Основы технологии двигателя

1.

2013 HPC
Программа диагностики автомобиля –
уровень пассажира (SDP, PL-1)
Основы технологии двигателя

2.

3.

■ Система основополагающих принципов
Менеджмент
Философия
«Создавать для людей новое будущее, творчески и изобретательно
решая все более трудные задачи, чтобы мечты сбывались».
КЛИЕНТ
Клиент всегда
на первом
месте
РЕШЕНИЕ
НОВЫХ
АМБИЦИОЗН
ЫХ ЗАДАЧ
Решение
новых
амбициозных
задач
Базов
ые
ценнос
ти
Убежденность
Оригинальность
Коллективное
участие
ГЛОБАЛИЗМ
Глобализм
Синергия
Внутри компании
Доверие
Выигрыш
во
ЛЮДИ
Положительный
настрой
Увлеченность
ВО
Сотрудничест
Улучшение
взаимоотношений
с клиентом
Удовлетворенность
клиента
Нацеленность на высочайший
класс качества
СОТРУДНИЧЕСТ
Уважение к
людям
Группо
вое
виден
ие
Понимание
запросов клиентов
За пределами компании
Взаимоуважение
Справедливое
рассмотрение
Компетентное
развитие
Демонстрация
нашей
компетентности
Согласован
ность
Ощущение
глобальной
Глобальная
Многообразие Гражданст- компетентность
венности
Мы продвигаем нацеленную
на потребителя
корпоративную культуру,
предоставляя наивысшее
качество и непревзойденное
обслуживание, считая наших
клиентов нашей величайшей
ценностью
Мы далеки от успокоенности,
пользуемся любой
возможностью решать все
более сложные задачи,
уверены в достижении наших
целей и полны решимости и
грандиозных замыслов
Мы достигаем синергического
эффекта благодаря чувству
единения, которое возникает
при сотрудничестве и
кооперации сотрудников
внутри компании и с нашими
бизнес-партнерами.
Мы считаем, что будущее
нашей компании скрыто в
сердцах и способностях
каждого отдельного
сотрудника, и мы будем
помогать им развивать свой
потенциал, создавая
корпоративную культуру,
которая с уважением
относится к таланту.
Мы с уважением относимся к
разнообразию культур и
клиентов, стремимся быть
лучшими в мире в том, что
мы делаем, и прилагаем
усилия к тому, чтобы стать
уважаемой международной
компанией с высокой
гражданской
ответственностью
«Вместе к лучшему будущему».
Группа компаний Hyundai Motor стремится создавать ценности и
способствовать гармоничному росту всех заинтересованных сторон
благодаря экологичному управлению и уважению к людям

4.

Обзор группы и отрасли промышленности
■ Обзор группы компаний Hyundai Motor
* По состоянию на 2011 г.
Позиция
Описание
Годовой доход
227,4 триллионов вон Республики Южная Корея
Количество
корпораций
55 корпораций
Области
промышленнос
ти
Примечания
2012: 237,4
триллионов
вон Республики
Южная Корея,
расчетное
значение
По состоянию на
март 2012 г.
Подразделение готовых автомобилей: Hyundai
Motors и KIA Motors
Детали: Hyundai Mobis, Hyundai WIA и Hyundai
DYMOS
Строительство: Hyundai Construction и Hyundai
Engineering
Сталь: Hyundai Steel, Hyundai HYSCO и BNG Steel
Финансы / другие области промышленности:
Hyundai Card / Capital и HMC Investment Securities
Количество
работников
Выше 137 000
■ Обзор Hyundai·KIA Motors
* По состоянию на 2011 г.
Описание
Позиция
Количество проданных
автомобилей
Годовой доход
Производство
Зарубежн
Продажи
ые
дочерние Исследования и
разработки
компании
Региональные
HQ
Международные рынки
(количество стран)
HMC
KMC
Общее
4,06 млн.
2,54 млн.
6,6 млн.
77,8 триллионов 43,2 триллионов 121 триллионов
вон Республики вон Республики вон Республики
Южная Корея
Южная Корея
Южная Корея
7
3
10
13
15
28
4
2
6
16
5
21
198 страны
153 стран
-
Примечания
2012: 7 млн.
запланировано
■ Обзор автомобильной промышленности
Ассоциация производителей автомобилей Кореи (по состоянию на конец 2008 г.)
Торговый баланс:
• Автомобильная промышленность - 38,5 трлн. долларов США
• Полупроводники - 7,4 трлн. долларов США
• Всего: 13,3 трлн. долларов США

5.

6.

Содержание
Модуль 1. Механическая часть двигателя
Модуль 2. Датчики и приводы для бензинового двигателя
Модуль 3. Датчики и приводы для дизельного двигателя
※ Датчики и их спецификации указаны в настоящем руководстве на основании двигателя
Nu и могут отличаться от имеющихся на других автомобилях (двигателях).

7.

8.

Модуль 1. Механическая часть двигателя
Цель
обучения
Пояснение потребности в создании и механического
устройства двигателя.
Описание модельного ряда двигателей, к которому
относится модель H/KMC.
Описание функций и местоположения основных
компонентов двигателя.
1. Общая информация
2. Модельный ряд двигателей
3. Структура двигателя

9.

10.

Занятие 1. Общая информация
1.1 Потребность в двигателе
Тепло
Электричество
Ветер
Вода / пар
Топливо Воздух
Топливовоздушная
смесь
Преобразование в
механическую энергию
Такт
впуска
Такт
сжатия
Зажигание
Рабочий
такт
< Внутреннее сгорание >
Назначением бензинового двигателя автомобиля является преобразование топлива в
движение для того, чтобы автомобиль мог двигаться. В настоящее время самым легким
способом преобразовать топливо в движение является сжигание топлива внутри
двигателя. Поэтому двигатель автомобиля является двигателем внутреннего сгорания, в
котором сгорание топлива происходит внутри.
Паровой двигатель в старых поездах и пароходах является лучшим примером двигателя
внешнего сгорания. Топливо (уголь, дерево, масло и т. д.) в паровом двигателе сгорает за
пределами двигателя для создания пара, а пар создает движение внутри двигателя.
Внутреннее сгорание намного более эффективно (расходуется меньше топлива на одну
милю), чем внешнее сгорание. К тому же двигатель внутреннего сгорания компактнее,
чем аналогичный по мощности двигатель внешнего сгорания.
Хорошим примером двигателя внутреннего сгорания является старая пушка времен
войны за независимость в США. Вероятно, Вы видели как солдаты загружают в пушку
порох, ядро и поджигают порох. Образующееся тепло и газы заставляют ядро вылетать из
ствола с очень высокой скоростью.
В пушке используется принцип, лежащей в основе любого возвратно-поступательного
двигателя внутреннего сгорания:
если поместить небольшое количество
высокоэнергетического топлива (такого как бензин) в небольшое замкнутое пространство
и поджечь его, то высвобождается энергия в форме расширяющегося газа.
10

11.

1.2. Механизм 4-тактового двигателя
Такт впуска
Такт
Такт сжатия
расширения
Такт выпуска
1) Такт впуска
Когда впускной клапан открыт, а выпускной клапан закрыт, поршень опускается вниз от
верхней мертвой точки до нижней мертвой точки для создания уровня давления ниже
атмосферного в результате изменения давления внутри цилиндра. Здесь воздух,
попадающий во впускной коллектор, смешивается с топливом, впрыскиваемым из
форсунки, и всасывается в цилиндр.
* Состав смеси: углеводороды (топливо), N2, O2
2) Такт сжатия
По мере того как поршень поднимается с закрытым клапаном впуска/выпуск до
завершения такта впуска топливо-воздушная смесь, попавшая в смеситель, сжимается
для увеличения давления сжатия и теплоты. Если давление сжатия ниже, чем
необходимо, смесь не сможет достичь полного сгорания; если давление сжатия слишком
высокое, то может произойти самовозгорание под действием теплоты сжатия, что
приведет к падению выходной мощности. По этим причинам давление сжатия должно
поддерживаться в регулируемом диапазоне.
Регулируемый диапазон давления сжатия для такта сжатия составляет от 7 до 11
кг/см2.
3) Такт расширения
Сразу после завершения такта сжатия (непосредственно перед тем как поршень
достигнет верхней мертвой точки сжатия) в смеситель подается искра от свечи
накаливания и смесь сгорает. Образующаяся мощность сгорания заставляет поршень
сбросить давление, вращая коленчатый вал через подсоединенный к нему шатун. Такт
расширения также называется тактом взрыва или рабочим тактом.
Элементы, заметно влияющие на производительность двигателя в такте расширения
включают установку момента зажигания запальной свечи, соотношение топливовоздушной смеси и давление сжатия.
4) Такт выпуска
Когда поршень понимается и достигает верхней мертвой точки с закрытым впускным
клапаном и открытым выпускным клапаном, сгоревшее топливо выбрасывается из
цилиндра. В этот момент впускной клапан открывается для следующего такта впуска и
сгорания (Выпуск → Впуск → Сжатие → Сгорание → Выпуск → Впуск···).
* Основные компоненты отработавшего газа: H2O, CO2, N2
11

12.

1.3. Эволюция двигателя
1) Что представляет собой хороший двигатель?
Хороший двигатель - это двигатель, который работает бесшумно и который легко
обслуживать. Он также должен быть небольшим по весу, что приводит к приводит к
высокой топливной эффективности. Хороший двигатель также соответствует нормам
законодательства по загрязняющим выбросам в воздух, и быстро реагирует на команду
ускорения, даваемую водителем. Для производства двигателя со всеми этими
положительными качествами изготовители автомобилей вкладывают большие усилия и
средства в разработку технологии двигателей.
Бесшумность
Пригодность для сервисного
обслуживания
Низкий уровень выхлопных газов
Компактный и легкий
Быстродействие
2) Эволюция бензинового двигателя
Технология двигателей с годами усовершенствуется, так же как и вся технология
автомобилестроения. Со времен использования карбюратора, который первоначально
использовался в качестве системы впрыска топлива, для массового потребления были
разработаны двигатели SPI, а затем двигатели MPI. Современные владельцы
автомобилей хотят иметь автомобиль с высокой экономией топлива. Технология GDI, в
которой топливо вводится прямо в камеру сгорания, применяется на бензиновых
двигателях; что при применении вместе с системой турбонагнетания позволяет
производить высокоэффективные бензиновые двигатели.
Карбюратор
SPI
T-GDI
12
MPI
GDI

13.

Занятие 2. Модельный ряд двигателей
2.1 Бензиновый двигатель
Двигатель
Тип
Изображение
Затрагиваемая модель
HMC
KMC
ε (Epsilon)
0,8 MPI
0,8 Bi-fuel
0,9 MPI
HA
-
κ (Kappa)
1,0 MPI
1,0 Bi-fuel
1,2 MPI
1,25 MPI
1,4 MPI
BA
IA
RB
TA
UB
TAM
γ (Gamma)
1,4 MPI
1,6 GDI
1,6 T-GDI
1,6 FFV
RB
MD
GD
FS
VF
LM
YD
JD
UB
RP
SL
ν (Nu)
1,8 MPI
2,0 MPI
2,0 GDI
2,0 CVVL
MD
GD
YF
VF
YD
RP
PS
θ (Theta)
2,0 T-GDI
2,4 MPI
2,4 GDI
YF
HG
LM
DM
TQ
TF
SL
XM
λ (Lambda)
3,0 MPI
3,0 GDI
3,3 MPI
3,3 GDI
3,5 MPI
3,8 MPI
3,8 GDI
YF
HG
BH
VI
DM
NC
VG
KH
XM
HM
τ (Tau)
4,6 MPI
5,0 GDI
BH
VI
KH
HM
13

14.

2.2 Дизельный двигатель
Двигатель
Тип
Изображение
Затрагиваемая модель
HMC
KMC
U
1,1 WGT
1,4 WGT
1,6 VGT
1,7 VGT
BA
IA
RB
MD
GD
VF
LM
UB
YD
JD
PS
TF
SL
RP
R
2,0 VGT
2,2 VGT
LM
DM
NC
SL
XM
A
2,5 VGT
TQ
-
J
2,9 VGT
-
VQ
S
3,0 VGT
EN
HM
14

15.

Занятие 3. Структура двигателя
3.1 Компоненты двигателя
Двигатель - это устройство, которое преобразовывает тепло, создаваемое сгоранием
топлива, в мощность для движения автомобиля. Химическая энергия топлива
преобразуется в тепловую энергию (давление газа) путем сгорания смеси; давление
давит на поршень, опуская его вниз, при этом коленчатый вал проворачивается и создает
механическую энергию (мощность), приводящую в движение автомобиль.
Компоненты двигателя включают поршень, шатун и коленчатый вал. Поршень двигается
по прямой линии, двигаясь возвратно-поступательно в герметичных условиях внутри
цилиндра. Возвратно-поступательное движение преобразуется во вращательное
движение коленчатого вала путем передачи через шатун. Поскольку мощность
подаваемая на поршень в результате сгорания в смесителе, имеет импульсный характер,
к коленчатому валу подсоединен маховик, который поддерживает вращение вала.
Компоненты бензинового можно разделить на неподвижные детали, подвижные детали и
съемные детали.
• Неподвижные детали
Блок двигателя (блок цилиндров, головка блока цилиндров и крышка головки блока),
который формирует структуру и наружную часть всего двигателя, очиститель воздуха,
впускной/выпускной коллектор и подшипник двигателя
• Подвижные детали:
Поршень, детали коленчатого вала, распределительный вал и впускной/выпускной клапан
• Приложения
Топливные устройства, которые образуют смеситель (форсунка, топливный насос и т. д.)
Устройство зажигания (катушка зажигания), которая воспламеняет смесь в смесителе
Устройство смазки, которое подает масло к движущимся деталям (топливный насос,
масляный фильтр)
Охлаждающее устройство, которое управляет температурой двигателя (водяной насос,
термостат)
Распределительный вал
Крышка головки блока цилиндров
Головка блока цилиндров
Клапанный
механизм
Блок цилиндров
Коленчатый вал и поршень
< Компоненты двигателя >
15

16.

3.2 Конфигурация блока двигателя
Двигатель - это сложный механизм, состоящий из множества различных деталей. В
основном, его можно разделить на три части. В нижней части двигателя расположен
картер, в котором находятся коленчатый вал и масляный поддон. В средней части
располагается блок цилиндров, содержащий цилиндры, в которых возвратнопоступательно движутся поршни. В верхней части находится головка блока цилиндров,
которую можно сравнить с головой у человека.
Крышка
головки блока
цилиндров
Головка блока
цилиндров
Уплотнитель
головки блока
цилиндров
Блок
цилиндров
• Блок цилиндров: корпус без деталей, таких
как поршень и коленчатый вал
• Короткий двигатель: двигатель с поршнем,
шатуном и коленчатым валом
Короткий
Двигатель
Картер
двигателя
Лестничная
рама
Масляный
поддон
• Суб-двигатель: короткий двигатель с
ремнем привода газораспределительного
механизма, крышкой головки блока
цилиндров и установленным масляным
поддоном
3.3 Блок цилиндров
Блок цилиндров является одним из основных компонентов блока двигателя и изготовлен
из литейного чугуна и алюминиевого сплава. Его назначением является направление
возвратно-поступательного движения поршня. Это приводит к тому, что блок цилиндров
подвергается воздействию высоких температур и силе, создаваемой взрывом смеси и ее
расширением. Рубашка водяного охлаждения, в которой циркулирует охлаждающая
жидкость предназначена для поддержания температуры цилиндра на надлежащем
уровне. Поскольку все компоненты двигателя прямо или косвенно смонтированы в блоке
цилиндров, блок цилиндров должен обладать достаточной прочностью и жесткостью.
< Рядный 4-цилиндровый блок >
< V-образный 8-цилиндровый блока >
16

17.

3.4 Рубашка водяного охлаждения
Вокруг цилиндра расположен канал, по которому протекает охлаждающая жидкость; это
деталь называется рубашкой водяного охлаждения. Охлаждающая жидкость в рубашке
водяного охлаждения охлаждает до температуры, пригодной для работы двигателя,
головку блока цилиндров и цилиндры, которые нагреваются в результаты воспламенения
смеси.
Рубашка водяного охлаждения обычно располагается вокруг всех цилиндров, однако в
некоторых последних моделях автомобилей устанавливается блок цилиндров, в котором
все цилиндры соединены друг с другом и между ними не протекает охлаждающая
жидкость для уменьшения длины рядности цилиндров. Такая конструкция также
называется «сиамской» рубашкой водяного охлаждения. Обычная рубашка водяного
охлаждения называется полной рубашкой водяного охлаждения.
Обычно на бензиновых двигателях устанавливают сиамскую рубашку
охлаждения, а на дизельных - полную рубашку водяного охлаждения.
Рубашка водяного
охлаждения
водяного
Рубашка водяного
охлаждения
< Двигатель Lambda >
< Двигатель Theta >
3.5 Картер
Картер - это деталь, закрывающая нижнюю часть блока цилиндров, т. е. коленчатый вал.
К картеру прикреплены съемные детали, в том числе, генератор и компрессор
кондиционирования воздуха. Кронштейн крепления двигателя (также называется
изолятором), который закрепляет двигатель на корпусе автомобиля, также смонтирован
на картере. Картер - это деталь блока цилиндров. Поэтому он всегда находится в
состоянии вибрации, поскольку подвергается вибрации, создаваемой действием поршня и
вращения коленчатого вала.
Некоторые картеры прикреплены к
подшипникам коленчатого вала в его
нижней
части
с
использованием
элемента жесткости. Это делается для
более прочного крепления коленчатого
вала к блоку цилиндров и увеличения
жесткости блока цилиндров. Поскольку
такая форма напоминает лестницу,
конструкция называется лестничной
рамой.
Нижняя часть блока цилиндров является
масляным поддоном.
В масляном
поддоне
собирается
отработанное
масло, которое использовалось для
смазки
и
охлаждения.
Масляные
поддоны
изготавливаются
из
прессованных
стальных
листов
и
устанавливаются
с
использованием
герметика. В результате ударного
воздействия они могут быть легко
повреждены. Иногда при движении на
дороге без покрытия масляный поддон
сминается и двигатель заклинивает. Это
вызвано износом подшипника из-за
недостаточной
смазки
вследствие
сниженного зазора между сетчатым
масляным фильтром и масляным
поддоном.
Картер
Картер
Масляный
поддон
17

18.

3.6 Поршень
Поршни двигаются вверх и вниз за пределы середины цилиндра. В рабочем такте
двигатель мгновенно расширяет рабочий газ с температурой более 2000℃ для подачи
мощности 3 - 4 тонны на коленчатый вал через шатун. Поскольку поршни движутся внутри
цилиндра с высокой скоростью, возникает сильное трением между поршнем и стенкой
цилиндра.
Камера сгорания
Верхняя кольцевая вставка
Верхнее кольцо
(газоуплотнительное
кольцо 1)
Верхний гребень
Второе кольцо
(газоуплотнительное
кольцо 2)
Второй гребень
Третий гребень
Маслосъемное кольцо
Охлаждающий
канал (масляный)
Юбка
Отверстие под штифт
Между поршнем и цилиндром имеется зазор. Зазор
герметизирован поршневым кольцом, однако движение
поршня вверх и вниз может привести к ударам его юбки о
стенку цилиндра. Форма юбки может быть оптимизирована
для того, чтобы избежать этой проблемы. Более короткая
юбка может уменьшить трение поршня, вибрацию и шум,
однако увеличивает диапазон движения поршня, поэтому
важно найти баланс между размером поршня и длиной юбки.
В настоящее время юбки поршней имеют графитовое
покрытие для снижения сопротивления, вызываемого трением.
Графитовое покрытие
< Юбка поршня >
3.7 Поршневое кольцо
Один поршень имеет два компрессионных кольца, одно маслосъемное кольцо и три
поршневых кольца. Их функцией является герметизация зазора между поршнем и
цилиндром для препятствования движению газа; препятствования попадания остатков
смазки со стенок цилиндра в камеру сгорания; и препятствования передачи теплоты
поршня цилиндру.
Верхнее
Уплотнение для
кольцо
рабочего газа
Второе
Уплотнение/контроль
кольцо
толщины масляной пленки
Маслосъемное
кольцо
18
Счищенные остатки масла

19.

3.8 Коленчатый вал
Коленчатый вал преобразует возвратно-поступательное движение поршня во
вращательное движение, и является наиболее крупной движущейся деталью двигателя.
Вращательная мощность коленчатого вала является синонимом частоты вращения
двигателя. Поскольку мощность вращения коленчатого вала передается трансмиссии,
ведущему валу и колесам, можно сказать, что мощность вращения коленчатого вала
определяет крутящий момент двигателя.
Коленчатый вал должен вращаться с высокой скоростью при большой нагрузке. Таким
образом коленчатый вал должен быть достаточно прочным и жестким, а также должен
быть хороший статично-динамический баланс. Чтобы обеспечить такой баланс
коленчатый вал оснащен противовесом. Также в задней части коленчатого вала имеется
маховик для увеличения вращательной мощности и максимального момента инерции,
который поддерживает обороты двигателя.
Масляный
канал
Местоположение
механизма
газораспределения
Шейка
коленчатого вала
Палец кривошипа
Контакт
Шейка
Противовес
3.9 Опорный подшипник
Скорость вращения коленчатого вала соответствует частоте вращения двигателя. Он
также должен двигать поршень вверх и вниз. При отсутствии смазки такую быстро
вращающуюся деталь, контактирующую с металлом, будет заклинивать в результате
сильного нагрева. Вот почему необходимы подшипники. Опорный подшипник вращается и
поддерживает ось вращения коленчатого вала.
В коренном подшипнике имеются отверстия для масла и масляные канавки, по которым
подается смазка. Это поддерживает соединение между шатуном и пальцем кривошипа и
соединение между коленчатым валом и картером в смазанном состоянии. Коренная
шейка, вращающаяся ось коленчатого вала, оснащена скользящим подшипником и
устанавливается под блоком с крышкой корпуса подшипника. Поскольку этот подшипник
устанавливается в передней и задней части каждого цилиндра, то имеет четыре
подшипника, установленных на двигателе с тремя цилиндрами и пять - на двигателе с
четырьмя цилиндрами.
Масляное отверстие
Масляная канавка
Опорный
подшипник
Шейка
Контактная поверхность
Крышка опорного
подшипника
19

20.

