Qu'est-ce qu'une paire de pistons dans une voiture?

Souvent, les mécaniciens, lorsqu'ils parlent de la réparation du système d'alimentation d'un moteur diesel, mentionnent un terme tel qu'une paire de pistons. Examinons plus en détail de quel type de mécanisme il s'agit, la particularité de son fonctionnement, pourquoi il est nécessaire et comment le dysfonctionnement du piston est déterminé.

Qu'est-ce qu'un piston?

Les paires de plongeurs, comme leur nom l'indique, sont deux petites pièces qui entrent dans un dispositif de pompe à carburant haute pression (HPF). Le premier s'appelle un piston et est représenté par un doigt épais et évidé. Le second est le manchon de piston et il ressemble à un manchon à paroi épaisse dans lequel la première partie est insérée.

Le plongeur ou piston lui-même agit comme un déplaceur de carburant de la cavité de la douille. Cet élément est utilisé pour créer une haute pression dans la conduite du système d'alimentation en carburant.

Il est à noter que ce mécanisme n'est pas exclusivement utilisé dans les pompes à moteur diesel. Par exemple, un élément similaire est utilisé dans le mécanisme de distribution de gaz en tant que compensateurs hydrauliques. Cependant, le principe de fonctionnement des dispositifs est identique - des actions réciproques déplacent le piston dans le manchon et, par la coïncidence des découpes et des trous dans ces deux parties, le liquide pénètre dans la cavité et est pompé dans la conduite principale.

Principe de fonctionnement et variétés

La paire de pistons classiques fonctionne comme suit :

• Le piston à ressort est situé au bas du manchon;
• Le piston est pressé par une came située sur l'arbre;
• Sous l'action mécanique, le piston se déplace vers le haut dans le manchon ;
• Dans l'espace au-dessus du piston, une pression de carburant est créée, qui pénètre dans le manchon par une fente spéciale dans sa paroi;
• La pression du carburant entraîne la soupape, grâce à laquelle la substance se déplace du manchon vers le réservoir (il peut s'agir d'une rampe de carburant ou d'une chambre séparée dans la pompe à carburant);
• Du réservoir, le carburant entre dans les buses;
• L'arbre de la pompe tourne, la came cesse d'appuyer sur le piston, ce qui le déplace vers la position inférieure grâce au ressort.

Cette conception simple du piston explique pourquoi les pompes à carburant haute pression basées sur ce principe sont très efficaces et durables.

Aujourd'hui, deux modifications de paires de pistons sont utilisées dans les voitures (bien que la conception des pompes à carburant soit plus variée). Ils se différencient par la présence d'un évidement annulaire dans le piston.

Dans de tels plongeurs, il joue le rôle d'une soupape de dérivation, qui recueille les fuites de carburant et les renvoie dans la conduite de carburant. Les plongeurs avec coupure de carburant sont plus chers en raison de la complexité de la conception. Mais ce coût est compensé par un fonctionnement plus efficace du moteur.

Principaux avantages et inconvénients

Les moteurs diesel ont commencé à gagner en popularité depuis l'introduction de pompes à carburant haute pression équipées d'une paire de pistons dans leur conception. Des caractéristiques techniques impressionnantes, des performances élevées du mécanisme et une grande fiabilité sont les principaux avantages du mécanisme équipé d'une paire de pistons.

En plus de ces avantages, le piston présente les avantages suivants :

• À l'aide d'une paire de pistons, il est possible non seulement d'assurer l'alimentation en carburant haute pression et son dosage, mais également de déterminer le mode d'injection de carburant approprié.
• Économie maximale avec un rendement élevé.
• Respect de l'environnement élevé grâce à la combustion d'une plus petite quantité de carburant et à sa pulvérisation de haute qualité dans les cylindres.

Tout mécanisme a des inconvénients, et pour une paire de pistons, c'est l'usure. Bien que cette conception simple soit très fiable et dure longtemps, l'effet du frottement et de la haute pression sur les éléments du mécanisme ne peut être exclu. Les fabricants de pompes à carburant à piston utilisent des matériaux à haute résistance, mais même dans ce cas, l'usure ne peut être évitée, même après une durée de vie prolongée.

