Введение
Двигатель Z 20 DMH с одним распределительным валом верхнего расположения впервые включен в модельный ряд двигателей и предназначен специально для установки на автомобили Antara 2007 ГВ.
Вид двигателя Z 20 DMH
Размещение компонентов в моторном отсеке
Ниже перечислены основные части двигателя, отмеченные цифрами на иллюстрации моторного отсека.
| 1. | Воздушный фильтр в сборе |
|---|---|
| 2. | Топливный фильтр |
| 3. | Пробка маслоналивной горловины двигателя |
| 4. | Декоративная крышка |
| 5. | Бачок тормозной жидкости |
| 6. | Бачок рабочей жидкости рулевого управления с сервоусилителем |
| 7. | Бачок охлаждающей жидкости |
| 8. | Бачок рабочей жидкости привода сцепления (только на автомобилях с механической коробкой передач) |
| 9. | Блок предохранителей |
| 10. | Аккумулятор |
| 11. | Бачок омывателя |
| 12. | Блок управления двигателем (ECM) |
| 13. | Блок предохранителей свечей накаливания |
| 14. | Модуль свечей накаливания |
| 15. | Измеритель уровня масла |
Общее описание
Двигатель крепится к переднему подрамнику автомобиля с помощью четырех подвесок, из которых левая и правая воспринимают нагрузку, а передняя и задняя – крутящий момент.
Головка цилиндров (в верхней части двигателя) изготовлена из легкого алюминиевого сплава. Расположенные в ней камеры сгорания сконструированы таким образом, чтобы повысить эффективность сжигания дизельного топлива.
Установленный в головке цилиндров распределительный вал управляет открыванием и закрыванием клапанов (по четыре на цилиндр) через ролико-штифтовые толкатели.
В чугунном блоке цилиндров имеются масляные каналы и каналы охлаждающей жидкости для смазки и охлаждения внутренней части блока.
На носке коленчатого вала закреплен зубчатый шкив привода масляного насоса и уравновешивающего вала. Со стороны хвостовика коленчатого вала закреплен задающий диск датчика положения коленчатого вала.
Два уравновешивающих вала установлены между картером и масляным поддоном. Они вращаются в противоположных направлениях для уравновешивания вибраций шатунно-поршневой группы.
Для передачи вращения от зубчатого шкива коленчатого вала на шкив распределительного вала, шкив топливного насоса высокого давления и шкив водяного насоса используется приводной ремень ГРМ.
Направляющий ролик приводного ремня ГРМ расположен между зубчатым шкивом распределительного вала и шкивом водяного насоса, а сдвоенный ролик натяжителя – между зубчатыми шкивами коленчатого и распределительного валов.
С помощью масляного насоса масло выкачивается из поддона и направляется дальше для смазки различных частей двигателя. На маслоприемнике установлен фильтр грубой очистки для защиты насоса и других элементов двигателя от засорения или повреждения примесями.
Регулятор масляного давления препятствует подаче в двигатель чрезмерного количества масла на высоких оборотах.
Клапан принудительной вентиляции картера, установленный на крышке ГРМ с помощью переходника, регулирует количество картерных газов, поступающих в систему впуска.
Охладитель нагнетаемого воздуха установлен сверху на радиаторе в моторном отсеке. Он используется для охлаждения горячего сжатого воздуха, поступающего от турбонагнетателя. Охладитель нагнетаемого воздуха снижает расход топлива и уровень выброса CO2.
Вакуумный насос, установленный на двигателе слева сверху, приводится в движение от распределительного вала, он подает разрежение на вакуумный усилитель и на клапан рециркуляции отработавших газов.
Кривые мощности и крутящего момента двигателя Z 20 DMH
| A. | Кривая крутящего момента |
|---|---|
| B. | Кривая мощности |
Система управления двигателем
Основным элементом системы управления двигателем Z 20 DMH является контроллер BOSCH EDC 16C39 (блок управления двигателем). Для эффективного управления работой систем впуска и выпуска отработавших газов контроллер использует сигналы датчиков. Обмен с блоками управления других систем автомобиля осуществляется по шине CAN.
