現代のディーゼルコモンレールシステムでは、高圧ポンプは極度の熱的および機械的負荷の下で動作する精密アセンブリです。その故障は単一のイベントから生じることはめったになく、圧力生成、計量精度、および構造的完全性を損なう、進行性のメカニズム駆動の劣化から生じます。
重要な根本原因の1つは、汚染による摩耗および浸食です。ろ過されていない燃料は、金属削りくず、錆、カーボン堆積物、結晶性添加剤などの硬い粒子状汚染物質を運びます。これらの粒子は、プランジャーとバレル、吸気制御バルブ、および吐出バルブペア間の精密な嵌合部に挟まります。超高圧下では、それらは流体潤滑膜を破壊し、三体摩耗につながります。時間の経過とともに、これは半径方向のクリアランスを増加させ、深刻な内部漏れを引き起こします。その結果、ポンプは目標レール圧力を維持できなくなり、不安定な噴射、出力低下、および持続的な低圧障害につながります。
キャビテーション浸食は、もう1つの主要な故障メカニズムです。吸気行程中、急速な燃料の流れと蒸気圧を下回る局所的な圧力低下により、蒸気泡が発生します。圧縮中に圧力が急激に上昇すると、これらの泡は金属表面の近くで激しく崩壊し、マイクロジェットと衝撃波を生成します。この繰り返し衝撃は、プランジャー、吸気ポート、および圧力制御コンポーネントの表面のピッティング、粒子の除去、および材料の疲労を引き起こします。キャビテーション損傷は、シール面を粗くし、流路を歪ませ、体積効率を永久に低下させ、しばしば騒音、圧力変動、および最終的なポンプの焼き付きにつながります。
サイクル負荷下での高サイクル機械的疲労は、構造的故障の主な原因です。ポンプは、コモンレールシステムで1600〜2500 barを超える繰り返し圧力スパイクにさらされます。フィレット、ねじ山の根元、および嵌合インターフェイスの応力集中は、微細亀裂を発生させます。連続的なサイクル負荷下で、これらの亀裂は静かに伝播し、カムシャフト、プランジャーリテーナー、またはポンプハウジングの突然の破断につながります。熱サイクルは、熱疲労と材料の脆化を誘発することにより、この効果を悪化させます。
さらに、不十分な燃料潤滑性と化学的劣化は、摩耗の加速に寄与します。低硫黄ディーゼル燃料には天然の潤滑成分が不足しているため、境界潤滑の失敗と精密ペア間の付着摩耗（焼き付き）につながります。酸化または劣化された燃料は、計量バルブに付着するガムやワニスを形成し、応答を損ない、制御不能な燃料計量を引き起こします。高温での熱膨張と組み合わされると、これらの堆積物は動作クリアランスを歪ませ、パフォーマンス低下とポンプの完全な故障の連鎖反応を引き起こします。