3.10 Маховик
Коленчатый вал создает сильную вращательную мощность, когда поршень опускается в
такте расширения, однако он не создает вращательной мощности в других тактах, более
того, на него влияет сила, которая останавливает его вращение. Поэтому для
предохранения частоты вращения двигателя от момента инерции используется маховик.
Без маховика вращение коленчатого вала снижается и интервал между тактами
расширения становится длиннее, что приводит к остановке двигателя.
Зубчатое колесо
датчика CKP
Воспламенение/
Коронная шестерня
расширение
Впуск
Выпуск
Сжатый
Поверхность
установки муфты
Болт маховика
▲ Маховик выравнивает силу
в каждом цилиндре, которая
вращает коленчатый вал.
Блок ступицы
Вокруг маховика расположена коронная шестерня. При запуске двигателя ведущая
шестерня электродвигателя стартера входит в зацепление с коронной шестерней для
вращения коленчатого вала. Коронная шестерня имеет плоскую боковую часть, к ней
пружиной прижимается диск сцепления для передачи мощности двигателя на
трансмиссию.
Имеется три типа маховиков. Это маховик с единичной массой (SMF) и маховик с двойной
массой (DMF), которые устанавливаются в автомобилях с механической трансмиссией, и
ведущий диск, который устанавливается в автомобилях с автоматической трансмиссией.
Маховик с единичной массой (SMF)
Двухмассовый маховик (DMF)
20
Ведущий диск (АКПП)

21.

3.11 Головка блока цилиндров
1) Роль и структура
Головка блока цилиндров, оснащенная уплотнительной прокладкой, установлена в
верхней части блока цилиндров для предотвращения утечки рабочего газа. Ее нижняя
часть соединена с блоком цилиндров, формируя камеру сгорания. Верхняя часть головки
блока цилиндров имеет сложную конструкцию, поскольку она вмещает свечи зажигания и
клапанную систему, которая соединяет миксер с двигателем и отводит продукты сгорания.
Поскольку форма и функционирование этой детали определяют эффективность сгорания
смеси, головка блока цилиндров является основным компонентом, определяющим
производительность двигателя.
Конструкции головки блока цилиндров различны для разных типов двигателей. В целом, в
верхней части размещается клапанная система, а сбоку расположено впускное отверстие,
соединяющее смеситель с камерой сгорания, а также выпускное отверстие, через которое
отводятся продукты сгорания. Внутри блока цилиндров находится рубашка водяного
охлаждения, по которой циркулирует охлаждающая жидкость, поступающая вверх из
блока цилиндров.
Распределительный вал и звездочка
Силовой привод клапана
Впускное отверстие
Выпускное отверстие
Свеча зажигания
Рубашка охлаждения
< Устройство головки блока цилиндров >
21
Впускное отверстие

22.

2) Камера сгорания
Соединение между головкой блока цилиндров и блоком цилиндров формирует камеру
сгорания. Размер и форма камеры сгорания важны, поскольку они являются основным
компонентом, определяющим производительность двигателя. Большая камера сгорания
затрудняет достаточное сжатие смеси поршнями и вызывает задержку воспламенения
смеси. Поэтому камера сгорания должна быть компактной.
Кроме того, неровность поверхностей должна быть минимальной для того, чтобы
поддерживать сгорание смеси. Камере сгорания со сложной конструкцией, вероятно,
требуется большая площадь поверхности, но небольшой объем; это приведет к тому, что
теплота, образующаяся в результате сгорания, будет абсорбироваться стенками камеры
сгорания, когда она должно преобразовываться в мощность движения, создаваемую
поршнем.
Несмотря на то, что камера сгорания является важным фактором, который определяет
отношение сжатия, формы камер сгорания отличаются в зависимости от двигателя,
который они поддерживают, поскольку производительность двигателя связана с формой
камеры сгорания. Более того, различие в топливе, используемом бензиновыми и
дизельными двигателями, требует разной формы камер для этих двух типов двигателей.
На схеме слева показана камера сгорания дизельного двигателя с общей топливной
рампой, расположенная над поршнями. Этот тип камеры сгорания имеет выступающую
часть вокруг центра поршней для создания вихревого потока, который облегчает
смешивание топлива и сгорание. В результате снижается выброс токсичного газа.
Справа показана куполовидная камера сгорания, обычно используемая для бензиновых
двигателей. Этот тип камеры сгорания имеет низкое отношение площади поверхности к
объему, что препятствует потере теплоты и позволяет устанавливать большие клапаны.
Также газообразная смесь и отработавший газ текут в одном направлении, поперек
камеры сгорания. Это способствует более легкому охлаждению седла клапана,
предотвращая его деформацию и увеличивая эффективность впуска/выпуска.
Форсунка
Выпускной клапан
Впускной клапан
Свеча зажигания
Впускной клапан
Впускное отверстие
Выпускное отверстие
Впускное отверстие
Головка
Блок
Поршен
ь
Камера сгорания (днище поршня)
Камера сгорания (головка блока цилиндров)
[ Дизельный двигатель ]
[ Бензиновый двигатель ]
< Форма камеры сгорания >
22

23.

3) Уплотнитель головки блока цилиндров
Уплотнитель головки блока цилиндров препятствует утечке газа, смазки и охлаждающей
жидкости на металлические поверхности блока цилиндров и головки блока цилиндров,
которые соединены между собой, а также выполняет важную функцию обеспечения
герметичности камеры сгорания. Для поддержания полной герметичности блок цилиндров
и головка блока цилиндров должны быть выровнены.
Даже если смазка и охлаждающая жидкость в двигателе выполняют свои функции,
двигатель подвержен значительному изменению температур и давления. Температуры
изменяются от холодных до горячий, а давление - от высокого до вакуума. Поэтому
уплотнитель головки блока цилиндров должен выдерживать нагрузку, создаваемую
изменением давления и температуры, и поддерживать свою исходную форму вне
зависимости от того, работает двигатель или нет. Он не должен деформироваться из-за
поверхностного давления и должен сохранять свои характеристики в различных условиях
вождения. По этой причине уплотнители головок блоков цилиндров раньше
изготавливали из асбеста, однако теперь изготовители предпочитают использовать трехили четырехслойную нержавеющую сталь (SUS301, 304).
Канал для
Путь масла
Путь масла
(подача)
(отвод)
охлаждающей
Отверстие под
жидкости
болт головки
Отверстие
цилиндра
A
A
▲ Линия A-A: уплотнительный буртик
< Форма камеры сгорания >
Уплотнитель головки блока цилиндров должен предохранять от утечки рабочего газа,
охлаждающей жидкости и моторного масла. Среди указанного наиболее важным является
поддержание герметичности рабочего газа. Толщина слоя между точками A и A,
показанная на схеме выше, позволяет обеспечить герметичность рабочего газа и
называется уплотнительным буртиком. Также имеется слой вокруг масляного канала для
поддержания герметичности масла.
Неисправность уплотнителя головки блока цилиндров может привести к потере давления
сжатия, загрязнению масла/охлаждающей жидкости и перегреву двигателя. Для
обеспечения герметичности уплотнителя головки блока цилиндров и предотвращения его
деформации соблюдайте указанные ниже инструкции по сборке (порядок и момент
затяжки) при установке болта головки.
23

24.

3.12 Клапанный механизм
В целом, клапанным механизмом называются впускной и выпускной клапаны двигателя,
а также основные компоненты, необходимые для их работы. Клапан является важной
частью, которая подает смесь в цилиндр и направляет поток отработавшего рабочего газа.
Способ функционирования клапанов оказывает критическое влияние на
производительность двигателя. Имеется много типов клапанов, однако в легковых
автомобилях обычно используется тип OHC (верхний кулачковый вал).
Тип SOHC
Клапанный
механизм
Тип DOHC
Имеется два типа клапанов OHC: SOHC, в котором впускной и выпускной клапаны
соединены параллельно друг другу, и DOHC, в котором впускной и выпускной клапана
разделены друг с другом. DOHC способствует более высокой эффективности
впуска/выпуска, однако на некоторых двигателях используют клапана SOHC для
поддержки специфичных характеристик двигателя.
1) Силовой привод клапана
Основными компонентами клапанного механизма являются кулачок, толкатель клапана,
гидравлический регулятор зазора (HLA), клапанная пружина, фиксатор клапанной
пружины, клапан впуска/выпуска и тарелка клапанной пружины. Однако в разных типах
клапанного механизма компоненты могут варьироваться.
Кулачок
Толкатель клапана
Кулачок
HLA
Тарелка клапанной
Кулачок
пружины
Клапанная пружина
Уплотнитель
Клапанная пружина
штока клапана
Клапан
Клапан
< HLA (Гидравлический регулятор зазора) >
24
< MLA (Механический регулятор зазора ) >

25.

• HLA (гидравлический регулятор зазора) При нажатии толкателя клапана во время
вращения распределительного вала, толкатель клапана, поддерживаемый HLA,
нажимает на клапан, открывая его. Толкатель клапана не имеет устройства,
фиксирующего его на месте и поддерживается кулачком, HLA и клапаном. Поэтому во
время операций сборки/демонтажа, требуется пристальное внимание. HLA - это
устройство гидравлического управления, которое позволяет постоянно поддерживать
клапанный зазор, равный 0. Однако сразу после запуска двигателя в условиях низкой
температуры и давления масла возможно возникновение шума.
* Затрагиваемые двигатели: Kappa (4-цилиндровый), Nu, Tau, все дизельные двигатели
• MLA (механический регулятор зазора): клапаны приводятся в движение
непосредственно кулачком и для создания клапанного зазора используется толщина
толкателя. Реакция на воздействие хорошая, поскольку кулачок давит
непосредственно на толкатель, расположенный в верхней части клапана. Недостатком
конструкции является износ, возникающий при длительной работке в результате
трения. Однако современные технологии обработки металла предотвращают
чрезмерный износ толкателя. Также клапанный зазор может быть отрегулировать
после пробега 100 000 км.
* Затрагиваемые двигатели: Kappa (3-цилиндровый), Gamma, Theta, Lambda
2) Клапанная пружина
Клапанная пружина закрывает клапан, открываемый кулачком. При наблюдении за
движением клапана можно увидеть, что пружина поддерживает клапан в закрытом
состоянии на седле клапана перед тем как он откроется под давлением выступа кулачка.
Для открывания клапана для распределительного вала требуется достаточное усилие и
эта сила предоставляется двигателем. Вот почему должна использоваться пружина с
низкой упругостью. Однако высокопроизводительные двигатели требуют использования
увеличенного клапана или увеличенного хода клапана. В этом случае может
потребоваться клапанная пружина с высокой упругостью. Усиленная функция клапана и
использование эффективной пружины может привести к аномальной частоте вращения
двигателя из-за высокой упругости пружины.
Это не создает проблем при низких оборотах двигателя, однако когда частота вращения
двигателя превышает допустимый уровень, упругость клапанной пружины, наряду с
массой и жесткостью клапана, могут стать причиной аномального функционирования,
такого как отскок клапана или помпажа.
Клапан и направляющая
Клапанная пружина
клапана
25
Силовой привод клапана

26.

3.13 Кулачок и распределительный вал
Распределительный вал оснащен кулачками, количество которых соответствует
количеству впускных/выпускных клапанов. Кулачки обработаны по месту посадки, а их
угол калиброван в зависимости от синхронизации открывания/закрывания клапанов.
Кулачки смонтированы на головке блока цилиндров. Распределительный вал открывает
или закрывает клапаны в соответствии с частотой вращения двигателя.
Выступающая часть кулачка называется «выступом кулачка», а его высота называется
«подъемом кулачка». Величина открывания клапана зависит от подъема кулачка. Также
синхронизация открывания/закрывания клапанов определяется по углу от начала и конца
выступа кулачка. Поскольку клапан подвергается ударному воздействию при закрывании
и размещении напротив клапанного седла, боковая часть кулачка имеет яйцеобразную
форму.
Кулачок
Звездочка
Шейка
распределительного вала
Рабочий выступ кулачка
Ход кулачка
Силовой привод клапана
▲ Устройство кулачка
※ Подъем кулачка и открывание клапана
Большой подъем кулачка приводит к быстрому
Небольшой подъем кулачка приводит к медленному
открыванию клапана, оставляя его приоткрытым.
открыванию клапана на незначительное расстояние.
26

27.

3.14 Система газораспределения
1) Роль и структура
Система газораспределения - это устройство, которое соединяет коленчатый вал
(нижняя часть двигателя) и распределительный вал (верхняя часть двигателя). Для ее
работы требуется ремень или цепь. Вращение коленчатого вала передается на
распределительный вал для подачи мощности на впускной/выпускной клапаны. При
всасывании воздуха поршень должен опуститься, а впускной клапан - открыться. Когда
поршень поднимается для сжатия, впускной и выпускной клапаны должны быть закрыты.
Работа системы газораспределения должна точно соответствовать этому движению
поршня и клапана.
Звездочка
Распределительный вал
вращается со скоростью в два
раза ниже, чем скорость
вращения коленчатого вала.
распределительного вала
Цепь привода ГРМ
Направляющая цепи
1 оборот
распределительного вала
Натяжитель
Шкив коленчатого вала
2 оборота
распределительного вала
Если скорости вращения коленчатого и распределительного вала синхронизируются во
время процесса воспламенения, воспламенение становится неточным и даже может
произойти столкновение поршня и клапана. В случае такого столкновения клапан
погнется, либо произойдет повреждение запирающего рычага или толкателя кулачка,
приведя к повреждению двигателя. На старых моделях двигателей поврежденный или
ослабленный ремень приводил к таким проблемам.
В целом, ремень привода ГРМ рекомендуется менять через каждые 100 000 км пробега.
Однако цепи привода ГРМ менять не требуется. Тем не менее, следует отметить, что
цепи привода ГРМ не долговечны. Поскольку цепь привода ГРМ изготовлена из металла,
т. е. она тяжелая, для ее работы необходимы надлежащая смазка и охлаждение. Поэтому
для цепей привода ГРМ необходима смазка из моторного масла, помимо алюминиевой
крышки и нанесения герметика для предотвращения утечки масла. При высокоскоростном
вращении в условиях низкой вязкости моторного масла из-за его дефицита или
несвоевременной замены, цепь привода ГРМ может быть повреждена вследствие
недостаточной смазки.
Водители, желающие сэкономить на техническом обслуживании автомобиля за счет
выбора цепи привода ГРМ, должны помнить, что для предотвращения ее повреждения
важно поддерживать качество и уровень моторного масла.
▶ Тип системы газораспределения
Ременной тип
Цепной тип
Бензиновый двигатель
Alpha, Beta
Gamma, Nu, Theta, Lambda, Tau
Дизельный двигатель
D, J
U, R, A, S
27

28.

2) Натяжитель ремня/цепи привода ГРМ
Другим важным элементом системы газораспределения является натяжение.
Двигатель вращается с очень высокой скоростью. Частота вращения двигателя не
постоянна и может резко меняться в зависимости от манеры вождения водителя. Резкое
ускорение/замедление создает сильное воздействие, когда коленчатый вал передает
вращение на распределительный вал через систему газораспределения. Ремень/цепь
привода ГРМ должен(а) в достаточной степени выдерживать такое воздействие, чтобы
обеспечить синхронизированный привод от двигателя. Кроме того, если устойчивое
натяжение ремня/цепи не поддерживается во время кого неравномерного вращения,
может возникнуть рассинхронизация или ремень/цепь может соскочить со звездочки.
Поэтому функционирование натяжителя, устройства для поддержания устойчивой работы
системы газораспределения, также очень важно.
Для поддержания натяжения используется гидравлический автоматический натяжитель.
Поскольку натяжитель обеспечивает постоянное давление для ремня/цепи привода ГРМ,
надлежащее натяжение может поддерживаться как при высокой, так и при низкой частоте
вращения.
Звездочка распределительного вала
Звездочка
распределительного вала
Рычаг
натяжителя
Шкив натяжителя
Промежуточный
ролик
Автоматический
натяжитель
(гидравлический)
Направляю
щая цепи
Рычаг
натяжителя
Звездочка
коленчатого
вала
Натяжитель
(гидравлический)
Звездочка
коленчатого вала
< Цепной тип >
< Ременной тип >
28

29.

3.15 Система смазки
1) Цель
Большая часть движущихся деталей двигателя изготовлены из металла. При движении
контактирующих металлических деталей возникает значительное трение. Трение
усиливается, когда контакт двух движущихся деталей усиливается или их поверхности
имеют шероховатости. Температура контактной поверхности также повышается. Система
смазки предназначена для снижения такого трения и предотвращения износа деталей.
Моторное масло смазывает поршни, коленчатый вал и другие детали для плавного
движения. На металлических поверхностях создается масляная пленка для
преобразования трения скольжения в трение жидкости и для снижения трения для
предотвращения износа. Моторное масло также создает герметичное уплотнение для
предотвращения утечки рабочего газа, охлаждает поршни и клапаны, оптимизирует силу,
передаваемую на коленчатый вал от поршня и очищает внутреннюю часть двигателя.
Масляный насос
Масляный насос
Двигатель Theta
Основные движущиеся детали
Линия смазки
2) Путь смазки
Загрязнения из масла и масляного поддона удаляются при помощи сетчатого масляного
фильтра (с мелкоячеистой сеткой). Затем масло всасывается масляным насосом и
подается в масляный фильтр для удаления мелкодисперсных примесей. После этого оно
подается в блок цилиндров, в котором имеется масляный канал - открытый путь для
потока масла. После фильтрации масло протекает через масляный канал в головку блока
цилиндров. Оно также направляется от коренного подшипника к подсоединенному
металлическому штоку или от поршней к отверстию цилиндра.
Путь смазки
Масляный поддон → Сетчатый масляный фильтр → Масляный насос → Масляный фильтр → Масляный
канал → Головка блока цилиндров / поршень → Коренной подшипник
29

30.

3) Пути системы смазки
• Масляный насос: создает давление масла для перемещения моторного масла по
маслопроводу. Несмотря на существование многих типов масляных насосов, двигатели
легковых автомобилей оснащены шестеренчатым насосом, напрямую подключаемым к
коленчатому валу.
[ BSM (модуль уравновешивающего вала) ]
[ Масляный насос (2
шестеренчатых насоса)]
< Двигатель Theta >
Внешний ротор
Внутренний ротор
Крышка масляного насоса
Масловыпускное отверстие
Масловпускное отверстие
[ Масляный насос, установленный позади крышки цепи привода ГРМ ]
< Двигатель Nu >
• Предохранительный
клапан:
через
масляный
насос
за
одну
минуту
прокачивается до 30-40 литров моторного
масла и создается давление до 5 кг/см2.
Однако такое высокое давление не
требуется для смазки деталей двигателя.
Предохранительный клапан поддерживает
на устойчивом уровне давление моторного
масла, поступающего из масляного насоса.
Предохранительный клапан активирует
давление пружины когда давление на
линии возврата масла в масляный поддон
превышает 4 кг/см2. В результате
давление масла поддерживается на
уровне примерно 4 кг/см2.
Поршень
Пружина
Камера
плунжера
Крышка (или болт)
• Масляный фильтр: удаляет частицы углерода и металлического порошка из моторного
масла. Внутри масляного фильтра имеется маленький сфальцованный циклон
картриджного типа, которые можно менять вместе с корпусом при замене моторного
масла.
• Маслоохладитель: идеальная температура моторного масла составляет примерно 80℃.
Более низкая температура увеличивает сопротивление трения, однако чрезмерно
высокая температура снижает давление масла и приводит к плохой смазке и перегреву
масла. Для охлаждения масла требуется маслоохладитель. Маслоохладители бывают
с водяным или воздушным охлаждением. Маслоохладители с водяным охлаждением
используют охлаждающую жидкость двигателя для контроля температуры масла, а
маслоохладители с воздушным охлаждением охлаждают масло потоком воздуха,
возникающим при движении.
30

31.

4) Моторное масло
Моторное масло охлаждает поршни и головку блока цилиндров; снижает воздействие
возникающее межу поршнями и цилиндрами; и предотвращает образование ржавчины.
Среди необходимых характеристик моторного масла можно указать пригодную вязкость,
хорошие
смазывающие
свойства,
термостойкость
(сниженный
перегрев),
антиокислительные свойства и устойчивость к образованию пузырей. Из этих
характеристик наиболее важной является вязкость.
▲ Хорошие смазывающие
▲ Термостойкость
▲ Устойчивость к
▲ Устойчивость к
окислению
образованию пузырей
свойства
Вязкость масла
Среди многих требований к хорошей смазке наиболее важным является вязкость.
Вязкость является характеристикой консистенции масла. Очень вязкое масло создает
толстую масляную пленку на металлических поверхностях и может применяться при
более тяжелых нагрузках. Однако чрезмерно вязкая смазка увеличивает внутреннее
трение и сопротивление, приводя к потере мощности. С другой стороны моторные масла
с низкой вязкостью препятствуют потере мощности, однако отделяемая масляная пленка,
которую они создают, означает достижение недостаточного трения. На вязкость смазки
наибольшее влияние оказывает температура. Обычно вязкость смазки снижается с
повышением температуры. Изменение вязкости, вызываемое изменением температуры,
называется коэффициентом вязкости.
Вязкость масла стандартизирована
Обществом автомобильных инженеров
(SAE). Низкое значение соответствует
низкой вязкости, а высокое значение высокой вязкости. Масло для
хол одного климата обозначается
символом «W».
Числа 30 и 40 указывают на
возможность применения в обычных
условиях, а числа 5, 10 и 20 - на
возможность применения в зимнее
время . Моторное масл о с од ной
цифрой на маркировке называется
моновязкостным, а масло с
несколькими цифрами, например, 5W30 или 10W -30 - называется
универсальным. Пример: сравнение
масел 5W-30 и 10W-30: вязкость масла
5W-30 при низкой температуре ниже,
чем вязкость масла 10W-30, однако в
обоих случаях вязкость одинакова при
более высокой температуре.
10W
30
40
20W 50
20W 40
10W 40
10W 30
-10
31
0
10
20
30
40℃

32.