Блок управления ЭСУД установлен в моторном отсеке рядом с аккумулятором. Он постоянно отслеживает сигналы, поступающие от датчиков, и прочие параметры для обеспечения наилучших ездовых качеств, топливной экономичности и минимального уровня токсичности отработавших газов. Контроллер постоянно проводит диагностику систем для поддержания наиболее эффективного режима работы двигателя.
Шина CAN
Шина CAN представляет собой последовательность шин для передачи данных, через которые осуществляется обмен информацией между различными системами автомобиля, а также с диагностическим прибором.
По шине CAN один блок может считывать информацию из памяти другого блока, что позволяет им работать как единая система, а также оптимизирует работу каждого блока в отдельности. Прочие детали, например, исполнительные механизмы, датчики и электродвигатели соединяются с блоками управления обычными жгутами проводов.
Шина CAN поддерживает три типа шин: для высокоскоростной (HSCAN), среднескоростной (MSCAN) и низкоскоростной (LSCAN) передачи данных.
Шина HSCAN используется для передачи информации в режиме реального времени, например, данных о крутящем моменте двигателя, угле поворота рулевого колеса, а шина MSCAN используется в информационно-развлекательной и навигационных системах.
Передача данных при выключенном зажигании возможна только по шине LSCAN, поэтому она используется для таких систем, как дистанционное управление центральной блокировкой замков и противоугонная система.
Использование шин для обмена информацией между различными системами имеет ряд преимуществ по сравнению с использованием отдельных проводов.
Основные преимущества:
- Меньшее количество проводов в жгутах, а также контактов в разъемах блоков управления приводит к значительному снижению веса
- Обмен данными между различными блоками управления проходит более эффективно
- Возрастает надежность и ремонтопригодность
Диагностические коды неисправностей
В случае обнаружения какой-либо неисправности системы в память блока управления заносится код неисправности. Для каждого кода предусмотрено буквенное обозначение, по которому можно определить, связана ли данная неисправность с токсичностью или нет.
При обнаружении неисправности на панели приборов загорается одна из двух предупредительных ламп: лампа индикатора неисправности (MIL) или лампа индикации приближающегося ТО (SVS). Индикатор MIL указывает на наличие неисправности, влияющей на токсичность, а лампа SVS указывает на неисправность, не связанную с токсичностью. В случае пропусков зажигания лампа MIL начинает мигать. Электронная система автомобиля переключится в аварийный режим работы.
Диагностический разъем
Диагностический разъем расположен под панелью приборов со стороны водителя и служит для передачи данных блока управления с целью диагностики.
К диагностическому разъему можно подключить диагностический прибор Tech 2 и с его помощью получить информацию о кодах неисправностей, сохраненных в памяти блока управления. С помощью Tech 2 можно также стереть коды неисправностей, выполнить тесты исполнительных механизмов и считать последовательные данные.
• Сервис: Описание диагностических кодов неисправностей см. в соответствующем разделе руководства по ремонту.
Системы управления
В качестве вспомогательного пускового устройства в дизельном двигателе Z 20 DMH используются четыре свечи накаливания, по одной на каждый цилиндр. Индикатор на панели приборов сообщает водителю информацию об условиях пуска. Работой свечей накаливания управляет специальный блок, расположенный в передней части моторного отсека. Питание на каждую свечу подается индивидуально, а блок управления ЭСУД и блок управления свечами следят за потреблением энергии и температурой свечей.
Система отслеживания положения педали газа состоит из двух датчиков положения педали газа и блока электроники, она используется для управления количеством впрыскиваемого топлива в зависимости от положения педали и позволяет отказаться от механической связи между топливными форсунками и педалью.
Датчики положения педали газа, установленные на педали, передают в блок управления ЭСУД сведения о фактическом положении педали. Блок управления ЭСУД напрямую управляет ускорением и замедлением автомобиля на основании сигналов датчиков положения педали газа и нескольких других параметров. Блок управления ЭСУД также обрабатывает сигналы датчиков положения педали газа и другие сигналы для определения положения дроссельной заслонки.
