Систем за вбризгување на дизел мотор - директно вбризгување со ротациона пумпа VP 30, 37 и VP 44

Постојаното зголемување на цените на горивото ги натера производителите да го засилат развојот на дизел мотори. До крајот на 80 -тите, тие свиреа само втора виолина, покрај бензинските мотори. Главните виновници беа нивната обемност, бучава и вибрации, кои не беа компензирани со дури и значително помала потрошувачка на гориво. Ситуацијата требаше да се влоши со претстојното заострување на законските барања за намалување на емисиите на загадувачки материи во издувните гасови. Како и во другите области, семоќната електроника им подаде рака на дизел моторите.

Кон крајот на 80 -тите години, но особено во 90 -тите, постепено се воведе електронската контрола на дизел моторот (EDC), што значително ги подобри перформансите на дизел моторите. Главните предности се покажаа како подобра атомизација на горивото постигната преку поголем притисок, како и електронски контролирана вбризгување на гориво во согласност со моменталната ситуација и потребите на моторот. Многумина од нас ќе се сетат од вистинското искуство каков „зелено светло“ предизвика лансирање на легендарниот мотор 1,9 TDi. Како волшебно стапче, досега обемниот 1,9 D / TD стана пргав спортист со екстремно мала потрошувачка на енергија.

Во оваа статија ќе ви кажеме како работи ротациона пумпа за вбризгување. Прво ќе објасниме како функционираат механички контролирани пумпи со ротационен лобус, а потоа пумпи со електронска контрола. Пример е пумпата за вбризгување од Бош, која беше и останува пионер и најголем производител на системи за вбризгување на дизел мотори во патнички автомобили.

Единицата за вбризгување со ротациона пумпа истовремено снабдува гориво со сите цилиндри на моторот. Дистрибуцијата на горивото до индивидуалните инјектори се изведува со клип за дистрибутер. Во зависност од движењето на клипот, пумпите за ротирачки лобус се поделени на аксијални (со еден клип) и радијални (со два до четири клипа).

Ротациона пумпа за вбризгување со аксијален клип и дистрибутери

За описот, ќе ја користиме добро познатата Bosch VE пумпа. Пумпата се состои од пумпа за напојување, пумпа под висок притисок, контролер за брзина и прекинувач за вбризгување. Пумпата за напојување доставува гориво до просторот за вшмукување на пумпата, од каде што горивото влегува во делот со висок притисок, каде што е компресирано до потребниот притисок. Клипот за дистрибутер врши лизгачко и ротационо движење во исто време. Лизгачкото движење е предизвикано од аксијална камера цврсто поврзана со клипот. Ова овозможува вшмукување гориво и снабдување до линијата за висок притисок на системот за гориво на моторот преку вентилите за притисок. Поради ротационото движење на контролниот клип, се постигнува дистрибутивниот жлеб во клипот да ротира спроти каналите преку кои линијата под висок притисок на одделните цилиндри е поврзана со просторот на главата на пумпата над клипот. Горивото се вшмукува за време на движењето на клипот до дното мртво средиште, кога пресеците на влезниот канал и жлебовите во клипот се отворени еден за друг.

Ротациона пумпа за вбризгување со радијални клипови

Ротационата пумпа со радијални клипови обезбедува поголем притисок за вбризгување. Таквата пумпа содржи од два до четири клипа, кои ги поместуваат прстените на камерата, кои се фиксирани во клипот во нивните цилиндри, кон прекинувачот за вбризгување. Прстенот на камерата има исто толку ушница колку и дадениот цилиндар на моторот. Како што се врти вратилото на пумпата, клиповите се движат по траекторијата на прстенот на камерата со помош на ролки и ги туркаат испакнатините на камерата во просторот под висок притисок. Роторот на пумпата за напојување е поврзан со погонското вратило на пумпата за вбризгување. Пумпата за напојување е дизајнирана да снабдува гориво од резервоарот до пумпата за гориво под висок притисок под притисок неопходен за негово правилно функционирање. Горивото се доставува до радијалните клипови преку роторот на дистрибутерот, кој е цврсто поврзан со вратилото на пумпата за вбризгување. На оската на роторот на дистрибутерот има централна дупка што го поврзува просторот под висок притисок на радијалните клипови со попречни дупки за снабдување со гориво од пумпата за напојување и за испуштање гориво под висок притисок до инјекторите на индивидуалните цилиндри. Горивото излегува во млазниците во моментот на поврзување на пресеците на роторот и каналите во статорот на пумпата. Оттука, горивото тече низ линијата под висок притисок до индивидуалните инјектори на цилиндрите на моторот. Регулирањето на количината на инјектирано гориво се случува со ограничување на протокот на гориво што тече од пумпата за напојување до делот со висок притисок на пумпата.

Електронски контролирани ротациони пумпи за инјектирање

Најчестата електронски контролирана ротациона пумпа под висок притисок што се користи во возилата во Европа е серијата Bosch VP30, која генерира висок притисок со аксијален клипен мотор и VP44, во која создава пумпа со позитивно поместување со два или три радијални клипа. Со аксијална пумпа е можно да се постигне максимален притисок во млазницата до 120 MPa, а со радијална пумпа до 180 MPa. Пумпата е контролирана од електронскиот систем за контрола на моторот EDC. Во раните години на производство, контролниот систем беше поделен на два системи, од кои едниот беше контролиран од системот за управување со моторот, а другиот со пумпата за вбризгување. Постепено, почна да се користи еден заеднички контролер кој се наоѓа директно на пумпата.