Paire de piston de pompe d'injection

Nous aborderons plus en détail les fonctions de la paire de pistons à l'aide de l'exemple d'une pompe d'injection diesel. Comme son nom l'indique, la pompe pompe le carburant diesel du réservoir principal à la conduite haute pression (par exemple, à la rampe d'alimentation), d'où il est pulvérisé dans les cylindres du moteur sous une forte pression.

L'élément principal qui crée une telle pression est simplement la paire de pistons. Le carburant est ensuite distribué aux cylindres conformément à la conception du système d'alimentation en carburant. Les types de pompes sont décrits dans un autre article.

Pendant le fonctionnement de la pompe, les tiges de poussée et les ressorts de rappel de l'actionneur déplacent le piston de haut en bas à l'intérieur du manchon de plongeur, effectuant ainsi un mouvement alternatif. Ainsi, la conception aspire le carburant diesel à travers les tuyaux du réservoir de carburant et le pompe dans un réservoir fermé, en raison de la pression qui y est créée. Pour éviter que ce paramètre n'augmente excessivement, le dispositif de pompage comporte un certain nombre de vannes conçues pour maintenir ou évacuer la surpression dans le système.

Le piston lui-même présente une fente inégale, ce qui lui permet de doser le carburant entrant dans le réservoir avec un léger déplacement axial. Ce processus dépend de la position de la pédale d'accélérateur dans la voiture - le jeu minimum est lorsque l'accélérateur est relâché, et le maximum est lorsque la pédale est complètement enfoncée.

Étant donné que la vapeur crée une pression élevée afin qu'elle ne se décompose pas, elle est en acier solide et les parois sont suffisamment épaisses pour résister à une pression de plusieurs centaines d'atmosphères. Cela rend le mécanisme fiable même sous des charges élevées.

Une autre caractéristique de la paire de plongeurs est que les deux pièces sont créées uniquement l'une pour l'autre. Autrement dit, il est impossible de prendre une douille d'un mécanisme et un piston d'un autre et de les combiner. Pour empêcher la vapeur de laisser entrer le carburant diesel, l'écart est créé aussi minime que possible. Pour cette raison, une pièce n'est jamais remplacée - la paire change toujours (leurs paramètres sont ajustés sur un équipement d'usine de haute précision).

Voici une courte vidéo sur la restauration de la paire de pistons:

Processus de récupération des paires de pistons Zexel-KOMATSU

La séquence de la paire de pistons

La quantité de carburant pompée dans un cycle de piston dépend de la hauteur de sa course de travail. Cela régule le fonctionnement de la pompe pour assurer le ralenti. Mais dès que le conducteur appuie sur la pédale d'accélérateur, le piston tourne un peu. L'encoche dans cette partie est augmentée, par conséquent, la quantité de carburant sera fournie dans un plus grand volume.

C'est ainsi que fonctionne la modification de piston la plus courante. Cependant, il existe aujourd'hui de nombreux modèles qui fournissent le dosage de manière légèrement différente (souvent régulée par l'électronique de la machine). Les poussoirs de piston eux-mêmes sont entraînés par la rotation du vilebrequin.

Lorsque le piston est abaissé, par l'entrée de la douille, le carburant se déplace dans la cavité vide de l'espace au-dessus du piston en raison du vide qui s'y est formé. Dès que le piston monte, l'alésage de la chemise est fermé par le corps du piston et le carburant appuie sur la soupape, l'ouvrant. En outre, le carburant entre dans le réservoir haute pression. Lorsque le mouvement descendant commence, la soupape se ferme et un vide (ou vide) se forme dans la cavité de la paire de plongeurs. Le cycle se répète.

Vannes de décharge

Chaque pompe à carburant haute pression est équipée de soupapes de pression, dont le but est de couper la partie de la conduite dans laquelle le carburant est au repos de celle où le carburant diesel est déjà sous pression. De plus, des soupapes sont nécessaires pour maintenir la pression statique dans le système (pendant que le moteur tourne, la pompe continue de pomper du carburant diesel dans le réservoir) - elles rejettent l'excédent dans le réservoir de carburant.

