Управление дизельным двигателем

Сообщение

Системы холодного пуска

: Системы холодного пуска; Screenshot_9.jpg (182.83 КБ) 7875 просмотров

Системы холодного пуска предназначены для повышения надежности запуска двигателя при низких температурах и ускорения прогрева воздуха в цилиндрах, что очень важно для снижения выбросов загрязняющих веществ. Включением свечей накаливания через силовое реле управляет электронный блок по сигналам множества датчиков: температуры охлаждающей жидкости, L линии (контролирующей бортовое напряжение), частоты вращения двигателя и количества впрыскиваемого топлива (для расчета времени послепускового подогрева). Они управляют не только продолжительностью работы свечей накаливания, но и выполняют функции контроля и безопасности. Чтобы избежать короткого замыкания, ток к свечам накаливания подается через контактный стержень или специальный резьбовой болт. В дизельном двигателе, как и в бензиновом, также есть режим включения зажигания и режим стартерного пуска. Сразу после включения зажигания начинается предпусковой подогрев и загорается соответствующая контрольная лампа. Когда контрольная лампа гаснет, свечи нагреваются до рабочей температуры и двигатель можно запускать. В этот момент топливо впрыскивается в хорошо прогретый, сжатый воздух. В результате сгорания топлива цилиндры двигателя еще больше прогреваются. Если предпусковой подогрев необходим для надежного пуска двигателя, то послепусковой подогрев обеспечивает ровную и плавную работу двигателя и снижение дымности в момент ускорения и на холостых оборотах. Кроме того, если двигатель холодный, предпусковой подогрев снижает уровень шума двигателя. Блок управления свечами накаливания может представлять собой отдельный блок или входить в ЭБУ двигателя. В последнем случае ЭБУ обеспечивает оптимальное и более точное управление режимом работы свечей накаливания в зависимости от условий работы двигателя.

Свеча накаливания

Свеча накаливания представляет собой металлическую трубку, защищенную от коррозии и высоких температур. Внутри трубки находится нагревательный элемент, помещенный в порошковый непроводящий уплотнитель. Нагревательный элемент состоит из двух последовательных сопротивлений: нагревательной спирали на конце трубки свечи и регулирующей спирали. Если сопротивление нагревательной спирали теоретически постоянно и не зависит от температуры, то сопротивление регулирующей спирали имеет положительный температурный коэффициент (PTC). Ее сопротивление быстро нарастает с увеличением температуры, в отличие от обычных (стандартных) свечей накаливания. Это означает, что такая свеча накаливания может достичь рабочей температуры гораздо быстрее (850C за 4 секунды). Кроме того, подобные свечи являются саморегулируемыми. Они сами ограничивают ток в зависимости от температуры, что не приводит к их перегреву. Поэтому после запуска дизельного двигателя свечи накаливания могут оставаться нагретыми до 3 минут.

Нагревательный элемент

Вместо свечей накаливания в системах Delphi CRDI может устанавливаться нагревательный элемент. Он расположен во впускном коллекторе. Принцип работы этого элемента такой же, как у свечей накаливания. Единственное отличие состоит в том, что в системе управления дополнительно используется сигнал датчика атмосферного давления для предупреждения возможности перегрева элемента вследствие изменения плотности воздуха.

Сообщение

Диагностика свечей накаливания

: Диагностика свечей накаливания; Screenshot_10.jpg (163.35 КБ) 7874 просмотра

Систему предпускового подогрева необходимо диагностировать, если есть жалобы на холодный пуск и дымление после запуска двигателя. В современных автомобилях с дизельным двигателем можно считать диагностические коды ошибок. Проверка свечей накаливания состоит в измерении потребляемого ими тока. Поэтому используют специальный токоизмерительный инструмент. Сила тока находится в пределах 10 15 А (более точная информация находится в заводской инструкции), поэтому суммарный ток для 4 цилиндрового дизельного двигателя составит примерно 40 60 А. Измеренное значение суммарного тока сравнивают с приведенными данными:

40 А — все свечи в порядке;

30 А — одна свеча неисправна;

20 А — две свечи неисправны;

10 А — три свечи неисправны;

0 А — все свечи неисправны.

