטון:
נוצר לחץ בחלל, שבגללו נפתח שסתום הפריקה. דלק סולר זורם דרך קו הדלק אל הזרבובית ומותז. המשאבה מספקת רק חלק מהדלק למזרק. השאריות מוחזרות למיכל הדלק דרך שסתום הניקוז. כדי למנוע חזרת דלק מהמערכת עם פתיחת המגדש, מותקן בה שסתום.
רגע ההזרקה נקבע על ידי המצמד הצנטריפוגלי. וסת המצב (או ווסת כל המצב) קובע את כמות האצווה שיש לחלק. אלמנט זה קשור לדוושת הגז. כאשר הנהג לוחץ עליו, הרגולטור מגדיל את כמות החלק, וכאשר הוא משוחרר, הכמות פוחתת.
במודלים אלקטרוניים כל התהליכים נשלטים על ידי יחידת בקרה. האלקטרוניקה מפיצה את רגע אספקת הדלק, את כמותו על סמך הדינמיקה של המכונית. למערכות דלק אלו יש פחות חלקים, מה שמגביר את יציבות ואמינות המנגנון.
משאבות הזרקה אלקטרוניות מסוגלות לחלק את החלק לשני חלקים, ובכך לספק בעירה יעילה יותר ומשיכה חלקה של קבוצת הבוכנות. כתוצאה, יש פחות רעילות פליטה וביצועי מנוע מוגברים. כדי להבטיח הזרקה דו-פאזית, יחידת בקרת המשאבה מתעדת:
- לחיצה על דוושת התאוצה;
- תזמון סיבובי גל זיזים;
- טמפרטורה במערכת קירור המנוע;
- מהירות המכונית עצמה;
- הלחץ שנוצר ממגדש הטורבו;
- עבודת מזרקים;
- ירי תקעי זוהר.
סוגי משאבת הזרקה
מערכות דלק הן משלושה סוגים:
- הזרקה חד-פעמית. זהו השינוי הראשון. הנציג במקור היה קרבורטור. בחלל שלה הוכנה תערובת דלק-אוויר שהוזנה לסעפת היניקה. מעט מאוחר יותר, מערכות כאלה, במקום קרבורטור, קיבלו זרבובית אחת שמזריקה דלק לסעפת היניקה, שם הוא מעורבב עם אוויר;
- הזרקת מרובה נקודות. זו כבר סוג של מערכת הזרקה. מזרק יחיד מותקן לכל גליל על סעפת הכניסה. ההזרקה מתבצעת גם לתוך סעפת הכניסה, רק קרוב ככל האפשר לשסתום הכניסה;
- הזרקה ישירה. כפי שהשם מרמז, דלק מרוסס ישירות אל הצילינדרים כאשר האוויר בהם כבר דחוס על ידי הבוכנה.
בסך הכל, ישנם שלושה סוגים של מנגנונים כאלה שניתן להשתמש בהם במערכות דלק מסוג זה:
- בשורה;
- הפצה;
- חדק.
משאבת הזרקה מקוונת
משאבת הזרקה בשורה מורכבת ממספר משאבות הסגורות בבית אחד. כל אחד מהם משרת זרבובית נפרדת. בשינוי זה נעשה שימוש במנועי דיזל ישנים יותר. פעולת המנגנון כולו תלויה לחלוטין בכונן העיתוי.
נעשה שימוש בשינוי המקוון במשך תקופה ארוכה למדי. אפילו כמה מכוניות (משאיות) מודרניות מצוידות במשאבות כאלה. הסיבה היא האמינות הגבוהה וחוסר היומרות שלהם לאיכות הסולר.
מערכת השורות פועלת באופן הבא. זוג הבוכנה מונע על ידי סיבוב גל הארכובה. מהפכה אחת של גל זיזי המשאבה תואמת לשני סיבובים של גל ארכובה המנוע.
מנגנון הבוכנה דרך שסתום ניתוק הדלק של משאבת הלחץ הגבוה מפריד חלק מהדלק מהקו המשותף ודוחס אותו בחלק הלחץ של המערכת. נפח החלק מווסת על ידי מוט שיניים המחובר לדוושת הגז. במכוניות עם ECU הוא נשלט על ידי כונן סרוו המגיב לאותות מיחידת הבקרה.
תזמון ההזרקה נקבע על ידי מהירות גל הארכובה. המנגנון כולל שני צימודים למחצה, המופרדים על ידי קפיצים. כאשר מהירות המנוע עולה, הקפיצים נדחסים, שבגללם ציר המשאבה מסתובב מעט, מה שמוביל לשינוי בזווית התקדמות ההזרקה.
משאבת הזרקה מסוג חלוקה
בניגוד לשינוי הקודם, מודל זה קטן יותר. הוא כולל גם ביצועים יציבים. ישנם מספר שינויים במשאבות ההפצה. ישנם סוגים של בוכנה וסיבוב. הם נבדלים גם בסוגי הכונן - מיקום פנימי, קצה או חיצוני של המצלמות.
כונן פקה חיצוני אינו יציב ואמין. לכן, אם אפשר, עדיף להתעכב על שני הסוגים האחרים.
