Pompa paliwa – rodzaje pomp, funkcje i usterki

Pompa paliwa jest częścią układu paliwowego i bardzo niezbędnym elementem w samochodach. Bez tego elementu paliwo nie mogłoby dotrzeć do cylindrów. Spróbujmy więc opowiedzieć trochę o pompach paliwa.

Rodzaje pomp paliwowych?

Najważniejsze jest, aby powiedzieć, jak klasyfikowane są pompy paliwa i odpowiednio opowiedzieć więcej o ich funkcjach. Zasadnicza różnica występuje między wysokociśnieniową pompą wtryskową a niskociśnieniową lub pomocniczą pompą paliwową.

Wysokociśnieniowa pompa wtryskowa paliwa

Głównym zadaniem tej pompy jest dostarczanie paliwa do wtryskiwaczy pod wysokim ciśnieniem. Pompa ta jest zwykle umieszczona na silniku, ponieważ jest napędzana przez obroty wałka rozrządu. Niektóre pompy wysokociśnieniowe są napędzane samodzielnie.

Rudolf Diesel

Ważnym rokiem dla wysokociśnieniowych pomp wtryskowych jest rok 1897 i wielki wynalazca Rudolf Diesel, ponieważ to właśnie we wspomnianym roku zaprezentował swój pierwszy silnik, który początkowo spalał naftę, a dzięki któremu obecnie możemy powszechnie napędzać silniki wysokoprężne. Dla mnie silnik Diesla jest największym klejnotem sztuki technicznej i najlepszym silnikiem, jaki kiedykolwiek wynaleziono.

Robert Bosch

Wspomniany wynalazca i niesamowity inżynier udoskonalił pompę wysokociśnieniową i rozpoczął jej masową produkcję w 1927 roku. Nazwisko tego wynalazcy widnieje dziś na wielu częściach samochodowych, a także różnych innych elementach technologii.

Jak działa pompa wysokociśnieniowa?

Pompy wysokociśnieniowe działają na zasadzie tłoków, które dostarczają paliwo pod ciśnieniem do cylindrów, bezpośrednio do wtryskiwaczy lub przez szynę wtryskiwaczy. Pompy tłokowe zwykle działają poprzez sprężanie wymaganej ilości paliwa przez tłok, który jest utrzymywany w komorze, gdzie jest transportowany dalej pod ciśnieniem, gdy komora jest otwarta.

Rodzaje pomp wysokociśnieniowych do silników wysokoprężnych

Obrotowe pompy wysokociśnieniowe

Nasza dobrze znana „rotacyjna”, która stała się legendą głównie dzięki Skodzie Octavii pierwszej generacji. Pompa rotacyjna za każdym razem rozprowadza paliwo do poszczególnych wtryskiwaczy. W tym przypadku pompa wysokiego ciśnienia musi zostać zatrzymana podczas wymiany przewodów dystrybucyjnych. Pompy rotacyjne osiągają najniższe ciśnienia ze wszystkich układów wtryskowych, maksymalnie około 180 MPa. Jest to jednak prosta i niezawodna metoda. Jednak ze względu na mniejszą wydajność, presję na spełnienie norm emisji, ta świetna metoda została porzucona. W tym systemie możemy zobaczyć zarówno wtrysk bezpośredni, jak i pośredni.

Pumpe Duse

„PD” aka Pumpe Duse to metoda wtrysku, w której pompa jest częścią wtryskiwacza. Jest to hydrauliczny wtrysk wysokociśnieniowy bez konieczności stosowania przewodów wysokociśnieniowych. Cała metoda jest napędzana przez wałek rozrządu, przy czym za pomocą zaworu elektromagnetycznego wtrysk jest kontrolowany przez jednostkę sterującą. Skutkuje to bardzo wysokim wtryskiem pośrednim. Dla mnie jest to świetny sposób na wyeliminowanie pompy wysokiego ciśnienia jako takiej. Silniki PD są znacznie bardziej podatne na jakość oleju napędowego niż te napędzane pompą rotacyjną. Grupa Volkswagen miała wielkie plany dotyczące silników PD, w których ciśnienie wtrysku miało zostać jeszcze bardziej zwiększone. Jednak system ten po raz kolejny okazał się sprzeczny z normami ekologicznymi.

