Wtryskiwacze wtrysku pośredniego, czyli te, które stosowane są w silnikach Diesla wyposażonych w komorę wstępną pracują przy relatywnie niewielkich ciśnieniach. Standardem są ciśnienia otwarcia na poziomie 100-140 barów (w silniku OM617.912 montowanym w Mercedesie W123 ciśnienie otwarcia wtryskiwacza wynosi od 115 do 123 barów, a minimalne ciśnienie dopuszczalne to 104 bary), co oznacza, że do sprawdzenia wtryskiwaczy wystarczający jest próbnik ręczny, w którym za pomocą ruchu dźwigni generowane jest ciśnienie wystarczające do otwarcia wtryskiwacza.
Zamontowany w próbniku manometr umożliwia odczyt ciśnienia, dzięki któremu możliwa jest korekta napięcia sprężyny dociskającej iglicę we wtryskiwaczu. Korekta naprężenia sprężyny dokonywana jest za pomocą podkładek i za każdym razem wymaga rozmontowania wtryskiwacza, wymiany podkładek i ponownego jego zmontowania.

Dzięki wymianie podkładek koryguje się ciśnienie otwarcia wtryskiwacza i po każdej takiej operacji konieczne jest jego sprawdzenie. Podczas kontroli - oprócz ciśnienia otwarcia - sprawdzany jest kształt rozpylonego strumienia oraz samo rozpylenie. Kształt i stopień rozpylenia są badane organoleptycznie (wizualnie). Dodatkowo przy odrobinie wyczucia w ruchu dźwigni pompy można określić, czy wtryskiwacz się nie wiesza oraz czy nie „leje”, czyli czy po każdym spadku ciśnienia zamyka się, czy też nie, pozostawiając minimalne otwarcie umożliwiające wyciek paliwa oraz – co bardzo niekorzystne – cofanie się do wtryskiwacza gazów spalinowych.

Pompa wtryskowa
Diagnostyka wtryskiwacza praktycznie kończyła się na tej operacji. Po jego starannym złożeniu w warunkach wysokiej czystości oraz sprawdzeniu i stwierdzeniu jego przydatności do pracy kolejnym krokiem w przypadku problemów z układem wtryskowym jest sprawdzenie pompy wtryskowej. Przy generacji silników, w których stosowane są opisywane wtryskiwacze, pompy wtryskowe sterowane są mechanicznie.
Pompa wtryskowa od 1927 r. stanowi podstawowy element układu wtryskowego w silniku Diesla. Pierwszymi rozwiązaniami były pompy rzędowe, w których w poszczególnych sekcjach pompy tłoczki zwiększały ciśnienie paliwa, które było dostarczane do poszczególnych wtryskiwaczy. Pompa posiadała regulator obrotów. W latach 80. wprowadzono elektroniczne sterowanie (EDC), które poprawiło efektywność pomp rzędowych. Uzyskiwano ciśnienia wtrysku do 1100 barów. Do końca XX wieku pompy rzędowe stanowiły podstawowe rozwiązanie w samochodach ciężarowych. Produkowano też pompy M do samochodów osobowych Mercedes-Benz.
Typy i zastosowania rzędowych pomp wtryskowych Bosch:

• samochody osobowe: M, MW,
• maszyny rolnicze i budowlane: MW, A, P, H,
• samochody ciężarowe: MW, P, H,
• lokomotywy, statki: CW, ZWM.

Pompy rzędowe zostały wyparte przez pompy rozdzielaczowe, pompowtryskiwacze i układy pompa-przewód-wtryskiwacz, o poprawionej precyzji sterowania i większych ciśnieniach wtrysku. Układy te zastępuje obecnie system common rail.
Małe, szybkoobrotowe silniki Diesla potrzebują układu wtryskowego o wysokich osiągach, krótkim czasie wtrysku, niewielkich wymiarach i niskiej masie. Pompy rozdzielaczowe spełniają te wymagania - są one niewielkie i kompaktowe, a także efektywnie wytwarzają wysokie ciśnienie paliwa. Są stosowane w samochodach osobowych, dostawczych, silnikach stacjonarnych oraz maszynach budowlanych i rolniczych. Posiadają one możliwość regulacji dawki oraz kąta wtrysku i są smarowane przepływającym przez nie paliwem. Bosch pierwszą pompę rozdzielaczową wprowadził do produkcji w 1960 r.
Rozdzielaczowy układ wtryskowy ma tylko jedną sekcję tłoczącą napędzaną specjalnym mechanizmem, łączoną okresowo za pomocą rozdzielacza z króćcami wylotowymi, których liczba równa jest liczbie cylindrów silnika. Rozdzielaczowy układ wtryskowy składa się z:

- sekcji tłoczącej, zasilającej kolejno wszystkie króćce wylotowe,
- króćców wylotowych z zaworami tłoczącymi lub bez zaworów,
- przewodów wtryskowych,
- wtryskiwaczy.

Odmierzone dawki paliwa sekcja tłocząca doprowadza cyklicznie do rozdzielacza, który je kieruje do odpowiednich króćców i przewodów wtryskowych oraz wtryskiwaczy. Na ogół sekcja tłocząca, rozdzielacz i mechanizm regulacji dawkowania są umieszczone we wspólnej obudowie i tworzą rozdzielaczową pompę wtryskową. Rozróżnia się dwa zasadnicze typy układów tłoczących:

- tłokowo-rozdzielaczowy,
- obrotowy.