Il existe plusieurs types de soupapes de décharge qui sont utilisées dans les pompes à piston. Voici leurs particularités.

Vanne à volume constant sans restriction de retour

La conception de cette soupape comprend un piston de rétraction (qui fait partie de la conception de la soupape). Lorsque le piston est soulevé, la fente en spirale est recouverte par le corps de manchon, la soupape de décharge est fermée. Le piston se déplace dans le guide du manchon de tige.

A ce moment, cette partie de la ligne est coupée, dans laquelle une haute pression est formée à partir de la cavité supra-plongeur. Pour cette raison, le volume de carburant dans le réservoir haute pression augmente de manière insignifiante - uniquement de la quantité qui est entrée par le piston de rétraction dans la cavité de la course du piston.

Vanne à volume fixe avec restriction du débit de retour

Lorsque le carburant est atomisé à travers la buse, après avoir fermé l'aiguille, une pression de retour est créée dans la conduite. Cet effet peut entraîner l'usure d'une partie de la valve elle-même. Pour cette raison, certains modèles de pompe utilisent un limiteur de débit. Il agit comme un amortisseur pour empêcher la contre-pression d'agir sur les vannes.

Le dispositif d'une telle soupape de décharge comprend les éléments suivants:

• Le corps de la vanne est fileté (il est vissé dans la structure de la pompe);
• Un ressort qui sert d'élément d'amortissement qui empêche un effet négatif sur la lame d'amortisseur elle-même;
• Plaque - coupe la cavité haute pression de la cavité au-dessus de l'espace du piston;
• Le support contre lequel la plaque de soupape bute (a une structure creuse - le piston de refoulement pénètre dans la cavité).

Souvent, ces vannes sont utilisées comme mécanisme supplémentaire pour faciliter le fonctionnement du clapet anti-retour.

Vanne à pression constante

Outre les principaux éléments de la valve, le dispositif de ce mécanisme comprend également une bille et un canal restrictif. Ces vannes sont capables de fournir des pressions de carburant supérieures à 800 bars.

Sa conception comprend deux mini vannes - pression et stabilisation. Le premier élément fournit du carburant et le second maintient la pression générée. Cette fonction lui permet de maintenir une pression statique entre les phases d'injection.

La modification de la soupape dépend des paramètres du moteur de la voiture. Certaines vannes ne sont pas déclenchées par la mécanique, mais par un signal provenant d'une unité de commande électronique.

Portée et objectif fonctionnel

Fondamentalement, une paire de pistons est utilisée dans les pompes à carburant haute pression des groupes motopropulseurs diesel, mais il existe également des modifications des ICE à essence qui nécessitent une pression d'essence élevée (par exemple, dans les moteurs à injection directe de carburant), qui est également fournie par un piston paire.

Dans ce cas, la paire de pistons remplit les fonctions suivantes :

1. Fournit une alimentation en carburant à haute pression, quel que soit le type de système de carburant ;
2. Dans certains systèmes à carburant, ce mécanisme dose automatiquement la bonne quantité de carburant pour le fonctionnement des injecteurs ;
3. En raison des caractéristiques de conception du piston et du manchon, cela permet de modifier le mode d'alimentation en carburant des injecteurs.

Pour que la paire de pistons puisse effectuer toutes ces tâches, elle est utilisée avec divers mécanismes supplémentaires qui permettent l'automatisation et le contrôle de l'alimentation en carburant. L'ensemble clé de la pompe à carburant haute pression crée la pression requise (en raison des caractéristiques de conception, ce mécanisme permet une pression si élevée qu'aucune autre pompe de cette taille ne peut gérer), et d'autres éléments du système sont responsables de la distribution et maintenir la pression requise dans le circuit.

Puisqu'une paire de pistons même de petites tailles peut créer une pression incroyable, ces unités ne sont pas seulement utilisées dans les moteurs diesel. Par exemple, un tel ensemble peut être trouvé dans des pompes, des machines hydrauliques et d'autres mécanismes qui créent une haute pression et nécessitent une grande fiabilité de l'ensemble.