Silniki PD generalnie bardzo źle radzą sobie z filtrami DPF i była to ich duża przeszkoda. Silniki te można znaleźć głównie w starszych modelach grupy Volkswagena, na przykład w Skodzie Octavii 2. generacji, Skodzie Octavii 1. generacji itp. Wadą PD był również głośny dźwięk silnika.

Common Rail (diesel/benzyna)

Po raz kolejny pozwolę sobie cofnąć się do historii, ponieważ jest to najczęściej stosowany układ wtryskowy. Dziś możemy podziękować firmie Denso, która opracowała tę metodę wtrysku dla ciężarówek. Nie mniejsze podziękowania należą się Fiatowi, który we współpracy z Magneti Marelli wprowadził tę metodę do samochodów osobowych, a konkretnie do Alfy Romeo z silnikiem 1.9 JTD.

Różnica między „rotary” a „common rail” polega na tym, że w przypadku „common rail” paliwo jest kierowane do zbiornika „rail”, gdzie jest rozprowadzane do wszystkich cylindrów „common”. Kolejną różnicą jest to, że pompa „rail” nie musi być zatrzymywana podczas wymiany rozdzielaczy. Common Rail jest obecnie najczęściej stosowaną metodą wtrysku. Osiąga ciśnienie około 220 MPa i jest najcichszą i najdelikatniejszą ze wszystkich metod wtrysku. Jest to wtrysk bezpośredni. Należy pamiętać, że tę metodę wtrysku można również znaleźć w silnikach benzynowych!

A co z benzyną?

Nawet silniki benzynowe mają wtrysk paliwa. Bezpośredni i pośredni wtrysk zostały wspomniane powyżej. W przypadku silników benzynowych jest to zasadniczo nowsza koncepcja niż w przypadku silników wysokoprężnych. Aby lepiej wyjaśnić metodę wtrysku, omówimy tutaj wtrysk bezpośredni, pośredni i mieszany.

Wtrysk pośredni

Wtrysk pośredni odbywa się do kolektora dolotowego w pobliżu zaworu.

Wtrysk bezpośredni

Wtrysk bezpośredni odbywa się bezpośrednio do przestrzeni cylindra.

Wtrysk kombinowany

Jest to połączenie dwóch poprzednich metod, w których wtrysk pośredni jest wykonywany przy niskim obciążeniu, ale jeśli silnik przechodzi do wyższego obciążenia, przełącza się na metodę wtrysku bezpośredniego.

Rodzaje wtrysku w silnikach benzynowych

Gaźnik – wtrysk pośredni

O tej perełce nie można zapomnieć! Gaźniki zdominowały epokę od końca XIX wieku do lat 80-tych XX wieku. Nawet dziś gaźniki można znaleźć w kosiarkach, piłach łańcuchowych, wykaszarkach itp. Gaźnik jest urządzeniem czysto mechanicznym. Jego zadaniem jest mieszanie mieszanki paliwa i powietrza. Mówiąc najprościej, gaźnik działa na zasadzie przepływu powietrza, gdzie w małej przestrzeni prędkość powietrza jest zmniejszona, a ciśnienie spada. Paliwo jest zasysane do tej sekcji przez mały otwór i jest kontrolowane przez mechaniczny pływak.

Gaźnik działa również jako przepustnica silnika. Moc jest regulowana w prosty sposób. Jeśli potrzebna jest większa moc, zwiększa się wlot powietrza, a tym samym zwiększa się dopływ paliwa. Ci, którzy znają te mechaniczne sztuczki wiedzą, że głównym problemem z gaźnikami jest brak jakichkolwiek zanieczyszczeń lub zatkanie iglicy, przez którą wtryskiwane jest paliwo.