Центрифугална пумпа (VP44)

Една од најчестите пумпи од овој тип е радијалната клипна пумпа VP 44 од Бош. Оваа пумпа беше воведена во 1996 година како систем за вбризгување гориво под висок притисок за патнички автомобили и лесни комерцијални возила. Првиот производител што го користеше овој систем беше Opel, кој инсталираше пумпа VP44 во четирицилиндричниот дизел мотор на својот Vectra 2,0 / 2,2 DTi. Потоа следеше Ауди со 2,5 TDi мотор. Во овој тип, почетокот на вбризгувањето и регулирањето на потрошувачката на гориво се целосно електронски контролирани со помош на електромагнетни вентили. Како што веќе рековме, целиот систем за вбризгување се контролира или со две одделни контролни единици, посебно за моторот и пумпата, или еден за двата уреди лоцирани директно во пумпата. Контролната единица (и) обработува сигнали од голем број сензори, што јасно се гледа на сликата подолу.

Од гледна точка на дизајнот, принципот на работа на пумпата е во суштина ист како оној на механички управуваниот систем. Пумпата за вбризгување со радијална дистрибуција се состои од пумпа со коморна лента со вентил за контрола на притисокот и вентил за гас за проток. Неговата задача е да го вшмукува горивото, да создаде притисок во акумулаторот (околу 2 MPa) и да дополни гориво со радијална клипна пумпа под висок притисок што го создава потребниот притисок за фино прскање-вбризгување на горивото во цилиндрите (до околу 160 MPa). . ). Брегастото вратило ротира заедно со пумпата под висок притисок и снабдува гориво со индивидуалните цилиндри за инјектор. За мерење и регулирање на количината на вбризгувано гориво се користи брз електромагнетниот вентил, кој се контролира со сигнали со променлива фреквенција на пулсот преку ел. единицата се наоѓа на пумпата. Отворањето и затворањето на вентилот го одредува времето за време на кое се снабдува гориво од пумпата за висок притисок. Врз основа на сигналите од сензорот за обратен агол (аголна положба на цилиндерот), се одредува моменталната аголна положба на погонското вратило и прстенот на камерата за време на назад, брзината на ротација на пумпата за вбризгување (во споредба со сигналите од коленестото вратило сензор) и се пресметува положбата на прекинувачот за вбризгување во пумпата. Исто така, електромагнетниот вентил ја прилагодува положбата на прекинувачот за вбризгување, кој соодветно го ротира прстенот на камерата на пумпата за висок притисок. Како резултат на тоа, шахтите што ги возат клиповите порано или подоцна доаѓаат во контакт со прстенот на камерата, што доведува до забрзување или одложување на почетокот на компресијата. Вентилот за пренос на вбризгување може постојано да се отвора и затвора од контролната единица. Сензорот за агол на управување се наоѓа на прстен кој се врти синхроно со прстенот на камерата на пумпата за висок притисок. Генераторот на пулсот се наоѓа на погонското вратило на пумпата. Нерамните точки одговараат на бројот на цилиндрите во моторот. Кога брегастото вратило се ротира, ролерите за поместување се движат по површината на прстенот на камерата. Клиповите се туркаат навнатре и го притискаат горивото до висок притисок. Компресијата на горивото под висок притисок започнува по отворањето на електромагнетниот вентил со сигнал од контролната единица. Оската на дистрибутерот се поместува во позиција пред излезот на компримираното гориво до соодветниот цилиндар. Горивото потоа се внесува преку вентилот за гас до инјекторот, кој го вбризгува во цилиндерот. Инјекцијата завршува со затворање на електромагнетниот вентил. Вентилот се затвора приближно по совладување на долниот мртов центар на радијалните клипови на пумпата, почетокот на порастот на притисокот се контролира со аголот на преклопување на камерата (контролиран со прекинувачот за вбризгување). Вбризгувањето на горивото е под влијание на брзината, оптоварувањето, температурата на моторот и притисокот на околината. Контролната единица, исто така, ги проценува информациите од сензорот за положба на коленестото вратило и аголот на погонското вратило во пумпата. Контролната единица го користи сензорот за агол за да ја одреди точната положба на погонското вратило на пумпата и прекинувачот за вбризгување.

1. - Пумпа за истиснување на лопатка со вентил за контрола на притисокот.

2. – сензор за агол на ротација

3. - контролен елемент на пумпата

4. - пумпа под висок притисок со брегаста осовина и вентил за одвод.

5. - прекинувач за вбризгување со прекинувачки вентил

6. - електромагнетниот вентил со висок притисок

Аксијална пумпа (VP30)

Сличен електронски систем за контрола може да се примени на ротациона клипна пумпа, како што е пумпата Bosch од типот VP 30-37, која се користи во патнички автомобили од 1989 година. Во VE пумпа за гориво со аксијален проток контролирана од механички ексцентричен гувернер. ефективната доза на патување и гориво ја одредуваат положбата на рачката на менувачот. Се разбира, попрецизни поставки се постигнуваат електронски. Електромагнетниот регулатор во пумпата за вбризгување е механички регулатор и неговите дополнителни системи. Контролната единица ја одредува позицијата на електромагнетниот регулатор во пумпата за вбризгување, земајќи ги предвид сигналите од различни сензори кои ги контролираат перформансите на моторот.

Конечно, неколку примери на споменатите пумпи во специфични возила.

Ротациона пумпа за гориво со аксијален клипен мотор VP30 користи на пример, Ford Focus 1,8 TDDi 66 kW

VP37 користи мотор 1,9 SDi и TDi (66 kW).

Ротациона пумпа за вбризгување со радијални клипови VP44 се користи во возила:

Opel 2,0 DTI 16V, 2,2 DTI 16V

Ауди А4 / А6 2,5 ТДИ

BMW 320d (100 kW)

Сличен дизајн е ротационата пумпа за вбризгување со радијални клипови Nippon-Denso во Mazde DiTD (74 kW).