سیستم تزریق موتور دیزل - تزریق مستقیم با پمپ دوار VP 30، 37 و VP 44
مقدار
افزایش مداوم قیمت سوخت ، تولیدکنندگان را وادار به توسعه موتورهای دیزلی کرده است. تا پایان دهه 80 ، آنها فقط دومین ویولن را علاوه بر موتورهای بنزینی می نواختند. عاملان اصلی حجم ، سر و صدا و ارتعاش آنها بود ، که حتی با کاهش قابل توجه سوخت نیز جبران نمی شد. وضعیت باید با تشدید مقررات قانونی آتی برای کاهش انتشار آلاینده ها در گازهای خروجی تشدید می شد. مانند دیگر زمینه ها ، لوازم الکترونیکی مطلق به موتورهای دیزلی کمک کرده است.
در اواخر دهه 80 ، اما به ویژه در دهه 90 ، کنترل الکترونیکی موتور دیزل (EDC) به تدریج معرفی شد ، که عملکرد موتورهای دیزلی را به میزان قابل توجهی بهبود بخشید. از مزایای اصلی می توان به اتمیزه شدن سوخت بهتر از طریق فشار بیشتر و همچنین کنترل تزریق سوخت الکترونیکی مطابق با شرایط فعلی و نیازهای موتور اشاره کرد. بسیاری از ما از تجربیات واقعی خود به یاد خواهیم آورد که چه نوع "جلو رفتن" باعث راه اندازی موتور افسانه ای 1,9 TDi شد. مانند یک چوب جادویی ، 1,9 D / TD بزرگ تا به حال تبدیل به یک ورزشکار زیرک با مصرف انرژی بسیار کم شده است.
در این مقاله نحوه عملکرد پمپ تزریق دوار را به شما خواهیم گفت. ابتدا نحوه عملکرد پمپ های لوب چرخشی کنترل شده با مکانیکی و سپس پمپ های کنترل الکترونیکی را توضیح خواهیم داد. به عنوان مثال ، پمپ تزریق بوش است که پیشگام و بزرگترین تولید کننده سیستم های تزریق موتورهای دیزلی در اتومبیل های سواری بود و می ماند.
واحد تزریق با یک پمپ دوار سوخت را به طور همزمان برای همه سیلندرهای موتور تامین می کند. توزیع سوخت به انژکتورهای انفرادی توسط پیستون توزیع کننده انجام می شود. بسته به حرکت پیستون ، پمپ های لوب چرخشی به محوری (با یک پیستون) و شعاعی (با دو تا چهار پیستون) تقسیم می شوند.
پمپ تزریق دوار با پیستون محوری و توزیع کننده ها
برای توضیحات ، ما از پمپ معروف Bosch VE استفاده می کنیم. این پمپ شامل یک پمپ تغذیه ، یک پمپ فشار قوی ، یک کنترل کننده سرعت و یک کلید تزریق است. پمپ پره تغذیه سوخت را به فضای مکش پمپ می رساند ، از جایی که سوخت وارد قسمت فشار قوی می شود ، جایی که به فشار مورد نیاز فشرده می شود. پیستون توزیع کننده حرکت کشویی و چرخشی را همزمان انجام می دهد. حرکت کشویی ناشی از یک محور محوری است که محکم به پیستون متصل شده است. این امر باعث می شود که سوخت از طریق سوپاپ های فشار به داخل لوله فشار قوی سیستم سوخت موتور وارد شده و به خط فشار بالا وارد شود. با توجه به حرکت چرخشی پیستون کنترل ، به دست می آید که شیار توزیع در پیستون در مقابل کانال هایی که از طریق آنها خط فشار قوی سیلندرهای جداگانه به فضای سر پمپ بالای پیستون متصل می شود ، می چرخد. سوخت در حین حرکت پیستون به مرکز مرده پایین کشیده می شود ، هنگامی که مقطع مجرای ورودی و شیارهای پیستون به روی یکدیگر باز است.
