A Befecskendező Szivattyú Meghajtás Típusai: Átfogó Útmutató
A befecskendező szivattyú a belső égésű motorok kulcsfontosságú alkatrésze. Fő feladata, hogy az üzemanyagot nagy nyomáson az üzemanyagtartályból a motor égésterébe juttassa.
A Diesel-motorok belső keverékképzésű motorok, az égési folyamat elindításához külső energiára nincs szükség. Az ehhez szükséges nagy hőmérséklet eléréséhez az Ottó-motoroknál nagyobb kompresszió viszonnyal működnek (ε=16-24). Emiatt az előállításuk drágább, az anyag és megmunkálási költségek magasabbak, viszont hatásfokuk jobb.
Diesel-motoroknál az égést a kompresszió során felmelegedő közeg (levegő) párologtatja el az -általában a felsőholtpont előtt- befecskendezett tüzelőanyagot és gyújtja meg a levegő-tüzelőanyag keveréket. Mind a tüzelőanyag elpárologtatásához, mind annak keverékképzéséhez és égéséhez az Ottó-motorokhoz képest igen jelentős időre van szükség.
A Diesel-motorok fejlesztése során számos módszert dolgoztak ki az égési folyamat optimalizálására. Ma már egyes radiál dugattyús elosztó rendszerű adagoló szivattyúk esetében lehetőség van a kettős befecskendezésre. Ez elsősorban előbefecskendezés, ami során a fő dózis befecskendezése előtt egy kisebb tüzelőanyag dózist juttatnak az égéstérbe.
Tekintsük át a befecskendező rendszert elemeit, melyek együttműködése meghatározza a fenti folyamatokat. A tüzelőanyagot a szállító szivattyú -általában két, durva és finom-szűrő után jut el az adagoló szivattyúhoz. A tüzelőanyag bejuttatására az égéstérbe, valamint annak jó porlasztásához nagy tüzelőanyag nyomásra van szükség. Az adagolószivattyú után a tüzelőanyag a az adagoló vezetéken keresztül jut el a porlasztókhoz.
Használt injektor alkatrészek előnyei és hátrányai
A porlasztók a befecskendező rendszernek legutolsó tagjai, összekötő kapcsok a befecskendező rendszer és a motor között. A hagyományos adagoló szivattyúk általában dugattyús szivattyúk.
A soros, állandó löketű adagoló szivattyúnál a motor minden egyes hengeréhez külön elemi dugattyús rendszer tartozik. A dugattyúk mozgatásáról egy bütykös tengely gondoskodik. Ezen a tengelyen a bütykök a befecskendezés sorrendjének megfelelően mozgatják a dugattyúkat. A dugattyúk a mozgás tengelye körül elforgathatók. A dugattyú palástján lévő hornyok és a hengerperselyen lévő furatok segítségével az elforgatással vezérelhető a befecskendezett tüzelőanyag mennyisége.
A dugattyúk elforgatása fogasléc segítségével történik, így biztosítható, hogy mindegyik hengerbe egyforma dózis kerüljön. A befecskendezés után a visszaszívást az un.
A dugattyú alsó helyzetében a tápszivattyú által szállított tüzelőanyag feltölti a hengerteret. A dugattyú felfelé mozdulása elzárja a hengerpersely furatait, megkezdődik a szállítás. A dugattyú addig szállít, míg a palástján kialakított spirál hornyon keresztül a tüzelőanyag el tud folyni az elfolyó csatornán, ekkor megszűnik a szállítás.
Kialakítható egy olyan horony is, amely a megfelelő dugattyú elfordulás esetén folyamatosan nyitva tartja az elfolyó furatot (pl. leállás), így ebben az esetben nincs szállítás.
Túlfolyó működése dízelmotorokban
A soros adagoló szivattyúk általában fel vannak szerelve segéd rendszerekkel, és különböző szabályzókkal, mint például alapjárati fordulatszám, maximális fordulatszám és fordulatszám illesztés. Külön rendszernek kell gondoskodni a szállítás kezdet állításról, ennek egyik legegyszerűbb megoldása a röpsúlyos tengelykapcsoló a motor és a befecskendező között.
