מערכת הזרקת מנוע דיזל - הזרקה ישירה עם משאבה סיבובית VP 30, 37 ו- VP 44

עליית מחירי הדלק כל הזמן דחפה את היצרנים להגביר את פיתוח מנועי הדיזל. עד סוף שנות ה -80, הם ניגנו רק בכינור השני בנוסף למנועי בנזין. האשמים העיקריים היו נפחם, הרעש והרעידות שלהם, שלא הופצו על ידי צריכת דלק נמוכה אף יותר. המצב היה צריך להחמיר על ידי החמרה הקרובה של דרישות החוק לצמצום פליטת מזהמים בגזי פליטה. כמו בתחומים אחרים, האלקטרוניקה הכל יכול העניקה יד עוזרת למנועי דיזל.

בסוף שנות ה -80, אך במיוחד בשנות ה -90, הוכנסו בהדרגה בקרת מנועי הדיזל האלקטרונית (EDC), מה ששיפר משמעותית את ביצועי מנועי הדיזל. היתרונות העיקריים התבררו כאטום דלק טוב יותר שהושג באמצעות לחץ גבוה יותר, כמו גם הזרקת דלק מבוקרת אלקטרונית בהתאם למצב הנוכחי ולצרכי המנוע. רבים מאיתנו יזכרו מניסיון אמיתי איזה סוג של "קדימה" גרם להכנסת מנוע ה- 1,9 TDi האגדי בצורה ידידותית. כמו ריח שרביט קסמים, ה- 1,9 D / TD המפואר עד כה הפך לספורטאי זריז עם צריכת אנרגיה נמוכה במיוחד.

במאמר זה נספר לכם כיצד פועלת משאבת הזרקה סיבובית. תחילה נסביר כיצד פועלות משאבות האונה הסיבובית הנשלטות באופן מכני ולאחר מכן משאבות הנשלטות על ידי אלקטרונית. דוגמה לכך היא משאבת ההזרקה של חברת בוש, שהיתה ונשארה היצרנית החלוצה והיצרנית הגדולה ביותר של מערכות הזרקה למנועי דיזל במכוניות נוסעים.

יחידת ההזרקה עם משאבה סיבובית מספקת דלק בו זמנית לכל צילינדרי המנוע. חלוקת הדלק למזרקים האישיים מתבצעת על ידי בוכנת מפיץ. בהתאם לתנועת הבוכנה, משאבות האונה הסיבובית מתחלקות לציר (עם בוכנה אחת) ורדיאלית (עם שתיים עד ארבע בוכנות).

משאבת הזרקה סיבובית עם בוכנה צירית ומפיצים

לתיאור נשתמש במשאבת בוש VE הידועה. המשאבה מורכבת ממשאבת הזנה, משאבה בלחץ גבוה, בקר מהירות ומתג הזרקה. משאבת שבב ההזנה מספקת דלק לחלל היניקה של המשאבה, משם נכנס הדלק לחלק הלחץ הגבוה, שם הוא נדחס ללחץ הנדרש. בוכנת המפיץ מבצעת תנועת הזזה וסיבוב במקביל. תנועת הזזה נגרמת על ידי מצלמה צירית המחוברת היטב לבוכנה. זה מאפשר להישאב דלק ולספק אותו לקו הלחץ הגבוה של מערכת הדלק של המנוע דרך שסתומי הלחץ. בשל התנועה הסיבובית של בוכנת הבקרה, מושגת שחריץ ההפצה בבוכנה מסתובב מול התעלות שדרכן מחובר קו הלחץ הגבוה של הגלילים הבודדים לחלל ראש המשאבה מעל הבוכנה. הדלק נשאב בזמן תנועת הבוכנה למרכז המתים התחתון, כאשר חתכי הצינור והחריצים בבוכנה פתוחים זה לזה.

