Sistem injeksi mesin diesel - injeksi langsung dengan pompa putar VP 30, 37 dan VP 44

Harga bahan bakar yang terus meningkat telah mendorong produsen untuk meningkatkan pengembangan mesin diesel. Hingga akhir tahun 80-an, mereka hanya memainkan biola kedua selain mesin bensin. Penyebab utamanya adalah besarnya, kebisingan, dan getarannya, yang tidak diimbangi dengan konsumsi bahan bakar yang jauh lebih rendah. Situasi ini seharusnya diperparah dengan pengetatan persyaratan hukum yang akan datang untuk mengurangi emisi polutan dalam gas buang. Seperti di bidang lain, elektronik yang mahakuasa telah membantu mesin diesel.

Pada akhir 80-an, tetapi terutama di tahun 90-an, kontrol mesin diesel elektronik (EDC) diperkenalkan secara bertahap, yang secara signifikan meningkatkan kinerja mesin diesel. Keuntungan utama ternyata adalah atomisasi bahan bakar yang lebih baik dicapai melalui tekanan yang lebih tinggi, serta injeksi bahan bakar yang dikontrol secara elektronik sesuai dengan situasi dan kebutuhan mesin saat ini. Banyak dari kita akan mengingat dari pengalaman kehidupan nyata seperti apa "lampu hijau" yang menyebabkan peluncuran mesin 1,9 TDi yang legendaris. Seperti tongkat ajaib, 1,9 D / TD yang besar sampai sekarang telah menjadi atlet yang gesit dengan konsumsi energi yang sangat rendah.

Pada artikel ini kami akan memberi tahu Anda cara kerja pompa injeksi rotari. Kami pertama-tama akan menjelaskan cara kerja pompa lobus putar yang dikontrol secara mekanis dan kemudian pompa yang dikontrol secara elektronik. Contohnya adalah pompa injeksi dari Bosch, yang telah dan tetap menjadi pionir dan produsen terbesar sistem injeksi untuk mesin diesel pada mobil penumpang.

Unit injeksi dengan pompa putar memasok bahan bakar secara bersamaan ke semua silinder mesin. Bahan bakar didistribusikan ke injektor individu oleh piston distributor. Tergantung pada pergerakan piston, pompa lobus putar dibagi menjadi aksial (dengan satu piston) dan radial (dengan dua hingga empat piston).

Pompa injeksi putar dengan piston aksial dan distributor

Untuk deskripsinya, kami akan menggunakan pompa Bosch VE yang terkenal. Pompa terdiri dari pompa umpan, pompa tekanan tinggi, pengontrol kecepatan, dan sakelar injeksi. Pompa baling-baling umpan mengirimkan bahan bakar ke ruang hisap pompa, dari mana bahan bakar memasuki bagian tekanan tinggi, di mana ia dikompresi ke tekanan yang diperlukan. Piston distributor melakukan gerakan geser dan rotasi secara bersamaan. Gerakan geser disebabkan oleh cam aksial yang terhubung dengan kuat ke piston. Hal ini memungkinkan bahan bakar untuk disedot dan disuplai ke saluran bertekanan tinggi dari sistem bahan bakar mesin melalui katup tekanan. Karena gerakan rotasi piston kontrol, diperoleh bahwa alur distribusi di piston berputar berlawanan dengan saluran di mana garis tekanan tinggi dari masing-masing silinder terhubung ke ruang kepala pompa di atas piston. Bahan bakar tersedot selama pergerakan piston ke titik mati bawah, ketika penampang saluran intake dan alur di piston terbuka satu sama lain.

