Pompy paliwa w silnikach Diesla - budowa i zasada działania

Większość z nas po prostu tankuje auto na stacji benzynowej. Niektórzy słyszeli co nieco o wtryskiwaczach czy filtrze paliwa, inni dowiedzieli się, że są, a pozostali nawet o tym nie wiedzą. Jednak magiczny sposób, w jaki paliwo przedostaje się z baku do wspomnianych wtryskiwaczy, dla wielu pozostaje tajemnicą.

Pompa zasilająca firmy Bosch

Pompa zasilająca firmy Bosch

Działanie wysokoprężnego silnika spalinowego w dużej mierze polega na dostarczaniu paliwa i odpowiedniej dawki powietrza do cylindrów. Następnie mieszanka paliwowo-powietrzna jest sprężana do wysokiego ciśnienia i dochodzi do jej samozapłonu. Wytworzona energia wprawia tłoki w ruch. Dzięki temu napęd przenoszony jest na wał korbowy, później na skrzynię biegów i ostatecznie porusza koła. Elementem odpowiedzialnym za dostarczenie paliwa jest pompa zasilająca. Transportuje ona paliwo ze zbiornika do cylindrów. Jest to jeden z ważniejszych elementów układu zasilającego. Rozróżniamy kilka jej rodzajów.

Pompy sekcyjne

Pompy sekcyjne to pierwsze pompy stosowane do hydraulicznego wtrysku paliwa. Pompa taka składa się z zespołu pomp tłoczących paliwo (tak zwane sekcje wtryskowe). Każda sekcja obsługuje jeden cylinder, ale wszystkie są ze sobą połączone listwą zębatą, która obracając wszystkie tłoczki wzdłuż osi podłużnej, steruje dawką podawanego paliwa, a co za tym idzie — mocą jednostki napędowej.
Pompy te składają się z takich elementów, jak:
•przewody paliwowe,
•cylindry pompy,
•tłoczki,
•zawory odcinające,
•przewody wysokociśnieniowe,
•korektor dawki paliwa,
•wtryskiwacze oraz listwa zębata.

Działanie pompy sekcyjnej

Pompy sekcyjne dzielimy na takie o stałym początku i zmiennym końcu wtrysku, zmiennym początku i stałym końcu wtrysku oraz o zmiennym początku i zmiennym końcu wtrysku.
Główną ich zaletą jest łatwa naprawa, a wady to:
•problemy ze spełnieniem norm emisji substancji szkodliwych,
•falujące obroty silnika,
•kłopoty z dopasowaniem dawki paliwa do poszczególnych sekcji pompy,
•wyższe zużycie paliwa w porównaniu z innymi technologiami oraz wysokie koszty produkcji (konieczność wyprodukowania wielu części z dużą precyzją).
Ponieważ pompy sekcyjne mają więcej wad niż zalet, zostały wycofane.

Hydrauliczne pompy paliwa

Lepszym i mniej awaryjnym rozwiązaniem było zastosowanie w silnikach wysokoprężnych hydraulicznych pomp paliwa. Rozróżniamy dwa rodzaje tych pomp: rzędowe oraz rotacyjne. Są one używane we współczesnych konstrukcjach. Drugi typ jest częściej spotykany ze względu na niewielkie rozmiary, masę, mniejsze koszty produkcji i nowoczesność.

Hydrauliczna pompa wtryskowa

Pompa wtryskowa rzędowa

W tym rodzaju pompy rozróżnia się rzędowe lub szeregowe ułożenie sekcji tłoczących. Jest ona wyposażona w oddzielną sekcję tłoczącą, która składa się z cylindra i tłoczyska, oddzielnie dla każdego z cylindrów. Napędzana jest krzywką wału pompy za pomocą popychacza rolkowego. Kolejnym elementem układu jest tuleja regulacyjna, osadzona na cylinderku i połączona ze stopką tłoczka. Obrót tulei regulującej jest możliwy dzięki listwie zębatej, która współpracuje z wieńcem zębatym zaciśniętym na tulei regulującej.
W górnej części cylinderka umieszczony jest zawór tłoczny oraz otwory promieniowe. Jeden z tych otworów łączy przestrzeń z kanałem zasilającym, a drugi z kanałem upustowym. Paliwo zaczyna być tłoczone, gdy górna krawędź tłoczka zasłoni otwór zasilający. Trwa to do momentu odsłonięcia przez krawędź sterującą otworu spustowego.