משאבת הזרקה סיבובית עם בוכנות רדיאליות

המשאבה הסיבובית עם בוכנות רדיאליות מספקת לחץ הזרקה גבוה יותר. משאבה כזו מכילה שניים עד ארבעה בוכנות, המניעות את טבעות הפקה, המקובעות בבוכנה בצילינדרים שלהן, לעבר מתג ההזרקה. טבעת המצלמה כוללת זיזים רבים כמו גליל המנוע הנתון. כאשר ציר המשאבה מסתובב, הבוכנות נעות לאורך מסלול טבעת הפקה בעזרת גלילים ודוחפות את בליטות המצלמה לחלל הלחץ הגבוה. הרוטור של משאבת ההזנה מחובר לציר ההנעה של משאבת ההזרקה. משאבת ההזנה מיועדת לספק דלק מהמיכל למשאבת הדלק בלחץ גבוה בלחץ הנדרש להפעלתה הנכונה. הדלק מסופק לבוכנות הרדיאליות באמצעות הרוטור המפיץ, המחובר בצורה קשיחה לפיר משאבת ההזרקה. על ציר הרוטור המפיץ יש חור מרכזי המחבר את חלל הלחץ הגבוה של הבוכנות הרדיאליות עם חורים רוחביים לאספקת דלק ממשאבת ההזנה ולפריקת דלק בלחץ גבוה למזרקים של הגלילים הבודדים. הדלק יוצא לחרירים ברגע החיבור בין חתכי הרוטור ובין התעלות שבסטאטור המשאבה. משם הדלק זורם דרך קו לחץ גבוה אל המזרקים האישיים של גלילי המנוע. ויסות כמות הדלק המוזרק מתרחש על ידי הגבלת זרימת הדלק הזורמת ממשאבת ההזנה לחלק בלחץ גבוה של המשאבה.

משאבות הזרקה סיבוביות הנשלטות על ידי אלקטרונית

המשאבה הסיבובית בלחץ גבוה הנשלטת אלקטרונית הנפוצה ביותר בשימוש בכלי רכב באירופה היא סדרת Bosch VP30, המייצרת לחץ גבוה עם מנוע בוכנה צירית, וה- VP44, שבה היא יוצרת משאבת תזוזה חיובית עם שתיים או שלוש בוכנות רדיאליות. עם משאבה צירית ניתן להגיע ללחץ פיזה מרבי של עד 120 מגפ"ס, ובמשאבה רדיאלית עד 180 מג"פ. המשאבה נשלטת על ידי מערכת בקרת המנוע האלקטרונית EDC. בשנים הראשונות לייצור מערכת הבקרה חולקה לשתי מערכות, האחת נשלטה על ידי מערכת ניהול המנוע, והשנייה על ידי משאבת ההזרקה. בהדרגה החלו להשתמש בבקר נפוץ אחד הממוקם ישירות על המשאבה.

משאבה צנטריפוגלית (VP44)

אחת המשאבות הנפוצות מסוג זה היא משאבת הבוכנה הרדיאלית VP 44 מבית בוש. משאבה זו הוצגה בשנת 1996 כמערכת הזרקת דלק בלחץ גבוה עבור מכוניות נוסעים ורכבים מסחריים קלים. היצרנית הראשונה שהשתמשה במערכת זו הייתה אופל, שהתקינה משאבת VP44 במנוע הדיזל הארבעה צילינדרים של Vectra 2,0 / 2,2 DTi שלה. אחריו הגיעה אודי עם מנוע 2,5 TDi. בסוג זה, תחילת ההזרקה וויסות צריכת הדלק נשלטים באופן אלקטרוני באופן מלא באמצעות שסתומי סולנואיד. כפי שכבר צוין, מערכת ההזרקה כולה נשלטת על ידי שתי יחידות בקרה נפרדות, בנפרד עבור המנוע והמשאבה, או אחת לשני המכשירים הממוקמים ישירות במשאבה. יחידת הבקרה מעבדת אותות ממספר חיישנים, הנראים בבירור באיור שלהלן.

