Dīzeļdzinēja iesmidzināšanas sistēma - tiešā iesmidzināšana ar rotācijas sūkni VP 30, 37 un VP 44
saturs
Pastāvīgi augošās degvielas cenas ir likušas ražotājiem pastiprināt dīzeļdzinēju attīstību. Līdz 80. gadu beigām viņi bez benzīna dzinējiem spēlēja tikai otro vijoli. Galvenie vainīgie bija to apjomīgums, troksnis un vibrācija, ko nekompensēja pat ievērojami zemāks degvielas patēriņš. Situāciju vajadzēja pasliktināt gaidāmajai stingrākajai likumdošanas prasībai samazināt piesārņotāju emisijas izplūdes gāzēs. Tāpat kā citās jomās, visvarenā elektronika ir sniegusi palīdzīgu roku dīzeļdzinējiem.
80. gadu beigās, bet jo īpaši 90. gados pakāpeniski tika ieviesta dīzeļdzinēju elektroniskā vadība (EDC), kas ievērojami uzlaboja dīzeļdzinēju darbību. Galvenās priekšrocības izrādījās labāka degvielas izsmidzināšana, kas panākta ar lielāku spiedienu, kā arī elektroniski kontrolēta degvielas iesmidzināšana atbilstoši pašreizējai situācijai un motora vajadzībām. Daudzi no mums atcerēsies no reālās dzīves pieredzes, kāda veida “turpināšana” izraisīja leģendārā 1,9 TDi dzinēja draudzīgu ieviešanu. Līdzīgi kā burvju nūjiņas smarža, līdz šim apjomīgais 1,9 D / TD ir kļuvis par veiklu sportistu ar ārkārtīgi zemu enerģijas patēriņu.
Šajā rakstā mēs jums pateiksim, kā darbojas rotācijas iesmidzināšanas sūknis. Vispirms mēs izskaidrosim, kā darbojas mehāniski vadāmie rotējošās daivas sūkņi, un pēc tam elektroniski vadāmie sūkņi. Kā piemēru var minēt Bosch iesmidzināšanas sūkni, kas bija un joprojām ir pionieris un lielākais iesmidzināšanas sistēmu ražotājs dīzeļdzinējiem vieglajos automobiļos.
Iesmidzināšanas iekārta ar rotējošu sūkni vienlaikus piegādā degvielu visiem motora cilindriem. Degvielas sadali atsevišķiem inžektoriem veic sadalītāja virzulis. Atkarībā no virzuļa kustības rotējošās daivas sūkņi ir sadalīti aksiālos (ar vienu virzuli) un radiālos (ar diviem līdz četriem virzuļiem).
Rotācijas iesmidzināšanas sūknis ar aksiālo virzuli un sadalītājiem
Aprakstam mēs izmantosim plaši pazīstamo Bosch VE sūkni. Sūknis sastāv no padeves sūkņa, augstspiediena sūkņa, ātruma regulatora un iesmidzināšanas slēdža. Padeves lāpstiņu sūknis piegādā degvielu sūkņa iesūkšanas telpā, no kurienes degviela nonāk augstspiediena sadaļā, kur to saspiež līdz vajadzīgajam spiedienam. Sadalītāja virzulis vienlaikus veic bīdāmu un rotējošu kustību. Bīdāmo kustību izraisa aksiāls izciļņš, kas cieši savienots ar virzuli. Tas ļauj iesūkt degvielu un caur spiediena vārstiem to piegādāt motora degvielas sistēmas augstspiediena līnijā. Sakarā ar vadības virzuļa rotācijas kustību tiek panākts, ka virzuļa sadales rieva griežas pretī kanāliem, caur kuriem atsevišķu cilindru augstspiediena līnija ir savienota ar sūkņa galvas telpu virs virzuļa. Degviela tiek ievilkta virzuļa pārvietošanās laikā uz apakšējo mirušo centru, kad ieplūdes kanāla šķērsgriezumi un virzuļa rievas ir atvērtas viena otrai.
