Состав системы
| метка | обозначение | номер детали на электрических схемах |
|---|---|---|
| (1) | пьезоэлектрическая дизельная топливная форсунка | 1131 - 1132 - 1133 - 1134 |
| (2) | датчик высокого давления топлива | 1321 |
| (3) | топливная рампа высокого давления | - |
| (4) | регулятор высокого давления топлива | - |
| (5) | Топливный насос высокого давления | - |
| (6) | обратный клапан на 10 бар возврата топлива от форсунок | - |
| (7) | топливный фильтр и датчик наличия воды в дизельном топливе | 4050 |
Структурная схема
| метка | обозначение | номер детали на электрических схемах |
|---|---|---|
| (8) | охладитель топлива | - |
| (9) | терморегулирующий клапан | - |
| (10) | регулятор расхода топлива | 1277 включено в 1208 |
| (11) | датчик температуры топлива | - |
| (12) | подкачивающий насос топлива | - |
| (13) | регулятор расхода | - |
| (14) | предварительный топливный фильтр | - |
| (15) | Топливный бак | - |
Особенности
- Контур подачи топлива получает топливо от подающего насоса, встроенного в топливный насос высокого давления
- Датчик контроля наличия воды в дизельном топливе (4050)
Топливный фильтр
Обозначения
" a " циркуляция топлива в направлении топливного бака
" b " выход из топливного фильтра (к топливному насосу высокого давления)
" c " подача в топливный фильтр
(7) топливный фильтр
Назначение
Роль топливного фильтра
- Фильтрация топлива
- Отделение воды
- Определение факта наличия воды в топливе (информация передается в компьютер управления двигателем)
Описание
(7) топливный фильтр
(16) датчик контроля наличия воды в дизельном топливе (4050)
Топливный фильтр
- Периодичность замены (см. соответствующую операцию)
- Продувка (см. соответствующую операцию)
ПримечаниеЗаменить только фильтрующий элемент
Нагрев и циркуляция топлива
Принцип
Для того чтобы осуществить нагрев дизельного топлива, регулятор расхода полностью открывается, а регулирование подачи осуществляется регулятором высокого давления дизельного топлива
Регулятор расхода топлива полностью открыт
Насос высокого давления топлива сжимает топливо с максимальной интенсивностью, благодаря чему, поступая в общую топливную рампу, топливо оказывается сильно нагретым
После этого регулятор высокого давления топлива (под управлением компьютера управления двигателем) устанавливает в общей топливной рампе необходимый уровень давления топлива
Топливо, вытекающее через регулятор высокого давления, подается через контур возврата к терморегулирующему клапану, после чего направляется в топливный фильтр, а затем - к топливному насосу высокого давления
В основе функции нагрева топлива лежит принцип циркуляции дизельного топлива через терморегулирующий клапан, а также возврат нагретого топлива к насосу высокого давления, благодаря чему во время запуска двигателя топливо нагревается до температуры около 30 - 40 °C
Это делается для того, чтобы нагревать топливо, подающееся на топливный насос высокого давления за счет тепла от возвращаемого топлива
ПримечаниеВ двигателе DW12BTED4 нагрев дизельного топлива не осуществляется
Работа терморегулирующего клапана
A: циркуляция
B: температура
Терморегулирующий клапан осуществляет циркуляцию топлива с интенсивностью, зависящей от температуры, если температура топлива менее 30 °C, расход топлива достигает максимума, при дальнейшем росте температуры топлива до 40 °C, расход постепенно снижается, после чего достигает своего минимума
ПримечаниеМаксимальная величина, на которую может быть открыт клапан - 80 %
Топливный насос высокого давления
Назначение
Топливный насос высокого давления выполняет следующие функции:
- Сжатие топлива и передача его из топливного контура низкого давления в топливный контур высокого давления
- Регулировка давления в системе и, как следствие, расхода топлива
Описание
| метка | обозначение | номер детали на электрических схемах |
|---|---|---|
| " d " | обратный поток топлива от насоса высокого давления в топливный бак | - |
| " e " | вход топлива в циркуляционный насос | - |
| " f " | выход топлива из насоса высокого давления на топливную рампу высокого давления | - |
| (10) | регулятор расхода топлива | 1277 входит в поз. 1208 |
Толь топливного насоса высокого давления