מנקודת מבט עיצובית, עקרון הפעולה של המשאבה זהה למעשה לזה של מערכת מונעת מכנית. משאבת הדלק בלחץ גבוה עם התפלגות רדיאלית מורכבת ממשאבה תא תאורה עם שסתום בקרת לחץ ושסתום מצערת זרימה. משימתו היא לשאוב דלק, ליצור לחץ בתוך המצבר (כ-2 MPa) ולתדלק במשאבת בוכנה רדיאלית בלחץ גבוה היוצרת את הלחץ הדרוש לאטומיזציה עדינה-הזרקת דלק לצילינדרים (עד כ-160 MPa) . ). גל הזיזים מסתובב יחד עם משאבת הלחץ הגבוה ומספק דלק לגלילי המזרק האישיים. שסתום סולנואיד מהיר משמש למדידת ויסות כמות הדלק המוזרקת, הנשלטת על ידי אותות עם תדר דופק משתנה באמצעות האל. היחידה ממוקמת על המשאבה. פתיחתו וסגירתו של השסתום קובעים את משך זמן אספקת הדלק על ידי משאבת הלחץ הגבוה. בהתבסס על האותות מחיישן הזווית ההפוכה (מיקום זוויתי של הגליל), נקבעת המיקום הזוויתי המיידי של פיר ההנעה וטבעת המצלמה במהלך ההיפוך, מהירות הסיבוב של משאבת ההזרקה (בהשוואה לאותות של גל הארכובה. חיישן) ומיקום מתג ההזרקה במשאבה מחושבים. שסתום הסולנואיד גם מתאים את המיקום של מתג ההזרקה, אשר מסובב את טבעת הפקה של משאבת הלחץ הגבוה בהתאם. כתוצאה מכך, הפירים המניעים את הבוכנות במוקדם או במאוחר באים במגע עם טבעת הפקה, מה שמוביל להאצה או לעיכוב בתחילת הדחיסה. שסתום החלפת ההזרקה יכול להיפתח ולסגור ברציפות על ידי יחידת הבקרה. חיישן זווית ההיגוי ממוקם על טבעת המסתובבת באופן סינכרוני עם טבעת המצלמה של משאבת הלחץ הגבוה. מחולל הדופק ממוקם על ציר ההנעה של המשאבה. הנקודות המשוננות תואמות את מספר הצילינדרים במנוע. כאשר גל הזיזים מסתובב, גלילי המשמרת נעים לאורך פני טבעת הפקה. הבוכנות נדחפות פנימה ומפעילות לחץ על הדלק ללחץ גבוה. דחיסת דלק בלחץ גבוה מתחילה לאחר פתיחת שסתום הסולנואיד על ידי אות מיחידת הבקרה. פיר המפיץ נע למצב מול יציאת הדלק הדחוסה לצילינדר המתאים. לאחר מכן הדלק מוזרם דרך שסתום המצערת למזרק, המזריק אותו לתוך הצילינדר. ההזרקה מסתיימת בסגירת שסתום הסולנואיד. השסתום נסגר בערך לאחר שהתגבר על המרכז התחתון התחתון של הבוכנות הרדיאליות של המשאבה, תחילת עליית הלחץ נשלטת על ידי זווית החפיפה של המצלמה (נשלטת על ידי מתג ההזרקה). הזרקת הדלק מושפעת ממהירות, עומס, טמפרטורת המנוע ולחץ הסביבה. יחידת הבקרה גם מעריכה מידע מחיישן מיקום גל הארכובה וזווית ציר ההנעה במשאבה. יחידת הבקרה משתמשת בחיישן הזווית כדי לקבוע את המיקום המדויק של פיר ההנעה של המשאבה ומתג ההזרקה.

1. - משאבת שחול שבשבת עם שסתום בקרת לחץ.

2. – חיישן זווית סיבוב

3. - אלמנט בקרת משאבה

4. - משאבת לחץ גבוה עם גל זיזים ושסתום ניקוז.

5. - מתג הזרקה עם שסתום מיתוג

6. - שסתום סולנואיד בלחץ גבוה

משאבה צירית (VP30)

מערכת שליטה אלקטרונית דומה יכולה להיות מיושמת על משאבת בוכנה סיבובית, כגון משאבת VP 30-37 מסוג בוש, המשמשת במכוניות נוסעים מאז 1989. במשאבת דלק זרימה צירית VE הנשלטת על ידי מושל אקסצנטרי מכני. הנסיעה האפקטיבית ומינון הדלק קובעים את המיקום של ידית ההילוכים. כמובן, הגדרות מדויקות יותר מושגות באופן אלקטרוני. הרגולטור האלקטרומגנטי במשאבת ההזרקה הוא וסת מכני ומערכות נוספות שלו. יחידת הבקרה קובעת את מיקומו של הרגולטור האלקטרומגנטי במשאבת ההזרקה, תוך התחשבות באותות מחיישנים שונים המנטרים את ביצועי המנוע.

לבסוף, כמה דוגמאות של המשאבות שהוזכרו ברכבים ספציפיים.

משאבת דלק סיבובית עם מנוע בוכנה צירית VP30 משתמש למשל פורד פוקוס 1,8 TDDi 66 כ"ס

VP37 משתמש במנוע 1,9 SDi ו- TDi (66 קילוואט).

משאבת הזרקה סיבובית עם בוכנות רדיאליות VP44 בשימוש ברכבים:

אופל 2,0 DTI 16V, 2,2 DTI 16V

אאודי A4 / A6 2,5 TDi

ב.מ.וו 320d (100 כ"ס)

עיצוב דומה הוא משאבת הזרקה סיבובית עם בוכנות רדיאליות של ניפון-דנסו ב-Mazde DiTD (74 קילוואט).