3.16 Система охлаждения
1) Цель
Система охлаждения - это устройство, которое охлаждает двигатель для
предотвращения перегрева и поддержания надлежащей температуры. Температура
рабочего газа внутри цилиндра может превышать 2 000℃, однако большая часть этого
тепла поглощается цилиндром, головкой блока цилиндров и поршнем. В случае
перегрева этих деталей может возникнуть деформация цилиндра, неисправность
системы смазки в результате утраты масляной пленки на стенке цилиндра и даже
повреждение двигателя. Также сгорание может стать недостаточным, что может привести
к снижению выходной мощности в результате детонации или самовоспламенению.
Однако избыточное охлаждение передает слишком много тепловой энергии, создаваемой
сгоранием, стенкам камеры сгорания. Это приводит к таким проблемам, как плохой
тепловой КПД и плохое испарение в смесителе. Поэтому задачей охлаждающего
устройства является защита двигателя при пригодной температуре для поддержки
различных условий вождения.
Охлаждающая жидкость + воздух
Крышка
Двигатель
Охлаждающая
2
жидкость
3
4
Воздух
Обогреватель
Термост
ат
Расширительный бачок
1
Радиатор
5
Водяной насос
▲ Низкая температура: ① → ② → ③ → ⑤
▲ Высокая температура: ① → ② → ④ → ⑤
На схеме выше показано движение потока в наиболее распространенной охлаждаемой
водой системы охлаждения. После запуска двигателя охлаждающая жидкость не
подается в радиатор, если ее температура низкая (перед прогревом). Вместо этого
охлаждающая жидкость циркулирует в двигателя для быстрого подогрева. Зимой это
позволяет быстро увеличить температуру охлаждающей жидкости, которая будет
подаваться в обогреватель. После достаточного повышения температуры охлаждающей
жидкости (примерно 80℃) термостат открывается и охлаждающая жидкость попадает в
радиатор для начала охлаждения. Охлаждающая жидкость подается в нагретый
двигатель через водяной насос и охлаждает двигатель.
32

33.

2) Радиатор
Радиатор - это тип емкости, в котором хранится большой объем воды для обеспечения
большой площади излучающей поверхности. В радиаторе имеется сердцевина,
предназначенная для увеличения площади излучения как можно более высокой
температуры в воздух. Сердцевина состоит из трубки, по которой протекает вода, и
стержня, предназначенного для контакта с воздухом.
Крышка радиатора оснащена клапаном давления, который поддерживает давление,
создаваемое в системе охлаждения. Клапан открывает при достижении давления 0,3-1,0
кгс/см2 по мере того, как температура охлаждающей жидкости достигает 110-120℃.
Охлаждающая жидкость, которая протекает через крышку, направляется в
расширительный бачок для того, чтобы в радиаторе все время поддерживалось
постоянное давление. Когда температура охлаждающей жидкости снова падает,
давление внутри радиатора также уменьшается. В этот момент охлаждающая жидкость
возвращается в радиатор из расширительного бачка.
Верхний
Крышка
бачок
радиатора
Верхний
▼ Работа клапана
положительного давления
шланг
Вентилятор
Сливная
системы
пробка
охлаждения
Нижний
▼ Работа клапана
отрицательного давления
Нижний
бачок
шланг
3) Термостат
Между двигателем и радиатором расположен термостат. Термостат - это клапан, который
функционирует автоматически в соответствии с температурой воды. Он автоматически
открывается/закрывается, когда температура охлаждающей жидкости меняется для
управления объемом потока, подаваемого к радиатору. Он поддерживает температуру
охлаждающей жидкости на надлежащем уровне в соответствии с различными условиями
движения. После запуска двигателя температура охлаждающей жидкости быстро
увеличивается до достижения примерно 80℃, после чего термостат препятствует
чрезмерному охлаждению при движении под уклон в течение продолжительного времени.
Маятниковый
клапан
Шпиндель
Клапан
Воск
Поддон
Охлаждающая
жидкость
Канал
• Основные функции
• Улучшает производительность
двигателя, поддерживая постоянной
его температуру.
• Предотвращает перегрев и
переохлаждение.
• Замедляет старение масла и
увеличивает срок службы двигателя.
• Обеспечивает более эффективный
внутренний обогрев.
• Предотвращает загрязнение
охлаждающей жидкости.
33

34.

3.17 Топливная система
Топливная система - это устройство, которое подает топливо в смеситель двигателя для
воспламенения. В зависимости от типа топлива и режима его подачи топливные системы
классифицируются на системы с впрыском бензина, впрыском дизельного топлива,
впрыском сжиженного углеводородного газа и устаревшие карбюраторные системы.
Устройство впрыска топлива с электронным контролем распределяет топливо,
подаваемое из топливного насоса через впускной фильтр для впрыска через трубку,
фильтр высокого давления и питающую трубку. Давление топлива в форсунках
определяется регулятором давления. Давление всегда поддерживается на более
высоком уровне (обычно 3,35 кг/см2), чем давление во впускном коллекторе. Топливо с
давлением, превышающим стандартное давление, возвращается в топливный бак через
возвратную трубку.
При протекании тока через форсунки игольчатые клапаны внутри форсунок полностью
открываются, давая возможность топливу попасть во впускной коллектор. Объем
впрыскиваемого топлива меняется в соответствии с выдержкой времени срабатывания
форсунок, поскольку в форсунках все время поддерживается постоянное давление.
Топливные форсунки впрыскивают топливо во впускные отверстия цилиндров для его
воспламенения в соответствии с сигналами ЭБУД.
В настоящее время большинство бензиновых двигателей, производимых в нашей
компании, относятся к невозвратному типу, поскольку в них испарение топлива снижено.
Топливная система будет дополнительно рассматриваться в модуле 2 и модуле 3.
Возвратный тип
Топливный фильтр
Невозвратный тип
Топливный
Топливный насос
фильтр
Топливопровод
Топливопровод
Регулятор давления топлива
Форсунки
Форсунки
34
Топливный насос

35.

Для заметок

36.

Модуль 2. Компоненты бензинового двигателя
Цель
обучения
Описать основные входные/выходные элементы и
основные управляющие воздействия (впрыск
топлива, состав топливо-воздушной смеси и
зажигание) двигателя.
Описать местоположение, функцию и механизм
действия датчиков и приводов.
Использовать диагностическое оборудование для
измерения выходных сигналов и графиков каждого
датчика и привода на исправном двигателе.
Выполнять базовую проверку, калибровку и
регулировку.
1. Общая информация
2. Система впуска и выпуска отработавших газов
3. Топливная система (MPI)
4. Топливная система (GDI)
5. Система зажигания
6. Разное
7. Базовая проверка и регулировка

37.

38.

Занятие 1. Общая информация
1.1 Электрическая система управления
ETC
MAP
VIS
Форсунка
CMP
D-CVVT
Катушка
зажигания
Кислородный
датчик
Линейный /
бинарный
Абсорбер
PCSV
ЭБУД
Топливный насос
CKPS
Датчик ECTS
детонации
< Двигатель Nu MPI >
В настоящее время бензиновые двигатели должны соответствовать запросам рынка в
отношении выходной мощности, топливной эффективности и низких выбросов в
атмосферу. В настоящее время для управления всеми процессами сгорания топлива в
ЭБУ автомобилей устанавливается электронная система управления. Элементы
электронной системы управления можно разделить на входные и выходные.
Входные элементы позволяют точно определять текущее состояние двигателя для
поддержки нормального функционирования ЭБУ. Датчик абсолютного давления в
коллекторе (MAP) измеряет объем всасываемого воздуха в камеру сгорания и отправляет
эти данные в ЭБУ. Датчик кислорода определяет уровень кислорода в газе, выпускаемом
из выхлопной трубы, и отправляет эти данных в ЭБУ. Это позволяет контролировать
соотношение воздуха и топлива. Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя
(ECT) определяет температуру охлаждающей жидкости двигателя, а датчики положения
коленчатого вала (CKP) и положения распределительного вала (CMP) определяют
частоту вращения двигателя и верхнюю мертвую точку в первом цилиндре.
Выходные элементы контролируются, когда ЭБУ отправляет сигналы и управляет
приводом или катушкой. Выходные элементы включают дроссельный клапан, клапан
регулирования подачи масла (OCV), форсунки и катушку зажигания. Эти выходные
элементы управляются «системой управления», которую можно разделить на систему
зажигания, систему впрыска топлива и контроллер отработавших газов.
38

39.

[Входные]
[Выходные]
Определение количества
воздуха: MAF / MAP /
температура впускного воздуха
Форсунки / привод форсунки
Переключатель тормоза /
переключатель муфты
Датчик барометрического
давления
G - вывод / C - вывод
Передний/задний датчик
кислорода
Привод управления частотой
вращения холостого хода
Переключатель электрической
нагрузки / вывод FR / датчик АКБ
Главное реле
Катушки зажигания
Переключатель давления рулевого
управления с гидроусилителем /
датчик давления
Реле топливного насоса
Датчик температуры охлаждающей
жидкости двигателя
Реле вентилятора
охлаждения / модуль ШИМ
Датчик положения дроссельной
заслонки / датчик положения
акселератора
Контрольная лампа проверки
двигателя
Датчик положения коленчатого
вала / датчик положения
распределительного вала
Регулятор давления масла
ЭБУД
Переключатель зажигания /
Сигнал проворачивания
двигателя / Напряжение АКБ
Реле компрессора
Электромагнитный клапан
EGR
Датчик детонации / сбой
зажигания / датчик ионного тока
Электронная дроссельная
заслонка
Датчик температуры моторного
масла
Цепь нагревательного
элемента датчика кислорода
Скорость автомобиля - / частота
вращения колеса - / Датчик
акселератора
Электромагнитный клапан
системы впуска с
изменяемой геометрией
Переключатель замедлителя /
Переключатель нейтрали
Индикаторная лампа
иммобилайзера
Переключатель кондиционера /
Тройной переключатель / Датчик
давления
Шина связи
Шина связи / запрос снижения
крутящего момента
Диагностический вывод
Иммобилайзер
Электромагнитный клапан
управления продувкой
< Схема входных и выходных элементов >
• Различные датчики: определяют работу двигателя и отправляют электрические
сигналы на ЦП
• Входной интерфейс: выполняет усиление, преобразование переменного тока в
постоянный, устраняет шум и управляет напряжение для сигналов, получаемых от
датчиков
• ЦП: рассчитывает выходные значения с использованием входных данных в
соответствии с командами программы и последовательностями, сохраненными в
памяти устройства
• Выходной интерфейс: усиливает сигналы, выдаваемые ЦП
• Привод: преобразует усиленные выходные сигналы в механическое действие
39

40.

1.2 Основные средства управления
В этом разделе поясняются три основных средства управления электронной системы
управления в автомобиле с бензиновым двигателем, которые связаны со сгоранием
топлива.
ЭБУ получает информацию (нагрузка двигателя, частота вращения, намерение водителя)
от различных датчиков. Затем он приводит в действие различные приводы для
выполнения определенной работы по управлению
автомобилем, топливной
эффективностью или выпуском отработавших газов. Короче говоря, ЭБУ управляет
объемом впрыска топлива, установкой момента зажигания и соотношением топлива и
воздуха для создания оптимального крутящего момента, потребления топлива и выпуска
отработавших газов.
1) Управление объемом впрыска
ЭБУ рассчитывает идеальный объем впрыска на основании сигналов, получаемых от
датчиков. Рассчитанные данные отправляются на форсунки для управления объемом
впрыска топлива. В частности, ЭБУ рассчитывает стандартный объем впрыска топлива на
основании объема впускаемого воздуха и частоты вращения двигателя, и рассчитывает
скомпенсированный объем впрыска на основании сигналов, получаемых от датчиков.
Кроме того он определяет установку момента впрыска и цилиндр для впрыска топлива по
данным датчиков CKP и CMP, и управляет обратной связью по сигналам от датчика
кислорода.
Во время впрыска топлива размер отверстия впрыска и давление топлива в топливной
рампе остаются постоянными. Увеличение и снижение объема впрыска топлива зависит от
увеличения или снижения времени открывания форсунок. Определение итоговой ширины
импульса впрыска является функцией трех поэтапных процессов.
1 этап
MAP/MAF
Базовая длительность впрыска
Определена
Зажигание
2 этап
Скорректированная длительность
впрыска
Определена (базовая проверка
коррекция длительности)
Коррекция IAT
Обогащение при прогреве
Обогащение после запуска
Обогащение после подачи
мощности
Обратная связь о соотношении
воздух/топливо
Коррекция
IAT
ECT
TPS
Кислородный
датчик
3 этап
Итоговый определенный сигнал
впрыска
(коррекция напряжения)
Напряжение B+
Форсунки
40

41.

Пуск
Полная нагрузка
Остановка
Рабочее состояние двигателя определяется
намерением водителя и условиями движения.
Поэтому наиболее важным для меняющегося
рабочего состояния двигателя является расчет
идеального объема впрыска топлива системой
управления впрыском топлива. В целом,
рабочие состояния двигателя, которые зависят
от объема впрыска топлива, разделяются в
зависимости от частоты вращения двигателя и
нагрузки.
Нагрузка
Управление топливом в соответствии с состоянием двигателя
Частичная
нагрузка
Холостой
ход
30
~35
400
~450
1000
~1200
об/мин.
a. При запуске двигателя
• Низкая частота вращения двигателя или отсутствие нагрузки
• Незначительно обогащенная смесь воздух/топливо (датчик кислорода выключен:
входной сигнал от датчика кислорода отсутствует)
b. Прогрев двигателя
• Время движения до достижения нормальной температуры охлаждающей жидкости
после запуска двигателя
• Соотношение воздух/топливо поддерживается на уровне 12:1 - 15:1
• Сигнал обратной связи отсутствует до завершения прогрева двигателя)
c. Холостой ход двигателя
• Дроссельный клапан закрыт, нагрузка отсутствует (частота вращения: 600-900)
• Наименьшая стабильная частота вращения достигается в результате баланса
выходных характеристик, создаваемых в результате сгорания воздуха,
всасываемого через
• отверстие дроссельного клапана, и потерь, вызываемых такими факторами, как
трение в двигателе
d. Частичная нагрузка
• Слабая нагрузка (преобладающие состояния во время вождения)
e. Полная нагрузка
• Дроссельный клапан полностью открыт (WOT)
• Сильная нагрузка двигателя, очень высокая частота вращения
f.
Резкое ускорение и замедление
• Соотношение воздух/топливо отклоняется от целевого значения - обедняется во
время ускорения и обогащается во время замедления
• Топливо впрыскиваемое во впускной коллектор, подается во впускной клапан и
окружающую область → Скорость подаваемых паров топлива падает, если
давление во впускной трубе высокое, а температура в окружающей области низкая
* Компенсация ускорения: скорость испарения подаваемого топлива падает по мере
повышения давления во впускной трубе→ смесь воздух/топливо обедняется из-за
увеличения объема топлива → требуется компенсация увеличения объема топлива
* Компенсация замедления: скорость испарения топлива повышается во время
замедления, поскольку дроссельный клапан закрыт и давление во впускной трубе
падает → смесь воздух/топливо обогащается из-за уменьшения объема топлива →
требуется компенсация уменьшения объема топлива
g. Отсекание подачи топлива
• ЭБУ прекращает впрыск топлива форсунками; во время замедления и на высоких
частотах вращения подача топлива отсекается
* Прекращение подачи топлива во время замедления: если дроссельный клапан
полностью закрыт и частота вращения двигателя выше определенного значения,
определяется замедление (подача топлива не требуется) и подача топлива
отсекается → улучшенная топливная эффективность и более чистые отработавший
газ
* Прекращение подачи топлива при высокой частоте вращения: если частота
вращения двигателя выше заданного значения, например, 6 000 об/мин., подача
топлива отсекается для подавления дальнейшего увеличения частоты вращения и
повреждения двигателя
41

42.

2) Управление соотношением воздух/топливо
Стехиометрическое - идеальное
Влияние состава смеси
ЭБУ
использует
входные
данные
кислородного
датчика для тонкой регулировки подачи топлива.
1. Управление обратной связью о соотношении воздух/топливо
Бензиновый двигатель должен выполнять воспламенение при стехиометрическом
соотношении для увеличения эффективности очистки трехкомпонентного катализатора. В
целом, выброс оксидов азота увеличен при сгорании бедной смеси, а выброс CO и
углеводородов увеличен при сгорании богатой смеси. Использование трехкомпонентного
катализатора для очистки всех этих выбросов требует управления при стехиометрическом
соотношении.
Однако диапазон соотношения воздух/топливо,
который позволяет очистить все отработавшие
Сигнал
датчика
газы, чрезвычайно ограничен. Так, очистка
кислорода
отработавшего газа невозможна при вождении с
открытым люком в крыше; управление обратной
связью выполняется с использованием датчика
кислорода. Выходной сигнал датчика кислорода
Разрешающий
резко изменяется при приближении к
сигнал ЭБУ
стехиометрическому соотношении. Эта
характеристика дает возможность сравнивать
выходное напряжение датчика кислорода и
Компенсационный
стандартное напряжение и определять
сигнал обратной
разбавление и концентрацию. При увеличении
связи
концентрации (снижение) и разбавлении
увеличения
(увеличение) выполняется надлежащая
подачи топлива
компенсация. Иногда управление обратной
связью для отношения воздух/топливо не
требуется из-за таких факторов, как температура
датчика кислорода, стабильность движения и
перегрев катализатора.
※ Указанные ниже состояния не требуют обратной связи о соотношении
воздух/топливо:
• низкая температура охлаждающей жидкости, например, 35℃ или ниже
• Увеличение подачи топлива в момент запуска или после запуска
• Движение с высокой нагрузкой, например, с уровнем открытия TPS 80% или
выше
• Отсечка топлива
• Сигналы об обеднении смеси, получаемые от датчика кислорода дольше
допустимого времени
• Неисправность датчика, который связан с впрыском топлива, т. е. датчика
MAP или датчика впрыска
42

43.

2. Управление программированием соотношения воздух/топливо
• Принцип действия
Управление
программированием
соотношения
воздух/топливо
означает
программирование для компенсации, путем управления количеством впрыскиваемого
топлива для постоянного поддержания стехиометрического соотношения воздуха и
топлива
Необходимость
Характеристики деталей могут меняться вследствие допусков во время производства или
старения системы впуска или топливной системы из-за длительного использования
автомобиля. Для таких двигателей требуется управление стехиометрическим
соотношением путем снижения объема топлива в ходе компенсации отношения
воздух/топливо; однако диапазон компенсации ограничен. В тяжелых случаях это делает
управление отношением воздух/топливо невозможным. Поэтому ЭБУ должен на
регулярной основе задавать условия компенсации отношения воздух/топливо за период
времени, основываясь на данных о характеристиках сгорания топлива в двигателе. Он
сохраняет в памяти текущие рабочие значения и соответственно корректирует впрыск
топлива.
Значение
датчика кислорода
Значение
компенсации
отношения
воздух/топливо
(кратковременное)
Динамика
программирования
соотношения
воздух/топливо
(долговременная)
Обедненный участок
Участок Лямбда 1
Обогащенный участок
• Краткосрочное управление
Краткосрочное управление относится к управлению объемом топлива, которое следует
немедленно после определения выходного напряжения датчика кислорода. Когда
напряжение датчика кислорода указывает на обеднение смеси, объем впрыска топлива
постепенно увеличивается. Когда напряжение достигает предела, соответствующего
сгоранию богатой смеси (задается на уровне выше 450 мВ), объем впрыска топлива
постепенно снижается до тех пор, пока снова не достигнет предела, соответствующего
сгоранию обедненной смеси (задается на уровне ниже 450 мВ). Увеличение или снижение
объема впрыска топлива отображается как «отношение воздух/топливо: ○○% или
+○○%» в служебных данных. Когда к этому значению добавляется «-», это означает, что
количество снижено в соответствии с базовым временем впрыска. Это значение очень
сильном меняется.
• Долгосрочное управление
Долгосрочное управление относится к управлению объемом топлива на основании
стандартного выходного напряжения датчика кислорода, которое меняется в зависимости
от стиля управления водителя, условий движения и механических действий двигателя.
Поскольку изменяющееся значение статистически программируется и сохраняется в
памяти за заданный длительный интервал времени, период впрыска топлива, который
фактически происходит после заданного времени, обновляется как стандартное время
впрыска. Например, двигатель с запрограммированным значением -10% достигнет
стехиометрического отношения, когда стандартное время впрыска, регистрируемое в ЭБУ,
снизится на 10%. Поэтому компенсация отношения воздух/топливо происходит на
основании времени впрыска топлива, рассчитанного по снижению стандартного времени
впрыска на 10%. Другими словами, значение компенсации отношения воздух/топливо
становится равным 0%, когда программирование завершено. В целом, управление
программированием - это управление, которое обновляет контрольные значения для
управления отношением воздух/топливо. После завершения программирования впрыск
топлива снижается на -10% от исходного уровня для компенсации. Это новое значение
остается в памяти и доступно при повторном запуске двигателя.
43

44.

3) Управление зажиганием
Установка момента зажигания относится к расчету времени подачи искры на свечи
накаливания для воспламенения сжатой смеси. Можно предположить, что зажигание
происходит в момент, когда поршень достигает верхней мертвой точки после сжатия
смеси, однако на самом деле это слишком поздно. Это связано с тем, что пламени нужно
время для того, чтобы распространиться. Поэтому какой момент времени был бы
идеальным для зажигания? В большинстве случаев фронт пламени должен быть таким
широким, чтобы занимать половину камеры сгорания, когда поршень находится в верхней
мертвой точке. Установка момента зажигания выражается как примерный угол поворота
коленчатого вала, когда поршень находится в верхней мертвой точке. Если зажигание
происходит в ВМТ 40-30°, то максимальное давление достигается в камере сгорания в
ВМТ 15-20°. Если выбрана слишком ранняя установка момента зажигания, сгорание
происходит до того, как поршень достигнет верхней мертвой точки и выход снижается
поскольку сила, давящая на поршень в верхней мертвой точке увеличивается. В случае
слишком поздней установки момента зажигания сила расширения не создается, поскольку
поршень опускается вниз, когда уже фактически движется вниз.
Поскольку скорость пламени увеличивает соответствующую частоту вращения двигателя,
установка момента зажигания необходима для того, чтобы ускорить соответствующую
частоту вращения двигателя для достижения максимального давления в камере сгорания,
когда поршень проходит верхнюю мертвую точку.
Что происходит, если
зажигание
выполняется слишком
рано?
→ Возникает давление
на
поднимающийся
поршень
Что происходит, если
зажигание
выполняется слишком
поздно?
→
Недостаточная
мощность
создания
давления поршня
Давление сгорания наивысшее,
поршень
немного
прошел
верхнюю мертвую точку →
Максимальный крутящий момент
Схема управления установкой момента зажигания
Данные об установке момента зажигания, сохраненные в ЭБУ, дают категории Зажигание,
Холостой ход и Вождение, в зависимости от состояния автомобиля. Фактическая установка
момента зажигания определяется путем добавления различных коэффициентов
компенсации к начальному моменту зажигания.
Момент зажигания = начальное зажигание + стандартный угол опережения
зажигания + скорректированный угол опережения зажигания
Принцип управления установкой момента зажигания представлен ниже.
Стандартная
установка момента
зажигания
Компенсации
об/мин.
Темп.
охлаждающей
жидкости
Температура
впускного воздуха
Высота над
уровнем моря
Стабилизация
холостого хода
Противопомпаж
44
Окончательная
установка
момента
зажигания
Ускорение
Снижение шума
двигателя
Кондиц. воздуха
включен
Электрическая
нагрузка
Вентилятор
радиатора включен
Зажига
ние

45.

