Dízel befecskendező szivattyúk

Kialakulás és alkalmazás

A dízelmotor befecskendező szivattyúk fejlődéstörténete egy lenyűgöző technológiai haladás történetét meséli el, amely a 19. század végén kezdődött. Rudolf Diesel, egy német mérnök, 1893-ban találta fel a dízelmotort azzal a céllal, hogy hatékonyabb megoldást nyújtson a korabeli gőz- és belsőégésű motoroknál. Az első években nagyon primitív üzemanyag-befecskendező rendszereket használtak, amelyek alacsony precizitásúak voltak, ami korlátozott hatékonysághoz és megbízhatósághoz vezetett.

Az 1920-as és 1930-as években jelentős előrelépés történt a mechanikus befecskendező szivattyúk bevezetésével, amelyek közvetlenül a motor által működtek. Ezek a szivattyúk, mint például a Bosch által kifejlesztett modell, népszerűvé váltak az autókban és a mezőgazdasági gépekben, lehetővé téve az üzemanyag hatékonyabb eljuttatását a hengerekbe.

A következő fejlődési lépést az 1950-es években bevezetett elosztós szivattyúk jelentették. Ezek lehetővé tették az üzemanyag-befecskendezés pontosabb szabályozását, ami javította a motor teljesítményét és gazdaságosságát. Példák erre a VE típusú szivattyúk, amelyeket széles körben használtak autókban és teherautókban. Az 1960-as években megjelentek a soros szivattyúk, amelyek külön részekkel rendelkeztek minden henger számára, lehetővé téve az üzemanyag-mennyiség pontosabb szabályozását, és nagy teherautókban, valamint építőipari gépekben alkalmazták őket.

Az 1980-as és 1990-es években forradalom következett be az üzemanyag-befecskendező technológiában az elektronikus vezérlés bevezetésével. Az elektronikus vezérlőegységek (ECU-k) kezdték irányítani a befecskendező szivattyúk működését, lehetővé téve az égési folyamat még pontosabb szabályozását. Erre példa a Bosch EDC (Electronic Diesel Control) rendszere.

A dízelmotorok üzemanyag-befecskendező technológiájában áttörést jelentett a common rail rendszerek bevezetése az 1990-es évek végén. Ez a rendszer szétválasztja a nyomás előállítását a befecskendezési folyamattól, lehetővé téve a nagyon magas befecskendezési nyomásokat és az üzemanyag-adagolás pontos szabályozását. Az üzemanyag egy közös (rail) tartályban tárolódik, és onnan nagy nyomáson kerül az injektorokhoz, ami nagyobb égési hatékonyságot és alacsonyabb kipufogógáz-kibocsátást eredményez.

A mai befecskendező rendszerek magas precizitásukról, akár 2000 bar-os befecskendezési nyomásukról és fejlett elektronikus vezérlésükről ismertek.

A dízel befecskendező szivattyúk fejlődése hosszú utat tett meg a primitív, mechanikus rendszerektől a csúcstechnológiás, elektronikusan vezérelt common rail rendszerekig, amelyek jelentős javulásokat eredményeztek a dízelmotorok hatékonyságában, megbízhatóságában és környezetvédelmi teljesítményében.