A mai kor követelményeit kielégítő károsanyag kibocsátást megvalósító elektromos rendszerekhez illeszkedve a típusnak is vannak elektromos szabályzású változatai, ezeknél elektromágnesek segítségével változtatható mind a dózis, mind az előbefecskendezés. Ennek tipikus példája az un. lökettolókás adagoló szivattyú, itt elektromágnes gondoskodik az dózis vezérléshez szükséges fogasléc mozgatásáról és az lökettolóka mozgatásával a befecskendezés kezdet is szabályozható.
Nagy fordulatszámú, kis teljesítményű (kis haszongépjármű, személygépkocsi) motorok igényeit már nem tudják kielégíteni a hagyományos soros adagoló szivattyúk. Főbb okai: az előbefecskendezés nehézkes állítása, elektromos szabályozás nehézkessége, magas költségek. Ebben a kategóriában megfigyelhető az elosztórendszerű adagoló szivattyúk térhódítása, nyomás tartományuk általában max. Lényeges eltérés a soros rendszerrel szemben, hogy itt csak egy szivattyú elem hozza létre a befecskendezési nyomást, miközben forgó mozgást is végez. Ezzel határozza meg furatok segítségével, hogy mely hengerbe történjen a befecskendezés.
Az adagoló szivattyú tengelyéhez egy axiális elmozdulást engedő tengelykapcsolóval csatlakozik a dugattyú. Ennek egyik vége a kisnyomású térben lévő körhagyó-bütyköstárcsa Ezt a tárcsát rugók nyomják a görgő koszorúra. A rajta elgördülő bütykös tárcsa kényszeríti tengelyirányú (pumpáló-) mozgásra a dugattyút.
A befecskendezési ütem során a bütykös tárcsa hatására a dugattyú elkezd kifelé mozogni, ezzel először elzárja a hozzáfolyó csatornát, ezután az axiális és az arra merőleges furaton keresztül megkezdődik a szállítás. A szállítás addig tart, míg a szabályzó gyűrű szabaddá nem teszi az axiális furat végén lévő elengedő furatokat.
Befecskendező rendszer problémái
A rendszerek is fel vannak szerelve segéd rendszerekkel, mint tápszivattyú, valamint különböző szabályzó és vezérlő rendszerekkel, mint például alapjárati fordulatszám, maximális fordulatszám, fordulatszám illesztés, hideg indítás, feltöltési nyomásszabályozás.
A radiál dugattyús elosztórendszerű adagoló szivattyú felépítése sok szempontból hasonló a a hagyományos elosztó rendszerű adagoló szivattyúhoz, azonban itt nem a dugattyú elem elmozdulása hozza létre a nagy nyomást, hanem a radiális működésű dugattyú elem. Ennek segítségével a maximális befecskendezési nyomása 1100 bar és max. 50 kW/henger teljesítmény valósítható meg.
A dózis vezérlő szolenoid szelep segítségével lehetőség van a szállítás kezdet és a dózis pontos vezérlésére. Az adagoló szivattyú csak akkor növeli a nyomást, ha a szolenoid szelep zárva van. Ennek segítségével már lehetőség van egyes rendszereknél a kettős befecskendezésre is.
A minél nagyobb nyomás elérése érdekében terjedtek el az adagoló-porlasztó rendszerek elsősorban a CR rendszerek leterjedése előtt. Ezek az adagolóelem és a porlasztó egybeépítésével születettek, minden hengerben egy-egy ilyen elem található amely dugattyúját többnyire a vezérműtengely működteti. A befecskendezés időpontját és a dózis nagyságát az elektronikusan vezérelt mágnes szelep határozza meg.