- Обеспечение высокого давления топлива
- Питание дизельных форсунок через топливную рампу высокого давления
- Топливный насос высокого давления приводится в движение при помощи ремня, соединяющего его со шкивом распределительного вала
ПримечаниеСторона высокого давления топливного насоса представляет собой моноблок и состоит из 3 120 -градусных плунжерных пар
Рабочая фаза
Компьютер управления двигателем управляет давлением топлива в общей топливной рампе высокого давления по замкнутому контуру при помощи датчика давления топлива
Компьютер управления двигателем использует регулятор высокого давления топлива (1322) для управления давлением топлива в общей топливной рампе
Компьютер управления двигателем управляет регулятором расхода топлива посредством ШИМ-сигнала
При малой интенсивности ШИМ-сигнала регулятор расхода топлива позволяет большему количеству топлива протекать в общую топливную рампу высокого давления
При большой интенсивности ШИМ-сигнала регулятор расхода топлива позволяет меньшему количеству топлива протекать в общую топливную рампу высокого давления
ПримечаниеRCO: Циклическое соотношение открывания
| метка | обозначение | номер детали на электрических схемах |
|---|---|---|
| " d " | обратный поток топлива от насоса высокого давления в топливный бак | - |
| " e " | вход топлива в циркуляционный насос | - |
| " f " | выход топлива из насоса высокого давления на топливную рампу высокого давления | - |
| (5) | Топливный насос высокого давления | - |
| (10) | регулятор расхода топлива | 1277 |
| (17) | циркуляционный насос | - |
| (18) | выходной клапан плунжерной пары | - |
| (19) | входной клапан плунжерной пары | - |
| (20) | смазочный насос | - |
ВниманиеЗапрещено проводить любые работы с топливным насосом высокого давления
Управление давлением впрыска в зависимости от частоты вращения двигателя
Обозначения
- С: давление впрыскивания топлива (бар)
- D: частота вращения двигателя (об/мин)
ВниманиеЗапрещено проводить любые работы с топливным насосом высокого давления
Регулятор расхода топлива (1277)
Назначение
Регулятор расхода топлива позволяет установить в общей топливной рампе необходимый уровень давления; при помощи регулятора высокого давления топлива
Регулирование расхода топлива осуществляется путем изменения сечения прохода жиклера, входящего в состав регулятора расхода топлива
Описание
| метка | обозначение | номер детали на электрических схемах |
|---|---|---|
| " g " | игла | - |
| " h " | магнитный сердечник | - |
| " l " | пружина | - |
| " j " | поток топлива в направлении топливного насоса высокого давления (контур высокого давления топлива) | - |
| " k " | подача топлива на внутренний циркуляционный насос | - |
| " m " | поршень | - |
| " n " | электромагнитная катушка | - |
| " p " | разъем | - |
| (10) | регулятор расхода топлива | 1277 входит в поз. 1208 |
Когда питание на регулятор расхода топлива (10) не подается
- Поршень "m" полностью прижат к своему седлу силой пружины "l"
- Проход между 2 контурами открыт
- Топливо может протекать в направлении топливного насоса высокого давления
- Поток топлива направляется в топливный насос высокого давления (в "j")
Когда питание на регулятор расхода топлива (10) подается
- Электромагнитная катушка "n" регулятора расхода топлива притягивает магнитный сердечник " h " (магнитная сила)
- Поршень "m" перемещается
- Проход между 2 контурами закрывается
- Топливо направляется на клапан регулятора высокого давления топлива (4)
Особенности
Топливо поступает на топливный насос высокого давления, только если на регулятор расхода топлива не подается электрический ток
Команда компьютера управления двигателем ("масса")
Сигнал переменного напряжения (ШИМ)
- Максимальное напряжение (RCO = 100%) = минимальный расход топлива
- Минимальное напряжение (RCO = 0%) = максимальный расход топлива
ПримечаниеRCO: Циклическое соотношение открывания
Регулятор высокого давления топлива (1322)
Назначение
Регулятор высокого давления топлива позволяет регулировать давление топлива и устанавливать необходимый уровень давления в общей топливной рампе в соответствии с командами компьютера управления двигателем
Описание
| метка | обозначение | номер детали на электрических схемах |