Pompa wtryskowa rotacyjna (rozdzielaczowa)

Rotacyjną pompę wtryskową stosuje się w niskociśnieniowych układach wtryskowych. Jest ona zbudowana z następujących elementów:
•przewody doprowadzające paliwo,
•pompa zasilająca,
•obudowa,
•pompa przetłaczająca,
•wirnik z cylindrem i tłoczkami,
•układ kanałów (wlotowy, rozdzielczy, wylotowy),
•przewody wysokociśnieniowe zasilające wtryskiwacz i wtryskiwacze.

Zobacz również: Tylko na Autokult.pl

Budowa pompy rozdzielaczowej

Zasada działania

Zasada działania tego rodzaju pompy polega na tym, że tarcza zabierakowa napędzana jest przez wałek silnika elektrycznego. Rolki umieszczone w wycięciach tarczy są dociskane do bieżni. Między nimi znajduje się paliwo, które jest spiętrzane w celu zwiększenia jego ciśnienia. Zawór przelewowy chroni przed zbyt dużym wzrostem ciśnienia. Jego podstawowe zadanie, jak sama nazwa wskazuje, polega na przelewaniu paliwa w przypadku zbyt dużego wzrostu ciśnienia. Tworzy on również obieg przepływu paliwa wewnątrz pompy. Dodatkowo stosuje się urządzenie rozruchowe, które zmienia kąt wyprzedzenia wtrysku.

Pompa rozdzielaczowa

Wady i zalety

Wady pompy rozdzielaczowej to:
•niespełnianie aktualnych norm czystości spalin,
•wymagania czystości paliwa,
•malejąca prędkości tłoczenia na końcu dawki (co sprzyja podciekaniu wtryskiwaczy),
•wysokie wymagania materiałowe i konieczność uszlachetniającej obróbki powierzchni w związku z uderzeniami roboczymi tłoczków o powierzchnię krzywki,
•zwiększona dawka paliwa podczas rozruchu.
Pompy rozdzielaczowe mają więcej zalet niż pompy sekcyjne. Dla przykładu można wymienić:
•precyzyjniejsze dawkowanie paliwa,
•mniejsze jednostkowe zużycie paliwa,
•stateczność pracy,
•większa czystość spalin,
•mniej elementów wymagających dokładnej obróbki,
•dość niska cena,
•małe rozmiary.

Obecnie większość firm stosuje układ Common Rail. Jest on efektywniejszy ze względu na większe możliwości dopasowania dawki paliwa, pozwala też na spełnienie obecnie obowiązujących norm emisji spalin.

Zasada działania układu Common Rail

Układ Common Rail jest wyposażony w pompę wysokiego ciśnienia. Tłoczkowa pompa paliwa spręża je do bardzo dużego ciśnienia w nowoczesnych konstrukcjach. Jest ono tłoczone z pompy do ciśnieniowego zasobnika (tak zwanej szyny), połączonego z wtryskiwaczami.

Listwa oraz wtryskiwacze układu Common Rail

Wprowadzenie układu Common Rail wymagało opanowania zaawansowanej technologii wytwarzania oraz odpowiedniego systemu sterowania. Pompa wysokiego ciśnienia, jak sama nazwa wskazuje, wytwarza ciśnienie około tysiąca barów. Wtryskiwacze z kolei podają mgłę paliwową w ciągu kilku milisekund. To pokazuje, jak precyzyjne musi być wykonanie tych podzespołów. Sterowanie odbywa się za pomocą elektronicznego sterownika. W czasie rzeczywistym oblicza on potrzebną dawkę wtrysku paliwa na cykl i dzieli ją na parę mniejszych części, żeby cała dawka nie została wtryśnięta od razu.