Pompa injeksi putar dengan piston radial

Pompa putar dengan piston radial memberikan tekanan injeksi yang lebih tinggi. Pompa semacam itu berisi dari dua hingga empat piston, yang menggerakkan cincin cam, yang dipasang di piston di silindernya, menuju sakelar injeksi. Cincin cam memiliki lugs sebanyak silinder mesin yang diberikan. Saat poros pompa berputar, piston bergerak di sepanjang lintasan cincin bubungan dengan bantuan rol dan mendorong tonjolan bubungan ke ruang bertekanan tinggi. Rotor pompa umpan terhubung ke poros penggerak pompa injeksi. Pompa umpan dirancang untuk memasok bahan bakar dari tangki ke pompa bahan bakar tekanan tinggi pada tekanan yang diperlukan untuk operasi yang benar. Bahan bakar disuplai ke piston radial melalui rotor distributor, yang secara kaku terhubung ke poros pompa injeksi. Pada sumbu rotor distributor terdapat lubang tengah yang menghubungkan ruang bertekanan tinggi dari piston radial dengan lubang melintang untuk memasok bahan bakar dari pompa umpan dan untuk mengeluarkan bahan bakar bertekanan tinggi ke injektor masing-masing silinder. Bahan bakar keluar ke nozel pada saat menghubungkan penampang lubang rotor dan saluran di stator pompa. Dari sana, bahan bakar mengalir melalui saluran bertekanan tinggi ke masing-masing injektor silinder mesin. Pengaturan jumlah bahan bakar yang diinjeksikan terjadi dengan membatasi aliran bahan bakar yang mengalir dari pompa umpan ke bagian pompa yang bertekanan tinggi.

Pompa Injeksi Rotary yang Dikendalikan Secara Elektronik

Pompa rotari tekanan tinggi yang dikontrol secara elektronik yang paling umum digunakan pada kendaraan di Eropa adalah seri Bosch VP30, yang menghasilkan tekanan tinggi dengan motor piston aksial, dan VP44, yang menghasilkan pompa perpindahan positif dengan dua atau tiga piston radial. Dengan pompa aksial dimungkinkan untuk mencapai tekanan nosel maksimum hingga 120 MPa, dan dengan pompa radial hingga 180 MPa. Pompa dikendalikan oleh sistem kontrol mesin elektronik EDC. Pada tahun-tahun awal produksi, sistem kontrol dibagi menjadi dua sistem, salah satunya dikendalikan oleh sistem manajemen mesin, dan yang lainnya oleh pompa injeksi. Secara bertahap, satu pengontrol umum yang terletak langsung di pompa mulai digunakan.

Pompa sentrifugal (VP44)

Salah satu pompa yang paling umum dari jenis ini adalah pompa piston radial VP 44 dari Bosch. Pompa ini diperkenalkan pada tahun 1996 sebagai sistem injeksi bahan bakar tekanan tinggi untuk mobil penumpang dan kendaraan komersial ringan. Pabrikan pertama yang menggunakan sistem ini adalah Opel, yang memasang pompa VP44 di mesin diesel empat silinder Vectra 2,0 / 2,2 DTi. Ini diikuti oleh Audi dengan mesin 2,5 TDi. Pada tipe ini, permulaan injeksi dan pengaturan konsumsi bahan bakar sepenuhnya dikontrol secara elektronik melalui katup solenoid. Seperti yang telah disebutkan, seluruh sistem injeksi dikendalikan baik oleh dua unit kontrol terpisah, secara terpisah untuk mesin dan pompa, atau satu untuk kedua perangkat yang terletak langsung di dalam pompa. Unit kontrol memproses sinyal dari sejumlah sensor, yang terlihat jelas pada gambar di bawah.