Inne problemy są spowodowane pękaniem i pęcznieniem uszczelek. Gaźniki można również regulować, ale w przypadku całkowitego demontażu zawsze należy pamiętać, że dobrze jest znać podstawowe ustawienia. Ci, którzy kiedykolwiek naprawiali piony lub piły łańcuchowe, będą dokładnie wiedzieć, o czym mówię. Era gaźników odeszła w niepamięć ze względu na swoje pewne wady, takie jak konieczność strojenia i regulacji, a także wysoki poziom emisji spalin, które są przerażającym tematem w dzisiejszych czasach fanatyków ekologii.

SPi – wtrysk pośredni

Polega na wtrysku paliwa przez zawór elektromagnetyczny do kolektora dolotowego wszystkich cylindrów. Od powyższego wzięła się nazwa SPI „single point injection”, czyli popularnie „wtrysk jednopunktowy”. Jego główną zaletą jest prosta konstrukcja i bardzo dobre rozproszenie paliwa.

Niestety posiada on również wady, takie jak wolna reakcja silnika w złych warunkach oraz kondensacja paliwa. Tę metodę wtrysku można znaleźć na przykład w Skodzie Favorit, gdzie ta konstrukcja wtrysku jest stosowana od lat 80-tych, ale dziś jest to przestarzała technologia.

MPi – wtrysk pośredni

Jest to metoda wtrysku podobna do SPi, jednak ma coś ekstra. Przewagą nad poprzednikiem jest wtrysk wielopunktowy. Tutaj paliwo jest wtryskiwane bezpośrednio przed zawór dolotowy, co skutkuje lepszymi osiągami i niższym zużyciem paliwa. Ponadto tworzona jest „jednorodna mieszanka”, co jest korzystne dla silnika. Ponadto, od swojego poprzednika, system ten posiada szynę wtryskową, dzięki czemu paliwo jest równomiernie rozprowadzane. Silniki te znane są z modeli Felicia, Dacia, Octavia itp.

GDi – bezpośredni wtrysk paliwa

Jest to najnowocześniejsza metoda wtrysku. Ta metoda wtrysku w samochodzie została wprowadzona przez Mitsubishi w 1996 roku w legendarnym modelu Galant. Jednak po raz pierwszy zastosowano ją w samochodzie w 1952 roku. Największą różnicą między poprzednikami jest to, że paliwo jest dozowane w innym punkcie. Wtrysk bezpośredni wtryskuje paliwo bezpośrednio do cylindra. Jest to również powód, dla którego stosuje się konstrukcję DOHV lub „dwa wałki rozrządu na cylinder”. W przypadku silników czterocylindrowych termin ten jest znany jako „16v – szesnastozaworowy”. Kanały dolotowe w tej metodzie wtrysku biegną pionowo, zapewniając bardziej wydajne napełnianie cylindrów. Ponadto tłoki mają inny kształt. Silniki GDi wykorzystują wysokociśnieniowe pompy common rail, które omawialiśmy głównie w silnikach wysokoprężnych. Trudno w to uwierzyć, ale nawet silnik benzynowy może korzystać z tej techniki. Co więcej, metoda ta działa w trzech wariantach:

• Uboga mieszanka – odbywa się to na biegu jałowym i do 2500 obr. Zaletą jest zmiana mieszanki i oszczędność paliwa.
• Mieszanka jednorodna – jest stosowana w szerokim zakresie i przy dużym obciążeniu. Zmniejsza spalanie stukowe silnika i ponownie zmienia mieszankę paliwową.
• Wtrysk dwustopniowy – działa podczas przyspieszania i gwałtownego przyspieszania. Najpierw do silnika wtryskiwana jest niewielka ilość paliwa, a główna część tuż przed zapłonem. To z kolei zmniejsza spalanie stukowe i zwiększa moc silnika. Tę metodę wtrysku można znaleźć w silnikach takich jak TFSi, GDi itp. Zalety tej metody wtrysku to niższe zużycie paliwa i wyższa wydajność. Wadą jest bardziej skomplikowana technologia i delikatniejsza przekładnia niż w przypadku poprzedników.