Управление детонацией и установка момента зажигания
Во время сгорания фронт пламени распространяется от свечей зажигания путем сжатия
расширенного горючего газа. Следовательно температура и давление сгораемой смеси
увеличиваются. Если температура и давление превышают предел воспламенения
топлива, происходит самовозгорание. В результате воздействия стенок камеры сгорания
в ней возникает несбалансированность давления. Такие вибрация и шум называются
«детонацией».
Среди множества причин детонации основной является скорость распространения
пламени. Если скорость распространения пламени низкая, то вероятно возникновение
самовоспламенения остаточного газа во время сгорания и детонация.
Свеча зажигания
Пламя
Свеча зажигания
Пламя
Взрыв несгоревшего
смешанного
остаточного газа
Поршень
Поршень
< Нормальное сгорание >
< Нормальное сгорание >
Пороговое
Напряжение
Зажигание
Опережение
0В
Нет
Детонации
Сильная
Детонация
Запазд
ывание
Опережение
вспышки
Напряжение
датчика
Обычным методом подавления детонации является использование высокооктанового
топлива или снижение температуры/давления остаточного газа и снижение длительности
сгорания. Если характеристики двигателя уже заданы, можно использовать задержку
установки момента зажигания, увеличение частоты вращения двигателя, снижение
температуры охлаждающей жидкости или снижение температуры на впуске.
Поскольку установка момента зажигания тесно связана с детонацией, применяются
системы управления детонацией в попытке подавить детонацию путем управления
установкой момента зажигания. Также важно, что установка момента зажигания, которая
создает максимальный крутящий момент, совпадает с установкой момента зажигания,
которая создает детонацию. Поэтому целью подавления детонации является увеличение
эффективности двигателя, улучшение выходных характеристик и топливной
эффективности путем управления установкой момента зажигания на предельный уровень,
при котором возникает детонация.
В сущности, система управления детонацией по данным датчика детонации определяет
ситуации, которые создают детонацию и регулирует установку момента зажигания
непосредственно перед ее возникновением (задержка момента зажигания) для
обеспечения хорошей производительности двигателя.
45
Слабая
Детонация
Основное
Опережение

46.

Занятие 2. Система впуска и выпуска отработавших газов
Система впуска измеряет и управляет количеством кислорода, необходимого для
сгорания, и состоит из датчика абсолютного давления в коллекторе (MAP), датчика
температуры воздуха на впуске и датчика положения дроссельной заслонки.
Когда двигатель запускается, воздух всасывается в систему впуска вакуумом,
создаваемым внутри камеры сгорания. В передней части системы впуска установлен
очиститель воздуха для фильтрации примесей из всасываемого воздуха. После этого
объем кислорода измеряется датчиком MAP и воздух подается в корпус дроссельной
заслонки. Корпус дроссельной заслонки оснащен дроссельным клапаном, который
перемещается синхронно с педалью газа и управляет объемом кислорода, подаваемого в
двигатель. Кислород, который проходит через корпус дроссельной заслонки, всасывается
в камеру сгорания через уравнительный бачок и впускной коллектор.
Выпускная система выпускает сгоревший отработанный газ из камеры сгорания. Когда это
происходит ЭБУ получает сигналы о концентрации кислорода от датчика кислорода.
Затем происходит управление отношением воздух/топливо на основании анализируемых
компонентов отработавшего газа.
Система выпуска
Cистема впуска
46

47.

2.1 Датчик MAP
Кремниевый чип
IC
Камера с высоким
вакуумом
Камера
1. Роль и функция
Датчик измеряет абсолютное давление в расширительном бачке и передает аналоговый
сигнал значения давления блоку ЭБУД. С помощью данного сигнала ЭБУД определяет
качество поступающего воздуха и частоту вращения коленчатого вала.
※ Датчик MAP объединен с датчиком IAT (температуры воздуха на впуске).
2. Место установки
Устанавливается в расширительном бачке.
3. Механизм
MAPS состоит из пьезоэлектрического элемента и гибридной интегральной схемы (ИС),
усиливающей выходной сигнал элемента. В элементе для измерения давления
используется кремниевая мембрана и полупроводниковый эффект переменного
резистора. Так как 100 % вакуум и коллекторное давление действуют на обе стороны
датчика, выходной аналоговый сигнал может быть послан на основании изменения
формы силиконовой диафрагмы.
4. Симптомы неисправности
ЭБУ не может получить сигналы измерения объема воздуха на впуске. Он измеряет
объем подаваемого воздуха с использованием значений, смоделированных по таким
данным, как частота вращения двигателя, положение дроссельной заслонки и нагрузка.
Поскольку точное измерение объема воздуха невозможно, может произойти снижение
выходной мощности при ускорении/замедлении, снижение топливной эффективности и
незначительная потеря оборотов двигателя. Однако водителю трудно распознать такие
симптомы.
Если давление не равно 0,3-0,4 бара на холостом ходу после достаточного прогрева
двигателя, может быть заподозрена утечка воздуха или поступление наружного воздуха.
Принципиальная схема
Технические характеристики
47

48.

2.2 Датчик IAT
Сопротивление меняется по
мере изменения температуры
воздуха на впуске
Ом / В
Резистор
ОТК
Температура
воздуха на
впуске
1. Роль и функция
Он определяет температуру впускного воздуха. Для точного расчета объема воздуха
необходима поправка на температуру воздуха, поскольку плотность воздуха изменяется в
зависимости от температуры. Поэтому ЭБУ использует не только сигнал MAPS, но и
сигнал IATS.
2. Место установки
Устанавливается в расширительном бачке. (Объединен с датчиком МАР).
3. Механизм
Данный датчик является терморезистором с отрицательным температурным
коэффициентом (ОТК), его сопротивление обратно пропорционально температуре.
4. Симптомы неисправности
Невозможно компенсировать изменение плотности воздуха, возникающее вследствие
изменения температуры воздуха на впуске. Точность измерения объема воздуха на
впуске снижается при наличии симптомов неисправности. Это означает возможную
потерю выходной мощности или снижение топливной эффективности во время ускорения
и замедления. Однако водителю трудно распознать такие симптомы.
Температура
℃
℉
Сопротивление
(кОм)
40
-40
40,93 ~ 48,35
-20
-4
13,89 ~ 16,03
0
32
5,38 ~ 6,09
10
50
3,48 ~ 3,90
20
68
2,31 ~ 2,57
40
104
1,08 ~ 1,21
60
140
0,54 ~ 0,66
80
176
0,29 ~ 0,34
Принципиальная схема
Технические характеристики
48

49.

2.3 ETC (электронное управление дроссельной заслонкой)
■ APS (датчик положения педали акселератора)
- Бесконтактный тип
Педаль
акселератора
- Вход сигнала датчика 1, 2
1. Роль и функция
Если автомобиль оснащен электронной системой управления дроссельной заслонкой, на
нем не имеется механического соединения между педалью акселератора и дроссельной
заслонкой. Поэтому положение педали акселератора (намерение водителя) должно
сообщаться ЭБУ, который поворачивает приводы дроссельной заслонки.
2. Место установки
Внизу справа от сиденья водителя
3. Механизм
Управление выполняется по сигналу датчика положения педали акселератора.
Аналогично датчику положения дроссельной заслонки, он представляет собой
потенциометр. Две независимых линии детектирования встроены в датчик одна позади
другой (по причине безопасности). Во многих системах два сигнала диаметрально
противоположны друг другу, а выходное напряжение APS 2 всегда составляет половину
от выходного напряжения APS 1. В случае отсутствия одного сигнала по причине
неисправности другой может использоваться в качестве опорного/резервного.
4. Симптомы неисправности
Неисправность
Управление
Неисправность APS 1
ЭБУД определяет показания APS 2
Неисправность APS 2
ЭБУД определяет показания APS 1
Неисправность APS 1,2
Режим Limphome
Симптом
В норме
Состояние холостого хода
двигателя (ниже 1200 об/мин)
Выход
5 В 100%
82%
80%
APS1
50%
41%
APS2
0 В 0%
Холостой ход
WOT
Принципиальная схема
Технические характеристики
49

50.

2.3 ETC (электронное управление дроссельной заслонкой)
■ TPS (датчик положения дроссельной заслонки)
1. Роль и функция
В бензиновых двигателях количество впрыскиваемого топлива зависит от количества
воздуха, всасываемого в камеру сгорания (соотношение воздух : топливо = 14,7 : 1).
Выходная мощность двигателя определяется в соответствии с количеством воздуха,
всасываемого в камеру сгорания. Намерение водителя выполнить ускорение/замедление
направляется на ЭБУ в виде сигналов APS. Затем выполняется управление открыванием
дроссельного клапана для определения количества воздуха, которое должно попасть в
камеру сгорания.
Датчик TPS встроен в систему ETC и выдает значения, указывающие на то, насколько
открыт дроссельный клапан. С использованием таких значений TPS ЭБУ открывает или
закрывает дроссельный клапан по мере необходимости.
2. Место установки
Расположен перед уравнительным бачком.
3. Механизм
Датчик представляет собой потенциометр, механически подсоединенный к валу
дроссельной заслонки. Это создает изменение напряжения, связанное с положением
дроссельной заслонки. В зависимости от системы датчик TPS может иметь две
встроенных линии; в этом случае выдаются два независимых сигнала (TPS1 и TPS2).
4. Симптомы неисправности
Неисправность
Неисправность
TPS 1
Неисправность
TPS 2
Неисправность
TPS 1,2
Управление
Симптом
ЭБУД определяет показания
TPS2
В норме
ЭБУД определяет показания
TPS1
Режим Limphome
Частота вращения двигателя ограничивается на
(клапан дроссельной
уровне не выше 1 500 об/мин, скорость
заслонки залипает под
автомобиля максимум 40 ~ 50 км/ч (25 ~ 31
углом 7°)
миль/ч)
< Принципиальная схема >
< Технические характеристики >
50

51.

2.4 Передний датчик кислорода
Кривая напряжения
датчика кислорода
Выпуск отработавших газов
двигателя без каталитической
последующей обработки
Линейный тип
(Передн.)
Выпуск отработавших газов
двигателя с каталитической
последующей обработкой
мВ
1000
Бинарный тип
(Задн.)
Выпуск
Поток
Каталитический нейтрализатор
800
Линейный тип
600
Бинарный тип
400
200
0,9
0,95
1,0
1,05
1,1
1. Роль и функция
Трехкомпонентный катализатор устанавливается на автомобиле для снижения выбросов
токсичного отработавшего газа и для соответствия регуляторным требованиям по
выбросам CO2. Трехкомпонентный катализатор окисляет CO и углеводороды и
одновременно восстанавливает оксиды, при приближении к стехиометрическому
соотношению, и преобразует CO2, H2O, O2 и N2 в нетоксичные вещества. В состоянии,
более обедненном, чем стехиометрическое соотношение, очистка от оксидов азота
недостаточна и они попадают в воздух в бóльших количествах. В состоянии, более
обогащенном, чем стехиометрическое соотношение недостаточна очистка CO и
углеводородов, и они попадают в отработавший газ в бóльших количествах.
Для эффективной очистки отработавших газов с использованием трехкомпонентного
катализатора
необходимо
скорректировать
отношение
воздух/топливо
до
стехиометрического соотношения. Однако интервал, в котором каталитический
нейтрализатор способен удалять все три компонента (CO, углеводороды и оксиды азота),
чрезвычайно мало, и регулирование с разомкнутым контуром не может быть достигнуто с
желаемым результатом. Для того, чтобы достичь соотношения воздух/топливо,
необходимого для работы трехкомпонентного катализатора, на выпускной трубе должен
быть установлен датчик кислорода для определения того, богаче или беднее топливовоздушная смесь, чем стехиометрическое отношение. Это позволит далее выполнить
регулировку смеси.
Таким образом, датчик кислорода предназначен для измерения концентрации кислорода
в отработавшем газе и передачи этой информации на ЭБУ, который отрегулирует
параметры двигателя для достижения стехиометрического соотношения. В конечном
итоге, очистка отработавшего газа оказывается более эффективной, что позволяет
минимизировать выбросы токсичного выхлопного газа.
2. Место установки
В четырехцилиндровом двигателе датчик кислорода устанавливается перед
катализатором и после него. Датчик кислорода линейного типа устанавливается перед
катализатором, датчик бинарного типа устанавливается позади катализатора (для
соответствия техническим характеристикам стандарта Euro 4 датчик бинарного типа
устанавливается до и после катализатора).
3. Механизм
• Бинарный тип (λ=1 датчик)
Выходное напряжение характеристически резко меняется при приближении к
стехиометрическому соотношению (λ=1) в зависимости от объема кислорода,
оставшегося в отработавшем газе. Если смесь более бедна кислородом, чем
стехиометрическое отношение, то выходное напряжение составляет 0-0,4 В, а при более
богатой смеси выходное напряжение составляет 0,6-1 В. Эти сигналы электродвижущей
силы передаются на ЭБУ в качестве сигнала обратной связи, чтобы ЭБУ мог
контролировать объем впрыска топлива для поддержания стехиометрического
соотношения.
51

52.

Платиновые электроды по обеим сторонам циркониевого элемента (ZrO2), проводник
ионов кислорода, поддержание постоянного парциального давления изнутри элемента
через кислородный контакт и выпуск отработавшего газа наружу создают
электродвижущую силу при высоких температурах вследствие разницы в концентрации
кислорода изнутри и снаружи циркониевого элемента. Короче говоря, электродвижущая
сила создается, когда ионы кислорода перемещаются из атмосферного воздуха в
отработавший газ вследствие разницы в концентрации кислорода (парциальное давление
кислорода) в атмосфере (более богата кислородом) и отработавшем газе (более беден
кислородом). Когда этот электрический сигнал отправляется на ЭБУ, он определяет, богат
или беден отработавший газ кислородом.
• Линейный тип (кислородный датчик широкого диапазона)
Датчик линейного типа предназначен для сгорания обедненной смеси для достижения
экономии топлива и снижения выбросов отработавшего газа при запуске при низких
температурах. В отличие от бинарного типа, который управляется при значениях, близких
к стехиометрическому соотношению, выходное напряжение датчика линейного типа
изменяется в соответствии с изменением отношения воздух/топливо. Это позволяет
обеспечивать тонкое управление соотношением воздух/топливо.
В состав датчик линейного типа входят ячейки Нернста, которые перемещают ионы
кислорода в соответствии с разницей в концентрации кислорода с двух сторон элемента,
а также накачивающие ячейки, которые перемещают ионы кислорода в соответствии с
напряжением, определяемым с двух сторон элемента. Ионы кислорода накачиваются для
поддержания на постоянном уровне выходных сигналов ячеек Нернста. Если
отработавший газ богат кислородом, ионы кислорода накачиваются снаружи. Если
обработавший газ обеднен, ионы кислорода накачиваются изнутри. Измеряемое
напряжение передается на ЭБУ в качестве сигнала обратной связи для управления
объемом впрыска топлива, необходимым для поддержания целевого соотношения
воздух/топливо.
※ Для технических условий стандарта Euro 5 и выше в качестве переднего датчика
кислорода устанавливают датчик линейного типа
4. Симптомы неисправности
• Сбой управления соотношением воздух/топливо приводит к повышению
потребления топлива и выхода газа (CO, углеводороды).
• Могут возникнуть следующие симптомы: двигатель глохнет на холостом ходу,
плохое ускорение и сниженная мощность ускорения во время вождения, тем не
менее водитель может с трудом распознавать эти симптомы
* Выход датчика линейного типа
* Выход датчика бинарного типа
• ЭБУ может определять насколько
• ЭБУ не может определить
обогащена или обеднена смесь
насколько обогащена или обеднена
• Холостой ход: Изменение от 1,7 до 3,5 В
смесь
(В)
(мА)
Бедная смесь: увеличение
напряжения до 3,97 В
(макс. λ= 1,7)
Обогащенная смесь: снижение
напряжения до 0,96 В (мин. λ= 0,8)
* Принципиальная схема датчика бинарного
типа (4 контакта)
Главное реле
* Принципиальная схема датчика линейного типа
(6 контактов)
Главное реле
52

53.

2.4 Задний датчик кислорода (бинарный тип)
Передняя
Задняя
Циркониевый тип (450 мВ)
Выпуск
Поток
Стехиометрическое
соотношение воздух/топливо
Каталитический нейтрализатор
Ухудшенный
Каталитический
нейтрализатор
Сигнал датчика
В норме
Состояние
B1,S1
B1,S2
Время
1. Роль и функция
Датчик кислорода, устанавливаемый позади каталитического нейтрализатора, служит для
определения любых отклонений от нормы нейтрализатора. Если устройство в норме,
задний датчик кислорода выдает постоянное выходное напряжение 0,6 В.
2. Место установки
Позади каталитического нейтрализатора
3. Механизм
Такой же, как и у переднего датчика кислорода (бинарный тип).
4. Симптомы неисправности
Неисправность заднего датчика кислорода не является неисправностью самого
автомобиля. Однако в этом случае неисправность каталитического нейтрализатора или
переднего датчика кислорода не могут быть выявлены.
Позиция
Технические характеристики
Сопротивление нагревателя (Ом)
Прибл. 9,0 [20℃ (68℉)]
< Технические характеристики >
53

54.

2.5 OCV (регулятор масла)
Камера с опережением
Камера с запаздыванием
К CVVT
Слив
Внутренний фильтр
Слив
Подача масла
1. Роль и функция
Клапан OCV изменяет путь масла, протекающего в модуль CVVT. Впускные/выпускные
клапаны двигателя открываются и закрываются в соответствии с условиями вождения,
которые проверяются по пути потока через OCV, контролируемого ЭБУ.
2. Место установки
Устанавливается на блоке цилиндров. Впуск и выпуск системы D-CVVT (системы
бесступенчатого изменения фаз газораспределения) четырехцилиндрового двигателя
оснащены клапанами OCV.
3. Механизм
Модуль CVVT имеет камеру опережения и камеру запаздывания. ЭБУ управляет
внутренним золотниковым клапаном OCV для подачи масла в камеру опережения или
камеру запаздывания. OCV оснащен двумя выводами, на каждый из которых попадется
постоянное напряжение 12 В. Клапаны работают в соответствии с управлением
контактами ЭБУ, и ЭБУ выполняет управление режимом работы.
4. Симптомы неисправности
Клапаны залипают, если в них попадают металлические частицы, образующиеся в
двигателе во время работы. Возникающие симптомы зависят от того, в каком положении
залипает клапан OCV. Если OCV залипает во время протекания масла внутрь камеры
опережения, может возникнуть ненужное перекрывание клапана, что может привести к
остановке двигателя при низкой частоте вращения или запуску двигателя с задержкой.
Если OCV залипает, когда масло протекает в другом направлении, то при движении
автомобиля на высоких скоростях клапан не перекрывается. Это может снизить
топливную эффективность и выходную мощность двигателя.
Клапаны OCV всех имеющихся на рынке автомобилей оснащены внутренними фильтрами.
Это снижает частоту возникновения неисправности OCV в результате протекания
загрязненного масла. Однако OCV должен быть проверен в случае неисправности CVVT.
Позиция
Технические
характеристики
Сопротивление
обмотки (Ом)
9,4~10,4 (20℃)
< Принципиальная схема >
< Технические характеристики >
54

55.

2.6 PCSV (электромагнитный клапан управления продувкой абсорбера)
Абсорбер
PCSV
Наружный
воздух
ЭБУ
воздух
1. Роль и функция
Топливный бак должен быть оснащен устройством вентиляции для предотвращения
увеличения внутреннего давления в результате объемного расширения, вызванного
увеличением температуры, и для предотвращения возникновения отрицательного
давления. Он также должен быть оснащен устройством контроля паров топлива для
предотвращения попадания в атмосферу. Поэтому устанавливается система управления
парами газа на основе абсорбера.
Абсорберы характерным образом высвобождают пары топлива, когда возобновляется
поток обычного воздуха после абсорбирования паров топлива. Так, абсорбер поглощает
пары топлива, когда двигатель не работает. Во время движения свежий воздух
всасывается снаружи абсорбера для высвобождения абсорбированного топлива, которое
будет удалено из абсорбера и поглощено системой впуска. Электромагнитный клапан
управления продувкой контролирует пары топлива, собранные в абсорбере. От
отправляет пары в систему впуска или отсекает подачу в соответствии с сигналами
управления.
2. Место установки
Устанавливается в расширительном бачке.
3. Механизм
Клапан PCSV оснащен ниппелями и разъемами, которые подсоединяют его к абсорберу
и системе впуска, а также внутренним электромагнитным клапаном и пружиной.
Управление работой PCSV выполняет ЭБУ.
Условия активации продувки
Запуск продувки: WTS 52℃, 15 секунд после
зажигания
На холостом ходу: макс. 45%, мин. 0%
Во время увеличения оборотов двигателя:
закрыто до 100%
Продувка усиливается вследствие более
высокого уровня концентрации в абсорбере
(обратная связь от кислородного датчика)
Условия деактивации продувки
• Во время программирования
объема топлива
• Во время контроля
каталитического нейтрализатора
• Во время замедления частоты
вращения двигателя
4. Симптомы неисправности
• Залипание в открытом состоянии: пары топлива попадают во впускное отверстие
при начальном запуске двигателя, когда необходимо стабильное сгорание или
холостой ход. Частота вращения холостого хода может быть нестабильной либо
двигатель может заглохнуть.
• Залипание в закрытом состоянии: не создает проблем для запуска двигателя или
движения. Однако пары топлива постоянно образуются в топливном баке, и в
тяжелых случаях это может привести к образованию трещины в баке.
Позиция
Технические
характеристики
Сопротивление
обмотки (Ом)
19,0 ~ 22,0 (20℃)
< Технические характеристики >
< Принципиальная схема >
55

56.

