Dyzelinio variklio įpurškimo sistema – tiesioginis įpurškimas su rotaciniu siurbliu VP 30, 37 ir VP 44

Nuolat kylančios degalų kainos privertė gamintojus sparčiau plėtoti dyzelinius variklius. Iki 80 -ųjų pabaigos jie be benzininių variklių grojo tik antruoju smuiku. Pagrindiniai kaltininkai buvo jų masiškumas, triukšmas ir vibracija, kurių nekompensavo dar žymiai mažesnės degalų sąnaudos. Padėtį turėjo apsunkinti artėjantis griežtesnis teisinis reikalavimas sumažinti teršalų išmetamosiose dujose kiekį. Kaip ir kitose srityse, visagalė elektronika ištiesė pagalbos ranką dyzeliniams varikliams.

Dešimtojo dešimtmečio pabaigoje, bet ypač 80 -aisiais, palaipsniui buvo pradėtas naudoti elektroninis dyzelinių variklių valdymas (EDC), kuris žymiai pagerino dyzelinių variklių našumą. Pagrindiniai privalumai buvo geresnis degalų purškimas, pasiektas naudojant aukštesnį slėgį, taip pat elektroniniu būdu valdomas degalų įpurškimas pagal esamą situaciją ir variklio poreikius. Daugelis iš mūsų prisimins iš realaus gyvenimo patirties, koks „žingsnis į priekį“ paskatino draugiškai pristatyti legendinį 90 TDi variklį. Kaip ir stebuklingos lazdelės kvapas, iki šiol nepatogus 1,9 D / TD tapo vikriu sportininku, turinčiu itin mažas energijos sąnaudas.

Šiame straipsnyje mes jums pasakysime, kaip veikia rotacinis įpurškimo siurblys. Pirmiausia paaiškinsime, kaip veikia mechaniškai valdomi rotaciniai skilčių siurbliai, o vėliau - elektroniniu būdu valdomi siurbliai. Pavyzdys yra „Bosch“ įpurškimo siurblys, kuris buvo ir išlieka lengvųjų automobilių dyzelinių variklių įpurškimo sistemų pradininkas ir didžiausias gamintojas.

Įpurškimo agregatas su rotaciniu siurbliu vienu metu tiekia degalus į visus variklio cilindrus. Kuro paskirstymas atskiriems purkštukams atliekamas paskirstymo stūmokliu. Priklausomai nuo stūmoklio judėjimo, rotaciniai skilčių siurbliai skirstomi į ašinius (su vienu stūmokliu) ir radialinius (su dviem ar keturiais stūmokliais).

Rotacinis įpurškimo siurblys su ašiniu stūmokliu ir skirstytuvais

Aprašymui naudosime gerai žinomą „Bosch VE“ siurblį. Siurblį sudaro tiekimo siurblys, aukšto slėgio siurblys, greičio reguliatorius ir įpurškimo jungiklis. Tiekimo mentės siurblys tiekia degalus į siurblio siurbimo erdvę, iš kuro patenka į aukšto slėgio skyrių, kur jis suspaudžiamas iki reikiamo slėgio. Skirstytuvo stūmoklis vienu metu atlieka slydimo ir sukimosi judesį. Slydimo judesį sukelia ašinis kumštelis, tvirtai prijungtas prie stūmoklio. Tai leidžia siurbti degalus ir per slėgio vožtuvus tiekti į variklio kuro sistemos aukšto slėgio liniją. Dėl valdymo stūmoklio sukimosi judesio pasiekiama, kad stūmoklio paskirstymo griovelis sukasi priešais kanalus, per kuriuos atskirų cilindrų aukšto slėgio linija yra prijungta prie siurblio galvutės vietos virš stūmoklio. Degalai įsiurbiami judant stūmokliui į apatinį negyvą centrą, kai įsiurbimo kanalo ir stūmoklio griovelių skerspjūviai yra atviri vienas kitam.

