Sekcja tłocząca - jak działa?
Sekcja tłocząca składa się z dwóch podstawowych elementów: tłoczka i cylinderka. Tłoczek jest elementem, którego górna część jest ukształtowana w sposób szczególny - znajdują się tam tzw. krawędzie (rowki) sterujące, a ich przebieg względem tworzącej tłoczka decyduje o przebiegu charakterystyki i wielkości dawki paliwa (rys.1).

Warto tu wspomnieć o ciekawym sposobie regulacji wielkości - objętości dawki paliwa. Realizuje się to przez zmianę położenia tłoczka względem cylinderka. Elementem wykonawczym jest sterująca listwa zębata (rys. 2), która z jednej strony jest połączona bezpośrednio z regulatorem, a z drugiej zazębia się z kołem zębatym osadzonym na tulei regulacyjnej. Przesuwanie listwy sterującej w lewo lub prawo powoduje, że tłoczek pompy wtryskowej obraca się względem cylinderka zgodnie lub przeciwnie do kierunku ruchu wskazówek zegara, a tym samym dokonuje się regulacja wielkości dawki paliwa.
Istotę współdziałania elementów przedstawia rys. 3. W kolejnych fazach (od 1 do 6) pokazano wzajemne szczególne położenie elementów. Różnica w kolorach obrazuje zmiany ciśnienia wtryskiwanego paliwa - kolor różowy odpowiada ciśnieniu niższemu (bliskiemu co do wartości ciśnieniu tłoczenia pompy zasilającej), kolor czerwony - ciśnieniu wyższemu (zbliżonemu do ciśnienia wtrysku paliwa).

rys. 1	rys. 2
rys. 3	rys. 4

Uzupełnieniem rys. 3 jest rys. 4, który pokazuje współdziałanie elementów „w perspektywie”. Posłużą one do opisu działania sekcji.

Rys. 3.1 odpowiada chwili, w której czoło tłoczka znajduje się poniżej krawędzi otworu zasilającego sekcję i umożliwia dopłynięcie paliwa z pompy zasilającej - pokazuje to strzałka w kolorze białym symbolizująca przepływ paliwa.

Na rys. 3.2 ruch tłoczka w górę sprawia, że czoło tłoczka zamyka „światło” otworu zasilającego. Od tej chwili rozpoczyna się faza nazywana geometrycznym początkiem tłoczenia - geometrycznym, ponieważ związanym z wzajemnym położeniem elementów układu.

Rys. 3.3 przedstawia następną fazę ruchu, podczas której krawędź czoła tłoczka minęła krawędź otworu zasilającego i rozpoczęło się tłoczenie, co symbolizowane jest zmianą koloru z różowego na czerwony; równie wysokie ciśnienie panuje pod krawędzią czoła tłoczka. Opisana sytuacja odpowiada powolnemu ruchowi tłoczka i zjawiskom, które możemy traktować jako prawie-statyczne. W rzeczywistości ruch tłoczka odpowiada prędkości obrotowej silnika, a powstające zjawiska towarzyszące przepływowi cieczy mają charakter dynamiczny - tłoczenie rozpoczyna się jakby „wcześniej”, tzn. przy położeniu tłoczka niższym w stosunku do krawędzi otworu zasilającego niż w położeniu opisanym wcześniej. Jest to spowodowane zjawiskiem tzw. samouszczelnienia się sekcji - wzrastają opory przepływu cieczy - mniejsza objętość paliwa jest w stanie odpłynąć z przestrzeni nadtłoczkowej. Pozostaje tam jego część, która powiększa ciśnienie panujące nad tłoczkiem - tłoczenie w rzeczywistości rozpoczyna się w chwili, gdy otwór zasilający nie jest jeszcze przesłonięty. Zjawisko ma charakter „zamkniętego kręgu”: większa dawka powoduje większą prędkość silnika, większa prędkość silnika zwiększa samouszczelnienie sekcji i coraz wcześniejsze pojawianie się chwili, w której rozpoczyna się rzeczywisty początek tłoczenia - silnik nieustannie powiększa swoją prędkość, a zjawisko to nosi nazwę „rozbiegania się” silnika i może prowadzić do jego całkowitego zniszczenia. Należy więc bezwzględnie temu przeciwdziałać przez tzw. korygowanie dawki i stosowanie regulatorów.
Faza na rys. 3.4 odpowiada przebiegowi tłoczenia i przedostawaniu się odpowiedniej objętości dawki do przewodów i dalej do wtryskiwacza.

Faza na rys. 3.5 odpowiada zakończeniu tłoczenia - dolna część krawędzi sterującej odsłania krawędzie otworów zasilającego i sterującego. Prowadzi to do gwałtownego powiększenia się objętości czynnej przewodu wtryskowego, tym samym do zmniejszenia się ciśnienia w przewodzie. W efekcie następuje równie gwałtowne zamknięcie się wtryskiwacza.

