Pumpe za ubrizgavanje dizela

Podrijetlo i primjena.

Nastanak i razvoj pumpi za ubrizgavanje u dizelskim motorima fascinantna je priča o tehnološkom napretku koji je započeo krajem 19. stoljeća. Rudolf Diesel, njemački inženjer, izumio je dizelski motor 1893. godine, nastojeći stvoriti učinkovitije rješenje od tadašnjih parnih motora i motora s izgaranjem. U prvim godinama korišteni su vrlo primitivni sustavi ubrizgavanja goriva, karakterizirani niskom preciznošću, što je rezultiralo ograničenom učinkovitošću i pouzdanošću ovih motora.

U 1920-im i 1930-im godinama značajan napredak postignut je uvođenjem mehaničkih pumpi za ubrizgavanje, pogonjenih izravno motorom. Ove pumpe, poput modela koji je razvio Bosch, postale su popularne u automobilima i poljoprivrednim strojevima, omogućujući učinkovitiju isporuku goriva u cilindre.

Sljedeći korak u razvoju bile su distribucijske pumpe, predstavljene 1950-ih. Omogućili su precizniju kontrolu ubrizgavanja goriva, što je poboljšalo rad motora i ekonomičnost. Primjer su VE pumpe, koje su bile široko korištene u osobnim automobilima i kamionima. Šezdesetih godina prošlog stoljeća pojavile su se sekcijske pumpe koje su imale zasebne dijelove za svaki cilindar, što je omogućilo precizniju kontrolu nad količinom ubrizganog goriva, a koristile su se u velikim kamionima i građevinskim strojevima.

U 1980-im i 1990-im godinama došlo je do revolucije u tehnologiji ubrizgavanja goriva uvođenjem elektroničke kontrole. Elektroničke upravljačke jedinice (ECU) počele su upravljati radom pumpi za ubrizgavanje, što je omogućilo još precizniju kontrolu nad procesom izgaranja. Sustav EDC (Electronic Diesel Control) tvrtke Bosch primjer je takvog rješenja.

Proboj u tehnologiji ubrizgavanja goriva u dizelske motore bilo je uvođenje sustava common rail u kasnim 1990-ima. Ovaj sustav odvaja stvaranje tlaka od procesa ubrizgavanja, omogućavajući vrlo visok tlak ubrizgavanja i preciznu kontrolu doze goriva. Gorivo se skladišti u zajedničkom spremniku (rail) i isporučuje do mlaznica pod visokim pritiskom, što omogućuje veću učinkovitost izgaranja i niže emisije ispušnih plinova.

Trenutno korišteni sustavi ubrizgavanja odlikuju se visokom preciznošću, visokim tlakom ubrizgavanja koji prelazi čak 2000 bara i naprednom elektronskom kontrolom.

Pumpe za ubrizgavanje u dizelskim motorima prošle su dug put razvoja od primitivnih, mehaničkih sustava do tehnološki naprednih, elektronički kontroliranih common rail sustava, koji su pridonijeli značajnim poboljšanjima u učinkovitosti, pouzdanosti i ekološkoj prihvatljivosti dizelskih motora.

Konstrukcija i princip rada.

Linijska (sekcijska) pumpa za ubrizgavanje.

Kućište ove vrste pmpe sadrži pumpne dijelove, raspoređene u nizu, prema broju cilindara motora. Svaka sekcija za prešanje sastoji se od klipa i cilindra. Klip se pomiče u cilindru, komprimira gorivo zbog gibanja bregaste osovine, koja rotacijsko gibanje pretvara u povratno. Bregasto vratilo je ključni element koji pokreće klipove, omogućujući komprimiranje goriva. Radom pumpe upravlja regulator brzine koji može biti mehanički ili elektronički. Odgovoran je za kontrolu brzine motora reguliranjem količine goriva koja se dovodi u cilindre. Na izlazu svake pumpne sekcije nalaze se ventili za ubrizgavanje koji se otvaraju pod utjecajem tlaka goriva, omogućujući mu da teče u vodove koji vode do brizgaljki. Vodovi transportiraju komprimirano gorivo do mlaznica, koje ubrizgavaju gorivo u komoru za izgaranje motora. Aktuatorski mehanizam omogućuje podešavanje početne točke ubrizgavanja goriva, što je ključno za optimalan rad motora pri različitim uvjetima opterećenja i brzine. Rad in-line pumpe za ubrizgavanje je sekvencijalan. Bregasta osovina, koju pokreće motor, kontrolira kretanje klipova u pojedinim dijelovima prešanja. Klipovi komprimiraju gorivo u sekcijskim cilindrima, a dovoljno visok tlak uzrokuje otvaranje mlaznica i ubrizgavanje goriva. Regulator brzine kontrolira količinu goriva koja se dovodi u cilindre, a mehanizam za podešavanje omogućuje podešavanje kuta ubrizgavanja, što je ključno za učinkovito izgaranje i rad motora.

Razdjelne pumpe za ubrizgavanje (VE/VP).

