Управление дизельным двигателем
Механизм регулирования завихрения
- Механизм регулирования завихрения
- Screenshot_78.jpg (260.56 КБ) 174 просмотра
Механизм регулирования завихрения состоит из электродвигателя постоянного тока и датчика положения заслонки управления завихрением. На холостом ходу или при оборотах ниже 3000 об/мин заслонка управления завихрением закрыта. Завихрение воздушного пото¬ка увеличивает расход воздуха. Во избежание засорения заслонки управления завихрением и ее оси инородными телами и для определения максимально открытого и закрытого положения заслонки ЭБУ дважды полностью открывает и закрывает заслонку при остановке двигателя.
Примечание
После замены привода механизма управления завихрением контрольные значения необходимо ввести в память ЭБУ двигателя при помощи прибора Hi-Scan Pro.
Delphi CRDI, входные и выходные сигналы
- Delphi CRDI, входные и выходные сигналы
- Screenshot_79.jpg (183.98 КБ) 173 просмотра
В дополнение к датчику, описанному в общих чертах, в системе Delphi CRDI для вычисления параметров предварительного впрыска применяется акселерометр.
Акселерометр (датчик детонации)
- Акселерометр (датчик детонации)
- Screenshot_80.jpg (165.32 КБ) 172 просмотра
Акселерометр расположен на блоке цилиндров между вторым и третьим цилиндрами. Его функцией является регулирование расхода предварительного впрыска в замкнутом контуре для каждой форсунки. Данная система является самонастраивающейся и поэтому позволяет корректировать отклонения в работе форсунок за некоторый промежуток времени. Принцип работы акселерометра основан на улавливании шумов при сгорании топлива. Датчик расположен таким образом, чтобы воспринимать максимум информации от всех цилиндров. Исходный сигнал акселерометра обрабатывается для получения переменной, которая служит количественным выражением интенсивности сгорания. Эта переменная, известная как отношение, представляет собой соотношение между фоновым шумом и шумом сгорания. Первое временное окно, во время которого анализируются показания акселерометра, используется для определения сигнала акселерометра, соответствующего уровню фонового шума для каждого цилиндра. Поэтому это окно должно приходиться на момент, когда в цилиндрах не происходит сгорания топлива. Второе окно используется для измерения интенсивности сгорания при предварительном впрыске. Положение этого окна таково, что измеряются шумы, производимые только сгоранием топлива в результате предварительного впрыска. Таким образом, оно располагается непосредственно перед основным впрыском. Акселерометр не позволяет оценить количество впрыскиваемого топлива. Однако, он позволяет точно определить величину импульса, заставляющего форсунку начать впрыск. Эта величина импульса называется минимальным пусковым импульсом (MDP). На основе этой информации можно эффективно корректировать расход топлива для предварительного впрыска, поскольку малые расходы весьма чувствительны к изменению минимального пускового импульса (MDP). Таким образом, принцип регулирования предварительного впрыска сводится к определению минимального пускового импульса, другими словами импульса, соответствующего началу увеличения значения отношения уровней шума. Это делается периодически при определенных условиях работы.
Когда регулирование завершено, новое значение минимального пускового импульса заменяет значение, полученное в результате предыдущего процесса регулирования. Каждое регулирование позволяет замкнутому контуру MDP обновляться в соответствии с отклонениями в работе форсунки. ЭБУ производит ежечасный мониторинг (при условии, что температура, нагрузка, обороты находятся в контролируемом состоянии) для определения нового значения минимального пускового импульса MDP. Если датчик акселерометра неисправен или замкнутый контур открыт, предварительный впрыск прекращается.
Обнаружение утечек в цилиндрах
Акселерометр также используется для обнаружения заедания форсунок в открытом положении. Принцип обнаружения основан на мониторинге отношения шумов. Если в цилиндре произошла утечка, скопившееся топливо самовоспламеняется при создании благоприятных условий температуры и давления (высокие обороты двигателя, высокая нагрузка и малый объем утечки). Сгорание этого топлива смещено примерно на 20 градусов до ВМТ, т. е. значительно раньше сгорания, вызванного основным впрыском. Следовательно, отношение шумов в контрольном окне значительно увеличивается. Это увеличение и позволяет обнаружить утечки. Порогом, за которым сигнализируется неисправность, является процент максимально возможного значения отношения шумов. Поскольку процесс восстановления весьма трудоемок (требует остановки двигателя), обнаружение должно быть чрезвычайно надежным. Увеличение отношения может быть следствием разных причин:
- чрезмерный предварительный впрыск или сдвиг основного впрыска в контрольном окне (слишком большое опережение или сдвиг окна);
- утечка топлива в цилиндре. Если отношение растет слишком сильно, система регулирования вначале ограничивает предварительный впрыск и задерживает основной впрыск. Если, несмотря на принятые меры, отношение шумов остается высоким, это является признаком настоящей утечки. При этом регистрируется неисправность, и двигатель останавливается.