Занятие 3. Топливная система (MPI)
Топливная система состоит из топливного бака, топливного фильтра, топливного насоса,
питающей трубки (или топливной рампы), форсунки и возвратной линии. Топливная
система предназначена для подачи топлива к форсункам из топливного бака.
Давление топлива внутри топливного бака увеличивается под действием топливного
насоса. Топливо подается в питающую трубку через топливный фильтр перед тем как
попасть в форсунки. Каждая форсунка впрыскивает топливо во впускной коллектор по
сигналу ЭБУ. Избыток топлива, подаваемого по питающей трубке, возвращается в
топливный бак по возвратной линии.
Автомобили Hyundai последних моделей оснащены невозвратной топливной системой
(Returnless Fuel System, RLFS), в которой не имеется возвратной линии. Нагретое топливо,
возвращаемое из питающей трубки двигателя, осаждает пары топлива в топливном баке.
Пары топлива, создаваемые в этом процессе, являются причиной выбросов газообразных
испарений в атмосферу. Путем удаления возвратной линии топливного бака можно
снизить уровень таких выбросов.
В бензиновых двигателях MPI топливо впрыскивается во впускное отверстие. Поскольку
впускное отверстие находится, в основном, под отрицательным давлением, топливо
можно успешно впрыскивать даже при низком давлении. Двигатели MPI создают
давление топлива с использованием только насоса низкого давления, расположенного
внутри топливного бака. В этом уроке будет дана информация о насосе низкого давления
и форсунке MPI, которой оканчивается топливная магистраль системы MPI.
Топливная
система
56

57.

3.1 Топливный насос (MPI)
▶ Поток топлива (поток низкого давления)
Топливный бак
(топливный
насос)
Топливный
фильтр
Предохранител
ьный клапан
3 – 4 бар
Питающая
трубка
Форсунка
1. Роль и функция
Создает давление топлива в топливном баке при всех условиях движения и подает его в
форсунки. Обычно в двигателях MPI создается давление 3 - 4 бар.
2. Место установки
Устанавливается внутри топливного бака.
3. Механизм
Когда в момент запуска двигателя электродвигатель стартера запускает вращение
двигателя, ЭБУ получает сигналы частоты вращения двигателя от датчика CKP. Если
частота вращения выше определенного уровня, ЭБУ включает реле топливного насоса.
Ток с напряжением 12 В протекает от главного реле, запускающего электродвигатель.
Электродвигатель низкого давления, включающийся при запуске двигателя, продолжает
свою работу до выключения двигателя.
4. Симптомы неисправности
Если низкое давление топлива не создается, то нормальный впрыск топлива не
происходит. Двигатель может глохнуть или не выполнять ускорение. В тяжелых случаях
двигатель не запускается или глохнет при попытке резкого ускорения или при большой
нагрузке.
Главное реле
Топливный насос
Реле управления
Категория
Технические
характеристики
Давление топлива
(низкое)
3,5 бар
Тип топливного насоса
Тип: в топливном баке
Топливный насос
приводится в действие
электродвигателем
M
ЭБУ
< Принципиальная схема >
< Технические характеристики >
57

58.

3.2 Форсунка (MPI)
A: Индуктивность (80 В и выше)
< График сигнала >
B: Время впрыска
Электромагнитная
катушка
Клапан
Сопловое
отверстие
Определяющий фактор объема впрыска топлива:
Двигатель MPI
- Размер отверстия сопла форсунки: постоянный
- Давление впрыска топлива: постоянное
- Время впрыска: контролируется ЭБУ
1. Роль и функция
Топливная форсунка является электромагнитным клапаном. Объем впрыска топлива
контролируется по длительности впрыска.
* Давление впрыска: 4 бар, местоположение впрыска: впускное отверстие,
2. Место установки
Устанавливается на питающей трубке и впускном коллекторе. Устанавливается по одному
на каждый цилиндр.
3. Механизм
ЭБУД управляет каждой форсункой путем замыкания цепи управления на «массу». Когда
ЭБУД включает форсунку замыканием цепи управления на «массу», напряжение в цепи
уменьшается (теоретически до 0 В), и происходит впрыск топлива. Когда ЭБУД
обесточивает форсунку с помощью размыкания цепи управления, топливная форсунка
закрывается, а напряжение моментально увеличивается до максимума.
4. Симптомы неисправности
В случае неисправности впрыска возникает несбалансированность цилиндра, приводя к
возможным перебоям в работе двигателя. В случае неисправности более двух форсунок
и отсутствии впрыска, двигатель может глохнуть во время движения или могут возникнуть
проблемы с запуском двигателя. В случает неисправности более одной форсунки ЭБУ
ограничивает объем впрыска топлива и включает контрольную лампу двигателя. Это
препятствует возможному повреждению двигателя в результате несбалансированности
цилиндра.
2
Управление
Реле
Форсунка
1
Позиция
Технические
характеристики
Сопротивление
обмотки (Ом)
13,8 ~ 15,2 (20℃)
ЭБУ
(
)
(
)
(
)
(
)
< Принципиальная схема >
< Технические характеристики >
58

59.

Занятие 4. Топливная система (GDI)
В двигателе GDI топливо напрямую впрыскивается в камеру сгорания. Поскольку внутри
камеры сгорания имеется высокая температура и высокое давление, для форсунок
требуется высокое давление топлива. Поэтому устанавливается топливный насос
высокого давления. Для использования топливного насоса высокого давления с целью
управления обратной связью о давлении топлива внутри топливной рампы также
устанавливаются датчик давления топлива и клапан управления давлением топлива.
Насос ВД
(высокого давления)
FPCV
Предохранительный клапан
FPS
Поршень
Форсунки
Кулачок
ЭБУД
Поток топлива (двигатель GDI)
Давление подачи топлива от насоса низкого давления составляет примерно 5 бар, а
высокое давление топлива, создаваемое насосом высокого давления, составляет 35 бар
на холостом ходу и повышается максимум до 150 бар. Когда под действием поршня
давление топлива достигает значения более 170 бар, активируется клапан сброса
давления и топливо не поступает в топливную рампу, а возвращается назад к поршню.
Топливный бак → Насос низкого давления → Насос высокого давления → Трубка
высокого давления → Топливная рампа → Форсунка высокого давления
Управление давлением топлива
a. FPS (датчик давления топлива): измеряет текущее давление топлива и уведомляет
ЭБУ
b. ЭБУ: рассчитывает необходимое давление топлива на основании данных о нагрузке
двигателя (APS, TPS и частота вращения двигателя). Отправляет рассчитанные
данные о давлении топлива на FPCV в качестве рабочего сигнала.
c. FPCV (клапан управления давлением топлива): открывается/закрывается по сигналу
ЭБУ для создания давления топлива
※ Отказоустойчивость: фиксируется на нижнем уровне давления (5 бар) при
неисправности FPCV или датчика давления топлива
59

60.

4.1 Насос высокого давления и регулятор давления топлива
ВПУСК
ВЫПУСК
Регулятор
давления топлива
Предохранительный
Демпфер
Высокое
давление
(выпуск)
клапан
Низкое
давление (впуск)
Высокое
давление
Выступ
кулачка для
насоса ВД
Толкатель (приводит в
движение ось кулачка)
Низкое
давление
Мощность передается
на ось кулачка
1. Роль и функция
Для того чтобы топливная система двигателя GDI впрыскивала топливо под высоким
давлением, топливный насос высокого давления должен сжать топливо под давлением
примерно 5 бар. Насос высокого давления приводится в действие квадратным кулачком,
расположенным на распределительном валу, и оснащен регулятором давления для
создания давления топлива.
2. Место установки
Кронштейн насоса высокого давления расположен на крышке головки двигателя выше
распределительного вала впускных клапанов.
3. Механизм
Когда распределительный вал вращается, роликовый толкатель двигается вверх и вниз
под действием выступа на приводе насоса высокого давления и управляет насосом
высокого давления. Если от насоса низкого давления топливо подается под давлением 5
бар, то насос высокого давления поддерживает давление от 30 (холостой ход) до 150 бар.
Управление работой FPCV выполняет ЭБУ. ЭБУ получает сигналы от датчика давление в
топливной рампе, указывающее давление топлива в линии высокого давления. Когда на
клапан FPCV подается напряжение для управления давлением топлива в линии высокого
давления, он намагничивается и открывается. При прекращении подачи напряжения
клапан FPCV снова закрывается под действием находящейся внутри пружины.
4. Симптомы неисправности
В случае механического залипания в «закрытом состоянии» снижение давления топлива
в топливной рампе может привести к сбою зажигания, задержке зажигания или
выключению двигателя во время движения. Напротив, при залипании в открытом
состоянии не может быть достигнута высокая температура и в топливную рампу будет
подаваться топливо под низким давлением (5 бар). Если давление топлива,
запрашиваемое ЭБУ, не может быть достигнуто из-за проблем с клапаном FPCV,
вызванный неисправностью в цепи управления, то клапан FPCV принудительно
останавливается и высокое давление больше не создается. Следовательно, в топливную
рампу подается топливо под низким давлением 5 бар.
Категория
Технические
характеристики
Давление топлива
(низкое)
30 – 150 бар
Тип топливного насоса
Механический тип
Топливный насос
приводится в действие
Распределительный
вал
Позиция
Технические
характеристики
Сопротивление обмотки
(Ом)
0,5 (20°C)
< Принципиальная схема >
< Технические характеристики >
60

61.

Механизм топливного насоса высокого давления
Ниже представлены принцип действия и процесс подачи топлива насоса высокого
давления двигателя GDI.
Впуск топлива
Возврат топлива
Низкое давление
Нагнетание/выпуск
топлива
Выпуск топлива
Низкое
давление
[ Выступ
насоса
высокого
давления
Камерав сборе ]
Камера
Высокое
давление
Выступ
кулачка
Высокое
давление
Подача
Впуск
Давление
топлива
Напряжение,
ток клапана
управления
Камера
Камера
Время (t)
Напряжение
Ток
Время (t)
a. Процесс впуска топлива
Когда поршень движется вниз под действием вращения распределительного вала,
топливо подается из-за разницы в давлении между камерой насоса высокого
давления и топлива низкого давления
b. Процесс возврата топлива
Поршень движется вверх, однако клапан управления объемом топлива на впуске
остается открытым (питание не подается), вызывая возврат топлива на впуск.
c. Процесс нагнетания/выпуска топлива
Когда клапан управления объемом топлива активируется во время процесса
нагнетания/выпуска топлива, впускной клапан закрывается под действием пружины и
оставшееся топливо в камере сжимается поршнем, выталкивает запорный клапан в
топливной рампе и выпускается в топливную рампу.
d. Процесс выпуска топлива
Клапан управления объемом топлива деактивируется (питание не подается) во время
процесса выпуска топлива, однако впуск непрерывно закрыт из-за давления внутри
камеры и топливо под давлением выпускается в топливную рампу.
61

62.

4.2 Датчик давления в топливной рампе (RPS)
1. Роль и функция
Датчик давления в топливной рампе (RPS) измеряет моментальное давление топлива в
питающей трубке. На основании данного сигнала ЭБУ может управлять надлежащим
количеством впрыска, синхронизацией впрыска и регулирует давление топлива с
помощью регулятора давления топлива, если целевое давление отличается от
фактического давления, рассчитанного по выходному сигналу датчика RPS.
2. Место установки
Устанавливается в питающей трубке.
3. Механизм
Чувствительный элемент (полупроводниковое устройство), встроенный в датчик,
преобразует давление в электрический сигнал.
4. Симптомы неисправности
• Когда датчик давления топлива неисправен.
• Высокое давление не создается: регулятор давления выключен (I4,V6)
• Высокое давление не создается: оба регулятора давления (левый/правый)
выключены (V8)
Напряжение сигнала
• Когда регулятор давления неисправен
• Высокое давление не создается: регулятор давления выключен (I4,V6)
• Высокое давление не создается: оба регулятора давления (левый/правый)
выключены (V8)
В
4,8
4,5
0,5
0,2
0
Давление
200 бар
Состояние
Выходное напряжение (В)
Холостой ход
Прибл. 1,2
1 500 об/мин
2,2 ~ 2,5
6 300 об/мин
Прибл. 3,0
< Принципиальная схема >
< Технические характеристики >
62

63.

4.3 Форсунка (GDI)
[ Закрыто ]
[ Открыто ]
Втулка
Катушка
Втулка
Пружина
Сигнал
Пружина
Катушка
Игольчатый клапан
30 - 150 бар (норма)
Мин. 5 бар
(отказоустойчив.)
Макс. 200 бар (механич.)
Схема усилителя
находится внутри ЭБУ
(12 В 60 В)
Многократный впрыск
Активация
Шар
Шар
1. Роль и функция
Впрыскивает в цилиндры топливо под высоким давлением, необходимое для
воспламенения. Поскольку внутри камеры сгорания присутствуют высокая температура и
высокое давление, прямой впрыск приводит к более высокому напряжению (50-60 В), чем
создается форсункой MPI. Это напряжение создается в цепи усилителя ЭБУ. Форсунка
способна впрыскивать топливо под давлением до 200 бар. На исправном автомобиле
впрыск происходит под давлением от 30 до 150 бар.
2. Место установки
Устанавливается на питающей трубке и камере сгорания. Устанавливается по одному на
каждый цилиндр.
3. Механизм
Когда форсунка находится под напряжением, катушка намагничивается и игольчатый
клапан с шариком поднимает впрыскиваемое топливо. Давление топлива определяется
клапаном FPCV и форсунка управляет количеством впрыска с использованием времени
открывания игольчатого клапана.
4. Симптомы неисправности
В случае неисправности впрыска возникает несбалансированность цилиндра, приводя к
возможным перебоям в работе двигателя. В случае неисправности более двух форсунок
и отсутствии впрыска, двигатель может глохнуть во время движения или могут возникнуть
проблемы с запуском двигателя.
В случает неисправности более одной форсунки ЭБУ ограничивает объем впрыска
топлива и включает контрольную лампу двигателя. Это препятствует возможному
повреждению двигателя в результате несбалансированности цилиндра.
Форсунка
Сопротивление
1,5 (20℃)
обмотки (Ом)
< Технические характеристики >
Цикл
1
2
Технические
характеристики
Позиция
Питание
Выс.
< Принципиальная схема >
Выпуск
Впуск
Сжатие
Впрыск
топлива
Впрыск топлива MPI
При проворачивании
двигателя
GDI
ЭБУ
Низк.
Впрыск топлива
Подогрев
каталитического
нейтрализатора
Впрыск
топлива
Впрыск
топлива
Нормальное движение
< Установка момента впрыска и многофазный впрыск >
63
Впрыск
топлива

64.

Занятие 5. Система зажигания
Бензиновому двигателю требуется достаточная энергия для воспламенения смеси
топлива и кислорода. В двигателях с воспламенением под давлением, т. е. в дизельных
двигателях, используется самовоспламенение для сгорания топлива без специального
устройства создания искры зажигания; однако в двигателях с электрическим устройством
для воспламенением, т. е. в бензиновых двигателях, требуется наличие устройства
зажигания, которое выдает энергию искры зажигания.
B+
(предохранитель)
Вторичная
обмотка
Первичная
обмотка
TR ВЫКЛ (ЭБУ)
Индуктивность
Заглушка
1. Функция и роль
Катушка зажигания - это устройство, которое точно определяет момент зажигания через
ЭБУ и выдает искру на свечу зажигания путем создания высокого напряжения.
Большинство катушек зажигания, используемых в настоящее время, являются катушками
сигарообразного типа и высокое напряжение создается путем прямого контакта со свечой
зажигания.
2. Место установки
Устанавливается на крышке головки двигателя. Свеча зажигания устанавливается прямо
в головку камеры сгорания.
3. Механизм
a. Зажигание 1-й катушки TR ВКЛ: АКБ подает ток, который протекает через
предохранитель, на 1-ю катушку. С другой стороны катушки ЭБУ активирует TR
для протекания мгновенного тока.
b.
TR ВЫКЛ: Если масса TR отключена (ВЫКЛ) от ЭБУ, то ток, подаваемый на 1-ю
катушку, блокируется и магнитная энергия рассеивается. Вследствие
генерирования напряжения 200-500 В вокруг детали (-) 1-й катушки, сторона,
которая сначала была (-), становится (+), а сторона (+) на 1-й катушке становится
стороной (-). Это называется «действием магнитной индукции».
Индукция 2-й катушки зажигания: Магнитная энергия, которая генерируется от
пикового напряжения 200-500 В (бросок напряжения) на 1-й катушке, передается
на 2-ю катушку. Магнитная энергия генерируется и исчезает за очень короткое
время и 500 В электричества превращается в 20 000-25 000 В в зависимости от
отношения витков (отношение числа витков вторичной обмотки к числу витков
первичной обмотки) на 1-й и 2-й катушках (действие взаимной индукции).
4. Симптомы неисправности
c.
Пропуски зажигания во время вождения могут вызывать неуверенную работу двигателя,
детонацию и потерю мощности. Холодный запуск может приводить к задержанному
запуску или невозможности запуска.
Главное реле (12 В)
Позиция
Технические
характеристики
Сопротивление катушки
зажигания (Ом)
0,75 Ом ± 15%
Межэлектродный зазор
1,0 ~ 1,1 мм
свечи зажигания
(мм)
< Технические
характеристики >
64
ЭБУ
< Принципиальная схема >

65.

Занятие 6. Разное
6.1 CKP (положение коленчатого вала)
Корпус
IPM (постоянный
внутренний магнит
Зубчатое
колесо
Железный
сердечник
Катушка
Сигнал CKP
Базовый сигнал
1. Функция и роль
Основными данными, которые нужны системе ECS (подвеска с электронным управлением)
для управления установкой момента зажигания и объемом впрыска топлива, является
частота вращения двигателя. Для точной установки момента зажигания в дополнение к
частоте вращения двигателя должны быть точно определены синхронизация впрыска
топлива и движение поршня внутри цилиндров, а также обеспечен контроль детонации.
Датчик CKP обнаруживает точный угол и частоту вращения коленчатого вала, которые
меняются в соответствии с движением поршня для обеспечения различных функций
управления, таких как установка момента зажигания, которая требует точного угла CRK
0,75°.2)
2. Место установки
Место установки зависит от местоположения зубчатого колеса. В большинстве легковых
автомобилей CKP устанавливается на стороне блока цилиндров.
3. Механизм (индуктивный тип)
Система определения положения коленчатого вала включает датчик, состоящий из
сердечника из мягкой стали, составленного из постоянного магнита и обмотки, и зубчатого
колеса, предназначенного для вращения совместно с коленчатым валом. Зубчатое
колесо имеет 58 зубьев и промежутка длиной в 2 зуба, который позволяет отличить
первый цилиндр.
Когда зубчатое колесо поворачивается один раз магнитный
индуктивный датчик угла поворота коленчатого вала отправляет 58 сигналов.
Датчик угла поворота коленчатого вала отправляет единичный переменный импульс для
каждого зуба зубчатого колеса. При однократном повороте коленчатого вала 58
импульсов переменного тока отправляются на ЭБУ, который определяет угол поворота
коленчатого вала на основании полученных сигналов.
※ Описание для типа ИС Холла см. раздел «Механизм датчика CMP».
4. Симптомы неисправности
В случае неисправности CKP положение поршня не может быть определено.
Проворачивание двигателя возможно, однако запуск двигателя становится затрудненным.
Двигатель может глохнуть во время движения, а перезапуск может быть затрудненным.
Также затруднена работа топливного насоса и не генерируется искра зажигания.
Позиция
Технические
характеристики
Сопротивление обмотки
(Ом)
774 - 946 Ом
Позиция
Технические
характеристики
Воздушный зазор (мм)
0,3 ~ 1,3
< Принципиальная схема >
< Технические характеристики >
※ • Магнитно-индуктивный (Nu): 2 контакта
• ИС Холла (Theta): 3 контакта (см. «Датчик CMP» в п. 2.6.2)
65

66.

6.2 CMP (положение распределительного вала)
1SA
ДАТЧ. ДВИГ.
Двигатель
ЭБУ
Главное реле
Распределительный вал
Датчик положения
1. Функция и роль
Датчик положения распределительного вала устанавливается в опорную точку
(идентификация цилиндра) для определения порядка зажигания цилиндров. Чтобы
определить положение распределительного вала детектируется изменение потока,
возникающее от целевого оборота колеса совместно с распределительным валом, и
сигнал отправляется на ЭБУ. ЭБУ считывает полученные сигналы и определяет
положение распределительного вала.
Этот датчик отправляет опорный сигнал, указывающий на один оборот
распределительного вала за каждые два оборота коленчатого вала. ЭБУ может
определить положение первого цилиндра только по сигналам датчика CKP. Однако
сигналы CKP не указывают, находится ли первый цилиндр в такте сжатия или в такте
выпуска. Поэтому CMP синхронизировано с CKP для определения местоположения
верхней мертвой точки сжатия первого цилиндра с целью использования для впрыска
топлива и управления установкой момента зажигания.
Сигналы CMP также могут использоваться ЭБУ в качестве сигналов о частоте вращения
двигателя в случае неисправности датчика CKP.
2. Место установки
Всегда устанавливается в конце распределительного вала для определения положения
распределительного вала.
3. Механизм (тип датчика, основанный на эффекте Холла)
Электродвижущая сила возникает, когда расстояние между зоной детектирования
датчика Холла и небольшой деталью, установленной на распределительном вале,
меняется по мере вращения распределительного вала. Таким образом, по мере
протекания тока в устройство Холла, электроны внутри устройства отклоняются от одного
направления и возникает разность потенциалов, что позволяет определять напряжение.
Выходное напряжение пропорционально силе тока и магнитному полю и усиливается по
мере того, как устройство становится тоньше.
4. Симптомы неисправности
В случае неисправности датчика CMP может возникнуть задержка зажигания, ухудшение
топливной эффективности и увеличения выбросов отработавшего газа. При помощи CKP
можно определить верхнее/нижнее положение поршня. Однако в цилиндрах нельзя
определить такт и топливо должно впрыскиваться без определения этого условия.
Например, при помощи датчика CKP Вы можете увидеть, что сигналы цилиндров 1 и 4
увеличиваются, однако такт (сжатие или выпуск) определить невозможно. В результате
топливо впрыскивается в оба цилиндра - № 1 и № 4.
Уровень
Выходной импульс (В)
Выс.
5
Низк.
0
Позиция
Технические
характеристики
Воздушный зазор (мм)
0,5 ~ 1,5
< Технические характеристики >
< Принципиальная схема >
66

67.