Nowoczesne rozwiązania
Wprowadzenie systemu common rail do powszechnego użytku pociągnęło za sobą kilka konsekwencji. I tak, pierwszą z nich było stopniowe zwiększanie ciśnienia wtrysku, co skutkowało z kolei koniecznością zastosowania wydajniejszej pompy wysokiego ciśnienia. Większe ciśnienie wtrysku było niezbędne, gdyż gwarantowało lepsze rozpylenie paliwa i wydajniejsze oraz czystsze jego spalanie. Jeszcze niedawno spotykane we wtryskiwaczach 130 barów przeszło już do przeszłości. Aktualnie na porządku dziennym są ciśnienia na poziomie powyżej 1500 barów, co znacznie utrudnia możliwości diagnostyczne i naprawcze.
Aby skontrolować wtryskiwacz systemu common rail, należy użyć urządzenia probierczego, które - oprócz dostarczenia odpowiedniego ciśnienia - będzie miało możliwość wysterowania elektrycznego wtryskiwacza w sposób odpowiadający pracy w silniku. Ponadto przy sterowaniu wtryskiwacza konieczne jest określenie jego przepływu oraz jakości rozpylenia. Przyrządy probiercze do wtryskiwaczy CR mają w związku z tym możliwość modulacji sygnałów sterujących, aby otrzymać odpowiednią pracę wtryskiwacza.
W odróżnieniu od wtryskiwaczy mechanicznych, wtryskiwacz elektromagnetyczny lub piezoelektryczny dawkuje paliwo do cylindra w kilku etapach, dzieląc wtrysk na wstępny, główny oraz dotrysk. Aby wykonać kilka faz wtrysku w jednym cyklu pracy, wtryskiwacze załączane są przez dziesiętne części sekundy.

Jak testowane są wtryskiwacze
Do testowania wtryskiwaczy common rail Bosch opracował specjalistyczne stanowiska probiercze, takie jak stoły probiercze EPS815 i EPS708 wraz z wyposażeniem CRI/CRIN 846H lub 848H. Po naprawie każdy wtryskiwacz testowany jest pod obciążeniem na stanowisku probierczym: mierzona jest szczelność oraz dawki w kilku punktach obciążenia, takich jak wolne obroty, obroty częściowe, pełne obciążenie oraz dawka pilotażowa. Jednym z najważniejszych elementów testu na stole probierczym jest możliwość wyznaczenia klas oraz kodów IMA, gwarantujących poprawną pracę silnika oraz spełnianie ostrych norm spalin nadzorowanych przez system EOBD.
Mniejszym urządzeniem do testowania wtryskiwaczy jest EPS 205, które w aktualnej wersji umożliwia testowanie wtryskiwaczy piezoelektrycznych. W przypadku wtryskiwaczy piezoelektrycznych dla poprawnej pracy wtryskiwacza w samochodzie niezwykle ważne jest graniczne napięcie zadziałania nastawnika piezoelektrycznego zapisane w tzw. kodzie ISA wchodzącym w skład kodu IMA. EPS205 umożliwia jego sprawdzenie, jednak nie generuje nowego kodu, jak np. stanowisko EPS815/708. Jeżeli graniczne napięcie nastawnika piezoelektrycznego jest niewłaściwe, to poprawna praca wtryskiwacza piezoelektrycznego nie będzie możliwa.
Podobnym rozwiązaniem jest stanowisko do testowania pomp i wtryskiwaczy oferowane przez firmę Autoelektronika Kędzia. W celu zwiększenia dokładności pomiaru oraz poprawienia możliwości diagnostycznych w wielu urządzeniach kładzie się nacisk na dokładną synchronizację między wałem zdawczym a wałkiem pompy w odniesieniu do samych parametrów wtrysku. W tym celu mierzy się kąt położenia wału zdawczego, który odpowiada wałowi korbowemu w silniku z dokładnością nawet do 1/10 stopnia, czyli 6 minut kątowych.
W trakcie obsługi wtryskiwaczy ważnym krokiem jest ich przepłukanie, czyli zdefiniowanie cyklu, którego zadaniem jest oczyszczenie wtryskiwacza ze wszystkich zanieczyszczeń, które się w nim znajdują. Przykładowo w urządzeniu IFR-50 dostarczanym przez firmę Hartridge cykle takie można dowolnie zaprogramować. Dodatkowo w trakcie przepłukiwania można ocenić schemat wtrysku podstawowego działania wtryskiwaczy, co oznacza, że już na wstępnej maszynie można określić, czy wtryskiwacz działa prawidłowo. Jeśli nie działa tak, jak należy, kolejnym krokiem jest jego dokładne przetestowanie. Dzięki takiej strategii pracy do testu kierowane są tylko te wtryskiwacze, które rzeczywiście są uszkodzone i wymagają interwencji.

Opracowano na podstawie informacji dostarczonych przez firmy Bosch, Delphi i Autoelektronika Kędzia.

fot. Bosch