Faza pokazana na rys. 3.6 odpowiada całkowitemu „odprężeniu” przewodu - strzałkami zaznaczono skok tłoczka od położenia w fazie rozpoczynania („prawie”) geometrycznego tłoczenia do górnego martwego położenia. Od tej chwili tłoczek zaczyna przesuwać się do dołu i cały proces rozpoczyna się od początku.

Regulacja wielkości dawki paliwa
W zależności od obciążenia silnika, regulator ustawia położenie listwy sterującej tak, aby wielkość dawki była odpowiednia do utrzymania zadanej wartości prędkości obrotowej.
Opis działania takiego mechanizmu uzupełnia rys. 5, przedstawiający wzajemne położenie elementów przy zadanym dawkowaniu odpowiednio: brak wtrysku paliwa (rys. 5a), wtrysk o objętości 1/2 dawki maksymalnej (rys. 5b) i wtrysk dawki o maksymalnej objętości (rys. 5c).
Na rys. 5a listwa sterująca znajduje się w położeniu krańcowym. Oznacza to, że zanim czołowa krawędź tłoczka osiągnie górną krawędź otworu zasilającego, górna krawędź rowka sterującego osiąga dolną krawędź otworu zasilającego. Takie ustawienie powoduje, że paliwo nie jest tłoczone podczas ruchu posuwisto-zwrotnego tłoczka.

Na rys. 5b listwa sterująca została przesunięta, obracając w związku z tym tłoczek w kierunku przeciwnym do kierunku ruchu wskazówek zegara. Położenie takie zapewnia czynny skok tłoczka o wartości A, a paliwo jest wtryskiwane od chwili, gdy rozpocznie się rzeczywisty początek tłoczenia aż do chwili, gdy górna krawędź rowka sterującego osiągnie dolną krawędź otworu zasilającego.
Na rys. 5c listwa znajduje się w przeciwnym położeniu skrajnym, co powoduje obrót tłoczka tak, że jego skok czynny osiągnie maksimum, oraz rozwinięcie przez silnik maksymalnych wartości parametrów eksploatacyjnych.
Należy zwrócić uwagę na możliwość stosunkowo łatwej regulacji objętości dawki wtryskiwanej przez kolejne sekcje pompy. Taka regulacja odbywa się za pomocą zmiany położenia zębatego kółka sterującego względem tulei regulacyjnej. Dzięki temu zapewniona jest możliwość takiego ustawienia objętości dawki, aby bieg silnika był równomierny i do każdego cylindra była wtryskiwana zawsze taka sama objętość paliwa.

Regulator odśrodkowy sekcyjnej pompy wtryskowej
Zadaniem regulatora pompy wtryskowej jest utrzymanie zadanej (przez kierowcę) prędkości obrotowej silnika niezależnie (lub zależnie w stopniu wynikającym z „progu nieczułości” działania mechanizmu) od pojawiających się zmian obciążenia. W uproszczeniu sprowadza się to do takiego działania mechanizmu, które prowadzi do zmian dawkowania paliwa (wzajemnego ustawienia tłoczek - cylinderek), w sposób zapewniający utrzymanie stałej (lub zmiennej w dopuszczalnym zakresie) wartości prędkości obrotowej.

„Sygnałem sterującym” pracą mechanizmu jest prędkość obrotowa silnika, a jego działanie sprowadza się do znanego w technice typowego regulatora Watta. Ciężarki zmieniające swoje położenie pod wpływem działania siły odśrodkowej oddziałują na element regulacyjny zmniejszający „ilość paliwa”, a tym samym - prędkość obrotową. Zmniejszenie prędkości obrotowej to również zmniejszenie siły odśrodkowej i kolejna zmiana położenia ciężarków i elementu sterującego, prowadzące do zwiększenia „ilości paliwa”. Proces taki trwa nieustannie, a regulator w pewnym zakresie nastawów regulacyjnych utrzymuje zadaną wartość prędkości obrotowej.

Występują trzy podstawowe rodzaje regulatorów: jedno-, dwu- i wielozakresowe. Regulatorów jednozakresowych praktycznie już nie spotyka się. W silnikach szybkoobrotowych dominują regulatory wielozakresowe (wygląd regulatora zastosowanego w pompie silnika samochodu osobowego pokazuje rys. 6, regulatora wielozakresowego w pompie silnika autobusu - rys. 7). Niekiedy spotyka się regulatory dwuzakresowe, stosowane w pompach silników średnioobrotowych pojazdów użytkowych. Powyższe kryteria stosowania regulatorów są umowne i zależą od funkcji i konstrukcji układu.