Выходные сигналы датчиков CKP и CMP
CKP использует магнитную индукцию для определения положения зубчатого колеса с 58
зубцами (исключая опорную точку). Наблюдение за выходными сигналами указывает на
то, что напряжение увеличивается вместе с увеличением частоты вращения двигателя и
размера зубчатого колеса. Зубчатое колесо датчика CMP имеет полулунную форму и
устанавливается на входе и выходе.
Линия A 2,61 В
Средн. 2,48 В
Линия B 2,58 В
Линия A 4,81 В
Средн.1,36 В
Линия B 0,07 В
Линия A 4,81 В
Средн.1,36 В
Линия B 0,07 В
CK
P
ВХОД
ПОЛОЖЕНИЯ
К/ВАЛА
ВЫХОД
ПОЛОЖЕНИЯ
К/ВАЛА
Идентификация первого цилиндра (пример)
• CKP: 18-й нижний край от 2-го нижнего края от опорной точки зубчатого колеса, т. е.
20-й нижний край
• CMP: когда входной датчик CMP испускает низкие сигналы
ВМТ цилиндра 1
(108˚)
CKP
0˚
CMP
(Вх)
312˚
84˚
CMP
(вых)
67

68.

6.3 Датчик детонации
Рабочий такт
Давление
Скачок
давления
топлива
в результате
детонации
Период
зажигания
С опережением
TOC
С запаздыванием
Период
зажигания
1. Функция и роль
Определяет вибрацию, вызванную детонацией двигателя и отправляет сигналы на ЭБУ.
Затем ЭБУ управляет установкой момента зажигания для предотвращения детонации
(задержанный момент зажигания).
2. Место установки
Устанавливается в центре блока цилиндров, это лучшее положение для определения
вибрации (на четырехцилиндровом двигателе - между вторым и третьи цилиндром).
3. Механизм
Для создания пьезоэлектрического эффекта используется пьезоэлектрический элемент
(напряжение создается в результате воздействия силы, давления и механической
вибрации).
* MBT (минимальное опережение зажигания для наилучшего крутящего момента):
установка момента зажигания для обеспечения максимального крутящего момента на
бензиновом двигателе (близкого к пределу детонации). Для того, чтобы получить
высокую выходную мощностью путем выбора идеального момента зажигания, должна
определяться детонация двигателя. Это позволит достичь максимального опережения
для момента зажигания, которое не создает детонацию, что приведет к улучшению
крутящего момента, выходной мощности и топливной эффективности.
4. Симптомы неисправности
Для водителя затруднительно распознать симптомы неисправности. Однако когда момент
впрыска задерживается на 10°, во время ускорения или при высокой нагрузке на
двигатель может возникать детонация в результате недостаточной мощности.
Позиция
Технические
характеристики
Емкостное сопротивление (пкФ)
850 ~ 1 150
< Принципиальная схема >
< Технические характеристики >
68

69.

6.4 Датчик охлаждающей жидкости двигателя
Разъем
Питание (5 В)
Подъем
Сопротивление
ЦП
Напряжение
сигнала
ОКТТермистор
«Масса»
ЭБУ
1. Функция и роль
Устанавливается на магистрали подачи охлаждающей жидкости двигателя для
определения температуры охлаждающей жидкости двигателя. Предоставляет данные,
используемые для компенсации частоты вращения двигателя в холодную погоду,
коррекции объема топлива на основании температуры двигателя и управлении
установкой момента зажигания.
2. Место установки
Расположен на магистрали подачи охлаждающей жидкости головки блока цилиндров.
3. Механизм
Как и IATS, термистор ОТК используется для измерения значений сопротивления,
которые изменяются в соответствии с температурой. Значение сопротивления снижается,
когда повышается температура, и увеличивается с уменьшением температуры. Низкая
температура охлаждающей жидкости приводит к высокому выходному напряжению, а
высокая температура охлаждающей жидкости приводит к низкому выходному
напряжению.
4. Симптомы неисправности
Поскольку сигнал ECTS является основной переменной коррекции количества впрыска
топлива при холодном двигателе, неисправность датчика затрудняет запуск холодного
двигателя. Также неисправность приводит к увеличению расхода топлива и образования
CO и углеводородов.
Если двигатель работает при неисправном датчике ECTS, ЭБУД считает температуру
охлаждающей жидкости равной 80°C; а во время запуска двигателя ЭБУД считает
температуру охлаждающей жидкости равной -10°C. Кроме того, вентилятор охлаждения,
который управляется на основании сигнала ECTS, работает в интенсивном режиме
(HIGH-MODE) для предотвращения перегрева двигателя и дополнительного обогрева, а
дополнительный нагревательный элемент деактивируется.
Температура
Сопротивление (кОм)
℃
℉
40
-40
48,14
-20
-4
14,13 ~ 16,83
0
32
5,79
20
68
2,31 ~ 2,59
40
104
1,15
60
140
0,59
80
176
0,32
< Принципиальная схема >
< Технические характеристики >
69

70.

6.5 ЭБУД (электронный блок управления двигателем)
Вход
БЛОК УПРАВЛЕНИЯ
ВЫХОД
ЭБУД
обработка
сигнала
управление
приводом
1. Функция и роль
ЭБУ - это электронное устройство управления, которое обеспечивает более эффективное
управление двигателем и лучше реагирует на внешние факторы, чем традиционная
система механического управления двигателем. Его основной функцией является
управление приводом и лампами путем обработки поступающих данных датчиков,
переключателей и сигналов линий связи.
2. Место установки
Расположен в моторном отсеке.
3. Конфигурация
• Питание: питание подается от аккумуляторной батареи 12 В и в устойчивом режиме
распределяется на интегральные схемы и датчики (5 В)
• Входная цепь: обработка аналоговых сигналов (преобразователь переменного/
постоянного тока), обработка цифровых сигналов (сигналы включения/выключения)
• Микрокомпьютер: использует программы и данные, сохраненные в ЦП, для расчета
входящих сигналов от датчиков, и отправляет результаты (например, время впрыска
топлива) на выходную цепь
• Выходная цепь: состоит из форсунок, воспламенителей, ETC (устройство
электронного управления дроссельной заслонкой), ламп, реле управления и
электромагнитных клапанов. Получает команды ЭБУ для управления различными
движущимися деталями.
• Модуль связи: обменивается данными с различными системами автомобиля
70

71.

Занятие 7. Базовая проверка и регулировка
Ниже представлены базовые проверки и регулировки, выполняемые для бензинового
двигателя.
7.1 Испытание на давление сжатия
< Устройство для проверки компрессии двигателя >
• Почему?
Проверка компрессии дает информацию о том, каково механическое состояние верхней
части двигателя (поршни, кольца, клапан, уплотнители головки блока цилиндров). В
частности, Вы можете определить, уменьшилась ли компрессия вследствие утечки,
вызванной износом поршневых колец, неисправными клапанами и седлами клапанов, или
нарушением герметичности прокладки головки блока цилиндров.
• Когда?
Когда имеется вибрация или отклонение от нормы в функционировании двигателя. Когда
образуется чрезмерное количество отработавшего газа из-за неполного сгорания.
• Как?
a. Прогрев и остановка двигателя → нормальная температура
b. Снимите катушку зажигания и свечу зажигания с цилиндра для проверки.
c. Установите манометр на каждый цилиндр.
d. Проверните двигатель в течение 10 секунд и проверьте, возникает ли давление
сжатия.
• Технические характеристики
• Давление сжатия: 13,0 кгс/см² (185 psi) при 200-250 об/мин
• Минимальное давление: 11,5 кгс/см² (164 psi)
• Разница между цилиндрами: 1,0 кгс/см² (15 psi) или меньше
Для этой проверки рабочая температура двигателя должна быть нормальной, а АКБ
должна быть полностью заряжена. Следует начать с очистки области вокруг свечей
зажигания до того, как они будут извлечены (используйте сжатый воздух, если это
возможно). Если компрессия низкая, добавьте небольшое количество моторного масла в
каждый цилиндр через отверстие для установки свечи зажигания и повторите испытание.
Если после добавления масла компрессия увеличилась, это определенно указывает на
износ поршневых колец. Если компрессия не увеличилась значительно, то происходит
утечка через клапаны или блока цилиндров. Утечка через клапаны может быть вызвана
обгоранием седел клапанов и/или торцов; деформацией, образованием трещин или
изгибом клапанов; либо неправильным клапанным зазором. Если в двух соседних
цилиндрах компрессия одинаково низкая, имеется большая вероятность того, что
нарушена герметичность прокладки головки. При этом состоянии следует проверить
внешний вид охлаждающей жидкости в камерах сгорания или картере двигателя. Если в
одном цилиндре компрессия на 20% меньше, чем в других, а двигатель немного
неуверенно работает на холостом ходу, то причиной может быть износ подъема кулачка
на выпуске распределительного вала или неверная синхронизация клапана. Если
компрессия необычно высокая, то вероятно, что камеры сгорания покрыты углеродным
нагаром. В этом случае следует снять головку блока цилиндров и удалить нагар. Если
компрессия уменьшается или сильно отличается между цилиндрами, следует выполнить
тест на утечку. Этот тест точно укажет, имеется ли утечка и насколько она велика.
71

72.

7.2 Испытание на давление топлива
< Пусковой тест на GDS >
< Установка манометра для измерения давления топлива >
1. Почему?
Для того чтобы топливо попало в форсунки, для бензинового двигателя требуется
давление топлива примерно 3,5 бар, которое создается насосом низкого давления
топливного бака. Без этого давления топлива в результате сгорания топлива не может
быть достигнута мощность даже при условии нормальной работы всех систем. Если
двигатель не запускается, но проворачивание возможно, убедитесь, что создается
достаточное давление топлива.
2. Когда?
Проворачивание возможно, однако двигатель не запускается (при нормальной работе
системы впуска/зажигания)
3. Как?
a. Установите манометр для топлива на магистраль подачи топлива
b. Снятая катушка зажигания и свеча зажигания
c. При выполнении пускового текста на GDS или проворачивании двигателя с
использованием кнопки зажигания, наблюдайте за манометром для топлива.
※ Давление топлива можно проверить в служебных данных GDS.
4. Технические характеристики
• 3,45-3,55 кг/см² на холостом ходу
※ Проверка давления топлива
Если давление топлива не создается, когда цепь управления топливным насосом
исправна, следует проверить топливный фильтр на засорение.
72

73.

7.3 Обновление ЭБУ
HMC
Местный TSB
Загрузить
OK
Ручной режим
или автоматический
режим
Дилер
1. Почему?
Обновление до новой версии программного обеспечения необходимо при изменении
логической схемы ЭБУ
2. Когда?
Распространение от GSW для TSB
3. Как? (обратитесь к TSB)
a. Проверьте наличие обновления ЭБУ.
b. Установите GDS и выберите «Vehicle information» (информация об автомобиле) в
GDS.
c. Выберите «ECU Upgrade» (обновление ЭБУ) и выберите режим «Auto»
(автоматический) или «Manual» (ручной) (если выбран автоматический режим).
d. После отображения текущего идентификатора ROM выберите «Upgrade Event»
(обновление)
e. Нажмите «Upgrade» (обновить), прочтите информацию в поле «Information»
(информация) и нажмите OK.
f. Будет произведена проверка напряжения АКБ, которое должно составлять не
менее 12 В для обеспечения успешного обновления.
g. Запустится обновление с отображением индикатора хода процесса.
h. Обновление завершается после достижения индикатором значения 100 %.
Переведите ключ зажигания в положение OFF на 10 секунд, затем установите его
обратно в положение ON и нажмите OK для продолжения согласно информации в
поле «Information» (информация).
i. Для подтверждения завершения обновления нажмите OK на последнем экране.
j. Проверьте, были ли созданы какие-либо коды диагностированной проблемы (DTC)
во время обновления, и удалите имеющийся (имеющиеся) код(ы) DTC.
k. Для проверки правильности функционирования систем автомобиля запустите
двигатель.
73

74.

Для заметок

75.

Модуль 3. Компоненты дизельного двигателя
Цель
обучения
Описать основные различия между дизельным и
бензиновым двигателями, и их основные
входные/выходные элементы.
Описать местоположение, функцию и механизм
действия датчиков и привода.
Использовать диагностическое оборудование для
измерения выходных сигналов и графиков каждого
датчика и привода на исправном двигателе.
Выполнять базовую проверку, калибровку и
регулировку.
1. Общая информация
2. Cистема впуска
3. Топливная система (CRDi)
4. Система турбонагнетателя
5. Система выпуска
6. Разное
7. Базовая проверка и регулировка

76.

77.

Занятие 1. Общая информация
1.1 Обзор
Регулятор давления в
топливной рампе
Регулятор
давления
топлива
MAFS
Датчик
давления в
топливной
рампе
Перепускной клапан EGR
Датчик
положения
к/вала
BPS
ACV
IATS
Промежуточный
охладитель
Клапан управления
турбулентностью Форсунка
Охлади
тель
EGR
Датчик
Свеча
накаливания
температуры
топлива
Клапан EGR
Датчик
дифферен
циального
давления
(LP-EGR)
Топливный насос
ДАТЧИКИ
Датчик
температуры
охлаждающей
жидкости
CKPS
Электромагн.
Датчик
кислорода
ПРИВОДЫ
Линия низкого
давления
LP-EGR
Клапан
клапан
APS
Датчик
дифференциального
давления (CPF)
Линия высокого
давления
Датчик
температуры
отработавши
х газов
Электр
омагн.
клапан
Клапан управления
давлением на выпуске
< Электрическая система управления (R-двигатель) >
Давление топлива в двигателе CRDI варьируется в зависимости от частоты вращения
двигателя и количества топлива, подаваемого под топливным насосом низкого давления к
насосу высокого давления. Установка момента впрыска и объем впрыска рассчитываются
ЭБУ. После прохождения через модуль впрыска топливо подается в цилиндры через
форсунки. Эти компоненты топливной системы предназначены для создания и
распределения высокого давления и контролируются ЭБУ. Это требует наличия
топливной системы CRDi для использования метода подачи топлива, полностью
отличного от применяемого в системе впрыска топлива в дизельных двигателях (тип
впрыска с использованием насоса).
Дизельный двигатель CRDi напрямую впрыскивает топливо высокого давления в камеру
сгорания. Для соответствия требованиями законодательства по выбросам выхлопных
газов и для обеспечения эффективности топлива и улучшения выходной мощности
установлено высокотехнологичное электронное устройство управления. Основные
компоненты топливной системы включают форсунки, насос высокого давления, насос
низкого давления, общая топливная рампа и клапан высокого давления. Электронное
устройство управления оснащено датчиками и приводами, схожими с теми, которые
имеются в системе MPI бензинового двигателя. Электронные элементы управления
двигателя CRDi, за исключением системы зажигания, включают датчик AFS, который
измеряет объем воздуха на впуске; датчик кислорода, который определяет концентрацию
воздуха в отработавшем газе и дает сигналы обратной связи на ЭБУ; датчики CKP и CMP,
которые определяют частоту вращения двигателя и положение поршня для точной
установки момента зажигания.
Эти компоненты были усовершенствованы и сопряжены с усовершенствованным ЭБУ
для контроля количества впрыска и точной установки момента впрыска. В результате
значительно улучшились выходная мощность, характеристики отработавшего газа,
топливная эффективность и производительность двигателя.
77

78.

[Входные]
[Выходные]
Положение 1, 2 педали акселератора
Привод насоса низкого давления
Тормоз и переключатель муфты
Управление системой свечей
накаливания
Датчик температуры топлива
Клапан управления
турбулентностью
Температура охлаждающей
жидкости двигателя,
Управление вентилятором
охлаждения
Вентилятор, переключатель
кондиционера
Реле компрессора кондиционера
Датчик APT
Управление ПТК
Система управления генератором
CKP и CMP
MAFS,
Датчик температуры на впуске
ЭБУД
Датчик давления топлива
Сигнальная лампа двигателя
/ лампа накаливания
Привод форсунки (количество
впрыска/ установка момента
впрыска)
Давление
топлива
Управление
Датчик давления наддува
Датчик температуры отработавших
газов
Регулиров
ка впуска
Регулиров
ка выпуска
Датчик дифференциального
давления
Управление E-VGT
Датчик кислорода
Управление регенерацией
сажевого фильтра
Датчик дифференциального
давления (LP EGR)
Клапан EGR
Датчик положения клапана LP-EGR
Перепускной клапан
Связь (линия CAN)
< Схема входных и выходных элементов >
78

79.

1.2 Основные характеристики дизельного двигателя
Так же как и у бензиновых двигателей, положительной характеристикой дизельных
двигателей является высокая топливная эффективность и мощность при низком уровне
отработавшего газа. Однако методы воспламенения топлива различны. В этой главе
описываются основные характеристики дизельного двигателя.
1. Различия между дизельными и бензиновыми двигателями
Дизельные двигатели имеют более высокий тепловой КПД, чем бензиновые двигатели.
Поскольку условия, которые возникают в результате детонации в бензиновых двигателях,
не возникают в дизельных двигателях, коэффициент сжатия быть сильно увеличен;
поэтому в дизельных двигателях возникают меньшие потери тепла, чем в бензиновых
двигателях вследствие более низкой максимальной температуры в камере сгорания. В
дизельных двигателях сгорание начинается, когда воздух и топливо соединяются друг с
другом. В этом момент необходима достаточно высокая температура для
самовоспламенения. До тех пор, пока впрыснутое топливо не будет атомизировано,
возникает задержка зажигания. Поскольку дизельным двигателям нужно больше времени
для сгорания топлива, их максимальная частота вращения не высокая.
Позиция
Дизельный двигатель
Бензиновый двигатель
Термодинамическая
эффективность
~35-40%
~22-25%
Зажигание
Теплота сжатия (внутренняя)
Система зажигания (внешняя)
макс. частота вращения в минуту
(об/мин)
~4500
~6500
Коэффициент сжатия
~22:1
~12:1
Выпуск
Оксиды азота, твердые
частицы
Оксиды азота, углеводороды,
CO
Углеводороды + оксиды азота
~0,04 унции/км
~0,05 унции/км
SO2 + тв. частицы
~0,01 унции/км
-
CO
~0,04 унции/км
~2,7 унции/км
Теперь рассмотрим, как образуется отработавший газ в результате сгорания в дизельных
двигателях. Дизельные двигатели имеют преимущества, которые способствуют
соблюдению норм по выбросам отработавших газов. Для того чтобы понять систему
дизельных двигателей, критично важно понять, как образуется отработавший газ в
результате дизельного сгорания топлива.
Дизельные двигатели могут работать только в условиях избытка воздуха. По этой причине
при использовании с дизельными двигателями катализаторы, используемые на
бензиновых двигателях, не помогают уменьшить выбросы оксидов азота. Идеей, лежащей
в основе каталитического окисления, является возникновение химических реакций, при
которых сам катализатор не изменяется и не расходуется. Катализатор называется
окислительным потому, что он преобразует загрязняющие вещества в безопасные газы
путем окисления. В случае выпуска отработавших газов дизельным двигателем
катализатор окисляет монооксид углерода (CO), газообразные углеводороды (HC) и
жидкие углеводороды, абсорбируемые частицами углерода. Для удаления твердых частиц
(ТЧ) устанавливается фильтр (сажевый фильтр, CPF).
%
300
250
Загрязняющие вещества
100
Дизельный двигатель
Бензиновый двигатель
80
200
60
150
40
100
20
50
Основной выпуск
Каталитическое окисление
0
CO
Углевод.
Оксиды
азота
Деталь
Сравнение компонентов отработавшего
газа: БЕНЗ. в сравнении с ДИЗЕЛЬН.
79
PM
Углевод.
CO
Компоненты отработавшего газа
после каталитического окисления

80.

2. Системы дизельных двигателей с общей топливной рампой
Изготовители автомобилей продолжают свои усилия по увеличению мощности
автомобилей и снижению уровня отработавших газов путем создания все более
совершенных двигателей. Обработка отработавших газов дизельных двигателей
затруднительна из-за корреляции между оксидами азота и твердыми частицами. Оксиды
азота образуются, когда азот и кислород объединяются при температуре 1300℃ или выше.
Воспламенение топлива при высокой температуре увеличивает уровень оксидов азота, но
снижает количество твердых частиц - продукта неполного сгорания. И наоборот, снижение
температуры топлива приводит к снижению эффективности и увеличению твердых частиц.
• CRDi (прямой впрыск топлива с общей топливной рампой)
Преимуществом двигателя CRDi является прямой впрыск под высоким давлением. Впрыск
топлива под высоким давлением снижает размер частиц топлива, приводя к образованию
меньшего количества твердых частиц в результате неполного сгорания. Уровень твердых
частиц может быть снижен путем использования множества сопел форсунок меньшего
размера. Для предотвращения дефицита подачи топлива при высоких оборотах двигателя
топливо сжимают под давлением 1800 бар и выше. Поскольку масса топлива становится
меньше при уменьшении размера частиц топлива, то необходимо достаточное давление
для впрыска топлива в воспламенитель в камере сгорания.
Равным образом, уровень оксидов азота, который увеличивается при почти полном
сгорании, может быть снижен путем электронного управления форсунками. Таким
управлением является предварительный впрыск, который происходит перед основным
впрыском. В начале сжатия впрыскивается небольшой объем топлива (предварительный
впрыск) перед полным впрыском в начале сгорания. Это позволяет поддерживать
температуру в камере сгорания на достаточном низком уровне, и снизить вибрацию,
связанную с двигателями с прямым впрыском.
• Система турбонагнетателя
Система VGT превосходит традиционную систему WGT, поскольку она производит более
высокую мощности при меньшем уровне отработавших газов. VGT - это технология,
которая регулирует угол, при котором отработавший газ высокого давления
выбрасывается из двигателя лопатками турбины. Турбина вращается быстрее при низких
частотах вращения двигателя и препятствует захвату избыточного количества воздуха при
высоких частотах вращения двигателя. Это снижает образование твердых частиц,
восприимчивых к недостатку воздуха, при низких частотах вращения двигателя; и
уменьшает уровень оксидов азота, восприимчивых к увеличению температуры, при
высоких частотах вращения двигателя. Уровень оксидов азота может быть дополнительно
снижен при использовании промежуточного охладителя, разработанного для охлаждения
сжатого воздуха. Снижение уровня твердых частиц также может быть снижено путем
увеличения плотности кислорода.
< Прямой впрыск топлива с общей топливной рампой >
80
< Турбонагнетатель >

81.