Felépítés és működési elv

Soros befecskendező szivattyú

Ezen típusú szivattyúk házában dugattyús szekciók helyezkednek el sorban, amelyek megfelelnek a motor hengereinek számának. Minden adagolószekció egy dugattyúból és egy hengerből áll. A dugattyú a hengerben mozog, és a vezérlő görgő mozgása alatt nyomja össze az üzemanyagot, amely a forgómozgást előre-hátra irányuló mozgássá alakítja. A vezérműtengely a kulcselem, amely hajtja a dugattyúkat, lehetővé téve az üzemanyag összenyomását. A szivattyú működését egy fordulatszám-szabályozó irányítja, amely lehet mechanikus vagy elektronikus. Ez felelős a motor fordulatszámának szabályozásáért az üzemanyag mennyiségének hengerekhez való adagolásának szabályozásával. Minden adagolószekció kimeneténél befecskendező szelepek találhatók, amelyek az üzemanyagnyomás hatására nyílnak meg, lehetővé téve az üzemanyag áramlását az injektorokhoz vezető vezetékekbe. A vezetékek a nyomás alatt lévő üzemanyagot az injektorokhoz szállítják, amelyek az üzemanyagot a motor égésterébe juttatják. A szabályzó mechanizmus lehetővé teszi az üzemanyag-befecskendezés kezdési időpontjának beállítását, ami kulcsfontosságú a motor optimális működése szempontjából különböző terhelési és sebességfeltételek mellett. A soros befecskendező szivattyú működése szekvenciális. Egy a motor által hajtott vezérműtengely irányítja a dugattyúk mozgását az egyes adagolószekciókban. A dugattyúk összenyomják az üzemanyagot a szekciók hengereiben, és a megfelelően magas nyomás hatására az injektorok kinyílnak, és befecskendezik az üzemanyagot. A fordulatszám-szabályozó irányítja az üzemanyag mennyiségét, amelyet a hengerekhez juttatnak, és a szabályzó mechanizmus lehetővé teszi a befecskendezési szög beállítását, ami kulcsfontosságú a hatékony égés és a motor teljesítménye szempontjából.

Elosztós befecskendező szivattyúk (VE/VP)

A piacon axiális és radiális elosztós szivattyúkkal találkozhatunk. A különbség abban rejlik, hogy melyik elemet használják a nagy üzemanyag-nyomás előállításához a befecskendező szivattyú belsejében. Egy hajtótengely, amely a motorhoz van csatlakoztatva, hajtja a szivattyú mozgó részeit, forgatja az adagolóelemeket és szinkronizálja működésüket a motorral. Az elosztó az üzemanyag-összenyomó elemek mellett a szivattyú kulcsfontosságú alkotóeleme, amely felelős az üzemanyag hengerek közötti elosztásáért. A szivattyú házában forog, amelyet egy hajtótengely hajt. A szívó részen elhelyezett lapátszivattyú felelős az üzemanyag beszívásáért a tartályból, és annak előzetes összenyomásáért, mielőtt azt az adag olóelemekhez továbbítják. Az adagolóelem egy dugattyúból és egy hengerből áll, amely az üzemanyagot nagy nyomásra sűríti. A dugattyú mozgása a hajtótengely forgásával van szinkronizálva. Egy vezérlőszelep szabályozza a dugattyúelemhez juttatott üzemanyag mennyiségét, lehetővé téve az üzemanyag pontos adagolását a motor igényei szerint. Régebbi tervezésekben a befecskendezési szöget és az üzemanyag-adagolást mechanikusan vagy pneumatikusan szabályozták. Az újabb elosztós szivattyúk elektromos szabályzóval vagy elektronikus vezérlőegységgel vannak felszerelve. Ezek különösen lehetővé teszik a befecskendezési paraméterek viszonylag pontos és gyors beállítását a szivattyú vezérlőjében tárolt megfelelő működési algoritmusnak köszönhetően.

PD elemek (egyedi PLD/UPS/EUP befecskendező egységek)

A PD elem egy fejlett üzemanyag-befecskendező rendszer, amelyet főként nagykapacitású és nagy teljesítményű dízelmotorokban használnak. Ez a megoldás kereskedelmi járművekben, például teherautókban, mezőgazdasági és építőipari gépekben alkalmazható. Minden motorhenger saját különálló üzemanyag-befecskendező szivattyúval rendelkezik, amely lehetővé teszi az üzemanyag-befecskendezés nagyon pontos szabályozását.

A PD elem egy fejlett üzemanyag-befecskendező rendszer, amelyet főként nagykapacitású és nagy teljesítményű dízelmotorokban használnak. Ez a megoldás kereskedelmi járművekben, például teherautókban, mezőgazdasági és építőipari gépekben alkalmazható. Minden motorhenger saját különálló üzemanyag-befecskendező szivattyúval rendelkezik, amely lehetővé teszi az üzemanyag-befecskendezés nagyon pontos szabályozását. A PLD PD elem központi eleme a szivattyú teste, amely erős anyagokból, például acélból vagy öntöttvasból készül, hogy ellenálljon a nagy nyomásnak és terheléseknek. A test belsejében egy dugattyú helyezkedik el, amely egy hengerben mozog. Ezt a dugattyút egy vezérműtengely hajtja, amely a tengely forgómozgását dugattyú előre-hátra irányuló mozgássá alakítja. A vezérműtengely a motorral szinkronizálva van, ami lehetővé teszi az üzemanyag-befecskendezés időzítésének pontos szabályozását. Minden szivattyú elektroszeleppel van felszerelve, amelyet a motorvezérlő egység irányít, és amely kinyílik, hogy lehetővé tegye az üzemanyag áramlását az injektorokhoz vezető vezetékekbe. Ez a szelep szabályozza az égéstérbe juttatott üzemanyag mennyiségét is, ami kulcsfontosságú a hatékony égés szempontjából. Az injektorok, amelyek a szivattyúkhoz kapcsolódnak, nagyon magas nyomáson fecskendezik be az üzemanyagot közvetlenül az égéstérbe, biztosítva a jobb üzemanyag-porlasztást és a hatékonyabb égést. 