Обнаружение неисправности акселерометра
Данная схема регулирования позволяет обнаружить неисправность датчика или жгута проводов, соединяющего датчик с ЭБУ. Она основана на детектировании процесса сгорания топлива. Когда двигатель работает на холостом ходу, контрольное окно настроено на слишком низкий для основного впрыска звук. Если отношение шумов увеличивается, это является признаком того, что акселерометр исправен, в противном случае регистрируется неисправность. Методы восстановления, связанные с данной неисправностью, заключаются в запрете предварительного впрыска и сбросе давления через форсунки.
Форсунка
- Устройство дизельной форсунки
- Screenshot_81.jpg (288.26 КБ) 170 просмотров
Назначение форсунки
Впрыскивать требуемое количество топлива в нужное время, варьируя объем и момент начала впрыска. Максимальное давление впрыска составляет около 1600 бар. Силы, которые необходимо преодолеть, чтобы поднять иглу форсунки, чрезвычайно велики. В этой связи, невозможно управлять форсункой напрямую, при помощи электромагнитного привода и без применения очень больших токов, что несовместимо со временем реакции, требуемым для многократного впрыска. Применяется непрямое управление при помощи клапана, контролирующего повышение и понижение давления в управляющей камере, расположенной над иглой. Когда требуется поднять иглу (в начале впрыска), клапан открывается, чтобы выпустить топливо из управляющей камеры в обратную магистраль. Кода нужно опустить иглу (в конце впрыска), клапан закрывается, и давление в управляющей камере восстанавливается. Усилие, требуемое для изменения положения клапана, должно быть минимальным. Это означает, что в закрытом положении клапан должен находиться в гидравлическом равновесии. Усилие пружины обеспечивает контакт клапана с седлом. Таким образом, для подъема клапана требуется преодолеть усилие пружины. Распорная втулка расположена под опорой клапана. Она включает в себя управляющую камеру и три калиброванных дроссельных отверстия, обеспечивающих работу форсунки. Дроссельные отверстия: дроссельное отверстие подачи топлива в форсунку (дроссельное отверстие канала распылителя: NPO), дроссельное отверстие сброса давления в управляющей камере (сливное дроссельное отверстие: SPO) и отверстие для заполнения управляющей камеры (впускное дроссельное отверстие: INO)
Фаза 1, впрыск отсутствует
На электромагнит управляющего клапана не подается ток, клапан закрыт, давление в управляющей камере равно давлению в рампе, распылитель закрыт.
Фаза 2, нагнетание топлива
ЭБУ подает питание на электромагнит управляющего клапана, клапан открывается, давление топлива в управляющей камере иглы начинает падать, распылитель по-прежнему закрыт. Когда давление в управляющей камере значительно падает, в то время как давление топлива у седла распылителя остается равным давлению в рампе, игла распылителя выходит из равновесия и поднимается.
Фаза 3, впрыск
Отверстия для впрыска открыты, начинается впрыск. Время подачи питания на электро-магнит управляющего клапана зависит от рабочего режима. Оно определяет количество впрыскиваемого топлива для данного давления в рампе.
Фаза 4, конец впрыска
ЭБУ прерывает подачу питания на электромагнит управляющего клапана, под действием пружины электромагнита клапан возвращается в седло, давление в управляющей камере иглы повышается и становится немного выше давления в седле распылителя, опуская, таким образом, иглу на седло и останавливая впрыск.
Регулирование давления топлива в рампе
- Регулирование давления топлива в рампе
- Screenshot_82.jpg (194.64 КБ) 169 просмотров
Впускной дозирующий клапан IMV
Впускной дозирующий клапан IMV управляет давлением в рампе, регулируя количество топлива, поступающего в нагнетательную секцию ТНВД.
Впускной дозирующий клапан IMV установлен на гидравлической головке ТНВД. Топливо поступает к клапану от подкачивающего насоса через два симметрично расположенных отверстия. Стержневой фильтр установлен перед отверстиями топливоподачи клапана. Такая конструкция защищает не только сам клапан, но и компоненты системы впрыска, расположенные за ним. Клапан IMV дозирует топливо, поступающее в ТНВД, таким образом, что фактическое давление, измеренное датчиком давления в рампе RPS, соответствует требуемому значению по сигналам ЭБУ. Если напряжение на клапане отсутствует, он всегда открыт. Именно поэтому клапан не используется в качестве устройства остановки двигателя.
Клапан ограничения давления
Клапан ограничения давления включен в контур высокого давления. Он предотвращает возникновение высокого давления в том случае, если впускной дозирующий клапан будет заблокирован в открытом положении. Клапан ограничения давления закреплен на корпусе ТНВД и механически настроен на давление открытия около 1800 бар. Давление топлива действует на стальной подпружиненный шарик. В случае неисправности клапан ограничения давление открывается, и давление в рампе ограничивается примерно до 1600 бар.