• Система EGR
Система EGR (рециркуляция отработавших газов) является наиболее эффективной для
снижения оксидов азота. При использовании EGR отработавший газ частично
направляется во впускной коллектор для подачи CO2 в камеру сгорания. Снижение
плотности кислорода на впуске предотвращает возникновение высокой температуры в
камере сгорания. Однако уровень твердых частиц и углеводородов фактически может
увеличиться при высокой частоте вращения двигателя из-за дефицита кислорода. Для
предотвращения этого явления используется система EGR с электронным управлением,
которая обеспечивает управление в соответствии с частотой вращения двигателя, а также
охладители EGR, разработанные для охлаждения горячего отработавшего газа.
• Система сажевого фильтра
При увеличении мощности двигатель неизбежно производит больше отработавшего газа.
Это создает потребность в последующей обработке отработавшего газа с использованием
катализатора и фильтра. Бензиновые двигатели оснащены трехкомпонентным
катализатором, на котором нагретые платина, родий и палладий соединяются с
высокотемпературным отработавшим газом, превращая CO и углеводороды в CO2 и воду
H20 путем реакции с кислородом.
В дизельных двигателях необходимо устройство, работающее по методу, отличному от
каталитического окисления, для снижения уровня оксидов азота и твердых частиц (метод
снижения оксидов азота пояснен в предыдущем разделе). Для снижения уровня твердых
частиц устанавливается фильтр твердых частиц, который называется сажевым фильтром
(CPF, фильтр твердых частиц дизельного двигателя или катализируемый фильтр твердых
частиц). Сажевый фильтр повторяет процесс сбора и сжигания (регенерация) твердых
частиц, выпущенных из дизельного двигателя. При использовании сажевого фильтра
может быть достигнуто уменьшение твердых частиц примерно на 70%. Сажевый фильтр
обеспечивает превосходный уровень очищения отработавшего газа, однако сбор твердых
частиц приводит к противодавлению в двигателе, которое может вызывать снижение
мощности и топливной эффективности. Поэтому требуется хорошее понимание технологии
управления.
Высокая температура
Отработавшие газы
Охлажденный отработавший газ
< Охладитель EGR с перепускным клапаном >
Перепускной клапан
Клапан EGR
< Ловушка для твердых частиц >
81

82.

Занятие 2. Cистема впуска
В этом занятии будет разъяснена система впуска дизельных двигателей. Как было
сказано выше, условия сгорания в дизельных и бензиновых двигателях отличаются. Для
сгорания топлива в дизельном двигателе необходимы только топливо и кислород.
Система топлива дизельного двигателя описана ниже.
Дизельные двигатели оснащены двумя датчиками, которые определяют давление
воздуха. В дополнение к датчику MAFS, который определяет поток воздуха, поступающий
снаружи, имеется датчик BPS в поддержку системы турбонагнетания.
Датчик BPS (датчик давления наддува) систем турбонагнетания будет рассматриваться в 4
занятии.
В системе установлен клапан регулирования подачи воздуха (ACV), имеющий такую же
форму, как ETC в бензиновом двигателе, однако его функции отличаются. ETC управляет
дроссельным клапаном, открывается для управления объемом впускаемом воздуха, в
соответствии с намерением водителя. Поскольку для сгорания топлива в дизельных
двигателях значение Лямбда должно быть 1 или выше, ACV почти все время остается
открытым. Однако когда дизелирование предотвращается путем блокирования подачи
воздуха на впуск при выключении двигателя, ACV частично закрывается только для
регенерации EGR и сажевого фильтра.
Дизельные двигатели не оснащены специальным устройством зажигания, поскольку в
камере сгорания происходит самовоспламенение при сжимании смеси. Поэтому
критически важно, чтобы топливо и смесь были качественными. Если в области низких
частот вращения клапан управления турбулентностью на стороне спирального впускного
канала закрывается, то скорость потока воздуха, поступающего в цилиндр, увеличивается,
а воздух вращается вдоль стенок цилиндра и вызывает возникновение турбулентности,
которая улучшает эффективность заполнения. Это процесс схож с работой системы VCM
(переменное движение заряда) бензиновых двигателей.
Вследствие характеристик дизельного топлива в холодную погоду мелкодисперсное
распыление топлива затруднено. Для запуска двигателя при низких температурах
устанавливается свеча накаливания.
MAF
Датчик
ACV
BPS
SCV
Промежуточный
охладитель
Свеча
накаливания
82

83.

2.1 Датчик MAF
Тип - горячая пленка
Выходная частота (примерно 2400 Гц на
холостом ходу)
1. Роль и функция
ЭБУД выполняет управление обратной связью системы EGR при помощи информации об
измеренном массовом расходе воздуха (роль датчика MAFS в дизельном двигателе и
бензиновом двигателе различна. В бензиновом двигателе сигнал MAFS влияет на
количество впрыскиваемого топлива.)
Датчик температуры воздуха на впуске (IATS) №1 в датчике массового расхода воздуха
(MAFS) и IATS №2 в датчике давления наддува (BPS) расположены перед и позади
турбонагнетателя, соответственно. IATS №1 измеряет температуру воздуха,
поступающего в турбонагнетатель, а IATS №2 изменяет температуру воздуха, выходящую
из турбонагнетателя.
Сравнение двух значений температуры от обоих датчиков позволяет добиться более
точного определения температуры поступающего воздуха. ЭБУД использует эти сигналы
температуры для коррекции управления EGR и коррекции количества впрыскиваемого
топлива.
2. Место установки
Устанавливается в расширительном бачке.
3. Механизм (тип - горячая пленка)
Датчик расхода воздуха типа горячая пленка использует питание 12В для управления
своей внутренней цепью, а сигнал в виде данных частоты показывает измерение расхода
воздуха, подаваемого на ЭБУД. Датчик температуры воздуха на впуске (IATS) использует
термистор с отрицательным температурным коэффициентом (ОТК) для оценки
температуры воздуха на впуске. На данном двигателе установлены два датчика
температуры воздуха на впуске.
4. Симптомы неисправности
В случае неисправности датчика MAFS ЭБУ ограничивает подачу топлива и
останавливает управление EGR. Поэтому выходная мощность двигателя может немного
снизиться, а выпуск газообразных оксидов азота - увеличиться.
Поток воздуха (кг/ч)
Частота (кГц)
15
2,00 ~ 2,01
20
2,06 ~ 2,07
90
2,67 ~ 2,69
220
3,43 ~ 3,47
440
4,65 ~ 4,76
850
7,87 ~ 8,25
1000
9,60 ~ 10,52
< Технические характеристики >
< Принципиальная схема >
83

84.

2.2 ACV (клапан регулирования подачи воздуха)
< Тип с электродвигателем
постоянного тока >
1. Роль и функция
• Функция гашения вибрации: Когда двигатель выключен, ЭБУД может препятствовать
подаче воздуха во впускной коллектор, полностью закрывая клапан регулирования
подачи воздуха на 1,5 секунд (95% Нагрузка 97%) для снижения вибрации
двигателя.
• Управление воздухом на впуске для EGR: когда давление отработавшего газа равно
или меньше давления воздуха на впуске (например, при низкой частоте вращения
двигателя), отработавший газ не может попасть во впускной коллектор. В этот момент
ЭБУД частично закрывает клапан регулирования подачи воздуха (5% Нагрузка
94%) для снижения количества подаваемого воздуха. В результате давление воздуха
на впуске будет меньше давления отработавшего газа.
• Управление температурой отработавшего газа для регенерации сажевого фильтра:
когда требуется регенерация катализируемого сажевого фильтра (CPF), ЭБУД
частично закрывает клапан регулирования подачи воздуха (5% Нагрузка 94%) для
снижения количества подаваемого воздуха. В этот момент смесь воздух/топливо
обогащается кислородом и температура отработавшего газа становится достаточно
высокой для того, чтобы сжигать сажу внутри.
2.
Место установки
Устанавливается в расширительном бачке.
3. Механизм
Клапан регулирования подачи воздуха смонтирован на корпусе дроссельной заслонки
дизельного двигателя и управляется в соответствии с сигналами ШИМ (широтноимпульсной модуляции) от ЭБУД.
Он состоит из:
• электродвигателя постоянного тока, который приводит в действие клапан
регулирования подачи воздуха,
• 2-этапного редуктора (передаточное отношение = 1:40), который расположен между
электродвигателем постоянного тока и клапаном регулирования подачи воздуха и
увеличивает крутящий момент электродвигателя постоянного тока,
• датчика положения, который представляет собой датчик Холла и определяет
состояние клапан регулирования подачи воздуха,
• электрического блока управления (микроконтроллера), который управляет
электродвигателем постоянного тока с использованием сигнала ШИМ (широтноимпульсная модуляция) от ЭБУД,
• и разгрузочной пружины, которая отпускает обесточенный клапан регулирования
подачи воздуха в открытое положение.
4.
Симптомы неисправности
В случае механического залипания в открытом состоянии сохраняется код DTC и
прекращается выполнение вторичных функций клапана регулирования подачи воздуха
(ACV) (антидизелирование, поддержка EGR, поддержка сажевого фильтра). В случае
залипания в закрытом состоянии сохраняется код DTC и снижается объем подаваемого
воздуха, что приводит к вероятности неустойчивой работы двигателя, а в тяжелых
случаях - к остановки двигателя во время движения или невозможности зажигания.
84

85.

Сигнал датчика положения
Положение клапана
Выходное
напряжение (В)
Полностью открыт
0,5
Питание от электродвигателя
не подается
Нормальное рабочее
положение
0,925 ~ 4,425
Полностью закрыт
4,5
0,54 ~ 0,89
Электродвигатель пост. тока
Позиция
Технические
характеристики
Сопротивление обмотки
(Ом)
2,92 ~ 2,98
< Принципиальная схема >
< Технические характеристики >
Пример графиков сигнала
< На холостом ходу >
< После выключения двигателя >
85

86.

2.3 SCV (клапан управления турбулентностью)
Впускной коллектор
Электродвигатель
SCV
Клапан управления
турбулентностью
Спиральный канал
Тангенциальное
отверстие
SCV
1. Роль и функция
< Частичная нагрузка < За исключением частично
и нагрузка на
нагрузки и нагрузки на
холостом ходу >
холостом ходу >
Клапан управления турбулентностью устанавливается в спиральном канале впускного
коллектора для направления потока впускного воздуха с целью снижения восстановления
отработавшего газа путем увеличения мощности двигателя и скорости рециркуляции
отработавших газов. При двигателя на высоких оборотах впускной воздух быстро
заполняет коллектор и усиливает эффект турбулентности, приводя к достаточной
активности смешивания и высокой скорости пламени. Однако на средних и высоких
скоростях работы двигателя скорость опускания поршня снижается, вызывая снижение
заполнения впускным воздухом вследствие медленного потока воздуха через впускное
отверстие и сталкивание потоков воздуха, всасываемых через спиральный и
тангенциальный каналы.
Поэтому если в области низких частот вращения клапан управления турбулентностью на
стороне спирального впускного канала закрывается, то скорость потока воздуха,
поступающего в цилиндр, увеличивается, а воздух вращается вдоль стенок цилиндра и
вызывает возникновение турбулентности, которая улучшает эффективность заполнения.
2. Место установки
Устанавливается в расширительном бачке.
3. Механизм
VSCV (клапан управления турбулентностью с переменной геометрией) закрывается по
сигналу ЭБУД на средних/высоких скоростях и при низких нагрузках для создания
турбулентности впускного воздуха и более чистого отработавшего газа. Когда клапан
открывается, его внутренний датчик контролирует угол открытия клапана, который
открывается внутренним электродвигателем постоянного тока с углом 90˚ (98˚
кинематически).
4. Симптомы неисправности
В случае неисправности SCV ЭБУД поддерживает клапан SCV полностью открытым.
Механическое залипание клапана может привести к снижению мощности двигателя и
скорости рециркуляции отработавших газов. Однако такое снижение достаточно не
велико для того, чтобы водитель смог распознать его.
86

87.

Сигнал датчика положения
Положение клапана
Выходное
напряжение (В)
Сопротивление обмотки (кОм) 3,01 ~ 5,59 [20℃
Выходное напряжение (В)
0,17 ~ 4,83
Электродвигатель пост. тока
Позиция
Технические
характеристики
Сопротивление обмотки (Ом) 3,4 - 4,4 при 20℃
< Технические характеристики >
< Принципиальная схема >
Пример графиков сигнала
87

88.

2.4 Свеча накаливания
ECT
Свеча
накаливания
Зажигание
xxxxx
Реле
накаливания
Лампа накаливания
< Предварительный подогрев/подготовка свечи к запуску >
1. Роль и функция
Система предварительного подогрева облегчает зажигание в холодную погоду и снижает
количество отработавшего газа, образующегося при низких температурах. Свеча
накаливания управляется на основании сигналов датчика температуры охлаждающей
жидкости, частоты вращения двигателя, напряжения АКБ и сигнала «ключ зажигания
включен».
2. Место установки
Устанавливается на головке блока цилиндров (камере сгорания) со стороны выпуска
отработавшего газа.
3. Механизм
• Управление предварительным подогревом свечи (предварительный подогрев
перед зажиганием):
время предварительного подогрева определяется
температурой охлаждающей жидкости и напряжением АКБ.
Температура охлаждающей жидкости
-20℃
-10℃
5℃
30℃
Время управления
7 сек.
4 сек.
1 сек.
0,5 сек.
• Запуск управления свечой (предварительный подогрев во время зажигания):
предварительный подогрев всегда выполняется, когда температура охлаждающей
жидкости ниже 60℃ и заканчивается через 30 секунд или после того, как
температура охлаждающей жидкости достигнет 60℃ или выше.
• Последующий подогрев свечи (предварительный подогрев после зажигания):
время предварительного подогрева определяется температурой охлаждающей
жидкости и поддерживается на уровне - 25,1℃ в случае неисправности датчика
температуры охлаждающей жидкости.
Температура
охлаждающей жидкости
-10℃
0℃
60℃
80℃
Время управления
Прибл. 160 сек.
Прибл. 160 сек.
Прибл. 100 сек.
0 сек.
4. Симптомы неисправности
В холодную погоду зажигания затруднено и выброс отработавшего газа после зажигания
увеличивается.
88

89.

B+
ЗАЖ. вкл.
Свеча накаливания
Технические
характеристики
Позиция
Номинальное
напряжение
(В)
Сопротивление
(Ом)
Керамический тип
7 (20°C)
Металлический тип
5 (20°C)
Керамический тип
0,31 (20°C)
Металлический тип
0,35 (20°C)
Реле свечей накаливания
Технические
характеристики
Позиция
Номинальное напряжение (В)
12
Сопротивление (Ом)
6~16
< Технические характеристики >
< Принципиальная схема >
Проверка детали
< Проверка реле свечи накаливания >
< Проверка сопротивления свечи накаливания >
< Проверка рабочего напряжения свечи накаливания >
89

90.

Занятие 3. Топливная система (CRDI)
В двигателе CRDI топливо напрямую впрыскивается в камеру сгорания. Поскольку в
дизельных двигателях коэффициент сжатия выше, чем в бензиновых двигателях, внутри
камеры сгорания имеются высокая температура и высокое давление. Поэтому от
топливных форсунок требуется, чтобы они впрыскивали топливо под высоким давлением.
В настоящее время строки нормативы по выбросам отработавших газов требуют
снижения объема впрыска топлива для снижения выбросов твердых частиц. Поскольку
для эффективного сгорания небольших объемов топлива в камере сгорания требуется
более высокое давление топлива, давление топлива дизельных двигателей с годами
увеличивается. В настоящее время максимальное давление топлива составляет
примерно 1800 бар.
Форсунк
а
Топливная
трубка
высокого
давления
(насос →
топливная
рампа)
Общая
топливная рампа
Топливная трубка высокого давления
(топливная рампа → форсунка)
Топливный насос
высокого давления
Поток топлива
Давление подачи топлива от насоса низкого давления составляет примерно 5 бар, а
высокое давление топлива, создаваемое насосом высокого давления, составляет 260 бар
на холостом ходу и повышается максимум до 1800 бар. Давление топлива регулируется
двумя клапанами-регуляторами давления топлива, которые управляются ЭБУД; клапаны
расположены на топливной рампе и насосе.
• Топливный бак → Насос низкого давления → Насос высокого давления → Трубка
высокого давления
→ Общая топливная рампа → Трубка высокого давления → Форсунка
Управление давлением топлива
a. FPS (датчик давления топлива)
измеряет текущее давление топлива и уведомляет ЭБУ
b. ЭБУ
Расчеты необходимого давления топлива основываются на данных о нагрузке
двигателя (данные датчика APS и частоты вращения)
Отправляет рассчитанные данные давления топлива на FPCV и RPCV в виде сигнала
нагрузки.
c. FPCV (регулятор давления топлива) и RPCV (регулятор давления в топливной
рампе )
Давление топлива создается путем открывания клапана под управлением ЭБУ
※ Отказоустойчивость: в случае неисправности FPCV или датчика давления топлива
давление фиксируется на уровне 330 бар
90

91.

3.1 Топливный насос низкого давления
- Всасывающий тип (U-двигатель): Шестеренный насос
Ведущая
шестерня
Сторона
всасывания
Сторона
давления
- Питающий тип (R-двигатель): Электрический насос
Перепускной клапан
1. Роль и функция
Насос предварительной подачи представляет собой электрических топливный насос с
фильтром предварительной очистки, либо шестеренный топливный насос. Насос
забирает топливо из топливного бака и непрерывно подает необходимое количество
топлива в направлении насоса высокого давления.
2. Место установки
Шестеренный насос устанавливается на насосе высокого давления, а электрический
насос устанавливается на топливном баке.
3. Механизм
• Шестеренный насос: подсоединен к насосу высокого давления. Цепь ГРМ вращает
шестерни при вращении двигателя. Вращение шестерен приводит к всасыванию
топлива из топливного бака в насос высокого давление. Между топливным баком и
насосом низкого давления создается отрицательное давление топлива.
• Электрический насос: с момента запуска двигателя электрический топливный насос
непрерывно работает независимо от частоты вращения двигателя. Вращение
шестерен приводит к подаче топлива из топливного бака в насос высокого давление.
Между топливным баком и насосом низкого давления создается положительное
давление топлива.
4. Симптомы неисправности
Если низкое давление топлива не создается, то нормальный впрыск топлива не
происходит. Двигатель может глохнуть или не выполнять ускорение. В тяжелых случаях
двигатель не запускается или глохнет при попытке резкого ускорения или при большой
нагрузке.
Главное
реле
Категория
Технические
характеристики
Давление топлива (низкое)
4 – 5 бар
U-двигатель
R-двигатель
Тип
Тип топливного насоса ВД
Приводится в
действие
зубчатым приводом
Тип
Тип: в топливном баке
Приводится в
действие
электродвигателем
Топливный насос
Реле управления
M
ЭБУ
< Технические характеристики >
< Принципиальная схема (R-двигатель) >
91

92.

3.2 Топливный насос высокого давления
1. Топливный насос высокого давления
2. FPRV (Регулятор давления топлива )
3. Ниппель - Впуск топлива
(↔ топливный фильтр)
4. Ниппель - Возврат топлива
(↔ топливный бак)
5. Ниппель - Выпуск топлива
(↔ общая топливная рампа)
1. Роль и функция
Для того чтобы топливная система двигателя CRDi впрыскивала топливо под высоким
давлением, топливный насос высокого давления должен сжать топливо под давлением
примерно 5 бар. Другими словами, создается высокое давление, необходимое для
работы двигателя и топливо под высоким давлением непрерывно подается в общую
топливную рампу.
2. Место установки
Устанавливается в передней части двигателя рядом с цепью. .
3. Механизм
Внутри насоса высокого давления находится поршень насоса с фазой от 120 до 180
градусов. Этот насос сжимает топливо. Вращение цепи ГРМ приводит в движение
кулачковый вал для движения поршня насоса. Затем топливо сжимается в два - три раза
за оборот и происходит смена такта.
4. Симптомы неисправности
Без насоса высокого давления форсунки дизельного двигателя не могут впрыскивать
топливо. В этом случае зажигание не происходит. В случае повреждения насоса высокого
давления во время движения двигатель выключается.
Позиция
Технические характеристики
Поршень и цилиндр
1 (2 сжатия на 1 вращение)
Активация
Кулачковая передача (цепь ГРМ)
Корпус
Алюминий
Управление давлением
Регулятор насоса
(дозирующий блок)
Насос низкого давления
Отдельный (электрический насос)
Поршень
Макс. частота вращения
4 500 об/мин
Кулачок
Макс. давление топлива
1 800 бар
Объем слива топлива
398 мм3/оборот
Крутящий момент
25 (в среднем) / 70 (макс.) Нм
Производительность
регулятора потока
топлива
290 л/ч
Головка блока
цилиндров
Впускной клапан
Выпуск высокого
давления
Перепускной
клапан
Ролик
Распределительный вал
< Спецификации (R-двигатель) >
92

93.