Zalety i wady układu Common Rail

Główną zaletą tego układu jest możliwość dowolnego kształtowania dawki wtrysku. Jest ona podzielona na kilka mniejszych, w związku z czym uzyskuje się wyższą sprawność silnika. Dzięki dobremu rozpyleniu dawki proces spalania przebiega sprawniej, a regulacja kąta wyprzedzenia zapłonu i ciśnienia wtrysku jest precyzyjniejsza. Przekłada się to na obniżenie hałasu oraz zmniejszenie emisji substancji szkodliwych.

Układ Common Rail

W nowych samochodach konieczne jest montowanie filtrów cząstek stałych. Ich prawidłowa praca okupiona jest procesem regeneracji. Dzięki podziałowi dawki wtrysku w układach Common Rail możliwy jest tzw. powtrysk, czyli wtrysk paliwa w czasie suwu wydechu. Paliwo wraz ze spalinami trafia do filtra DPF, co pozwala na samoregenerację.

Do wad tego układu należą wysokie koszty wytwarzania oraz duża wrażliwość na jakość paliwa. Jest precyzyjnie wykonany, więc zatankowanie paliwa kiepskiej jakości może doprowadzić do jego zatarcia. Koszt wymiany tego podzespołu to nawet ponad 1500 zł.

Przeczytaj więcej o Common Rail.

Zobacz więcej artykułów z serii: Układ zasilania i paliwo

Podziel się:

Przeczytaj także:

Także w kategorii Poradniki i mechanika:

Jak działają hamulce? Jak czytać etykiety na oponach - poradnik Jak ustawić światła w samochodzie - poradnik Łożyska - jakie rodzaje i gdzie występują w samochodzie? Jak wybrać żarówki samochodowe Jak działa przepływomierz powietrza - poradnik Jaka będzie przyszłość motoryzacji? Jak odpowietrzyć układ hamulcowy - poradnik System OBD - transfer danych, kody błędów, podłączenie [cz.2] Jak działa ogrzewanie postojowe webasto? Jak wymienić wkład lusterka samochodowego – poradnik Jak polerować karoserię? Polerowanie Nissana 350Z System OBD - wprowadzenie [cz.1] Dlaczego warto wymieniać filtr kabinowy - poradnik Jak wymienić filtr powietrza – poradnik Mercedes 190 W201 - jazda youngtimerem [cz. 16]. Praca nad felgami Diesel na gaz? Tak, to możliwe! Jak dobrać wycieraczki? - poradnik Jak wybrać i zamontować hak holowniczy – poradnik Usterki w silniku ZS, które mogą się zdarzyć zimą... Opony z kolcami – budowa, przeznaczenie, gdzie można ich używać Jak holować przyczepę – poradnik Zimowe wyjazdy autem na narty - kompendium wiedzy [poradnik] Jak wybrać łańcuchy śniegowe - poradnik

Popularne w tym tygodniu:

Wymieniłeś opony przed zużyciem bieżnika? Może dałeś się nabrać Jakość paliw: kontrole UOKiK w 2017 roku - niektóre stacje to pułapki Bardzo wysokie OC dla młodych kierowców. Jak można je obniżyć? Samochód jak miejski rower – sprawdziliśmy, jak działa wypożyczalnia na minuty Gdzie policja najczęściej sprawdza prędkość? Znaki zakazu (typ B) z opisem Niebezpieczne zachowania pasażerów - zaciągnięcie ręcznego i łapanie za kierownicę nie są najgorsze Tarcze hamulcowe lakierowane metodą UV. Skuteczny sposób na korozję Świece żarowe: kiedyś niezbędne zimą, dziś mogą sprawiać kłopoty latem Zakup auta ze skrzynią DSG: komfort obarczony ryzykiem W których krajach zapłacimy za przejazd autostradą (2017) Czy kierowcy są oszukiwani w sprawie opon? Sprawdzi to UOKiK