Изменением положения дроссельной заслонки управляет механизм привода заслонки. Работой привода дроссельной заслонки управляет блок управления ЭСУД, который также регулирует и количество отработавших газов, направляемых в систему впуска.
Для увеличения мощности дизельного двигателя и улучшения ездовых характеристик автомобиля применен турбонагнетатель. С помощью лопаток турбонагнетателя регулируется давление наддува. Блок управления ЭСУД определяет давление наддува и температуру воздуха во впускном коллекторе, отслеживая показания датчика давления наддува, установленного в коллекторе. Он управляет скоростью вращения и углом поворота лопаток, изменяя тем самым давление наддува в зависимости от нагрузки. Если автомобиль не загружен, лопатки открыты, т.е. давление наддува и противодавление в системе выпуска минимальны. Для увеличения мощности двигателя и нагнетания давления блок управления ЭСУД закрывает лопатки турбонагнетателя с помощью специального механизма привода.
Системы снижения токсичности
В блоке дизельного сажевого фильтра спереди и сзади имеется два канала. Эти каналы соединены посредством трубопроводов высокого давления с датчиком дифференциального давления. Датчик дифференциального давления используется для определения момента, когда содержание сажи в фильтре достигнет критического уровня, и для запуска процедуры регенерации.
Система рециркуляции отработавших газов предназначена для снижения окислов азота (NOx), образующихся в ходе рабочего цикла двигателя при высоких температурах.
Клапан рециркуляции направляет некоторое количество отработавших газов во впускной коллектор, где они смешиваются с всасываемым атмосферным воздухом, в результате чего температура и давление сгорания снижаются и количество окислов азота в отработавших газах сокращается.
Система принудительной вентиляции картера предназначена для удаления потенциально опасных газов из картера.
Клапан принудительной вентиляции картера крепится к головке цилиндров через переходник, через него картерные газы направляются во впускной канал турбонагнетателя.
Датчики системы управления двигателем
В датчике температуры всасываемого воздуха в качестве чувствительного элемента используется термистор (резистор, напряжение сигнала которого изменяется в зависимости от температуры). Этот датчик конструктивно объединен с датчиком массового расхода воздуха. Блок управления ЭСУД определяет температуру во впускном коллекторе по изменению напряжения сигнала датчика температуры всасываемого воздуха.
Датчик массового расхода воздуха пленочного типа установлен между воздушным фильтром и впускной трубой турбонагнетателя. Датчик массового расхода воздуха измеряет количество воздуха, поступающего в двигатель, а встроенный датчик температуры всасываемого воздуха контролирует температуру воздуха в коллекторе. Блок управления ЭСУД использует показания этих датчиков для поддержания постоянной температуры подаваемого воздуха.
Сигнал датчика температуры охлаждающей жидкости термисторного типа используется ЭСУД, например, при расчете моментов впрыска топлива и искрообразования. Датчик температуры ОЖ вкручен во впускной коллектор и выходит в канал системы охлаждения двигателя.
Датчик положения распределительного вала установлен на головке цилиндров и служит для определения скорости вращения коленвала. Сигнал датчика используется ЭСУД, чтобы задать правильную последовательность работы топливных форсунок. При провороте вала датчик сообщает ЭСУД, что поршень в цилиндре номер один приближается к верхней мертвой точке, на основании чего можно определить время начала впрыска.
С помощью датчика положения коленчатого вала блок управления ЭСУД может в любой момент времени определить текущее положение коленчатого вала. Датчик вкручивается сбоку в блок цилиндров. Он работает вместе с зубчатым задающим диском, установленным на коленчатом вале. Блок управления ЭСУД определяет фактическое положение коленчатого вала на основании сигнала этого датчика. Сведения о положении коленвала используются для расчета времени зажигания и впрыска, после чего соответствующие управляющие сигналы направляются на топливные форсунки.
Датчик давления масла вкручен в масляный насос на блоке цилиндров. Если на блок управления ЭСУД от датчика поступает сигнал о низком давлении масла, на панели приборов загорится предупредительная лампа «Проверьте масло».