Rotacinis įpurškimo siurblys su radialiniais stūmokliais

Sukamasis siurblys su radialiniais stūmokliais užtikrina didesnį įpurškimo slėgį. Tokiame siurblyje yra nuo dviejų iki keturių stūmoklių, kurie perkelia kumštelių žiedus, kurie yra pritvirtinti prie stūmoklio savo cilindruose, įpurškimo jungiklio link. Veleno žiedas turi tiek kilpų, kiek nurodytas variklio cilindras. Sukantis siurblio velenui, stūmokliai ritinėlių pagalba juda kumštelio žiedo trajektorija ir stumia kumštelio iškyšas į aukšto slėgio erdvę. Tiekimo siurblio rotorius prijungtas prie įpurškimo siurblio pavaros veleno. Tiekimo siurblys yra skirtas tiekti degalus iš bako į aukšto slėgio kuro siurblį tokiu slėgiu, kokio reikia, kad jis tinkamai veiktų. Į radialinius stūmoklius kuras tiekiamas per skirstytuvo rotorių, kuris yra standžiai prijungtas prie įpurškimo siurblio veleno. Ant skirstytuvo rotoriaus ašies yra centrinė skylė, jungianti radialinių stūmoklių aukšto slėgio erdvę su skersinėmis angomis kurui tiekti iš padavimo siurblio ir aukšto slėgio degalams išleisti į atskirų cilindrų purkštukus. Kuras patenka į purkštukus tuo metu, kai sujungiami rotoriaus angos skerspjūviai ir siurblio statoriaus kanalai. Iš ten degalai aukšto slėgio linija teka į atskirus variklio cilindrų purkštukus. Įpurškto kuro kiekis reguliuojamas ribojant kuro srautą, tekantį iš tiekimo siurblio į aukšto slėgio siurblio dalį.

Elektroniniu būdu valdomi rotaciniai įpurškimo siurbliai

Dažniausiai Europoje transporto priemonėse naudojamas elektroniniu būdu valdomas rotacinis siurblys yra Bosch VP30 serija, kuri sukuria aukštą slėgį ašiniu stūmokliniu varikliu, ir VP44, kuriame sukuriamas tūrinis siurblys su dviem arba trimis radialiniais stūmokliais. Su ašiniu siurbliu galima pasiekti maksimalų purkštuko slėgį iki 120 MPa, o su radialiniu – iki 180 MPa. Siurblį valdo elektroninė variklio valdymo sistema EDC. Pirmaisiais gamybos metais valdymo sistema buvo padalinta į dvi sistemas, iš kurių vieną valdė variklio valdymo sistema, o kitą – įpurškimo siurblys. Palaipsniui pradėtas naudoti vienas bendras valdiklis, esantis tiesiai ant siurblio.

Išcentrinis siurblys (VP44)

Vienas iš labiausiai paplitusių tokio tipo siurblių yra „Bosch“ radialinis stūmoklinis siurblys VP 44. Šis siurblys buvo pristatytas 1996 metais kaip aukšto slėgio degalų įpurškimo sistema lengviesiems automobiliams ir lengvosioms komercinėms transporto priemonėms. Pirmasis gamintojas, naudojęs šią sistemą, buvo „Opel“, savo „Vectra 44 / 2,0 DTi“ keturių cilindrų dyzeliniame variklyje sumontavęs VP2,2 siurblį. Po to sekė „Audi“ su 2,5 TDi varikliu. Šio tipo įpurškimo pradžia ir degalų sąnaudų reguliavimas yra visiškai elektroniniu būdu valdomi solenoidiniais vožtuvais. Kaip jau minėta, visa įpurškimo sistema valdoma dviem atskirais valdymo įtaisais, atskirai varikliui ir siurbliui, arba po vieną abiem prietaisams, esantiems tiesiai siurblyje. Valdymo blokas (-ai) apdoroja daugelio jutiklių signalus, kurie aiškiai matomi žemiau esančiame paveikslėlyje.

