Diesel engine injection system - direktang iniksyon na may rotary pump VP 30, 37 at VP 44

Ang patuloy na pagtaas ng mga presyo ng gasolina ay nagtulak sa mga tagagawa na paigtingin ang pag-unlad ng mga diesel engine. Hanggang sa huling bahagi ng 80, nag-play lamang sila ng pangalawang biyolin bukod sa mga makina ng gasolina. Ang mga pangunahing salarin ay ang kanilang kalakasan, ingay at panginginig, na hindi binayaran ng kahit na mas makabuluhang mas mababang pagkonsumo ng gasolina. Ang sitwasyon ay dapat na pinalala ng darating na paghihigpit ng mga ligal na kinakailangan upang mabawasan ang mga pagpapalabas ng mga pollutant sa mga gas na maubos. Tulad ng sa iba pang mga larangan, ang makapangyarihang electronics ay nagpahiram ng isang tumutulong sa mga diesel engine.

Noong huling bahagi ng 80s, ngunit lalo na noong dekada 90, ang elektronikong diesel engine control (EDC) ay unti-unting ipinakilala, na makabuluhang nagpapabuti sa pagganap ng mga diesel engine. Ang pangunahing bentahe ay naging mas mahusay na fuel atomization na nakamit sa pamamagitan ng mas mataas na presyon, pati na rin sa elektronikong kontroladong iniksyon ng gasolina alinsunod sa kasalukuyang sitwasyon at mga pangangailangan ng makina. Marami sa atin ang maaalala mula sa karanasan sa totoong buhay kung anong uri ng "sige" ang sanhi ng pagpapakilala ng maalamat na 1,9 TDi engine sa isang nakalulugod na paraan. Tulad ng isang amoy ng magic wand, ang hanggang ngayon napakalaki na 1,9 D / TD ay naging isang mabilis na atleta na may sobrang mababang pagkonsumo ng enerhiya.

Sa artikulong ito sasabihin namin sa iyo kung paano gumagana ang isang rotary injection pump. Ipapaliwanag muna namin kung paano gumagana ang mekanikal na kinokontrol ng mga rotary lobe pump at pagkatapos ay mga electronics na kontrolado ng electronics. Ang isang halimbawa ay ang injection pump mula sa Bosch, na naging at nananatiling tagapanguna at pinakamalaking tagagawa ng mga sistema ng pag-iniksyon para sa mga diesel engine sa mga pampasaherong kotse.

Ang unit ng pag-iniksyon na may isang rotary pump ay nagsusuplay ng fuel sabay-sabay sa lahat ng mga silindro ng engine. Ang pamamahagi ng gasolina sa mga indibidwal na injection ay isinasagawa ng isang distributor piston. Nakasalalay sa paggalaw ng piston, ang mga rotary lobe pump ay nahahati sa axial (na may isang piston) at radial (na may dalawa hanggang apat na piston).

Rotary injection pump na may axial piston at distributors

Para sa paglalarawan, gagamitin namin ang kilalang pump ng Bosch VE. Ang pump ay binubuo ng isang feed pump, isang high pressure pump, isang speed controller at isang injection switch. Ang feed vane pump ay naghahatid ng gasolina sa espasyo ng pagsipsip ng bomba, mula sa kung saan ang gasolina ay pumapasok sa seksyon ng mataas na presyon, kung saan ito ay nai-compress sa kinakailangang presyon. Gumagawa ang tagapamahagi ng piston ng isang paggalaw at pag-ikot ng paggalaw nang sabay. Ang paggalaw ng slide ay sanhi ng isang axial cam na matatag na konektado sa piston. Pinapayagan nitong masipsip ang gasolina at ibibigay sa mataas na linya ng presyon ng engine fuel system sa pamamagitan ng mga pressure valves. Dahil sa pag-ikot ng paggalaw ng control piston, nakamit na ang pamamahagi ng uka sa piston ay umiikot sa tapat ng mga channel kung saan ang linya ng mataas na presyon ng mga indibidwal na silindro ay konektado sa puwang ng ulo ng bomba sa itaas ng piston. Ang gasolina ay iginuhit sa panahon ng paggalaw ng piston sa ilalim ng patay na sentro, kapag ang mga cross-section ng paggamit ng maliit na tubo at ang mga uka sa piston ay bukas sa bawat isa.