پمپ تزریق دوار با پیستون شعاعی
پمپ دوار با پیستون شعاعی فشار تزریق بیشتری را فراهم می کند. چنین پمپ شامل دو تا چهار پیستون است که حلقه های بادامک را که در سیلندرهای خود در پیستون ثابت شده اند به سمت سوئیچ تزریق حرکت می دهد. حلقه بادامک به اندازه سیلندر موتور دارای لبه است. با چرخش محور پمپ ، پیستون ها در امتداد مسیر حلقه بادامک با کمک غلطک حرکت می کنند و برجستگی های بادامک را به فضای فشار بالا فشار می دهند. روتور پمپ تغذیه به محور محرک پمپ تزریق متصل شده است. پمپ تغذیه طوری طراحی شده است که سوخت را از مخزن به پمپ سوخت فشار قوی با فشار لازم برای عملکرد صحیح آن تامین کند. سوخت از طریق روتور توزیع کننده به پیستون های شعاعی عرضه می شود که به طور محکم به محور پمپ تزریق متصل شده است. در محور روتور توزیع کننده یک سوراخ مرکزی وجود دارد که فضای فشار بالا پیستون های شعاعی را با حفره های عرضی برای تامین سوخت از پمپ تغذیه و تخلیه سوخت فشار قوی به انژکتورهای سیلندرهای جداگانه متصل می کند. سوخت در لحظه اتصال مقطع سوراخ روتور و کانال های موجود در استاتور پمپ به داخل نازل ها خارج می شود. از آنجا ، سوخت از طریق یک خط فشار بالا به انژکتورهای جداگانه سیلندرهای موتور جریان می یابد. تنظیم میزان سوخت تزریق شده با محدود کردن جریان سوختی که از پمپ تغذیه به قسمت فشار قوی پمپ جریان دارد ، ایجاد می شود.
پمپ های تزریق دوار با کنترل الکترونیکی
رایج ترین پمپ چرخشی فشار قوی کنترل شده الکترونیکی که در خودروها در اروپا استفاده می شود، سری VP30 بوش است که با موتور پیستون محوری فشار بالا تولید می کند و VP44 که در آن یک پمپ جابجایی مثبت با دو یا سه پیستون شعاعی ایجاد می کند. با پمپ محوری حداکثر فشار نازل تا 120 مگاپاسکال و با پمپ شعاعی تا 180 مگاپاسکال امکان پذیر است. پمپ توسط سیستم کنترل الکترونیکی موتور EDC کنترل می شود. در سال های اولیه تولید، سیستم کنترل به دو سیستم تقسیم می شد که یکی توسط سیستم مدیریت موتور و دیگری توسط پمپ تزریق کنترل می شد. به تدریج، یک کنترلر معمولی که مستقیماً روی پمپ قرار داشت شروع به استفاده کرد.
پمپ گریز از مرکز (VP44)
یکی از رایج ترین پمپ های این نوع ، پمپ پیستون شعاعی VP 44 شرکت بوش است. این پمپ در سال 1996 به عنوان سیستم تزریق سوخت فشار قوی برای خودروهای سواری و وسایل نقلیه تجاری سبک معرفی شد. اولین تولید کننده ای که از این سیستم استفاده کرد ، اوپل بود که یک پمپ VP44 را در موتور دیزل چهار سیلندر Vectra 2,0 / 2,2 DTi خود نصب کرد. پس از آن آئودی با موتور 2,5 TDi قرار گرفت. در این نوع ، شروع تزریق و تنظیم مصرف سوخت به طور کامل با استفاده از شیرهای برقی به صورت الکترونیکی کنترل می شود. همانطور که قبلاً ذکر شد ، کل سیستم تزریق یا توسط دو واحد کنترل جداگانه ، جداگانه برای موتور و پمپ ، یا یکی برای هر دو دستگاهی که مستقیماً در پمپ قرار دارند ، کنترل می شود. واحد کنترل (سیگنال) تعدادی از سنسورها را پردازش می کند ، که در شکل زیر به وضوح دیده می شود.