Rotācijas iesmidzināšanas sūknis ar radiālajiem virzuļiem
Rotācijas sūknis ar radiālajiem virzuļiem nodrošina lielāku iesmidzināšanas spiedienu. Šāds sūknis satur no diviem līdz četriem virzuļiem, kas pārvieto cilindru virzuļa gredzenus uz iesmidzināšanas slēdža pusi. Izciļņa gredzenam ir tikpat daudz cilpu kā dotajam motora cilindram. Kad sūkņa vārpsta griežas, virzuļi ar veltņu palīdzību pārvietojas pa izciļņa gredzena trajektoriju un iespiež izciļņa izvirzījumus augstspiediena telpā. Padeves sūkņa rotors ir pievienots iesmidzināšanas sūkņa piedziņas vārpstai. Padeves sūknis ir paredzēts degvielas padevei no tvertnes uz augstspiediena degvielas sūkni tādā spiedienā, kāds nepieciešams tā pareizai darbībai. Degviela tiek piegādāta radiālajiem virzuļiem caur sadalītāja rotoru, kas ir stingri savienots ar iesmidzināšanas sūkņa vārpstu. Uz sadalītāja rotora ass ir centrālais caurums, kas savieno radiālo virzuļu augstspiediena telpu ar šķērseniskiem caurumiem degvielas padevei no padeves sūkņa un augstspiediena degvielas izvadīšanai uz atsevišķu cilindru sprauslām. Degviela izplūst sprauslās brīdī, kad savieno rotora urbuma šķērsgriezumus un kanālus sūkņa statorā. No turienes degviela caur augstspiediena līniju plūst uz atsevišķiem dzinēja cilindru inžektoriem. Ievadītā degvielas daudzuma regulēšana notiek, ierobežojot degvielas plūsmu, kas plūst no padeves sūkņa uz sūkņa augstspiediena daļu.
Elektroniski vadāmi rotācijas iesmidzināšanas sūkņi
Eiropā visizplatītākais elektroniski vadāmais augstspiediena rotācijas sūknis, ko izmanto transportlīdzekļos, ir Bosch VP30 sērija, kas rada augstu spiedienu ar aksiālo virzuļmotoru, un VP44, kurā tas rada pozitīva darba tilpuma sūkni ar diviem vai trim radiālajiem virzuļiem. Ar aksiālo sūkni iespējams sasniegt maksimālo sprauslas spiedienu līdz 120 MPa, bet ar radiālo sūkni līdz 180 MPa. Sūkni vada elektroniskā dzinēja vadības sistēma EDC. Pirmajos ražošanas gados vadības sistēma tika sadalīta divās sistēmās, no kurām vienu vadīja dzinēja vadības sistēma, bet otru - iesmidzināšanas sūknis. Pamazām sāka izmantot vienu kopīgu kontrolieri, kas atrodas tieši uz sūkņa.
Centrbēdzes sūknis (VP44)
Viens no visbiežāk sastopamajiem šāda veida sūkņiem ir Bosch VP 44 radiālais virzuļsūknis. Šis sūknis tika ieviests 1996. gadā kā augstspiediena degvielas iesmidzināšanas sistēma vieglajām automašīnām un vieglajiem kravas automobiļiem. Pirmais ražotājs, kas izmantoja šo sistēmu, bija Opel, kurš sava Vectra 44 / 2,0 DTi četru cilindru dīzeļdzinējā uzstādīja sūkni VP2,2. Tam sekoja Audi ar 2,5 TDi dzinēju. Šādā veidā iesmidzināšanas sākumu un degvielas patēriņa regulēšanu pilnībā elektroniski kontrolē, izmantojot elektromagnētiskos vārstus. Kā jau minēts, visu iesmidzināšanas sistēmu kontrolē vai nu divi atsevišķi vadības bloki, atsevišķi motoram un sūknim, vai viens abām ierīcēm, kas atrodas tieši sūknī. Vadības bloks (-i) apstrādā signālus no vairākiem sensoriem, kas ir skaidri redzams attēlā.