Rotary injection pump na may mga radial piston

Ang rotary pump na may mga radial piston ay nagbibigay ng mas mataas na presyon ng iniksyon. Ang nasabing bomba ay naglalaman ng dalawa hanggang apat na piston, na gumagalaw ng mga singsing ng cam, na naayos sa piston sa kanilang mga silindro, patungo sa switch ng iniksyon. Ang singsing ng cam ay may maraming lug tulad ng ibinigay na silindro ng engine. Habang umiikot ang shaft ng bomba, ang mga piston ay gumagalaw sa daanan ng singsing ng cam sa tulong ng mga roller at itulak ang mga protrusyong cam sa puwang ng mataas na presyon. Ang rotor ng feed pump ay konektado sa drive shaft ng injection pump. Ang feed pump ay idinisenyo upang magbigay ng fuel mula sa tanke hanggang sa high pressure fuel pump sa presyon na kinakailangan para sa tamang operasyon nito. Ang gasolina ay ibinibigay sa mga radial piston sa pamamagitan ng rotor ng pamamahagi, na kung saan ay mahigpit na konektado sa injection pump shaft. Sa axis ng distributor rotor mayroong isang gitnang butas na nag-uugnay sa mataas na puwang ng presyon ng mga radial piston na may nakahalang butas para sa pagbibigay ng gasolina mula sa feed pump at para sa paglabas ng high fuel fuel sa mga injector ng mga indibidwal na silindro. Ang gasolina ay lumabas sa mga nozel sa sandali ng pagkonekta sa mga cross-section ng rotor bore at mga channel sa pump stator. Mula doon, ang gasolina ay dumadaloy sa pamamagitan ng isang linya na may mataas na presyon sa mga indibidwal na injection ng mga silindro ng engine. Ang regulasyon ng dami ng injected fuel ay nangyayari sa pamamagitan ng paglilimita sa daloy ng gasolina na dumadaloy mula sa feed pump hanggang sa bahagi ng mataas na presyon ng bomba.

Kinokontrol ng Elektronikong Mga Rotary Injection Pump

Ang pinakakaraniwang elektronikong kontroladong high-pressure rotary pump na ginagamit sa mga sasakyan sa Europe ay ang Bosch VP30 series, na bumubuo ng mataas na presyon gamit ang axial piston motor, at ang VP44, kung saan ito ay lumilikha ng positibong displacement pump na may dalawa o tatlong radial piston. Sa isang axial pump posible na makamit ang maximum na presyon ng nozzle na hanggang 120 MPa, at may radial pump hanggang 180 MPa. Ang bomba ay kinokontrol ng electronic engine control system na EDC. Sa mga unang taon ng produksyon, ang sistema ng kontrol ay nahahati sa dalawang sistema, ang isa ay kinokontrol ng sistema ng pamamahala ng engine, at ang isa sa pamamagitan ng injection pump. Unti-unti, nagsimulang gamitin ang isang karaniwang controller na matatagpuan nang direkta sa pump.

Centrifugal pump (VP44)

Ang isa sa mga pinaka-karaniwang mga bomba ng ganitong uri ay ang VP 44 radial piston pump mula sa Bosch. Ang pump na ito ay ipinakilala noong 1996 bilang isang mataas na presyon ng fuel injection system para sa mga pampasaherong kotse at magaan na komersyal na sasakyan. Ang unang tagagawa na gumamit ng sistemang ito ay ang Opel, na nag-install ng isang VP44 pump sa apat na silindro na diesel engine ng Vectra 2,0 / 2,2 DTi na ito. Sinundan ito ng Audi na may 2,5 TDi engine. Sa ganitong uri, ang pagsisimula ng iniksyon at ang regulasyon ng pagkonsumo ng gasolina ay ganap na kinokontrol ng elektroniko sa pamamagitan ng mga solenoid valve. Tulad ng nabanggit na, ang buong sistema ng pag-iniksyon ay kinokontrol ng alinman sa dalawang magkakahiwalay na mga yunit ng kontrol, magkahiwalay para sa engine at pump, o isa para sa parehong mga aparato na matatagpuan nang direkta sa bomba. Ang control unit (s) ay nagpoproseso ng mga signal mula sa isang bilang ng mga sensor, na malinaw na nakikita sa figure sa ibaba.