A Common Rail (CR) rendszerek elterjedését az elektronikus szabályzások költségeinek csökkenése és az egyre tovább szigorodó környezetvédelmi követelmények okozzák. Ennél rendszernél magasabb az előállítható nyomás (2000 bar), így jobb porlasztás valósítható meg, üzemmód függvényében állítható a szelepnyitás, így a befecskendezési karakterisztika. Az előállított nyomás csak kismértékben függvénye a fordulatszámnak.
A rendszer fő elemei a motor által hajtott nagynyomású szivattyú, ami a nagynyomású tüzelőanyagot egy közös gyűjtőcsőbe (Common Rail) juttatja. Innen elektromos szabályzású porlasztók juttatják az égéstérbe. A vezérlőjelének időbeli változásával befolyásolható a befecskendezési törvény. A fenti rendszer kézbentartásához a szabályzó elektronikának nagyon sok, a motor működését leíró paraméter ismeretére van szüksége.
A Common Rail rendszerek első generációjánál a rail-nyomást a nyomásszabályzó szelep segítségével állítják. A nagynyomású szivattyú a tüzelőanyagigénytől függetlenül a maximális mennyiségű gázolajat szállítja, és a nyomásszabályzó szelep pedig a fölösleges mennyiséget visszavezeti a tüzelőanyag-tartályba.
A második generáció a rail nyomást az alacsony nyomású oldalon az adagoló szelep segítségével szabályoz így a nagynyomású szivattyúnak csak annyi gázolajat kell szállítania, amennyire a motornak ténylegesen szüksége van. A túl magas rail nyomás biztosításáról a nyomás korlátozó szelep gondoskodik.
A második generációs rendszereknél a nyomást csak az alacsony nyomású oldalon lehet szabályozni, A terhelés csökkenése esetén túl hosszú időt vesz igénybe a nyomás lecsökkentése a rail-ben, túl nagy a nagynyomású rendszer tehetetlensége. Ezért a harmadik generációs Common Rail rendszernél az alacsony nyomású oldalon lévő adagoló szelep mellett egy nyomásszabályzó szeleppel egészül ki a rendszer. További előny, hogy hideg üzemmódban teljesen át lehet állni a nagynyomású szabályzásra, így elősegítve a rendszer bemelegedését.
A befecskendező vezeték vagy nyomócső feladata a tüzelőanyag eljuttatása az adagoló szivattyútól a porlasztókig. A nyomócsőben az adagolóból elinduló nyomáshullám jelentős deformációt szenved, ami jelentős hatással lehet a befecskendezési törvényre. Az adagolóból távozó nyomás hullám a csőszakaszra jellemző hangsebességgel halad végig. A befecskendező vezeték kialakításánál számolni kell, hogy a porlasztótól visszafutó hullámok indulhatnak el.
A porlasztók két alapvető része a porlasztótest a befecskendező fúvókával, és a porlasztó tű. A porlasztó tű a porlasztótest furatában könnyen elmozdítható, viszont, illesztése révén jól tömít. A tű vége kúposan végződik és a kissé eltérő kúpszögű porlasztótesttel vonalérintkezéssel záródik. Ezáltal jól tömíti az égésteret a tüzelőanyagtól.
A porlasztó fúvókákból kilépő nagysebességű tüzelőanyag-sugár ütközik a nagynyomású levegő molekulákkal. Hatására cseppek szakadnak le róla, miközben a sugár szétterül, sebessége csökken.
Szabályzócsapos befecskendezők esetében a tű nyitása után a befecskendező furat nem válik teljesen nyitottá, a befecskendezett tüzelőanyag mennyisége nem csak az égéstér és a befecskendezési nyomás különbségével lesz arányos, hanem befolyásolja a szabályzócsap profilja is. Ezzel el lehet érni, hogy a befecskendezés elején kevesebb tüzelőanyag jusson az égéstérbe, így szabályozva a kinetikus-diffúz égés arányát.