משאבות כאלה נשחקות מהר יותר, מכיוון שמנגנון בוכנה אחד בהן משרת את כל חרירי הקבוצה. בהקשר זה, לעמיתים מקוונים יתרונות. בשל גודלם הקטן, מותקנות משאבות הזרקת חלוקה במערכות הדלק של מכוניות ומשאיות קטנות.
משאבת הזרקה ראשית
בניגוד לשני השינויים הקודמים, המשאבה הראשית יוצרת לחץ בקו יחיד - מסילת הדלק כביכול. הוא משמש כמצטבר בו נשמר לחץ דלק קבוע.
בשל המספר הקטן יותר של מנגנוני ההפצה, שינוי זה ביסס את עצמו כאמין ביותר. התיקון של משאבות הזרקה מהסוג הראשי אינו קשה במיוחד. נפח המינון נשלט על ידי שסתום מינון סולנואיד. משאבות כאלה מותקנות במערכות מסילות דלק של Common Rail.
האם יש מנוע דלק בלחץ גבוה על מנוע בנזין?
אף כי היישום העיקרי של משאבות הזרקת דלק הוא במנועי דיזל, מנועי בנזין מודרניים רבים פועלים גם על ידי אספקת דלק בלחץ גבוה. מנגנונים אלה משמשים במנועי בעירה פנימית עם הזרקה ישירה.
מנועי בנזין GDI דורשים התקנת משאבות כאלה. למעשה, מערכת זו הינה גרסה היברידית המשלבת עיצוב מנוע בעירה פנימית בנזין עם עקרון הפעולה של יחידת דיזל. ההבדל היחיד הוא שההצתה אינה נובעת מטמפרטורת האוויר הדחוס, אלא בגלל המצתים. במנועים כאלה משתמשים בשינוי מקוון.
תקלות עיקריות
אף על פי שמשאבות ההזרקה שונות בתכנון שלהן, ישנם מספר כללים חשובים שעל בעל הרכב לעקוב כדי שהמשאבה תשרת את זמנה המוקצב:
- רוב המשאבות הן גחמניות מבחינת איכות הדלק, ולכן יש לעמוד בדרישות שקבע היצרן למשאבה מסוימת;
- בשל מורכבות העיצוב והעומסים שיש על המנגנונים, משאבות בלחץ גבוה זקוקות לתחזוקה שוטפת;
- כל החלקים המסתובבים והמשפשפים חייבים להיות משומנים היטב, ולכן חובה לעקוב אחר המלצות היצרן לבחירת חומרי סיכה.
אם לא תקפידו על כללים אלה, המכשיר יהפוך לבלתי שמיש מהר יותר, מה שיצריך החלפה או תיקונים יקרים.
הגורמים הבאים מצביעים על תקלה במשאבת ההזרקה (במערכות אחרות הניתנות לניתוח ותקלות בהן עשויות להיות ביטויים דומים):
- עשן שחור בפליטה וכתוצאה מכך פליטות רעילות יותר לסביבה;
- צריכת דלק מוגברת (עקב דליפות דלק);
- ירידה בכוח ICE;
- רעשים מהמשאבה נשמעים במהלך הפעלת המנוע;
- התנעה קשה של המנוע;
- חגורת התזמון לעתים קרובות מחליקה;
- מהירות מנוע לא יציבה.
התקלה השכיחה ביותר באלמנטים כאלה של מערכת הדלק היא כישלון זוג הבוכנה. לרוב זה נובע מדלק באיכות ירודה - רובד מצטבר על המשטחים, מה שמונע את תנועת החלקים. כמו כן, הגורם לכישלון המנגנון הוא מים, שלעתים קרובות מתעבים במיכל הדלק. מסיבה זו, לא מומלץ להשאיר מכונית עם מיכל ריק בן לילה.
תיקון משאבות בלחץ גבוה
אם לא קשה לתקן משאבת בנזין קונבנציונאלית - מספיק לקנות ערכת תיקון ולהחליף חלקים שחוקים, אז תיקון והתאמת משאבת דלק היא הליך מסובך מאוד. אי אפשר אפילו לקבוע מה הסיבה לתקלה ללא ציוד נוסף. אבחון עצמי של יחידות בקרה מודרניות לרוב לא עוזר.
לעיתים קרובות קורה שהתסמינים של התמוטטות משאבת הדלק זהים לתקלות במנגנון חלוקת הגז או במערכת הפליטה. מסיבות אלה, לא מומלץ לבצע תיקון עצמי של משאבת ההזרקה. לשם כך, עדיף להיעזר במרכז שירות מיוחד.
בנוסף, צפו בסרטון על ביטול ליקויים ותיקון משאבות דלק בלחץ גבוה:
שאלות ותשובות:
מהם סוגי משאבות ההזרקה? ה-in-line מזין דלק לצילינדרים עם בוכנות שונות. תא מטען - לסוללה או לרמפה. חלוקה - בוכנה אחת לכל הצילינדרים באותה מידה.
כיצד פועלת משאבת הזרקת דיזל? זה מבוסס על עקרון הבוכנה. למשאבה יש מאגר מעל זוג הבוכנה, שאליו נשאבים דלק ומוחזקים בלחץ.
למה מיועדת משאבת הזרקת סולר? סולר חייב להיכנס לצילינדרים בלחץ גבוה פי כמה מיחס הדחיסה. רק זוג בוכנה מסוגל ליצור את הלחץ הזה.