|---|---|---|
| " q " | катушки зажигания | - |
| " r " | регулятор высокого давления топлива нормально открыт, что достигается за счет действия возвратной пружины | - |
| " s " | магнитный сердечник | - |
| " t " | разъем | - |
| " u " | игла | - |
| " v " | возвращение топлива | - |
| " w " | шарик | - |
| (21) | регулятор высокого давления топлива | 1322 |
Регулятор высокого давления топлива управляет потоком топлива через отверстие для возврата топлива
Высокое давление топлива регулируется за счет калибровки регуляторавысокого давления топлива
Порядок работы
| метка | обозначение |
|---|---|
| " x " | вход топлива |
| " t " | разъем |
| " v " | возвращение топлива |
| (3) | топливная рампа высокого давления |
| (4) | регулятор высокого давления дизельного топлива |
Регулятор высокого давления топлива нормально открыт, если на него не подается питание, за счет действия возвратной пружины
- Высокое давление топлива оказывает сопротивление действию магнитного сердечника и шарика
- Это позволяет топливу возвращаться через регулятор высокого давления обратно в топливный бак
Фазы управления набором давления
- Компьютер управления двигателем управляет регулятором высокого давления топлива путем уменьшения частоты ШИМ-сигнала
- Катушка регулятора высокого давления топлива притягивает магнитный сердечник (магнитная сила)
- Обратный поток топлива перекрывается
- Усилие, прилагаемое шариком, и магнитная сила сердечника превышают давление топлива в общей топливной рампе
- Регулятор высокого давления топлива открывается шире
Фазы управления снижением давления
- Компьютер управления двигателем увеличивает частоту ШИМ-сигнала, который подается на катушку регулятора высокого давления топлива
- Катушка регулятора высокого давления топлива притягивает магнитный сердечник (магнитная сила)
- Обратный поток топлива открывается
- Усилие, прилагаемое шариком, и магнитная сила сердечника становятся меньше давления топлива в общей топливной рампе
- Регулятор высокого давления топлива призакрывается
ПримечаниеRCO: Циклическое соотношение открывания
Особенности
Сигнал переменного напряжения (ШИМ)
- ШИМ 100 %: регулятор высокого давления топлива открыт, давление минимально
- ШИМ 0 %: регулятор высокого давления топлива закрыт, давление максимально
ВниманиеПосле остановки двигателя необходимо подождать 30 секунд, прежде чем приступать к любым работам
Циркуляционный насос (подпитка)
Назначение
Назначение циркуляционного насоса
- Питание топливного насоса высокого давления
- Смазка и охлаждение топливного насоса высокого давления
Описание
Циркуляционный насос (подпитки) представляет собой объемный насос, встроенный в топливный насос высокого давления
На входе в циркуляционный насос абсолютное давление топлива составляет от 0,7 до 1,5 бар
Топливная рампа высокого давления
Описание
| метка | обозначение |
|---|---|
| " v " | возвращение топлива |
| " x " | вход топлива |
| " y " | выход топлива из общей топливной рампы к топливным форсункам 1, 2, 3, 4 |
| (2) | датчик высокого давления топлива |
| (3) | топливная рампа высокого давления |
| (4) | регулятор высокого давления топлива |
Назначение
Назначение общей топливной рампы высокого давления
- Хранить количество топлива, необходимое для двигателя на любом режиме работы
- Сглаживать пульсации, создаваемые форсунками
- Соединять элементы топливного контура высокого давления
Элементы, связанные с общей топливной рампой высокого давления
- Питающая топливная трубка высокого давления
- Топливные трубки высокого давления, идущие к форсункам
- Датчик высокого давления топлива
Размещение
Общие топливные рампы высокого давления располагаются между топливным насосом высокого давления и дизельными форсунками
Значения давления
Значения давления, создаваемые в общей топливной рампе высокого давления
- Минимальное давление: 100 бар
- Максимальное интегральное давление: 1800 бар
- Максимальное пиковое давление: 2000 бар
- Аварийное давление: 2200 бар
Дизельные топливные форсунки (1131, 1132, 1133, 1134)
Назначение
Форсунки впрыскивают топливо, необходимое для работы двигателя
Прямой впрыск топлива к головкам поршней повышает производительность двигателя
Впрыск топлива может осуществляться в следующих случаях