از نظر طراحی ، اصل عملکرد پمپ در اصل مشابه یک سیستم مکانیکی است. پمپ سوخت فشار قوی با توزیع شعاعی شامل یک پمپ محفظه پره با شیر کنترل فشار و دریچه گاز است. وظیفه آن مکیدن سوخت، ایجاد فشار در داخل باطری (تقریباً 2 مگاپاسکال) و سوخت گیری با پمپ پیستونی شعاعی پرفشار است که فشار لازم را برای اتمیزه کردن دقیق سوخت به داخل سیلندرها ایجاد می کند (تا حدود 160 مگاپاسکال). . ). میل بادامک همراه با پمپ فشار قوی می چرخد و سوخت مورد نیاز سیلندرهای انژکتور را تامین می کند. برای اندازه گیری و تنظیم میزان سوخت تزریق شده از شیر برقی سریع استفاده می شود که توسط سیگنال هایی با فرکانس پالس متغیر از طریق el کنترل می شود. دستگاه روی پمپ قرار دارد. باز و بسته شدن سوپاپ زمان تأمین سوخت توسط پمپ فشار قوی را تعیین می کند. بر اساس سیگنال های سنسور زاویه معکوس (موقعیت زاویه ای سیلندر) ، موقعیت زاویه ای لحظه ای محور محرک و حلقه بادامک در هنگام معکوس شدن ، سرعت چرخش پمپ تزریق (در مقایسه با سیگنال های میل لنگ سنسور) و موقعیت سوئیچ تزریق در پمپ محاسبه می شود. شیر برقی همچنین موقعیت سوئیچ تزریق را تنظیم می کند ، که بر این اساس حلقه بادامک پمپ فشار قوی را می چرخاند. در نتیجه ، محورهای راننده پیستون ها دیر یا زود با حلقه بادامک تماس پیدا می کنند ، که منجر به شتاب یا تاخیر در شروع فشرده سازی می شود. شیر تعویض تزریق را می توان به طور مداوم توسط واحد کنترل باز و بسته کرد. سنسور زاویه فرمان روی حلقه ای قرار دارد که همزمان با حلقه بادامک پمپ فشار قوی می چرخد. پالس ژنراتور بر روی محور محرک پمپ قرار دارد. نقاط ناهموار مربوط به تعداد سیلندرهای موتور است. هنگامی که میل بادامک می چرخد ، غلطک های شیفت در امتداد سطح حلقه بادامک حرکت می کنند. پیستون ها به سمت داخل رانده می شوند و سوخت را تا فشار بالا تحت فشار قرار می دهند. فشرده سازی سوخت تحت فشار بالا پس از باز شدن شیر برقی توسط سیگنال واحد کنترل شروع می شود. محور توزیع کننده به موقعیتی در جلوی خروجی سوخت فشرده به سیلندر مربوطه حرکت می کند. سپس سوخت از طریق دریچه کنترل دریچه گاز به انژکتور منتقل می شود که آن را به سیلندر تزریق می کند. تزریق با بستن شیر برقی به پایان می رسد. سوپاپ تقریباً پس از غلبه بر مرکز مرده پایین پیستون های شعاعی پمپ بسته می شود ، شروع افزایش فشار توسط زاویه همپوشانی بادامک (توسط سوئیچ تزریق کنترل می شود) کنترل می شود. تزریق سوخت تحت تأثیر سرعت ، بار ، دمای موتور و فشار محیط است. واحد کنترل همچنین اطلاعات سنسور موقعیت میل لنگ و زاویه محور محرک در پمپ را ارزیابی می کند. واحد کنترل از سنسور زاویه برای تعیین موقعیت دقیق محور محرک پمپ و سوئیچ تزریق استفاده می کند.
1. - پمپ اکستروژن پره ای با شیر کنترل فشار.
2. - سنسور زاویه چرخش
3. - عنصر کنترل پمپ
4. - پمپ فشار قوی با میل بادامک و شیر تخلیه.
5. - سوئیچ تزریق با سوپاپ سوئیچینگ
6. - شیر برقی فشار قوی
پمپ محوری (VP30)
یک سیستم کنترل الکترونیکی مشابه را می توان بر روی یک پمپ پیستونی دوار ، مانند پمپ نوع Bosch VP 30-37 ، که از سال 1989 در خودروهای سواری استفاده می شود ، اعمال کرد. در یک پمپ سوخت VE محور محوری کنترل شده توسط یک گاورنر غیر عادی مکانیکی. حرکت موثر و دوز سوخت موقعیت اهرم دنده را تعیین می کند. البته تنظیمات دقیق تر به صورت الکترونیکی انجام می شود. تنظیم کننده الکترومغناطیسی در پمپ تزریق یک تنظیم کننده مکانیکی و سیستم های اضافی آن است. واحد کنترل موقعیت تنظیم کننده الکترومغناطیسی را در پمپ تزریق با در نظر گرفتن سیگنالهای سنسورهای مختلف که عملکرد موتور را کنترل می کنند ، تعیین می کند.
در نهایت ، چند نمونه از پمپ های ذکر شده در خودروهای خاص.
پمپ سوخت دوار با موتور پیستون محوری VP30 از فورد فوکوس 1,8 TDDi 66 کیلو وات استفاده می کند
VP37 از موتور 1,9 SDi و TDi (66 کیلو وات) استفاده می کند.
پمپ تزریق دوار با پیستون شعاعی VP44 مورد استفاده در وسایل نقلیه:
اوپل 2,0 DTI 16V ، 2,2 DTI 16V
آئودی A4 / A6 2,5 TDi
BMW 320d (100 کیلو وات)
طراحی مشابه یک پمپ تزریق دوار با پیستون های شعاعی Nippon-Denso در Mazde DiTD (74 کیلو وات) است.