Projektavimo požiūriu siurblio veikimo principas iš esmės yra toks pat kaip mechaninės pavaros sistemos. Įpurškimo siurblį su radialiniu paskirstymu sudaro mentinis kameros siurblys su slėgio reguliavimo vožtuvu ir srauto droselio vožtuvas. Jo užduotis yra įsiurbti degalus, sukurti slėgį akumuliatoriaus viduje (apie 2 MPa) ir papildyti degalus aukšto slėgio radialiniu stūmokliniu siurbliu, kuris sukuria reikiamą slėgį smulkiam degalų purškimui-įpurškimui į cilindrus (maždaug iki 160 MPa) . ). Paskirstymo velenas sukasi kartu su aukšto slėgio siurbliu ir tiekia degalus į atskirus purkštukų cilindrus. Įpurškto kuro kiekiui matuoti ir reguliuoti naudojamas greitas solenoidinis vožtuvas, kuris valdomas signalais su kintamu impulsų dažniu per el. įrenginys yra ant siurblio. Vožtuvo atidarymas ir uždarymas lemia laiką, per kurį degalus tiekia aukšto slėgio siurblys. Remiantis atvirkštinio kampo jutiklio (cilindro kampinė padėtis) signalais, nustatoma momentinė pavaros veleno ir kumštelio žiedo kampinė padėtis atbulinės eigos metu, įpurškimo siurblio sukimosi greitis (lyginant su alkūninio veleno signalais) jutiklis) ir apskaičiuojama įpurškimo jungiklio padėtis siurblyje. Solenoidinis vožtuvas taip pat reguliuoja įpurškimo jungiklio padėtį, kuri atitinkamai pasuka aukšto slėgio siurblio kumštelį. Dėl to velenai, varantys stūmoklius, anksčiau ar vėliau susiliečia su kumšteliniu žiedu, o tai lemia pagreitėjimą arba vėlavimą suspaudimo pradžioje. Įpurškimo perjungimo vožtuvą valdymo blokas gali nuolat atidaryti ir uždaryti. Vairavimo kampo jutiklis yra ant žiedo, kuris sukasi sinchroniškai su aukšto slėgio siurblio kumšteliniu žiedu. Impulsų generatorius yra ant siurblio pavaros veleno. Dantyti taškai atitinka cilindrų skaičių variklyje. Kai skirstomasis velenas sukasi, perjungimo ritinėliai juda išilgai kumštelio žiedo paviršiaus. Stūmokliai stumiami į vidų ir suspaudžia kurą iki aukšto slėgio. Kuro suspaudimas esant aukštam slėgiui prasideda atidarius solenoidinį vožtuvą valdymo bloko signalu. Skirstytuvo velenas juda į padėtį priešais suslėgto kuro išleidimo angą į atitinkamą cilindrą. Tada degalai per droselio atbulinį vožtuvą tiekiami į purkštuvą, kuris įpurškia jį į cilindrą. Įpurškimas baigiasi uždarius solenoidinį vožtuvą. Vožtuvas užsidaro maždaug įveikus siurblio radialinių stūmoklių apatinį negyvą centrą, slėgio kilimo pradžią valdo kumštelio persidengimo kampas (valdomas įpurškimo jungikliu). Kuro įpurškimui įtakos turi greitis, apkrova, variklio temperatūra ir aplinkos slėgis. Valdymo blokas taip pat įvertina alkūninio veleno padėties jutiklio informaciją ir siurblio pavaros veleno kampą. Valdymo blokas naudoja kampo jutiklį, kad nustatytų tikslią siurblio pavaros veleno ir įpurškimo jungiklio padėtį.

1. - Mentelinis ekstruzijos siurblys su slėgio reguliavimo vožtuvu.

2. – sukimosi kampo jutiklis

3. - siurblio valdymo elementas

4. - aukšto slėgio siurblys su skirstomuoju velenu ir išleidimo vožtuvu.

5. - įpurškimo jungiklis su perjungimo vožtuvu

6. - aukšto slėgio solenoidinis vožtuvas

Ašinis siurblys (VP30)

Panaši elektroninė valdymo sistema gali būti taikoma rotaciniam stūmokliniam siurbliui, pavyzdžiui, Bosch tipo VP 30-37 siurbliui, kuris lengvuosiuose automobiliuose naudojamas nuo 1989 m. VE ašinio srauto kuro siurblyje, valdomame mechaninio ekscentrinio reguliatoriaus. veiksminga važiavimo eiga ir degalų dozė nustato pavarų svirties padėtį. Žinoma, tikslesni nustatymai pasiekiami elektroniniu būdu. Įpurškimo siurblio elektromagnetinis reguliatorius yra mechaninis reguliatorius ir jo papildomos sistemos. Valdymo blokas nustato elektromagnetinio reguliatoriaus padėtį įpurškimo siurblyje, atsižvelgdamas į signalus iš įvairių jutiklių, kontroliuojančių variklio veikimą.

Galiausiai keli minėtų siurblių pavyzdžiai konkrečiose transporto priemonėse.

Rotacinis kuro siurblys su ašiniu stūmokliniu varikliu VP30 naudoja, pvz., Ford Focus 1,8 TDDi 66 kW

VP37 naudoja 1,9 SDi ir TDi variklį (66 kW).

Rotacinis įpurškimo siurblys su radialiniais stūmokliais VP44 naudojamas transporto priemonėse:

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

Audi A4 / A6 2,5 TDi

BMW 320d (100 kW)

Panašios konstrukcijos yra rotacinis įpurškimo siurblys su Nippon-Denso radialiniais stūmokliais Mazde DiTD (74 kW).