Na tržištu postoje aksijalne i radijalne distribucijske pumpe. Razlika leži u elementima koji se koriste za stvaranje visokog tlaka goriva unutar pumpe za ubrizgavanje. Pogonsko vratilo, povezano s motorom, pokreće pokretne dijelove pumpe, okrećući tlačne elemente i sinkronizirajući njihov rad s motorom. Razdjelnik je, uz elemente za kompresiju goriva, ključni element pumpe koji je zadužen za distribuciju goriva u pojedinačne cilindre. Okreće se unutar tijela pumpe, pokretan pogonskom osovinom. Pumpa s lopaticama, koja se nalazi u usisnom dijelu, odgovorna je za usisavanje goriva iz spremnika i njegovo predkomprimiranje prije isporuke do tlačnih elemenata. Element za prešanje, koji se sastoji od klipa i cilindra, komprimira gorivo do visokog tlaka. Kretanje klipa je sinkronizirano s rotacijom pogonskog vratila. Regulacijski ventil kontrolira količinu goriva koja se dovodi do tlačnog elementa, omogućujući precizno doziranje goriva ovisno o zahtjevima motora. U starijim izvedbama, i kut ubrizgavanja i doza goriva podešavali su se mehanički ili pneumatski. Novije distribucijske crpke opremljene su električnim pogonom ili elektroničkim regulatorom. Posebno potonji omogućuju relativno preciznu i brzu prilagodbu parametara ubrizgavanja goriva, zahvaljujući odgovarajućem algoritmu rada pumpe pohranjenom u njegovom upravljaču.

Jedinica/jednodijelne pumpe (pojedinačne PLD/UPS/EUP jedinice za ubrizgavanje).

Jedinična pumpa za ubrizgavanje je napredni sustav za ubrizgavanje goriva, koji se uglavnom koristi u dizelskim motorima velikog kapaciteta i velike snage. Ovo se rješenje koristi u gospodarskim vozilima kao što su kamioni, poljoprivredni i građevinski strojevi. Svaki cilindar motora ima svoju zasebnu pumpu za ubrizgavanje, što omogućuje vrlo preciznu kontrolu ubrizgavanja goriva.

U PLD jedinici pumpe za ubrizgavanje, središnji element je tijelo pumpe, izrađeno od izdržljivih materijala kao što su čelik ili lijevano željezo kako bi izdržalo visoke pritiske i opterećenja. Unutar tijela nalazi se klip koji se kreće u cilindru. Ovaj klip pokreće bregasta osovina, koja pretvara rotacijsko kretanje osovine u povratno kretanje klipa. Bregasta osovina je sinkronizirana s radom motora, što omogućuje preciznu kontrolu momenta ubrizgavanja goriva. Svaka pumpa opremljena je solenoidnim ventilom koji se, upravljan strujom od strane kontrolera motora, otvara, dopuštajući gorivu da teče u vodove koji vode do mlaznica. Ovaj ventil također kontrolira količinu goriva koja se isporučuje u komoru za izgaranje, što je ključno za učinkovito izgaranje. Injektori, spojeni izravno na pumpe, ubrizgavaju gorivo izravno u komoru za izgaranje pod vrlo visokim tlakom, što osigurava bolju atomizaciju goriva i učinkovitije izgaranje. 

PLD sustav karakterizira visoka preciznost i pouzdanost te mogućnost precizne kontrole ubrizgavanja goriva u svaki cilindar pojedinačno. To omogućuje motorima opremljenim pumpama jediničnog ubrizgavanja da postignu bolju učinkovitost izgaranja, niže emisije i veću učinkovitost. Cjelokupna konstrukcija PLD pumpe je dizajnirana da osigura dugotrajan i pouzdan rad u teškim uvjetima rada, kao i brz servis u slučaju kvara.

Visokotlačne pumpe (common rail).

Visokotlačna pumpa u common rail sustavu ključni je element odgovoran za stvaranje i održavanje visokog tlaka goriva, koji se zatim isporučuje u rail (common rail), a odatle do mlaznica. Dizajn ove pumpe uključuje nekoliko važnih komponenti koje rade zajedno kako bi osigurale učinkovit i pouzdan rad.

Tijelo pumpe, obično izrađeno od izdržljivih materijala kao što su čelik ili lijevano željezo, osnovna je struktura u koju su ugrađene sve ključne komponente. Unutar tijela nalazi se osovina koja prima pogon od motora. Pogonsko vratilo, preko bregova i potiskivača, pokreće pritisne elemente, koji sabijaju gorivo do visokog tlaka. Elementi za prešanje sastoje se od klipova smještenih u cilindrima. Kretanje klipova generira bregasto vratilo, koje pretvara rotacijsko kretanje pogonskog vratila u recipročno kretanje klipova. Pumpa je opremljena ulaznim i izlaznim ventilima koji kontroliraju protok goriva do i od crpnih elemenata. Usisni ventili se otvaraju dok se klipovi pomiču prema dolje, uvlačeći gorivo u cilindre, a ispušni ventili se otvaraju dok se klipovi pomiču prema gore, komprimirajući gorivo i pumpajući ga u zajednički vod. Većina visokotlačnih pumpi ima jedan do tri pumpna dijela.

