Das mechanische Prinzip der Ölpumpe
Ölansaugdruck
Die Ölansaugung und der Öldruck der Einspritzpumpe werden durch die Hubbewegung des Kolbens in der Kolbenhülse realisiert. Befindet sich der Kolben in der unteren Position, sind die beiden Ölbohrungen in der Kolbenhülse geöffnet. Der Innenraum der Kolbenhülse steht mit dem Ölkanal im Pumpengehäuse in Verbindung, und der Ölraum füllt sich schnell mit Kraftstoff. Sobald der Nocken auf der Rolle des Rollenkörpers aufliegt, hebt sich der Kolben. Er bewegt sich von seinem Anschlag nach oben, bis die Ölbohrung durch seine obere Stirnfläche blockiert wird. Während dieser Zeit wird durch die Kolbenbewegung Kraftstoff aus dem Ölraum in den Ölkanal gepresst. Dieser Hub wird als Vorhub bezeichnet. Sobald der Kolben die Ölbohrung blockiert, beginnt der Einspritzvorgang. Beim Aufwärtsfahren des Kolbens steigt der Öldruck im Ölraum sprunghaft an. Übersteigt der Druck die Federkraft des Ölauslassventils und den oberen Öldruck, öffnet sich das Ventil, und der Kraftstoff wird in die Ölleitung gepresst und zum Einspritzventil geleitet.
Der Zeitpunkt, an dem die Öleinlassbohrung an der Kolbenhülse durch die obere Stirnfläche des Kolbens vollständig blockiert ist, wird als theoretischer Ölzufuhrbeginn bezeichnet. Bewegt sich der Kolben weiter nach oben, wird die Ölzufuhr fortgesetzt und der Öldruck steigt so lange an, bis die spiralförmige Fase am Kolben die Öleinlassbohrung öffnet. Sobald die Öleinlassbohrung geöffnet ist, strömt das Hochdrucköl aus der Ölkammer durch die Längsnut am Kolben und die Ölrücklaufbohrung an der Kolbenhülse in den Ölkanal im Pumpengehäuse. Gleichzeitig sinkt der Öldruck in der Ölkammer der Kolbenhülse rapide ab, das Ölauslassventil fällt unter dem Einfluss des Öldrucks in der Feder und der Hochdruckleitung auf den Ventilsitz zurück, und die Einspritzung wird sofort gestoppt. Obwohl der Kolben weiter aufsteigt, ist die Ölzufuhr nun beendet. Der Zeitpunkt, an dem die Ölrücklaufbohrung an der Kolbenhülse durch die Fase des Kolbens geöffnet wird, wird als theoretischer Ölzufuhrendpunkt bezeichnet. Im gesamten Vorgang der Aufwärtsbewegung des Kolbens ist nur der mittlere Teil des Hubs der Öldruckvorgang, der als effektiver Kolbenhub bezeichnet wird.
Kraftstoffsteuerung
Um den Anforderungen der Dieselmotorlast gerecht zu werden, muss die Kraftstoffzufuhr der Einspritzpumpe im Bereich von maximaler (Volllast) bis zu null (Stopp) regelbar sein. Die Regelung erfolgt über die Zahnstange und die Drehhülse, die alle Kolben der Einspritzpumpe gleichzeitig rotieren lassen. Bei der Kolbenrotation bleibt der Beginn der Ölzufuhr unverändert, während sich deren Ende durch die veränderte Position der Ölrücklaufbohrung an der Kolbenhülse auf der abgeschrägten Seite des Kolbens ändert. Mit dem unterschiedlichen Drehwinkel des Kolbens ändert sich dessen effektiver Hub und somit auch die Ölzufuhr.
Je größer der Drehwinkel des Kolbens bei Ölmangelstufe 1 ist, desto größer ist der Abstand zwischen der oberen Stirnfläche des Kolbens und der Hypotenuse der Ölrücklaufbohrung der offenen Kolbenhülse und desto höher ist die Ölzufuhr. Ist der Drehwinkel des Kolbens klein, setzt die Ölabschaltung früher ein und die Ölzufuhr ist geringer. Beim Abstellen des Dieselmotors muss die Ölzufuhr unterbrochen werden. Daher kann die Längsnut am Kolben zur Ölrücklaufbohrung, die der Kolbenhülse direkt gegenüberliegt, ausgerichtet werden. In diesem Fall fließt während des gesamten Kolbenhubs der Kraftstoff in der Kolbenhülse über die Längsnut und die Ölrücklaufbohrung zurück in den Ölkanal. Es entsteht kein Öldruck, und die Ölzufuhr ist somit null. Die Ölzufuhr wird durch die Zeit, die der Kolben benötigt, um den Endpunkt der Ölzufuhr zu verändern, eingestellt. Dieses Verfahren wird als Einstellung des Ölzufuhr-Endpunkts bezeichnet.
Die Ölversorgung der Ölpumpe muss den Anforderungen des Dieselmotors unter verschiedenen Betriebsbedingungen gerecht werden. Gemäß den Motorvorgaben muss die Ölpumpe sicherstellen, dass die Ölzufuhr zu jedem Zylinder gleichzeitig beginnt, d. h. der Ölförderwinkel konstant ist. Außerdem muss die Ölförderdauer gleich sein. Die Ölzufuhr muss schnell und sauber beginnen und enden, um Nachtropfen zu vermeiden. Abhängig von der Form des Brennraums und der Art der Gemischbildung muss die Ölpumpe den Einspritzdüsen ausreichend Kraftstoffdruck zuführen, um eine gute Zerstäubung zu gewährleisten.
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