A PLD rendszer nagy precizitással és megbízhatósággal rendelkezik, valamint képes az üzemanyag-befecskendezés pontos szabályozására minden henger esetében külön-külön. Ez lehetővé teszi, hogy a PD elemmel felszerelt motorok jobb égési hatékonyságot, alacsonyabb kibocsátást és magasabb teljesítményt érjenek el. A PD elem teljes felépítése úgy lett tervezve, hogy hosszú távú és megbízható működést biztosítson nehéz működési körülmények között, valamint gyors szervizelést tegyen lehetővé meghibásodás esetén.

Nagynyomású szivattyúk (common rail).

A common rail rendszerben a nagynyomású szivattyú a kulcsfontosságú alkotóelem, amely felelős a magas üzemanyag-nyomás előállításáért és fenntartásáért, amelyet aztán a rail-be (közös nyomócsőbe) továbbítanak, és onnan az injektorokhoz. A szivattyú tervezése több fontos alkotóelemet foglal magában, amelyek együttműködve biztosítják a hatékony és megbízható működést.

A szivattyú teste, amely általában erős anyagokból, például acélból vagy öntöttvasból készül, az alapvető szerkezet, amelyben minden kulcsfontosságú alkatrész rögzítve van. A test belsejében található a tengely, amely a motorból kapja a meghajtást. A hajtótengely a vezérműtengelyek és nyomórudak segítségével hajtja az adagolóelemeket, amelyek nagy nyomásra sűrítik az üzemanyagot. A nagynyomású szekciók hengerekben elhelyezett dugattyúkból állnak. A dugattyúk mozgását egy vezérműtengely hozza létre, amely a hajtótengely forgómozgását dugattyú előre-hátra irányuló mozgássá alakítja. A szivattyú be- és kimeneti szelepekkel van felszerelve, amelyek szabályozzák az üzemanyag áramlását a dugattyús elemekhez és onnan. A bemeneti szelepek akkor nyílnak meg, amikor a dugattyúk lefelé mozognak, beszívva az üzemanyagot a hengerekbe, és a kipufogószelepek akkor nyílnak meg, amikor a dugattyúk felfelé mozognak, összenyomva az üzemanyagot, és pumpálják azt a rail-be. A legtöbb nagynyomású szivattyúnak egy-három nagynyomású szekciója van.

A modelltől függően ez a típusú szivattyú egy nyomásszabályozó szelep is felszerelve van az üzemanyag nyomásának/fogyasztásának szabályozására. Az üzemanyag-hőmérséklet-érzékelők és a nagynyomású szekciókat lekapcsoló szelepek is használatosak tartozékként. A szivattyúban vagy a rail-en elhelyezett szelep, amelyet a motorvezérlő egység (ECU) irányít, szabályozza az üzemanyag nyomását a common rail rendszerben. Egyes nagynyomású szivattyúk integrált üzemanyag-ellátó szivattyúval rendelkeznek, amely felelős az üzemanyag beszívásáért a tartályból, és annak a nagynyomású szekcióhoz való továbbításáért a sűrítéshez. 

Felújítási folyamat.