No konstrukcijas viedokļa sūkņa darbības princips būtībā ir tāds pats kā mehāniskās piedziņas sistēmai. Augstspiediena degvielas sūknis ar radiālo sadalījumu sastāv no lāpstiņu kameras sūkņa ar spiediena regulēšanas vārstu un plūsmas droseļvārstu. Tās uzdevums ir uzsūkt degvielu, radīt spiedienu akumulatorā (apmēram 2 MPa) un uzpildīt ar augstspiediena radiālo virzuļsūkni, kas rada nepieciešamo spiedienu smalkai degvielas izsmidzināšanai-iesmidzināšanai cilindros (līdz aptuveni 160 MPa) . ). Sadales vārpsta griežas kopā ar augstspiediena sūkni un piegādā degvielu atsevišķiem inžektora cilindriem. Lai izmērītu un regulētu iesmidzināto degvielas daudzumu, tiek izmantots ātrs solenoīda vārsts, ko kontrolē signāli ar mainīgu impulsa frekvenci caur el. iekārta atrodas uz sūkņa. Vārsta atvēršana un aizvēršana nosaka laiku, kurā degvielu piegādā augstspiediena sūknis. Pamatojoties uz signāliem no atpakaļgaitas leņķa sensora (cilindra leņķiskais stāvoklis), tiek noteikts piedziņas vārpstas un izciļņa gredzena momentālais leņķiskais stāvoklis apgriešanās laikā, iesmidzināšanas sūkņa griešanās ātrums (salīdzinājumā ar kloķvārpstas signāliem) sensors) un tiek aprēķināts iesmidzināšanas slēdža stāvoklis sūknī. Solenoīda vārsts pielāgo arī iesmidzināšanas slēdža stāvokli, kas attiecīgi pagriež augstspiediena sūkņa izciļņa gredzenu. Tā rezultātā vārpstas virzošās vārpstas agrāk vai vēlāk saskaras ar izciļņa gredzenu, kas noved pie kompresijas sākuma paātrinājuma vai aizkavēšanās. Iesmidzināšanas pārslēgšanas vārstu var nepārtraukti atvērt un aizvērt ar vadības bloku. Stūres leņķa sensors atrodas uz gredzena, kas rotē sinhroni ar augstspiediena sūkņa izciļņa gredzenu. Impulsu ģenerators atrodas uz sūkņa piedziņas vārpstas. Robaini punkti atbilst cilindru skaitam motorā. Kad sadales vārpsta griežas, pārslēgšanas veltņi pārvietojas pa izciļņa gredzena virsmu. Virzuļi tiek iespiesti uz iekšu un saspiež degvielu līdz augstam spiedienam. Degvielas saspiešana zem augsta spiediena sākas pēc elektromagnētiskā vārsta atvēršanas ar signālu no vadības bloka. Sadales vārpsta pārvietojas pozīcijā, kas atrodas saspiestas degvielas izplūdes atveres priekšā uz atbilstošo cilindru. Pēc tam degviela caur droseļvārsta vārstu tiek piegādāta caurulei inžektoram, kas to iesmidzina cilindrā. Injekcija beidzas ar elektromagnētiskā vārsta aizvēršanu. Vārsts aizveras aptuveni pēc sūkņa radiālo virzuļu apakšējā mirušā centra pārvarēšanas, spiediena pieauguma sākumu kontrolē izciļņa pārklāšanās leņķis (ko kontrolē iesmidzināšanas slēdzis). Degvielas iesmidzināšanu ietekmē ātrums, slodze, motora temperatūra un apkārtējais spiediens. Vadības bloks arī novērtē informāciju no kloķvārpstas stāvokļa sensora un piedziņas vārpstas leņķa sūknī. Vadības bloks izmanto leņķa sensoru, lai noteiktu precīzu sūkņa piedziņas vārpstas un iesmidzināšanas slēdža stāvokli.
1. - Lāpstiņu ekstrūzijas sūknis ar spiediena regulēšanas vārstu.
2. – griešanās leņķa sensors
3. - sūkņa vadības elements
4. - augstspiediena sūknis ar sadales vārpstu un iztukšošanas vārstu.
5. - iesmidzināšanas slēdzis ar pārslēgšanas vārstu
6. - augstspiediena solenoīda vārsts
Aksiālais sūknis (VP30)
Līdzīgu elektronisko vadības sistēmu var piemērot rotējošam virzuļsūknim, piemēram, Bosch tipa VP 30-37 sūknim, ko vieglajos automobiļos izmanto kopš 1989. gada. VE aksiālās plūsmas degvielas sūknī, ko kontrolē mehānisks ekscentrisks regulators. faktiskais gājiens un degvielas deva nosaka pārnesumu sviras stāvokli. Protams, precīzāki iestatījumi tiek sasniegti elektroniski. Iesmidzināšanas sūkņa elektromagnētiskais regulators ir mehānisks regulators un tā papildu sistēmas. Vadības bloks nosaka elektromagnētiskā regulatora pozīciju iesmidzināšanas sūknī, ņemot vērā signālus no dažādiem sensoriem, kas uzrauga dzinēja darbību.
Visbeidzot, daži minēto sūkņu piemēri konkrētos transportlīdzekļos.
Rotācijas degvielas sūknis ar aksiālo virzuļdzinēju VP30 izmanto, piemēram, Ford Focus 1,8 TDDi 66 kW
VP37 izmanto 1,9 SDi un TDi dzinēju (66 kW).
Rotācijas iesmidzināšanas sūknis ar radiālajiem virzuļiem VP44 izmanto transportlīdzekļos:
Opel 2,0 DTI 16V, 2,2 DTI 16V
Audi A4 / A6 2,5 TDi
BMW 320d (100 kW)
Līdzīga konstrukcija ir rotācijas iesmidzināšanas sūknis ar Nippon-Denso radiālajiem virzuļiem Mazde DiTD (74 kW).