Mula sa isang pananaw sa disenyo, ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng bomba ay mahalagang kapareho ng sa isang mekanikal na hinihimok na sistema. Ang injection pump na may pamamahagi ng radial ay binubuo ng isang vane-chamber pump na may pressure control balbula at isang dalang balbula ng throttle. Ang gawain nito ay sumipsip ng gasolina, lumikha ng presyon sa loob ng nagtitipon (humigit-kumulang 2 MPa) at mag-refuel gamit ang isang high-pressure radial piston pump na lumilikha ng kinakailangang presyon para sa pinong atomization-injection ng gasolina sa mga cylinder (hanggang sa humigit-kumulang 160 MPa) . ). Ang camshaft ay umiikot kasama ang high-pressure pump at nagbibigay ng fuel sa mga indibidwal na silindro ng injector. Ang isang mabilis na solenoid na balbula ay ginagamit upang sukatin at kontrolin ang dami ng fuel injected, na kinokontrol ng mga signal na may variable na dalas ng pulso sa pamamagitan ng el. ang yunit ay matatagpuan sa bomba. Ang pagbubukas at pagsasara ng balbula ay tumutukoy sa oras kung saan ang gasolina ay ibinibigay ng high pressure pump. Batay sa mga signal mula sa reverse anggulo sensor (angular na posisyon ng silindro), ang madalian na angular na posisyon ng drive shaft at ang cam ring sa panahon ng pag-reverse ay natutukoy, ang bilis ng pag-ikot ng injection pump (kumpara sa mga signal mula sa crankshaft ang sensor) at ang posisyon ng switch ng iniksyon sa bomba ay kinakalkula. Inaayos din ng solenoid na balbula ang posisyon ng switch ng iniksyon, na umiikot sa singsing ng cam ng high pressure pump nang naaayon. Bilang isang resulta, ang mga shaft na nagmamaneho ng mga piston maaga o huli ay makipag-ugnay sa singsing ng cam, na hahantong sa isang pagbilis o pagkaantala sa pagsisimula ng pag-compress. Ang balbula ng pagbabago ng iniksyon ay maaaring buksan at sarado nang tuluy-tuloy ng control unit. Ang sensor ng steering anggulo ay matatagpuan sa isang singsing na umiikot kasabay ng singsing ng cam ng high pressure pump. Ang generator ng pulso ay matatagpuan sa pump drive shaft. Ang mga naka-jag na puntos ay tumutugma sa bilang ng mga silindro sa engine. Kapag umiikot ang camshaft, ang mga roller ng shift ay gumagalaw sa ibabaw ng cam ring. Ang mga piston ay itinulak papasok at pressurize fuel sa mataas na presyon. Ang compression ng fuel sa ilalim ng mataas na presyon ay nagsisimula pagkatapos ng pagbubukas ng solenoid balbula ng isang senyas mula sa control unit. Ang distributor shaft ay lumilipat sa isang posisyon sa harap ng naka-compress na fuel outlet sa kaukulang silindro. Pagkatapos ang tubo ay ipinapasa sa pamamagitan ng balbula ng tseke ng throttle sa injector, na itinuturo ito sa silindro. Nagtatapos ang iniksyon sa pagsasara ng solenoid balbula. Ang balbula ay nagsasara ng humigit-kumulang matapos na mapagtagumpayan ang ilalim na patay na sentro ng mga pump radial piston, ang pagsisimula ng pagtaas ng presyon ay kinokontrol ng anggulong overlap ng cam (kinokontrol ng switch ng iniksyon). Ang iniksyon ng gasolina ay naiimpluwensyahan ng bilis, pagkarga, temperatura ng makina at presyon ng paligid. Sinusuri din ng control unit ang impormasyon mula sa sensor ng posisyon ng crankshaft at anggulo ng drive shaft sa pump. Ginagamit ng control unit ang anggulo sensor upang matukoy ang eksaktong posisyon ng drive shaft ng pump at ang switch ng iniksyon.

1. - Vane extrusion pump na may pressure control valve.

2. – sensor ng anggulo ng pag-ikot

3. - elemento ng kontrol ng bomba

4. - high pressure pump na may camshaft at drain valve.

5. - iniksyon switch na may switching balbula

6. - mataas na presyon ng solenoid valve

Axial pump (VP30)

Ang isang katulad na electronic control system ay maaaring mailapat sa isang rotary piston pump, tulad ng Bosch type VP 30-37 pump, na ginamit sa mga pampasaherong kotse mula pa noong 1989. Sa isang VE axial flow fuel pump na kinokontrol ng isang mekanikal na sira-sira na gobernador. ang mabisang dosis ng paglalakbay at gasolina ay tumutukoy sa posisyon ng gear lever. Siyempre, mas tumpak na mga setting ay nakakamit sa elektronikong paraan. Ang electromagnetic regulator sa injection pump ay isang mechanical regulator at ang mga karagdagang system. Tinutukoy ng control unit ang posisyon ng electromagnetic regulator sa injection pump, isinasaalang-alang ang mga signal mula sa iba't ibang mga sensor na kumokontrol sa pagganap ng engine.

Panghuli, ilang halimbawa ng mga nabanggit na pump sa mga tukoy na sasakyan.

Rotary fuel pump na may axial piston motor VP30 gumagamit hal. Ford Focus 1,8 TDDi 66 kW

VP37 gumagamit ng isang 1,9 SDi at TDi engine (66 kW).

Rotary injection pump na may mga radial piston VP44 ginamit sa mga sasakyan:

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

Audi A4 / A6 2,5 TDi

BMW 320d (100 kW)

Ang isang katulad na disenyo ay isang rotary injection pump na may Nippon-Denso radial piston sa Mazde DiTD (74 kW).