Перед измерением сопротивления свечи необходимо очистить с помощью щетки. Если сопротивление равно бесконечности, свеча неисправна. Обычно сопротивление свечи ниже 1 Ом (точная информация приведена в заводской инструкции). Не рекомендуется подключать свечу напрямую к аккумуляторной батарее, так как это может привести к ее поломке. Также можно получить травму.

Типичные неисправности свечи накаливания вызваны неправильным моментом впрыска топлива, нарушением факела распыла, неравномерной подачей топлива по цилиндрам, неполным сгоранием из-за утечек масла через поршневые кольца и направляющие клапанов. Перед установкой свечи следует убедиться, что ее резьбовая часть не загрязнена. Всегда затягивайте свечи и контактный болт со строго определенным моментом, указанным в заводской инструкции.

Сообщение

Рециркуляция отработавших газов (EGR)

: Рециркуляция отработавших газов (EGR); Screenshot_11.jpg (140.4 КБ) 7765 просмотров

Как упоминалось ранее, рециркуляция отработавших газов нейтрализует образование NОx. Система EGR направляет часть выхлопных газов обратно во впускной коллектор при работе двигателя на частичных нагрузках. При этом уменьшается не только содержание кислорода в цилиндре, но и температура фронта пламени и сгорания, что также приводит к снижению выбросов NОx. Если уровень выхлопных газов, направленных на рециркуляцию, превышает 40% объема впускного воздуха, увеличиваются выбросы сажи, СО и НС, растет расход топлива из-за недостаточного количества кислорода. Рециркуляцию организуют путем соединения выпускного и впускного коллекторов. Клапан EGR, который открывается и закрывается электромагнитным клапаном или электрическим клапаном, регулирует поток газа. Следует заметить, что рециркуляция отработавших газов приводит к снижению топливной экономичности и росту выбросов углекислого газа СО2 вместо гораздо более опасного NОx.

Сообщение

Рециркуляция отработавших газов в системах CRDI

: Рециркуляция отработавших газов в системах CRDI; Screenshot_12.jpg (205.49 КБ) 7762 просмотра

На автомобилях с системой непосредственного впрыска аккумуляторного типа (CRDI) рециркуляция отработавших газов осуществляется по замкнутому циклу. Количество воздуха, поступающего в двигатель (степень открытия клапана EGR прямо пропорциональна количеству воздуха) измеряется датчиком массового расхода воздуха, полученные значения сравниваются с заданными данными, хранящимися в памяти ЭБУ двигателя для каждого рабочего режима. Если имеют место отклонения в значениях, ЭБУ корректирует сигнал, подаваемый на электромагнитный клапан EGR. В результате изменяется положение клапана EGR, а количество газов, перепускаемых системой EGR, соответствует требуемой величине. Работа системы EGR будет более точной при применении электрического клапана и при наличии в системе кислородного датчика, который обеспечивает необходимую обратную связь для работы системы. Чтобы газы проходили через систему EGR, необходима разница давлений в выпускном и впускном коллекторах. Она появляется в результате работы заслонки управления воздушным потоком, которая снижает давление воздуха на впуске.

Охладитель системы EGR

В современных дизельных двигателях отработавший газ, проходящий по системе EGR, охлаждается в специальном охладителе. Это дает возможность увеличить количество отработавшего газа, направляемого в цилиндры двигателя.

Замечание
После замены датчика массового расхода воздуха на двигателях, оснащенных каталитическим сажевым фильтром, его параметры должны быть внесены в ЭБУ двигателя повторно с помощью диагностического прибора HI-SCAN Pro. Более подробная информация приведена в заводской инструкции.

Сообщение

Заслонка управления воздушным потоком

: Заслонка управления воздушным потоком; Screenshot_13.jpg (138.09 КБ) 7761 просмотр

Заслонка управления воздушным потоком (с приводом от электромагнитного клапана)

Основное назначение этой заслонки состоит в том, чтобы снизить избыточное давление во впускном коллекторе для правильной работы системы EGR. Заслонка управления воздушным потоком приводится в действие приводом, в котором создается разрежение через электромагнитный клапан. Заслонка работает на низких оборотах двигателя и закрывается в момент останова двигателя.