- Предварительный впрыск, позволяющий снизить шумы, возникающие при работе двигателя, и уменьшить токсичность отработавших газов двигателя
- Основной впрыск
- Последующий впрыск, позволяющий повысить температуру отработавших газов и улучшить таким образом работу сажевого фильтра
Описание
| метка | обозначение |
|---|---|
| " z " | трубка высокого давления |
| " aa " | обратный поток топлива |
| " ab " | головка дизельной топливной форсунки |
| " ac " | игла дизельной топливной форсунки |
| " ad " | разъем питания |
" ae " обратный поток топлива в топливный бак
" af " соединительные элементы входных трубок высокого давления
" ag " слоистый фильтр входит в состав соединительного элемента
" ah " поршень, управляющий иглой дизельной топливной форсунки
" aj " пружина дизельной топливной форсунки
" ak " сопло дизельной топливной форсунки
" al " пружина иглы дизельной топливной форсунки
" am " игла дизельной топливной форсунки
" an " напорная камера
" ap " запирающая головка
" aq " пьезоэлектрический привод
Пьезоэлектрический привод расположен в центральной части дизельной топливной форсунки
Дизельная топливная форсунка содержит 7 отверстий диаметром 143 мкм, которые позволяют создать благоприятные условия для смешивания воздуха и топлива
Порядок открытия и закрытия дизельных топливных форсунок
Обозначения
- " E " открытие дизельной форсунки
- " F " закрытие дизельной форсунки
- " ar " напорная камера
- " as " отверстие трубопровода дополнительной подачи топлива
- " at " отводное отверстие
Порядок открытия дизельной топливной форсунки
Компьютер управления двигателем подает питание на пьезоэлектрический привод
Ток приводит к деформации пьезоэлектрического привода, который удлиняется и открывает грибовидный клапан
- Закрытие отверстия трубопровода дополнительной подачи топлива (1) и открытие отводного отверстия (2)
- Нарушение равновесия между давлением в управляющей камере и напорной камере
- Давление, имеющееся в напорной камере " " приподнимает иглу дизельной топливной форсунки
- Управляющий поршень поднимается
- Топливо подается к головке поршня
Компьютер управления двигателем прекращает подачу питания на пьезоэлектрический привод: протекание тока прекращается; топливо продолжает впрыскиваться
Пьезоэлектрический привод остается в удлиненном состоянии
ПримечаниеВпрыск топлива продолжается до тех пор, пока пьезоэлектрический привод не будет разгружен
Порядок закрытия дизельной топливной форсунки
Фаза работы, во время которой компьютер управления двигателем подает питание на пьезоэлектрический привод форсунки (с током разгрузки)
- Пружина иглы дизельной топливной форсунки прижимает запирающую головку к ее седлу
- Открытие отверстия трубопровода дополнительной подачи топлива и закрытие отводного отверстия
- Подъем давления в управляющей камере "" вызывает закрытие дизельной форсунки
- Топливо заполняет камеру над иглой через дополнительный трубопровод и классическое отверстие питания
- Восстанавливается равновесие между давлением в управляющей камере и напорной камере
- Дизельная топливная форсунка готова к новому циклу
Количество впрысков за цикл
Количество впрысков за цикл изменяется в зависимости от нагрузки на двигатель. оно может достигать 5 впрысков на цикл
- 2 предварительных при 3200 об/мин (только 1 при 4500 об/мин)
- 1 основной
- 2 дополнительный в зависимости от нагрузки на двигатель (во время регенерации)
Кривая для справки: 2 дополнительных впрыска и один основной
Стратегии использования
Гидравлическая компенсация
В классических пьезоэлектрических дизельных форсунках имеется зазор между исполнительным элементом и грибовидным клапаном, предназначенный для компенсации увеличения размеров деталей при тепловом расширении
Со временем этот зазор увеличивается
Когда впрыск завершается, все возможные зазоры должны быть скомпенсированы
Пружина толкателя оказывает давление, под действием которого объем гидравлической камеры увеличивается
Если зазоры увеличиваются, соответствующее количество дизельного топлива просачивается через внутренние каналы толкателя для компенсации
Для того чтобы гарантировать работоспособность дизельной топливной форсунки, она остается наполненной дизельным топливом, пока гидравлическая камера толкателя не опустеет