Jakie są usterki pomp wysokociśnieniowych?

Awarie pomp wysokiego ciśnienia są najczęściej spotykane w silnikach wysokoprężnych i benzynowych z wtryskiem bezpośrednim.

Przejawy awarii i ich przyczyny

Jednostka sterująca pompy

Znana jest awaria elektroniki w pompach rotacyjnych, której sam byłem świadkiem w silniku 1.8 TDDi 66 kW. Zamontowano pompę wysokociśnieniową Bosch VP30. Olej napędowy dostał się do elektroniki pompy, a samochód drgał i wyłączał się podczas jazdy. Silnik się nie obracał. Diagnostyka podawała komunikaty o błędach:

• C2453 – nieznany kod błędu
• P1608 – Utrata sygnału nadzoru pompy wtryskowej (silnik z zapłonem iskrowym)
• P1664 – moduł sterujący pompy wtryskowej – usterka
• P1564 – Moduł sterujący pompy wtryskowej – żądanie zmniejszenia dawki paliwa
• C2415 – nieznany kod błędu
• C2400 – nieznany kod błędu
• C2453 – nieznany kod błędu
• P0335 – Obwód czujnika położenia wału korbowego A (ten błąd zniknął po usunięciu, w przeciwieństwie do innych)

Silnik obracał się, ale nie uruchamiał się. Po włączeniu wtryskiwaczy olej napędowy płynął, ale samochód nadal nie uruchamiał się. Po demontażu skrzynki pompy elektronicznej (niezalecane, ponieważ części są pokryte żywicą epoksydową i może dojść do uszkodzenia) stwierdzono, że jest ona pokryta olejem napędowym i prawdopodobnie przepalona. Regenerowana pompa VP30 wyszła około 2500 – 3500 zł plus kaucja zwrotna. Potrzebne również:

Uszczelki pokrywy zaworów, mieliśmy też nowy kolektor pompy Starline TK C0160, potrzebny jest też simerink zarówno do korbowodu jak i krzywki, nowy olej silnikowy, najlepiej zestaw do zatrzymania kolektora lub linijka 5mm i do tego wiertło 6,5mm do zatrzymania pompy.

Wymiana jest trudniejsza, ale można to zrobić.

Trudny rozruch

Winę za to ponosi zużycie pompy i niskie ciśnienie, tutaj również najlepszym rozwiązaniem jest odnowienie całej pompy lub zakup nowej.

Wyłączanie się silnika

Ponownie jest to spowodowane niskim ciśnieniem lub awarią elementów wewnętrznych pompy.

Szarpanie silnika i słabe przyspieszenie

Po raz kolejny mamy do czynienia ze słabym ciśnieniem paliwa. Opcją jest naprawa lub zakup nowej pompy

Ze względu na bardziej złożoną mechanicznie konstrukcję, nie będę tutaj szczegółowo wymieniał, jak naprawić pompę, a jedynie opiszę w skrócie awarie jej części.

Uszkodzenie wału, uszkodzenie zaworów sterujących, uszkodzenie głowicy rozdzielacza, uszkodzenie czujnika prędkości itp.

Odpowietrzanie wysokociśnieniowej pompy paliwa

Pompy wysokociśnieniowe są podatne na odpowietrzanie układu, zarówno z powodu awarii, wymiany, jak i niewielkich ilości paliwa.