Bosch elosztós szivattyúk VP29/30 és VP44

A felújítási folyamat a szivattyú vezérlőjének memóriájában tárolt hibák kiolvasásával és ellenőrzésével kezdődik. Ezután a szivattyú alkatrészeit szétszerelik, és a mechanikai részeket megvizsgálják. A szivattyú felújítása során minden kulcsfontosságú alkatrészt kicserélnek vagy megjavítanak, beleértve: elektronikus vezérlőegység, fordulatszám-érzékelő, ellátó szivattyú, befecskendezési szög állító, nagynyomású dugattyúk, adagoló és befecskendezési szög állító mágnesszelepek, hengerfej vagy ház. Az új alkatrészek beszerelése után a szivattyút a Bosch EPS 815 tesztpadra helyezik a VPM844 kiegészítővel. Ott egy teljesen automatikus folyamatot végeznek el a működési paraméterek tesztelésére és kalibrálására. Ennek a folyamatnak a pozitív eredménye garantálja, hogy a megfelelő üzemanyag-adagolás és befecskendezési szög fenntartható a motor teljes fordulatszám- és terhelési tartományában.

Bosch (PLD/UPS) és Delphi (EUP) PD elemek

A Bosch CAMBOX kiegészítőnek köszönhetően ajánlatunkban szerepel a Bosch PLD/UPS injekciós készletekhez tartozó szivattyúk tesztelése és felújítása is. Az ilyen típusú szivattyúk felújítása magában foglalja egy tömítéskészlet cseréjét, valamint más elemek, például a vezérlő mágnesszelep vagy a nagynyomású elemek ellenőrzését, tisztítását és esetleges cseréjét. A szivattyú végső tesztje a Bosch EPS 815 tesztpadon zajlik a fent említett kiegészítővel felszerelve.

Továbbá kínálunk Delphi EUP rendszerek szivattyúinak teljesítménytesztelését és felújítását is. Az alkatrészek ellenőrzése megfelelően felszerelt Hartridge AVM2-PC tesztpadon történik. A felújítás általában magában foglalja a tömítések, a vezérlőszelep, a dugattyú cseréjét, valamint a fennmaradó részek ellenőrzését és tisztítását. Szükség esetén a sérült alkatrészeket, mint például a rugót, szelepet, mágnesszelepet vagy elektromos csatlakozót cserélik. A felújított szivattyú új korrekciós kódot kap, amelyet a tesztpadon végrehajtott kalibrációs teszt során mért paraméterek alapján generálnak.

Common rail nagynyomású szivattyúk Bosch, Delphi, Siemens VDO/Continental, Denso

A folyamat egy szivattyúteszttel kezdődik, amelyet egy tömítéskészlet cseréje előz meg. A CR szivattyúk teszteléséhez Bosch és Hartridge tesztpadokat használnak, amelyek megfelelő műszerekkel vannak felszerelve. A szivattyú felújítása magában foglalja a sérült vagy elhasználódott alkatrészek cseréjét, mint például: ellátó szivattyú (ha van), mágnesszelepek, mechanikus szelepek, hajtótengely, dugattyúk vagy ház. Minden javítást egy teszt zár le, amely során a kulcsfontosságú szivattyúparamétereket – nyomás és üzemanyag-áramlás – mérik.

A meghibásodások okai és típusai

Tünetek, amelyek hibás befecskendező szivattyúra utalhatnak:

1. Nehézségek a motor indításakor.
2. Egyenetlen motor alapjárat.
3. A motor teljesítményének csökkenése, különösen gyorsításkor.
4. Megnövekedett üzemanyag-fogyasztás.
5. Túlzott füst a kipufogórendszerből. 
6. „Check engine” lámpa vagy más hiba jelzőfények a műszerfalon. 

A befecskendező szivattyúk leggyakoribb meghibásodásai:

1. A szivattyú dugattyúinak és belső hengereinek kopása.
2. Tömítések és tömítőgyűrűk sérülése.
3. A vezérlő mágnesszelep meghibásodása.
4. Mechanikus alkatrészek problémái, mint a hajtótengely, vezérműtengelyek, nyomórudak vagy dugattyús alkatrészek.
5. Az elektronikus vezérlőegységek (ECU) meghibásodása, amelyek a szivattyú működését irányítják.
6. Az üzemanyag szennyeződése, amely a szivattyú mozgó alkatrészeinek beszorulásához vagy blokkolásához vezet.
7. Üzemanyag-ellátási problémák, mint például eltömődött üzemanyagszűrők vagy rossz üzemanyagminőség, amely belső károsodáshoz vezet.