Caractéristiques du fonctionnement des paires de pistons de la pompe à carburant

Il n'y a pas d'étapes spéciales pour l'entretien de la paire de pistons de la pompe à carburant. Cependant, le propriétaire de la voiture peut faire quelque chose pour que le mécanisme fonctionne le plus longtemps possible.

Tout d'abord, il convient de considérer qu'un moteur diesel fonctionne avec un carburant spécial, qui peut contenir un grand nombre de particules microscopiques. Si vous utilisez du carburant diesel de mauvaise qualité, l'écart entre le piston et la bague peut augmenter en raison de la teneur en particules abrasives, en eau et en autres impuretés dans le carburant diesel.

Pour cette raison, le seul entretien qu'un propriétaire de voiture peut effectuer est de surveiller la qualité du carburant, d'éviter la condensation dans la conduite et de changer le filtre à temps.

À première vue, la présence de gouttelettes d'eau dans le carburant diesel ne semble pas si critique, mais à cause de cela, le film de carburant dans l'espace de la paire de plongeurs s'effondrera et le mécanisme ne pourra pas créer une pression appropriée. L'huile diesel lubrifie également les surfaces des pièces, évitant le frottement à sec et protégeant l'appareil contre la surchauffe.

Si le filtre à carburant n'est pas changé à temps, son élément peut éclater. Pour cette raison, du carburant sale, dans lequel de petites particules peuvent être présentes, sera pompé à travers la pompe. Dans ce cas, la probabilité de défaillance de la pompe est élevée, car la paire de pistons se coince simplement.

Comment déterminer vous-même le dysfonctionnement des paires de pistons

La stabilité du bloc d'alimentation de la machine dépend du bon fonctionnement de la paire de plongeurs. Ce mécanisme étant l'élément principal de la pompe haute pression, son dysfonctionnement entraînera soit un fonctionnement instable de la pompe, soit même sa défaillance.

Pour vérifier l'efficacité de la pompe, vous devrez la diagnostiquer. La plupart des ateliers de réparation ont un équipement spécial pour cela. Il vous permet de déterminer exactement quel est le dysfonctionnement - même de déterminer l'état de la paire de pistons. Selon les résultats des diagnostics, des spécialistes proposeront des réparations appropriées. Si le piston tombe en panne, l'ensemble du kit doit être remplacé.

Les symptômes

Le fait qu'il y ait des problèmes avec la paire de pistons est mis en évidence par les "symptômes" caractéristiques d'une panne de la pompe à carburant. Parmi eux:

• Démarrage difficile de l'unité;
• Régime de ralenti instable du moteur;
• Triplet moteur;
• Une forte perte de puissance du moteur à combustion interne;
• Pendant le fonctionnement du moteur, les bruits parasites sont clairement audibles;
• Augmentation de la «gourmandise» du moteur.

Un examen supplémentaire examine la différence entre un test de piston froid et chaud:

Le diesel démarre à froid. Et ça ne démarre pas chaud. paire de pistons diesel.

Pour s'assurer que le piston est défectueux, il ne faut pas lésiner sur les diagnostics. Seuls les spécialistes utilisant des équipements spécialisés sont en mesure de déterminer avec précision le dysfonctionnement. Grâce à cela, le coût des réparations sera justifié - vous n'aurez pas à changer de pièces qui fonctionneront longtemps.

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Cette vidéo montre comment restaurer une paire de pistons :

Paire de plongeurs VRZ 149701-0520 Rotor Head Mitsubishi 4M41paire de plongeurs récupérés

Questions et réponses

A quoi sert une paire de pistons ? La paire de pistons est utilisée dans les pompes à carburant haute pression. Ce dispositif fournira la pression la plus élevée pour une distribution efficace du carburant aux cylindres.

Que sont les ensembles de piston ? C'est l'élément principal des pompes d'injection, qui sont largement utilisées dans les moteurs diesel. Il se distingue par son impressionnante simplicité de conception, sa durabilité et sa fiabilité.

Qu'est-ce qui est inclus dans la paire de plongeurs ? La paire se compose d'un piston situé dans une douille à paroi épaisse (cylindre). Il y a un jeu minimum entre eux pour assurer une course libre du piston.