Działanie pompy paliwa wysokociśnieniowego (HPFP) (Renault 19)

Na zdjęciu po lewej stronie widoczna jest pompa wtryskowa firmy Bosch, po prawej - pompa wtryskowa firmy Roto. Urządzenie odcinające sterowanie elektrozaworem (2) przerywa dopływ paliwa do pompy po wyłączeniu zapłonu. Jeżeli chcesz uruchomić silnik za pomocą rozrusznika, musisz rozłączyć styk elektryczny (1), aby uniemożliwić uruchomienie silnika. Poniższe liczby oznaczają:

• 3 - tarcza krzywkowa "ręczny drążek sterujący pedałem przyspieszenia" do włączania mikrowyłączników recyrkulacji spalin i pełnego obciążenia;
• 4 - mikrowyłącznik recyrkulacji spalin;
• 5 - wyłącznik pełnego obciążenia.

Pompa łopatkowa wspomagająca paliwo

Głównym elementem pompy wtryskowej jest łopatkowa pompa paliwa. Zasysa paliwo z przewodu wychodzącego z filtra. Koło pompy, w którym umieszczane są suwaki, umieszczone jest w okrągłym otworze w obudowie. Gdy koło zębate pompy obraca się, pomiędzy suwakami zawsze pozostaje pewna objętość, która następnie zmniejsza się w kierunku wylotu pompy, czyli w stronę wylotu. Zawarta w tej objętości ciecz zostaje więc siłą wyciśnięta.

Łopatkowa pompa paliwa dostarcza paliwo pod ciśnieniem do obudowy pompy paliwa wysokiego ciśnienia. Na tym samym wałku co łopatkowa pompa paliwowa znajduje się tłoczek rozdzielczy pompy paliwowej wysokiego ciśnienia, od którego pompa paliwowa wysokiego ciśnienia wzięła swoją nazwę.

Tłoczek rozdzielacza pompy wtryskowej i tarcza krzywkowa

Sekret działania tłoka rozdzielczego pompy wtryskowej polega na tym, że ma on wiele otworów i wgłębień. Dzięki temu może spełniać swoje dwie główne funkcje – napełniania i rozpylania.

Zasada działania: podczas napełniania rowek szczelinowy tłoka rozdzielającego znajduje się naprzeciwko otworu wlewowego. Paliwo z pompy łopatkowej pod ciśnieniem dostaje się do wolnej przestrzeni w tłoku i przed tłokiem. Tłok rozdzielczy pompy wtryskowej obraca się dalej. Otwór wlewowy zostaje ponownie zamknięty. Napełnianie zakończone.

Teraz wchodzą w grę 2 inne elementy projektu. Tłoczek rozdzielczy pompy paliwa wysokociśnieniowego połączony jest z kołem pasowym, na którym znajdują się 4 wypustki. To jest tarcza krzywkowa; przesuwa się on względem łożyska oporowego, które przenosi 4 rolki w tych samych odstępach co krzywki na tarczy krzywkowej, co zmniejsza tarcie. To jest pierścień rolkowy. Następnie następuje rozpryskiwanie: tarcza krzywkowa przesuwa się wzdłuż pierścienia rolkowego. Jeżeli występy osiągną krawędzie toczne, tarcza krzywkowa naciska tłoczek rozdzielczy pompy paliwa wysokociśnieniowego do przodu. Dzieje się tak, gdy kolejny otwór w tłoku rozdzielacza pokrywa się z kanałem wylotowym wtryskiwacza. Paliwo może płynąć wyłącznie w kierunku cylindra, w którym następuje sprężanie i zapłon. Na skutek przesuwania się tłoka rozdzielacza pompy wtryskowej do przodu, zmniejsza się objętość wolnej przestrzeni przed nim. Paliwo, będące już pod ciśnieniem, jest dostarczane do wtryskiwacza. Proces wtrysku w cylindrze jest zakończony. Wał korbowy i pompa paliwa wysokiego ciśnienia (HPFP) obracają się dalej. Tłoczek rozdzielacza pompy wtryskowej przesuwa się do tyłu, a paliwo wypływa przez otwór wlewowy.