Диагностика давления
- Диагностика давления
- Screenshot_83.jpg (136.25 КБ) 168 просмотров
В случае неисправности автомобиля или жалоб клиента, для того чтобы определить, какой именно элемент неисправен, может понадобиться провести диагностику давления. Топливную систему можно разделить на следующие зоны.
Зона создания давления
Низкое давление создается электрическим подкачивающим насосом и обеспечивает подачу топлива в ТНВД.
Высокое давление создается сжатием топлива в ТНВД.
Зона регулирования давления
Топливо аккумулируется в рампе под созданным давлением, где это давление измеряется и регулируется.
Зона использования давления
В итоге давление используется в форсунках для впрыска топлива в цилиндр и для управления форсунками (обратный слив).
Симптомы
- Двигатель не запускается или запускается с трудом.
- Работающий двигатель останавливается.
- Недостаток мощности, горит контрольная лампа проверки двигателя, или даже ЭБУ посылает команду на остановку двигателя.
- Диагностика давления
- Screenshot_84.jpg (241.56 КБ) 168 просмотров
Первичные проверки
- Состояние контура подачи топлива
- Наличие дизельного топлива в системе
- Отсутствие пузырьков воздуха или эмульсии в трубках
- Отсутствие утечек в контурах высокого и низкого давления
- Качество и тип дизельного топлива
Проверка гидравлического контура (этап низкого давления)
Подсоединить манометр к топливопроводу, подающему топливо в ТНВД, и убедиться, что давление топлива выше указанного значения.
Проверка гидравлического контура (этап высокого давления)
Следующие проверки позволят нам определить действительную способность системы развивать требуемое высокое давление.
- Случай 1. Измерения показывают, что давление в норме, поэтому дальше проверять контур высокого давления нет необходимости.
- Случай 2. Измерения показывают, что давление не соответствует норме, и требуется провести дальнейшие проверки, чтобы определить причину неисправности.
Подготовить автомобиль для проверки состояния гидравлической системы на автомобиле, как указано ниже.
- Отключить электрические разъемы от форсунок.
- Подключить диагностический прибор Hi-Scan Pro (использовать дополнительную аккумуляторную батарею).
- Выбрать текущие данные «Fuel Pressure» (Давление топлива).
- Прокручивать коленчатый вал двигателя в течение примерно 5 секунд.
- Снять показания давления.
- Повторить измерения с отключенным регулятором давления.
Проверка обратного слива форсунок (статическая)
Необходимо измерить расход обратного слива форсунок. Если двигатель не запускается, можно измерить только статический расход обратного слива (неуправляемые форсунки под высоким давлением).
Подготовить автомобиль следующим образом.
- Подсоединить чистые пластиковые трубки к сливным штуцерам форсунок.
- Закрепить 4 измерительные трубки в подходящем положении.
- Заглушить обратную магистраль рампы (во избежание утечки топлива).
- Подключить диагностический прибор Hi-Scan Pro (использовать дополнительную аккумуляторную батарею).
- Прокручивать коленчатый вал двигателя в течение примерно 5 секунд.
- Измерить количество топлива в см.
- Заменить форсунки с чрезмерным расходом обратного слива топлива.
- Опорожнить пластиковые трубки и, при необходимости, повторить проверку.
Проверка обратного слива форсунок (динамическая)
В случае если двигатель заработал, можно провести динамическую проверку обратного слива топлива.
Подготовить автомобиль следующим образом.
- Подсоединить чистые пластиковые трубки к сливным штуцерам форсунок.
- Закрепить 4 измерительные трубки в подходящем положении.
- Заглушить обратную магистраль рампы (во избежание утечки топлива).
- Дать двигателю поработать на холостом ходу в течение 2 минут.
- Измерить объем собранного топлива в мл.
- Заменить форсунки с чрезмерным расходом обратного слива топлива.
- Опорожнить пластиковые трубки и, при необходимости, повторить проверку.
Способность ТНВД развивать давление
Данная проверка нужна для определения давления, развиваемого ТНВД, когда он изолирован от потребителей топливной системы.
- Подсоединить заглушенную рампу к выходу ТНВД и подключить датчик давления топлива в рампе к проводам автомобиля, используя самодельный кабель-адаптер.
- Подключить прибор Hi-Scan Pro, проверить наличие и удалить все имеющиеся коды неисправностей.
- Снять показания давления топлива в рампе, прокручивая коленчатый вал стартером не более 5 секунд (может потребоваться дополнительная аккумуляторная батарея), частота прокручивания коленчатого вала стартером должна превышать 200 об/мин.
- Если давление во время прокручивания коленчатого вала составляет менее 1050 бар, необходимо заменить ТНВД.