Dari sudut pandang desain, prinsip pengoperasian pompa pada dasarnya sama dengan sistem yang digerakkan secara mekanis. Pompa bahan bakar tekanan tinggi dengan distribusi radial terdiri dari pompa vane-chamber dengan katup pengatur tekanan dan katup throttle aliran. Tugasnya adalah menyedot bahan bakar, menciptakan tekanan di dalam akumulator (sekitar 2 MPa) dan mengisi bahan bakar dengan pompa piston radial bertekanan tinggi yang menciptakan tekanan yang diperlukan untuk atomisasi halus-injeksi bahan bakar ke dalam silinder (hingga sekitar 160 MPa) . ). Camshaft berputar bersama dengan pompa tekanan tinggi dan memasok bahan bakar ke silinder injektor individu. Katup solenoid cepat digunakan untuk mengukur dan mengatur jumlah bahan bakar yang disuntikkan, yang dikendalikan oleh sinyal dengan frekuensi pulsa variabel melalui el. unit terletak di pompa. Pembukaan dan penutupan katup menentukan waktu selama bahan bakar disuplai oleh pompa tekanan tinggi. Berdasarkan sinyal dari sensor sudut terbalik (posisi sudut silinder), posisi sudut sesaat dari poros penggerak dan cincin cam selama pembalik ditentukan, kecepatan putaran pompa injeksi (dibandingkan dengan sinyal dari poros engkol sensor) dan posisi sakelar injeksi di pompa dihitung. Katup solenoida juga menyesuaikan posisi sakelar injeksi, yang memutar cincin cam pompa tekanan tinggi. Akibatnya, poros yang menggerakkan piston cepat atau lambat bersentuhan dengan cincin bubungan, yang menyebabkan akselerasi atau penundaan dimulainya kompresi. Katup pergantian injeksi dapat dibuka dan ditutup terus menerus oleh unit kontrol. Sensor sudut kemudi terletak pada cincin yang berputar secara serempak dengan cincin cam pompa tekanan tinggi. Generator pulsa terletak di poros penggerak pompa. Titik bergerigi sesuai dengan jumlah silinder di mesin. Saat camshaft berputar, shift roller bergerak di sepanjang permukaan cam ring. Piston didorong ke dalam dan menekan bahan bakar ke tekanan tinggi. Kompresi bahan bakar di bawah tekanan tinggi dimulai setelah pembukaan katup solenoida oleh sinyal dari unit kontrol. Poros distributor bergerak ke posisi di depan outlet bahan bakar terkompresi ke silinder yang sesuai. Bahan bakar kemudian disalurkan melalui katup periksa throttle ke injektor, yang menyuntikkannya ke dalam silinder. Injeksi berakhir dengan penutupan katup solenoid. Katup menutup kira-kira setelah mengatasi titik mati bawah piston radial pompa, awal kenaikan tekanan dikendalikan oleh sudut tumpang tindih cam (dikontrol oleh sakelar injeksi). Injeksi bahan bakar dipengaruhi oleh kecepatan, beban, suhu mesin dan tekanan lingkungan. Unit kontrol juga mengevaluasi informasi dari sensor posisi poros engkol dan sudut poros penggerak di dalam pompa. Unit kontrol menggunakan sensor sudut untuk menentukan posisi yang tepat dari poros penggerak pompa dan sakelar injeksi.

1. - Pompa ekstrusi baling-baling dengan katup pengatur tekanan.

2. – sensor sudut rotasi

3. - elemen kontrol pompa

4. - pompa tekanan tinggi dengan camshaft dan katup pembuangan.

5. - sakelar injeksi dengan katup sakelar

6. - katup solenoid tekanan tinggi

Pompa aksial (VP30)

Sistem kontrol elektronik serupa dapat diterapkan pada pompa piston putar, seperti pompa Bosch tipe VP 30-37, yang telah digunakan pada mobil penumpang sejak 1989. Dalam pompa bahan bakar aliran aksial VE yang dikendalikan oleh pengatur eksentrik mekanis. perjalanan efektif dan dosis bahan bakar menentukan posisi tuas persneling. Tentu saja, pengaturan yang lebih tepat dicapai secara elektronik. Regulator elektromagnetik dalam pompa injeksi adalah regulator mekanis dan sistem tambahannya. Unit kontrol menentukan posisi regulator elektromagnetik di pompa injeksi, dengan mempertimbangkan sinyal dari berbagai sensor yang memantau kinerja mesin.

Akhirnya, beberapa contoh pompa yang disebutkan di kendaraan tertentu.

Pompa bahan bakar putar dengan motor piston aksial VP30 menggunakan misalnya Ford Focus 1,8 TDDi 66 kW

VP37 menggunakan mesin 1,9 SDi dan TDi (66 kW).

Pompa injeksi putar dengan piston radial VP44 digunakan dalam kendaraan:

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

Audi A4 / A6 2,5 TDi

BMW 320d (100 kW)

Desain serupa adalah pompa injeksi putar dengan piston radial Nippon-Denso di Mazde DiTD (74 kW).