Tłoczek rozdzielacza pompy wtryskowej obraca się w kierunku kanału wylotowego następnego cylindra. Występy tarczy krzywkowej ponownie zazębiają się z rolkami pierścienia bieżnego. Tłoczek rozdzielacza pompy wtryskowej zostaje przesunięty do przodu, a paliwo zostaje wtryskiwane pod ciśnieniem.

Urządzenie odcinające sterowanie elektromagnesem

Zanim olej napędowy trafi do otworu wlewowego tłoczka rozdzielacza pompy wtryskowej, przepływa przez zawór elektryczny z przełącznikiem elektromagnetycznym — urządzenie wyłączające sterowanie solenoidowe. Aktywuje się po przekręceniu kluczyka w stacyjce do pierwszej pozycji i umożliwia dopływ paliwa. Po wyłączeniu silnika dopływ prądu zostaje przerwany przez wyłącznik rozruchowy. Elektrozawór sterujący zamyka dopływ paliwa, co powoduje zatrzymanie silnika. Nie ma innego sposobu na wyłączenie silnika Diesla niż wyłączenie go lub zatkanie wlotu powietrza do filtra powietrza lub wydechu.

Regulator odśrodkowy

Aby rejestrować różne tryby pracy silnika i tym samym stworzyć możliwość dostarczania wymaganej ilości paliwa do wtrysku, w pompie paliwowej wysokiego ciśnienia montuje się regulator odśrodkowy, nazywany także regulatorem prędkości obrotowej wielostopniowej. Jego ciężar jest wypychany na zewnątrz w zależności od prędkości obrotowej silnika. Ciężarki działają poprzez mechanizm dźwigniowy na tulei sterującej, która otwiera otwór w tłoku rozdzielczym pompy paliwa wysokociśnieniowego, aby usunąć nadmiar paliwa. Jeżeli obroty silnika gwałtownie wzrosną w stosunku do położenia pedału gazu, regulator otworzy wspomniany otwór, a obroty ponownie spadną. Po uruchomieniu silnika otwór ten jest całkowicie zamknięty. Silnik otrzymuje maksymalną ilość paliwa, ale tylko do momentu osiągnięcia ustawionej prędkości biegu jałowego. Następnie regulator zaczyna działać ponownie.



To samo dzieje się na biegu jałowym i przy częściowym obciążeniu. Regulator odśrodkowy wyrównuje położenie pedału paliwa i prędkość obrotową silnika, wykorzystując mechanizm opisany powyżej. Jeśli zostanie osiągnięta zależność pomiędzy położeniem pedału gazu a prędkością obrotową silnika, rozpoczyna się usuwanie nadmiaru paliwa. Maksymalna prędkość obrotowa silnika jest również ograniczona przez regulator odśrodkowy. Jeżeli prędkość obrotowa silnika przekroczy dopuszczalny limit, regulator odśrodkowy otwiera otwór w celu odprowadzenia nadmiaru paliwa. Dzięki temu silnik pracuje nie przekraczając maksymalnego dopuszczalnego limitu.

Elektromagnetyczne sprzęgło wyprzedzenia wtrysku paliwa

Gdy prędkość obrotowa silnika wzrasta, paliwo musi zostać wtryskiwane wcześniej, aby zapewnić odpowiedni zapłon. Przyspieszenie zapłonu jest możliwe dzięki sprzęgłu wyprzedzenia wtrysku paliwa. Montowany jest również w pompie paliwa wysokiego ciśnienia.