Pompa rotacyjna i common rail

Jest to główny problem związany z silnikami wysokoprężnymi, a jest nim zapowietrzanie. W przypadku pomp rotacyjnych i common rail problem ten rozwiązuje się poprzez poluzowanie nakrętki wtryskiwacza „diesel do wtryskiwacza” i uruchomienie. Idealnie nadają się do tego dwie osoby. Przypomina to odpowietrzanie hamulców. Jedna osoba uruchomi, poluzujesz nieco nakrętkę, a druga uruchomi, zanim olej napędowy zacznie wyciekać. Pamiętaj, aby nigdy nie uruchamiać na dłużej niż około 5 do 10 sekund, aby nie zepsuć rozrusznika.

PD

Ta metoda, jak wiemy, działa inaczej. Dlatego wystarczy kilka razy przekręcić kluczyk do drugiej pozycji. Powtórz ten proces 15 razy lub więcej, a następnie uruchom. Silnik powinien załapać.

Co to jest niskociśnieniowa pompa paliwa?

Niskociśnieniowa pompa paliwa służy do pompowania paliwa ze zbiornika i wtłaczania go do przewodu paliwowego. Umożliwia to doprowadzenie paliwa do silnika. Pompa zawiera również sitko ssące, które zapobiega przedostawaniu się zanieczyszczeń do pompy i układu paliwowego.

Jak działa niskociśnieniowa pompa paliwa?

Działanie pompy nie jest zbyt skomplikowane. Większość tych pomp, jak już wspomniano, jest elektryczna. Ich działanie polega na tym, że silnik elektryczny obraca wał z łopatkami, który jest zasysany przez sito ssące, a następnie wpychany do przewodu paliwowego. Mieszanka paliwowa przepływa następnie przez filtr paliwa i, na przykład, przez wysokociśnieniową pompę wtryskową i wtryskiwacze do komory spalania. Wyłączenie niskociśnieniowej pompy paliwa można usłyszeć po przekręceniu kluczyka do drugiej pozycji, co powoduje włączenie pompy w zbiorniku.

Usterki i objawy pompy niskiego ciśnienia

Każda usterka pompy niskiego ciśnienia spowoduje, że samochód nie uruchomi się lub zgaśnie i nie uruchomi się ponownie.

Usterka elektroniki

Powoduje to, że silnik elektryczny nie włącza się, a następnie przekręcasz kluczyk do drugiej pozycji i nie słyszysz, jak się włącza.

Uszkodzone okablowanie

Uszkodzone przewody paliwowe powodują zapowietrzanie lub brak możliwości transportu paliwa.

Zatkana pompa

Brud w zbiorniku może zatkać pompę i stanie się ona nieprzejezdna.

Rozwiązanie problemu jest dość proste, gdyż pompa niskiego ciśnienia nie jest specjalnie droga, więc zalecam zakup nowej.

Weryfikacja działania pompy niskociśnieniowej

Również w tym przypadku sprawa jest bardzo prosta. Wystarczy podłączyć ją do zasilania 12V i albo się włączy, albo nie. Za pomocą funkcji diagnostycznych i rozruchowych możemy włączyć ją bezpośrednio w samochodzie.

Gdzie możemy znaleźć pompę niskiego ciśnienia?

W większości przypadków w zbiorniku, gdzie można uzyskać do niego dostęp pod tylnym siedzeniem samochodu, gdzie znajduje się zbiornik. Tutaj powinniśmy zobaczyć pokrywę inspekcyjną. Niestety nie zawsze można ją znaleźć i czasami trzeba zdemontować zbiornik.

Kropla nostalgii za Trabantem

Nigdy nie powinniśmy zapominać o Trabancie i jego niesamowitym układzie paliwowym. Nie miał on w ogóle pompy niskiego ciśnienia i wykorzystywał zbiornik paliwa umieszczony nad silnikiem, dzięki czemu paliwo mogło samo przepływać do gaźnika. Pomysłowe i funkcjonalne.

Mam nadzieję, że nie zanudziło Cię to długie wyjaśnienie i małe okno historii, ale nie jesteśmy kulturowymi barbarzyńcami, więc czasami trochę historii jest konieczne.

Często zadawane pytania i odpowiedzi