Заслонка управления воздушным потоком (с приводом от электродвигателя)

На автомобилях, оснащенных сажевым фильтром, положением заслонки управляет электродвигатель. Принцип управления такой же, как и при приводе с электромагнитным клапаном. При осуществлении процесса регенерации сажевого фильтра ЭБУ двигателя прикрывает заслонку для снижения количества поступающего воздуха и повышения температуры ОГ, необходимой для дожигания твердых частиц сажи.

Сообщение

Механизм регулирования завихрения

: Механизм регулирования завихрения; Screenshot_14.jpg (198.19 КБ) 7760 просмотров

На низких оборотах двигателя скорость движения воздуха и его вращательное движение в цилиндре небольшие, а значит и процесс смешивания с топливом малоэффективен, что приводит к снижению мощности двигателя и повышению его токсичности. Механизм регулирования завихрения — это электропривод штока с расположенными на нем 4 заслонками завихрения (по одной на каждый цилиндр). Другие впускные каналы (также по одному на каждый цилиндр) остаются незадействованными (открытыми). На средних оборотах и оборотах холостого хода привод увеличивает скорость вращения воздуха, прикрывая один из впускных каналов, что приводит к росту завихрения, снижению токсичных выбросов и повышению крутящего момента двигателя. Для инициализации и настройки положения электродвигателя привода заслонок и снижения риска его заклинивания из-за отложений, всякий раз при выключении зажигания заслонки полностью открываются.

Замечание
После замены привода механизма регулирования завихрения контрольные значения необходимо ввести в память ЭБУ двигателя при помощи HI-SCAN Pro! Более подробная информация приведена в заводской инструкции.

Сообщение

Нейтрализатор окислительного типа

: Нейтрализатор окислительного типа; Screenshot_15.jpg (144.19 КБ) 7759 просмотров

Особенностью работы дизельного двигателя является образование твердых частиц. В основном твердые составляющие состоят из частиц углерода (сажи) и несгоревших углеводородов, которые откладываются на них, а также различных сульфатов (из-за наличия серы в дизельном топливе). Применение обычного нейтрализатора, покрытого дорогим металлом, приводит к снижению выбросов углеводородов. Часть углеводородов сгорает в кислороде, содержащемся в выхлопных газах. Дизельный двигатель всегда работает с избытком воздуха. Поэтому такие нейтрализаторы не могут использоваться для снижения выбросов NOx. В этом случае необходимо применять нейтрализатор окислительного типа, который не накапливает вредные компоненты, а путем химических реакций обезвреживает их. Этот нейтрализатор называют нейтрализатором окислительного типа, потому что он превращает вредные вещества в безвредные CO2 и H2O посредством реакций окисления. При этом в дизельном двигателе катализатор окисляет оксид углерода СО и углеводороды НС, сконцентрированные на поверхности твердых частиц сажи. В корпусе нейтрализатора, выполненного из нержавеющей стали, содержится пористое ячеистое вещество, которое называют активным. Оно покрыто тонким слоем благородного металла, например, платины или палладия. Существуют и другие способы снижения выбросов токсичных веществ дизельного двигателя, о которых будет рассказано в этом учебном курсе.

Сообщение

Сажевый фильтр каталитического типа

: Сажевый фильтр каталитического типа; Screenshot_16.jpg (161.86 КБ) 7758 просмотров

Как упоминалось ранее, одним из основных загрязняющих веществ дизельного двигателя являются твердые частицы (сажа). Некоторые модели автомобилей оснащаются сажевым фильтром (в зависимости от рынка сбыта/устанавливается по заказу) для задерживания сажи, которая затем дожигается, как только фильтр будет переполнен. Этот процесс называют регенерацией. Сажевый фильтр выполнен из пористой керамики и по конструкции напоминает ячеистую массу нейтрализатора с большим количеством отверстий или пор. Но один из выходов каждой поры перекрыт: у одних каналов — на входе, у других — на выходе. Отработавший газ попадает в каналы, перекрытые на выходе. Эти каналы чередуются с другими, перекрытыми на входе. Отработавший газ проходит через стенки канала и очень большие частицы сажи оседают на внутренних поверхностях каналов и таким образом улавливаются.

Замечание
После замены каталитического сажевого фильтра контрольные значения необходимо ввести в память ЭБУ двигателя при помощи HI-SCAN Pro! Более подробная информация приведена в заводской инструкции.