Jeżeli prędkość obrotowa silnika wzrasta, łopatkowa pompa paliwa również obraca się wraz ze wzrostem prędkości w pompie paliwa wysokiego ciśnienia. Zwiększa to ciśnienie paliwa, które jest wykorzystywane przez sprzęgło wyprzedzenia wtrysku paliwa. Ciśnienie paliwa działa na tłok i przesuwa go, ściskając sprężynę. Pierścień rolkowy jest sztywno połączony z tym tłokiem. W miarę wzrostu ciśnienia paliwa – przy większej prędkości obrotowej – tłok obraca pierścień rolkowy wokół własnej osi. Dzięki temu krzywki tarczy krzywkowej działają na rolki wcześniej; dzięki temu wstrzyknięcie następuje wcześniej. W miarę zmniejszania się prędkości obrotowej tłok lekko się opóźnia, a wraz z nim pierścień rolkowy.

Urządzenie do rozruchu zimnego silnika

Hydrauliczny przyspieszacz rozruchu na zimno w pompie paliwa wysokociśnieniowego Bosch składa się z zaworu ograniczającego (1), zaworu redukującego ciśnienie (3) i elektrycznie podgrzewanego termoelementu z materiałem rozszerzalnym (4). Jeżeli prędkość obrotowa nieogrzewanego silnika przekroczy 2000 obr/min, zawór kulowy (2) otwiera się i normalizuje zwiększone ciśnienie paliwa.

Zimny silnik uruchamia się lepiej, jeżeli paliwo zostanie wcześniej wtryśnięte do ciepłego sprężonego powietrza. Jednocześnie samochód lepiej przyspiesza w pierwszej fazie pracy nierozgrzanego silnika, a dzięki temu urządzeniu uciążliwy niebieski dym z wydechu podczas rozruchu znika niemal całkowicie. Wspomniany przyspieszacz zimnego rozruchu działa w pompie paliwa wysokiego ciśnienia jako sprzęgło wyprzedzenia wtrysku paliwa. Działa za pomocą ciśnienia paliwa na tłok sprzęgła wyprzedzenia wtrysku paliwa i wypycha go do tyłu. Pierścień rolkowy zostaje zatem obrócony o około 2,5° w kierunku "postępu". Urządzenie do rozruchu zimnego silnika składa się z zaworu zamontowanego z boku pompy paliwa wysokociśnieniowego, który jest bezpośrednio połączony z elementem grzejnym wkręconym w korpus zaworu i podgrzewanym elektrycznie. Po uruchomieniu silnika termoelement zwiększa swoje rozmiary i otwiera zawór. W rezultacie ciśnienie wtrysku spada do poziomu średniego, a pedał przyspieszenia zimnego silnika przestaje działać. Następuje to w zależności od temperatury otoczenia i trwa od 30 do 180 sekund.



Przy temperaturze płynu chłodzącego ponad 65°C, i, odpowiednio, temperatury paliwa ponad 45°C lub 67°C (w zależności od rodzaju pompy paliwa wysokiego ciśnienia, przyspieszenia rozruchu zimnego silnika pozostaje wyłączony. Jeśli obroty zwiększają się więcej niż 2000 obr./min., zawór otwiera się już bez udziału przyspieszenia rozruchu zimnego silnika.

Szybki regulator prędkości biegu jałowego

Dla wygody użytkownika pompa paliwa wysokiego ciśnienia, oprócz pedału przyspieszenia rozruchu zimnego silnika, wyposażona jest w urządzenie zwiększające prędkość obrotową. W ten sposób można uniknąć irytującego bicia i wibracji na biegu jałowym zimnego silnika.

W tym celu ogranicznik prędkości biegu jałowego wyposażono w drugą dźwignię, która za pomocą małej linki Bowdena jest połączona z termostatem woskowym przykręconym do obudowy silnika i podgrzewanym przez płyn chłodzący. Przy zimnym silniku (temperatura płynu chłodzącego poniżej 15°C) dźwignia ta zwiększa prędkość biegu jałowego do 1100–1200 obr./min. W miarę nagrzewania się silnika wosk w termostacie topi się i rozszerza. Napięcie linki zostaje zwolnione, a dźwignia biegu jałowego zbliża się do normalnego ogranicznika prędkości biegu jałowego.