A lyukporlasztókban a porlasztó tű elválasztja a motor égésterét a tüzelőanyag rendszertől. A porlasztást a porlasztótest furatai végzik, számuk konstrukció függő. Mind a két konstrukciós megoldásnál igen fontos a rugó előfeszítésének pontos beállítása, mind a helyes befecskendezés kezdet és az esetleges lengések elkerülése miatt.
A Common-Rail rendszerekben is zárt porlasztókat alkalmaznak, két a fő típus az mágnes szelepes, illetve a piezo aktuátoros porlasztók.
Az elektromágneses befecskendezők esetén zárt helyzetben a vezérlőkamra rail-nyomáson van, mivel az elektromágnes aktuátor által mozgatott szervo-szelep lezárja annak eleresztő csatornáját. A befecskendezés kezdetén az aktuátor kinyitja a vezérlőkamra eleresztő csatornáját, a vezérlőkamra nyomása csökken és a felboruló erő egyensúly miatt a fúvókatű kinyit és elkezdődik a befecskendezés. Ez addig tart amíg az aktuátor ismét le nem zárja az eleresztő csatornát, ekkor el kezd nőni a nyomás vezérlőkamrában és zár a befecskendező szelep.
A piezo aktuátoros porlasztóknál alkalmazott úgynevezett 2/3-as szervo-szelep segítségével a befecskendezést megelőzően a fúvókát a vezérlőkamrában uralkodó rail-nyomás zárva tartja. A működtető elem vezérlésével kinyit a szervo-szelep és lezárja a megkerülő furatot. A kilépő- és a belépő fojtófuratok átfolyási mennyiségei közötti különbség hatására lecsökken a nyomás a vezérlő kamrában, a fúvóka pedig kinyit.
A zárási folyamat bevezetéséhez a szervo-szelep újra kinyitja a megkerülő csatornát. A bemenő és a kilépő fojtásokon való fordított áramlással a vezérlőkamra újra feltöltődik, a vezérlőkamrában pedig megnő a nyomás.
A piezo aktuátoros porlasztók kiegészülnek egy un. hidraulikus csatolóval.
A fenti rendszereken túl az égéstér kialakítása igen jelentős az égés lefolyásának alakításában. Elsősorban a régebbi személygépkocsik konstrukcióknál használták. Az előkamrás égéstereknél a tüzelőanyagot a főégéstértől elválasztott kamrába fecskendezik be, ennek térfogata a kompresszió tér 20-50%-a.
A tüzelőanyag beporlasztására nincsenek szigorú feltételek, az előkamra falain létrejöhet tüzelőanyag film. A tüzelőanyag igen kis része ég el kinetikusan, ennek hatásra nem jön létre káros nyomásnövekedés. A tüzelőanyag az elkezdődött égés hatására elpárolog, egy része az előkamrában elég, míg a fennmaradó a nyomás növekedés hatására igen intenzív áramlással a főégéstérbe kerül, ahol keveredve a levegővel elég.
Az előkamrás motoroknál a dugattyútetőt úgy alakítják ki, hogy az minél jobban szétterítse az előkamrából kiáramló közeget. Előkamrás motoroknál meg kell e...
Az Üzemanyag-Szivattyú Működése
Az üzemanyagtartályban található szivattyú működése meglehetősen egyszerű. Az elektromotor megforgatja a turbinákat, amelyek ezután kiszívják az üzemanyagot a tartályból. Az üzemanyag egy szűrőn keresztül halad tovább, és közvetlenül a befecskendező szivattyúba kerül. Ez a befecskendező szivattyú továbbítja az üzemanyagot az egyes befecskendezőkön keresztül egészen a motor hengereihez. A megfelelő nyomás, amely az egész folyamatot lehetővé teszi, folyamatosan fennmarad a nyomásszabályzó szelepnek köszönhetően.
Bizonyos esetekben az üzemanyagtartályban lévő szivattyút egy alacsony nyomású adagolószivattyú helyettesíti, amely a befecskendező szivattyú belsejébe van beépítve.