Встроенный клапан с возвратным трубопроводом, общим для 4 дизельных форсунок, обеспечивает выполнение этой функции, поддерживая давление 10 бар
Адаптация предварительного впрыска к каждой дизельной топливной форсунке
Принцип анализа ускорения коленчатого вала при поднятой ноге
Адаптация отдельных предварительных впрысков
Компьютер управления двигателем измеряет ускорение коленчатого вала, которое тот получает в результате очень небольшого предварительного впрыска при поднятой ноге
В зависимости от результатов компьютер управления двигателем увеличивает или уменьшает количество впрыскиваемого топлива (длительность управления дизельной форсункой) до тех пор, пока ускорение не придет в соответствие с типовой кривой, хранящейся в памяти компьютера управления двигателем
Компьютер управления двигателем анализирует коррекции, сделанные в процессе управления каждой дизельной топливной форсункой
Регулировка расхода между точками
Принцип анализа ускорения коленчатого вала на холостом ходу
Управление расходом между точками
Компьютер управления двигателем измеряет ускорение коленчатого вала во время такта расширения, когда двигатель замедляется и при работе на холостом ходу
При этом компьютер управления двигателем регулирует работу дизельных форсунок (основной впрыск) таким образом, чтобы получить одинаковые ускорения; это необходимо для того, чтобы достичь большей плавности работы двигателя
Сброс давления топлива (защита топливного контура)
Принцип анализа температуры дизельного топлива
Для того чтобы защитить топливный насос высокого давления и другие элементы топливного контура, необходимо поддерживать на уровне не более 70°C температуру топлива на входе в топливный насос высокого давления
Если температура превышает это значение, давление дизельного топлива сбрасывается, чтобы снизить его температуру
Стратегия "Limp home"
Датчик положения педали акселератора: отсутствие сигналов в обоих каналах
Стратегии останова двигателя
Неисправность регулятора высокого давления топлива
Неисправность регулятора расхода топлива (короткое замыкание на «массу»)
Неисправность датчика частоты вращения двигателя (обрыв или изоляция контура)
Неисправность расхода масла (закрытие впускного отверстия блока дроссельной заслонки)
Неисправность регулятора давления топлива (обрыв линии соединения с "массой" или + сигнальной линии)
Неисправность одной из дизельных форсунок (обрыв линии соединения с "массой" или + сигнальной линии между двумя контактами)
ПримечаниеВ отношении расхода масла, компьютер управления двигателем обнаруживает увеличение частоты вращения, так как дизельные форсунки не осуществляют предварительный впрыск, а давление в общей топливной рампе мало. компьютер управления двигателем приводит в действие блок дроссельной заслонки, чтобы заглушить двигатель
Стратегия блокирования запуска
Неисправность датчика положения распределительного вала (отсутствует сигнал или нет синхронизации с коленчатым валом)
Стратегии пониженного расхода
Неисправность регулятора высокого давления топлива
Неисправность регулятора расхода топлива
Неисправность датчика положения педали акселератора (по двум каналам передается либо корректный сигнал, либо сообщение об ошибке достоверности)
Неисправность регулятора давления топлива: обрыв цепи
Ошибка регулирования давления в общей топливной рампе высокого давления
- Измеренный уровень давления по сравнению с заданным
- Слишком высокое давление на фазе регулирования регулятором расхода топлива (>1600 бар)
- Слишком высокое давление на фазе регулирования регулятором высокого давления топлива (>1950 бар)
ПримечаниеКогда стратегия пониженного расхода активна (в случае ошибки, связанной с рассогласованием сигналов в двух каналах), используется меньший из сигналов датчика положения педали акселератора
Охладитель топлива
Назначение
Насос высокого давления топлива сжимает топливо, повышая его температуру
Охладитель топлива охлаждает топливо при его возврате в бак
Описание
(8) охладитель топлива
Охладитель топлива представляет собой металлический змеевик, который улучшает теплообмен между горячим топливом и воздухом
Охладитель топлива крепится под автомобилем