Ovisno o modelu, ova vrsta pumpi opremljena je solenoidnim ventilom koji kontrolira tlak/protok goriva. Kao dodatna oprema koriste se i senzori temperature goriva i elektromagnetski ventili koji isključuju jedan dio pumpe. Solenoidni ventil ugrađen u pumpu ili razvodnik, kojim upravlja upravljačka jedinica motora (ECU), regulira tlak goriva u sustavu zajedničkog razvodnika. Neke visokotlačne pumpe imaju integriranu predpumpu goriva, koja je odgovorna za usisavanje goriva iz spremnika i njegovo tjeranje u visokotlačni odjeljak radi kompresije. 

Proces regeneracije.

Bosch pumpe tipa VP29/30 i VP44.

Proces regeneracije počinje čitanjem sadržaja memorije kontrolera pumpe i provjerom pohranjenih pogrešaka. Zatim se komponente pumpe rastavljaju i mehanički dijelovi se pregledavaju. Tijekom regeneracije pumpe zamjenjuju se ili popravljaju svi ključni elementi, uključujući: elektronički upravljač, senzor Hallovog efekta, primarnu (napojnu) pumpu, regulator kuta ubrizgavanja, visokotlačne klipove, elektromagnetske ventile za dozu i kut ubrizgavanja, glavu i kućište. Nakon ugradnje novih dijelova, pumpa ide na Bosch EPS 815 ispitni stol s dodatkom VPM844. Tamo se provodi potpuno automatski proces testiranja i kalibracije njegovih radnih parametara. Pozitivan rezultat ovog procesa jamči održavanje odgovarajuće doze goriva i vrijednosti kuta ubrizgavanja kroz cijeli raspon brzine i opterećenja motora.

Bosch (PLD/UPS) i Delphi (EUP) jedinične/jednodijelne pumpe.

Zahvaljujući Bosch CAMBOX priključku, naša ponuda također uključuje testove i regeneraciju pumpi uključenih u pojedinačne Bosch PLD/UPS jedinice za ubrizgavanje. Regeneracija ove vrste crpke uključuje zamjenu kompleta brtvi te provjeru, čišćenje i eventualnu zamjenu drugih elemenata, kao što je regulacijski solenoidni ventil ili elementi za generiranje visokog tlaka. Završni test crpke odvija se na Bosch EPS 815 ispitnom stolu opremljenom gore navedenim nastavkom.

Također nudimo ispitivanje učinkovitosti i regeneraciju pumpi iz Delphi EUP sustava. Elementi se provjeravaju na prikladno opremljenom ispitnom stolu Hartridge AVM2-PC. Regeneracija obično uključuje zamjenu brtvi i upravljačkog ventila. klipa te pregled i čišćenje ostalih dijelova. Po potrebi se mijenjaju oštećeni elementi, kao što su opruga, ventil, zavojnica ili električni konektor. Popravljena crpka dobiva novi korekcijski kod koji se generira na temelju parametara izmjerenih tijekom kalibracijskog testa provedenog na mjernoj stanici.

Bosch, Delphi, Siemens VDO/Continental, Denso common rail visokotlačne pumpe.

Proces počinje ispitivanjem pumpe, kojem prethodi zamjena seta brtvi. Bosch i Hartridge ispitni stolovi opremljeni odgovarajućom opremom koriste se za ispitivanje CP pumpi. Regeneracija pumpe uključuje zamjenu oštećenih ili istrošenih elemenata, kao što su: primarna/napojna pumpa (ako postoji), solenoidni ventili, mehanički ventili, pogonsko vratilo, klipovi ili kućište. Svaki popravak završava testom tijekom kojeg se mjere ključni parametri pumpe - tlak i protok goriva.

Uzroci i vrste oštećenja.

Simptomi koji mogu ukazivati na oštećenje pumpe za ubrizgavanje:

1. Poteškoće s pokretanjem motora.
2. Neravnomjeran rad motora u praznom hodu.
3. Gubitak snage motora, osobito tijekom ubrzavanja.
4. Povećana potrošnja goriva.
5. Previše dima iz ispušnog sustava. 
6. Provjerite svjetlo motora ili druge indikatore kvara na kontrolnoj ploči. 

Najčešća oštećenja pumpi za ubrizgavanje su:

1. Istrošenost klipova i unutarnjih cilindara pumpe.
2. Oštećenje brtvi i brtvenih prstenova..
3. Kvar kontrolnog elektromagnetskog ventila.
4. Problemi s mehaničkim elementima kao što su pogonska osovina, bregovi, potiskivači ili elementi za utiskivanje.
5. Oštećenje elektroničkih regulatora (ECU) odgovornih za upravljanje radom pumpe.
6. Kontaminacija goriva, koja dovodi do zaglavljivanja ili blokiranja pokretnih dijelova pumpe.
7. Problemi s opskrbom gorivom kao što su začepljeni filtri goriva ili loša kvaliteta goriva što dovodi do unutarnjeg oštećenja.