A szivattyú meghajtása vagy a motor vezértengelye által, vagy egy független meghajtó mechanizmus segítségével történik, amely a befecskendező szivattyú belsejében található. A dugattyús szivattyú a leggyakrabban használt típus a mai járművekben. Végül a befecskendező szivattyú hűti és részben keni az üzemanyagot (a dízel valamivel inkább, mint a benzin).
Az Üzemanyag-Befecskendező Szivattyú Leggyakoribb Hibái
Az üzemanyag-befecskendező szivattyú meghibásodásának leggyakoribb okai közé tartozik általában az üzemanyagrendszer szennyeződése rozsdával, szennyeződésekkel vagy üledékkel az üzemanyagtartályból vagy az üzemanyagszűrőből.
Továbbá előfordulhat:
- üzemanyag-befecskendező szivattyú vezérlőegység hibája (ha az alkatrész kialakításában szerepel)
- üzemanyag-befecskendező szivattyú érzékelő hibája
- üzemanyag-adagoló szelep hibája
- üzemanyag-befecskendező szivattyú elosztófej hibái
- üzemanyag-befecskendező szivattyútest hibája
- sérült szelepszabályozó
- sérült tengely
Benzinpumpa gyakori hibak.
Hogyan Ismerhető Fel, Hogy a Szivattyú Valóban Hibás?
- motor nem reagál, vagy nehezen indul
- a motor leállása - az üzemanyag-körben szivattyúzott elégtelen mennyiségű üzemanyag miatt a motor röviddel az indítás után vagy a gázpedál megnyomásakor leáll
- alacsony vezetési kényelem - ingadozások gyorsításkor az üzemanyag-körben alacsony üzemanyagáramlás miatt, elégtelen teljesítmény az alacsony üzemanyagnyomás következtében, nyomásingadozások, zavaró zajok
Hogyan Előzhető Meg Az Üzemanyag-Szivattyú Meghibásodása
- tartsa karban az üzemanyag-szivattyút és az egész üzemanyagrendszert tiszta és jó állapotban
- ne vezessen szinte üres üzemanyagtartállyal
- figyeljen az üzemanyag minőségére és az oktánszámra
- rendszeresen ellenőrizze az üzemanyagszűrőt, és szükség esetén cserélje ki
- rendszeresen vizsgálja meg az üzemanyagcsöveket és az elektromos csatlakozásokat; figyeljen az újonnan kialakult repedésekre vagy sérülésekre, valamint minden olyan hibára, amely az üzemanyag-szivattyú meghibásodásához vezethet
Üzemanyag-Szivattyú Cseréje Új Alkatrészre
Az új üzemanyag-befecskendező szivattyú beszerelése előtt elengedhetetlen a megfelelő diagnosztika elvégzése, amely megerősíti vagy kizárja, hogy a motor meghibásodását valóban a nem működő üzemanyag-befecskendező szivattyú okozza. Ha szükségessé válik az üzemanyag-befecskendező szivattyú cseréje, győződjön meg arról, hogy az üzemanyagrendszer, beleértve az üzemanyagtartályt is, tiszta.
Ha szeretne spórolni az áron, de nem a minőségen, válasszon felújított szivattyút. Ebben a cikkben megismerheti, hogyan végezzük az üzemanyag-szivattyúk felújítását.
Az alábbi táblázat összefoglalja az üzemanyag-befecskendező szivattyúk legfontosabb jellemzőit és meghibásodási okait:
| Jellemző | Leírás |
|---|---|
| Funkció | Üzemanyag szállítása a tartályból az égéstérbe |
| Meghajtás | Vezérműtengely vagy független mechanizmus |
| Gyakori hibák | Szennyeződés, vezérlőegység hiba, érzékelő hiba, szelep hiba |
| Hibajelenségek | Nehéz indítás, motorleállás, alacsony teljesítmény, zajok |
| Megelőzés | Tisztán tartás, minőségi üzemanyag, szűrőcsere, csövek ellenőrzése |
tags: #befecskendező #szivattyú #meghajtás #típusai