Поток топлива в насосе высокого давления
Топливо, поступающее от электрического насоса низкого давления под давлением
примерно 4-5 бар, проходит через впускное отверстие магистрали низкого давления и
протекает внутри корпуса. Топливо внутри корпуса проходит через регулирующий клапан
насоса и поднимается до головки блока цилиндров. Регулирующий клапан регулирует
подаваемый объем топлива для управления давлением топлива до заданного ЭБУД
значения. Другими словами, нагрузка снижается для увеличения количества топлива,
подаваемого к головке блока цилиндров, или увеличивается для снижения количества
топлива (нормально разомкнутый тип). Контролируемый поток топлива протекает от
головки блока цилиндров до впускного клапана, где давление топлива сильно
нагнетается встроенным в линию плунжером, приводимым в движение вращением
кулачка. И, наконец, топливо подается в общую топливную рампу через клапан высокого
давления, на этом роль насоса высокого давления заканчивается. Ниже представлена
двухмерная иллюстрация потока топлива. Однако для того, чтобы лучше понять схему
протекания топлива, вы должны точно понимать внутреннюю структуру насоса высокого
давления.
Головка блока
цилиндров
Крепление насоса
Клапан управления
Впускной клапан
Клапан высокого
давления
Доставка топлива
5
высокого давления
6
3
Корпус
4
Подача топлива
низкого
давления
2
1
Перепускной клапан
Путь
Топливный канал насоса
①→②
Топливо низкого давления →
Внутри насоса (корпус)
②→③
Корпус→ Регулятор насоса
③→④
Регулятор насоса → Головка
блока цилиндров
④→⑤
Головка блока цилиндров →
Впускной клапан
⑤→⑥
Впускной клапан → Клапан
высокого давления (подача)
< Поток топлива в насосе высокого давления >
Перепускной клапан, установленный на насосе высокого давления, распределяет поток
топлива, подаваемого к линии высокого давления. Он предназначен для открывания
возвратной линии при определенном давлении (выше 3,3 бар) в канале смазки для
смазывания насоса высокого давления и возврата топлива.
Форма перепускного
клапана
▶ Отверстие линии смазки
▶ Состояние ожидания
Линия смазки
Подаваемое
топливо
Подается
насосом
▶ Отверстие линии смазки
и возвратной линии
Возвратная линия
(перепускное отверстие)
< Перепускной клапан насоса высокого давления >
93

94.

3.3 Датчик давления топлива
Электр. разъемы
Цепь оценки
Диафрагма с элементом
датчика
Высокое давление
соединение
1. Роль и функция
На основании сигнала от RPS ЭБУД определяет оптимальный объем впрыска топлива в
конкретных условиях. Сигналы RPS используются также в качестве сигнала обратной
связи от регулятора давления в топливной рампе для достижения оптимального давления
при определенных состояниях двигателя.
2. Место установки
3. Устанавливается в конце топливной рампы.
3. Механизм (тип - пьезорезистивный датчик давления)
Датчик давления в топливной рампе (RPS) содержит пьезоэлектрический элемент и
измеряет давление внутри общей топливной рампы. При изменении формы мембраны
электрическое сопротивление слоев, прилегающих к мембране, также меняется.
Изменение формы, возникающее в результате изменения давления в системе, меняет
электрическое сопротивление и вызывает изменение напряжения в резистивном мостике
5В.
Это изменение напряжения происходит в диапазоне от 0 до 70 мВ (в зависимости от
давления) и усиливается цепью оценки в диапазоне от 0,5В до 4,5В. Если датчик
давления в топливной рампе неисправен, клапан управления давлением может быть
запущен «вслепую» с использованием аварийной функции (limp-home) и фиксированных
значений, либо двигатель останавливается.
4. Симптомы неисправности
Если датчик давления в топливной рампе неисправен, ЭБУД управляет объемом топлива
путем блокировки давления в топливной рампе на уровне 330 бар. Если давление
холостого хода в топливной рампе составляет 250 бар при нормальных условиях, то в
случае неисправности датчика давления в топливной рампе частота вращения двигателя
поддерживается на уровне немного выше частоты вращения холостого хода. Это
приводит к тому, что эффективность ускорения автомобиля снижается и ограничивается
выходная мощность двигателя. Это связано с активацией логической схемы
отказобезопасности для защиты топливной системы.
4,8 В
Педаль акселератора
полностью нажата
4,5 В
Выходное
напряжение
На холостом ходу:
0,5 В
1,1 В (200-300 бар)
0,2 В
0 бар
Давление
1800 бар
Принципиальная схема (R-двигатель)
Технические характеристики
94

95.

3.4 Регулятор давления топлива/топливная рампа
1.
2.
3.
FPRV (MPROP)
RPS
RPCV
Роль и функция
1.
Для точного впрыска топлива форсунками двигателя с общей топливной рампой топливо постоянно должно
находиться под давлением в общей топливной рампе. Поэтому клапан управления давлением топлива
регулирует давление топлива для соответствия целевому значению, задаваемому ЭБУ. Существует три
метода управления давлением топлива: управление на впуске (клапан управления на насосе), управление на
выпуске (клапан управления на топливной рампе) и одновременное управление на впуске/выпуске.
Одновременное управление на впуске/выпуске использовалось на R-двигателях, а управление на впуске
использовалось на U-двигателях.
※ < Преимущества одновременного управления на впуске/выпуске >
При определенный условиях замедления не создается избыточное давление (поэтому
соблюдаются новые стандарты по выбросам)
Сниженный крутящий момент насоса высокого давления
Место установки
2.
Клапан управления на насосе: расположен между насосами низкого и высокого
давления (впуск)
Клапан управления на топливной рампе: в конце топливной рампы
3. Механизм
Клапан управления на насосе и клапан управления на топливной рампе одновременно управляются до
достижения целевого значения давления, задаваемого ЭБУ.
Клапан управления на насосе: нормально замкнутый тип (NC), который остается закрытым при выключении
двигателя
Намагничивание электромагнитного клапана ЭБУ (увеличение нагрузки) → подъем иглы →открывание
клапана → давление топлива увеличивается для подачи топлива в насос высокого давления
• Клапан управления на топливной рампе: нормально разомкнутый тип (NО), который остается
открытым при выключении двигателя
Намагничивание электромагнитного клапана ЭБУ (увеличение нагрузки) → опускание иглы →
открывание клапана → давление топлива увеличивается вследствие отсечения линии возврата топлива
4) Симптомы неисправности
Клапан управления на насосе: в случае механического залипания клапана в открытом состоянии
объем топлива, протекающего в общую топливную рампу, увеличивается и давление в топливной
рампе резко повышается. И, наоборот, в случае механического залипания клапана в закрытом
состоянии объем топлива, попадающего в общую топливную рампу, снижается, что потенциально
способно вызвать проблемы с зажиганием, позднее зажигание и перебои в работе двигателя во
время движения.
Клапан управления на топливной рампе: в случае залипания в открытом состоянии все топливо
подается в возвратную линию, поэтому высокое давление топлива не создается. Залипание в
закрытом состоянии препятствует протеканию топлива в возвратную линию, что потенциально может
привести к повреждению топливной магистрали из-за избыточного давления в топливной рампе.
Категория
Технические
характеристики
Сопротивление обмотки (Ом)
2,6 - 3,15 (20°C)
Ток (А)
1,8
Сопротивление обмотки (Ом)
3,42 - 3,78 (20°C)
Ток (А)
0,15 ~ 1,8
FPRV
RPRV
< Принципиальная схема (R-двигатель) >
< Технические характеристики >
95

96.

Ссылка: управление давлением в топливной рампе (поколение 1)
Управление на выпуске
1.
2.
Особенности
Управление на впуске
Электрический
насос
предварительной
подачи
Давление в системе
1350 бар
Особенности
3.
2.
Шестеренный
насос
Давление в
системе
1350 бар
1.
3.
В зависимости от условий, таких как нагрузка на двигатель, электронный блок управления
двигателем (ЭБУД) должен увеличивать, уменьшать или поддерживать на том же уровне
давление в гидроаккумуляторе (топливной рампе). Для разных моделей и двигателей
применяются разные стратегии управления давлением топлива в топливной рампе. В
целом, ЭБУД контролирует сигнал датчика давления в топливной рампе (2) и сравнивает
это значение с расчетным целевым значением давления в топливной рампе.
• Тип контролируемый на выпуске, поколение 1:
в этих системах используется электрический насос предварительного нагнетания
давления для топлива, подаваемого к топливному насосу высокого давления.
Максимальное давление, создаваемое в системе, составляет примерно 1350 бар.
Системы контролируемые на выпуске, управляют давлением на выпуске насоса высокого
давления путем увеличения или снижения общего количества возвращаемого топлива.
ЭБУД управляет клапаном управления давлением в топливной рампе (1.),
подсоединенным к гидроаккумулятору высокого давления. Клапан управления давлением
в топливной рампе (RPCV) задает правильное значение в топливной рампе и
поддерживает его на этом уровне. В случае избыточного давления в топливной рампе
RPCV открывается и часть топлива возвращается в топливный бак по линии коллектора.
Если давление в топливной рампе слишком низкое, клапан управления давлением
закрывается и герметично отсекает линию высокого давления от линии низкого давления,
в результате чего давление в топливной рампе увеличивается. Для этих систем
необходим датчик температуры топлива (3.), поскольку этот тип стратегии управления
приводит к увеличению температуры топлива до 80-120C°. Поэтому должна выполняться
компенсация.
• Тип контролируемый на впуске, поколение 1:
в этих системах используется механический шестеренный насос, расположенный внутри
насоса высокого давления. Максимальное давление, создаваемое в системе, составляет
примерно 1350 бар. Типы, контролируемые на впуске, управляют количеством топлива,
поступающего от питающего насоса к насосу высокого давления. ЭБУД управляет
магнитным клапаном пропорционирования (1.), подсоединенным к насосу высокого
давления. Магнитный клапан пропорционирования (MPROP) представляет собой клапан
нормально разомкнутого типа, он задает правильное давление в топливной рампе и
поддерживает его. В случае избыточного давления в топливной рампе MPROP
закрывается и количество топлива, попадающего в насос высокого давления,
уменьшается. Если давление в топливной рампе слишком низкое, клапан управления
давлением открывается и к насосу высокого давления подается большее количество
топлива, в результате чего давление в топливной рампе увеличивается. Преимуществом
системы этого типа является то, что крутящий момент насоса высокого давления ниже,
чем в системе с управлением на выпуске. Недостатком этой системы является сброс
избыточного давления в топливной рампе при определенных условиях замедления. При
этих условиях время открывания форсунки меняется ЭБУД для того, чтобы устранить
избыток топлива в топливной рампе. Ограничительный клапан давления (3.) подсоединен
к гидроаккумулятору высокого давления. Он необходим для сброса избыточного давления
в случае залипания MPROP в открытом состоянии.
96

97.

3.5 Форсунка CRDi – электромагнитный тип
■ Электромагнитный тип (U-двигатель)
Электр.
соединение
Пусковой элемент
(электромагнитный
клапан)
Якорь
Отверстие
слива
Шар клапана
Управление клапаном
камера
Возврат топлива низкого давления
< Форсунка закрыта > < Форсунка открыта >
Высокое давление от топливной рампы
1. Роль и функция
Форсунка впрыскивает топливо высокого давления в мелкодисперсном виде в камеру
сгорания в объеме, задаваемом ЭБУД.
2. Место установки
Устанавливается на топливной рампе и камере сгорания.
3. Механизм
ЭБУ подает напряжение к электромагнитному клапану в момент впрыска топлива и
клапан перемещается вверх. Топливо высокого давления в форсунках давит на шарик
вниз. Поскольку топливо высокого давление подается сверху, оно опускается в форсунки.
Возникающая разница в давлении между верхней (низкое давление) и нижней (высокое
давление) частями форсунок перемещает сопла форсунок вверх для начала впрыска в
камеру сгорания.
Стадия впрыска
① Ожидание
высокого
давления
② Подготовка
впрыска
③ Начало
впрыска
④ Завершение
впрыска
Электромагнит
Ток не подается
Ток подается
Ток подается
Ток не подается
Шаровый клапан
Закрыто
Открыто
Открыто
Закрыто
Сопло
Закрыто
Закрыто
Открыто
Закрыто
4. Симптомы неисправности
Из-за чрезмерной утечки сзади могут возникнуть блокировка впрыска и сбой впрыска.
Поскольку сгорание без надлежащего впрыска топлива невозможно, могут возникнуть
потеря выходной мощности и даже остановка двигателя.
Категория
Технические
характеристики
Сопротивление (Ом)
215 - 295 при 20℃
< Принципиальная схема (R-двигатель) >
< Технические характеристики >
97

98.

3.5 Форсунка CRDi – пьезо-тип
Линия низкого давления (4-5 бар)
■ Форсунка пьезо-типа (R-двигатель)
Разъем
Канал высокого
давления
Гидравлическая
соединительная
Клапан
муфта
давления
Игла
форсунки
Пьезопривод
Регулятор
давления масла
Модуль топлива низкого
давления (6-10 бар)
Пьезопривод
Гидравлическая
соединительная муфта
Боль
шой
Жидкость (топливо,
повышенное давление)
Малы
й
Регулятор давления масла
Давление в топливной рампе
(высокое давление)
1. Функция и местоположение
Топливо под высоким давлением впрыскивается в камеру сгорания Расположено на
топливной рампе и камере сгорания.
2. Механизм
• Пьезопривод
Состоит из нескольких слоев пьезокерамических цилиндров (высота: примерно 90 мкм).
При подаче напряжения они удлиняются на величину от 1,5% до 2,0%
(пьезоэлектрический обратный эффект) а их длина составляет «ход». Количество и
поперечное сечение керамических элементов пропорциональны ходу привода и выходной
мощности, соответственно.
• Гидравлическая соединительная муфта
Расположена под пьезоприводом и усиливает выходную мощность привода вследствие
отношения поперечных сечений верхней и нижней части поршней. В этот момент ход
привода удлиняется. Жидкость для гидравлических системе представляет собой смесь
топлива и масла под давлением, которая используется для работы гидравлической
муфты обычно в диапазоне давлений от 1 до 10 бар.
3. Симптомы неисправности
Обычно в пьезофорсунках не возникают проблемы, однако их засорение мешает
впрыску топлива. Поскольку сгорание без надлежащего впрыска топлива невозможно,
могут возникнуть потеря выходной мощности и даже остановка двигателя.
Категория
Технические
характеристики
Сопротивление (кОм)
150 - 210 при 20℃
Рабочее напряжение (В)
110 ~ 156
< Принципиальная схема (R-двигатель) >
< Технические характеристики >
98

99.

График сигнала впрыска
• График сигнала впрыска форсунки без начальной регенерации
-
2 предварительных впрыска + основной впрыск
Датчик
положения
к/вала
Нижн. датчик
ВМТ №1
положения к/вала
Датчик
положения
к/вала
Напряжение
форсунки
Предварительный впрыск: 2 раза
Основной впрыск: ВМТ
Ток
форсунки
• График сигнала впрыска форсунки в режиме регенерации
- предварительный впрыск + основной впрыск + 2 дополнительных впрыска
Датчик
положения
к/вала
Нижн. датчик
положения к/вала
ВМТ №1
Датчик
положения
к/вала
Напряжение Предварительный впрыск: 1 раз
форсунки
Основной впрыск: ВМТ
Дополн. 1
Дополн. 2
: После ВМТ 27˚ : После ВТМ 72˚
Ток
форсунки
99

100.

Занятие 4. Система турбонагнетателя
Значение лямбда в процессе сгорания для дизельных двигателей всегда выше, чем для
бензиновых. Отрицательное давление на впуске, достигаемое при вертикальном
движении поршня, недостаточно для того, чтобы подавать воздух в камеру сгорания.
Необходим вентилятор для подачи большого количества воздуха в камеру сгорания. Эту
функцию выполняет турбосистема.
Турбонагнетатель - это вид вентилятора, который принудительно подает воздух под
давлением в камеру сгорания для увеличения выходной мощности и крутящего момента.
Двигатель VGT оснащен датчиком давления наддува и отображает служебные данные,
которые называются «давлением наддува». Когда давление наддува повышается, поток
воздух в цилиндры увеличивается, также увеличивается объем сгораемого топлива, что
приводит к увеличению выходной мощности.
• Порядок работы турбонагнетателя
Отработавший газ → Управление приводом VGT (поток на турбине определяется
скоростью потока) → Вращение турбины → Вращение компрессора → Промежуточный
охладитель → (Датчик давления наддува) → Впускной коллектор → Камера сгорания
Промежуточный
охладитель
Воздушный
фильтр
Турбонагнетатель
Клапан
EGR
Клапан
VGT
Глушитель
• Тип турбонагнетателя
Тип
WGT
VGT
e-VGT
Управление
Вкл-выкл
Производительность
Производительность
Функционирование
Электромагнит
Электромагнит
Электропривод
Затрагиваемый
двигатель
UⅡ 1,1 и 1,4, бензиновый,
система турбонагнетания
(Gamma, Theta)
UⅡ 1,6 и 1,7 / A Ⅱ
R
100

101.

4.1 Привод VGT (U-двигатель)
Вакуумный шланг
Привод VGT
Высокая скорость
Крыльчатка
Низкая скорость
1. Роль и функция
VGT (турбонагнетатель с изменяемой геометрией) - это устройство, которое увеличивает
эффективность работы турбонагнетателя на низкой частоте вращения двигателя и
поддерживает оптимальную эффективность на высокой частоте вращения за счет
изменения площади поперечного сечения крыльчатки турбонагнетателя, через которую
проходит газ. Он уменьшает провал тяги на низкой частоте вращения и увеличивает
выработку мощности двигателя.
2. Место установки
Устанавливается в задней части выпускного коллектора.
3. Механизм
На ЭБУД подаются данные частоты вращения двигателя, сигналы датчиков APS, MAFS и
давления наддува.
ЭБУД обеспечивает оптимальность сжатия воздуха путем управления электромагнитным
клапаном вакуумной диафрагмы, регулирующей поток отработавших газов.
Состояние двигателя
Производительность
электромагнита
Привод
Область
Низкая скорость, низкая
нагрузка
прибл. 75%
Натяжение
(вакуум: выс.)
Суженная
Высокая скорость, высокая
нагрузка
прибл. 5%
Ослабление
(вакуум: низкий)
расширенная
4. Симптомы неисправности
В случае неисправности SCV ЭБУД поддерживает клапан SCV полностью открытым.
Механическое залипание клапана может привести к снижению мощности двигателя и
скорости рециркуляции отработавших газов. Однако такое снижение достаточно не
велико для того, чтобы водитель смог распознать его.
Категория
Технические
характеристики
Сопротивление (Ом)
14,7 - 16,1 при 20℃
< Принципиальная схема >
< Технические характеристики >
101

102.

4.2 Привод e-VGT (R-двигатель)
E-VGT
Привод E-VGT
и блок управления
Впускной
коллектор
Промежуточный
охладитель
* Тип - прямозубая
передача
(R-2,0)
* Тип - червячная
передача
(R-2,2)
1. Роль и функция
Устройство электромагнитного типа является таким же, как на приводе VGT. Однако eVGT использует электродвигатель для приведение в действие привода и поэтому
обеспечивает более точный турбоконтроль.
2. Место установки
Электрический привод управления VGT установлен на турбонагнетателе.
3. Механизм
Он управляет створкой турбонагнетателя с изменяемой геометрией (VGT) и регулирует
количество сжатого воздуха посредством ШИМ-сигнала ЭБУД. Данный клапан состоит из
электродвигателя пост. тока, управляющего створкой клапана, двухскоростного редуктора,
увеличивающего крутящий момент электродвигателя пост. тока, датчика положения,
регистрирующего положение створки клапана, электрического блока управления
электродвигателем пост. тока и разгрузочной пружины, которая переводит обесточенную
створку в открытое положение.
4. Симптомы неисправности
В случае неисправности SCV ЭБУД поддерживает клапан SCV полностью открытым.
Механическое залипание клапана может привести к снижению мощности двигателя и
скорости рециркуляции отработавших газов. Однако такое снижение достаточно не
велико для того, чтобы водитель смог распознать его.
Главное реле
CAN (выс.)
CAN (низк.)
ЭБУ
E-VGT
ЭБУ
E-VGT
Главное реле
Сигнал
Сигнал ШИМ
Сигнал
ШИМ
обратной
связи
«Масса»
< R 2,2 >
«Масса»
< Принципиальная схема >
102
< R 2,0 >

103.

4.3 BPS (датчик давления наддува)
Кремниевый чип
Встроенная
Цепь
Камера с высоким
вакуумом
1. Роль и функция
BPS устанавливается на расширительном бачке для измерения абсолютного давления во
впускном коллекторе. Входное напряжение BPS изменяется пропорционально
абсолютному давлению в коллекторе. Эта информация используется ЭБУД для
управления турбонагнетателем с изменяемой геометрией (VGT).
2. Место установки
Устанавливается перед впускным коллектором.
3.
Механизм (тип - пьезорезистивный датчик давления)
Датчик BPS состоит из пьезоэлектрического элемента и гибридной интегральной схемы,
которая усиливает выходной сигнал от элемента. Пьезоэлемент представляет своего
рода мембрану, в которой используется пьезоэлектрический эффект. С одной стороны
мембрана окружена вакуумной камерой, а на другую сторону действует впускное
давление от турбонагнетателя. Таким образом, выходной сигнал образуется путем
трансформации мембраны в зависимости от изменения давления наддува, подаваемого
от турбонагнетателя.
4. Симптомы неисправности
При обнаружении избыточного давления во впускном коллекторе выработка мощности
двигателем ограничивается для его защиты, поскольку слишком высокое давление,
создаваемое турбонагнетателем может повредить двигатель.
Давление (кПа)
Выходное напряжение (В)
50
0,5
100
1,002 ~ 1,142
300
3,288 ~ 3,428
400
4,11 ~ 4,59
< Принципиальная схема (R-двигатель) >
< Технические характеристики >
103

104.

Занятие 5. Система выпуска
Отработавшие газы, выпускаемые бензиновыми и дизельными двигателями, различны по
составу. Бензиновые двигатели выпускают отработавший газ, содержащий CO,
углеводороды и оксиды азота. Дизельные двигатели выпускают твердые частицы (ТЧ),
субстанцию, напоминающую сажу. Выбросы CO и углеводородов бензиновыми
двигателями значительно снизились благодаря использованию трехступенчатого
каталитического нейтрализатора. Однако выбросы оксидов азота все еще остаются
высокими. Твердые частицы, выпускаемые дизельными автомобилями, являются
причиной увеличения концентрации мелкодисперсной пыли в воздухе. По этой причине
стандарты к выбросам дизельных автомобилей становятся более строгими.
Дизельные двигатели могут работать только в условиях избытка воздуха. По этой
причине при использовании с дизельными двигателями катализаторы, используемые на
бензиновых двигателях, не помогают уменьшить выбросы оксидов азота. Идеей, лежащей
в основе каталитического окисления, является возникновение химических реакций, при
которых сам катализатор не изменяется и не расходуется. Катализатор называется
окислительным потому, что он преобразует загрязняющие вещества в безопасные газы
путем окисления. В случае выпуска отработавших газов дизельным двигателем
катализатор окисляет монооксид углерода (CO), газообразные углеводороды (HC) и
жидкие углеводороды, абсорбируемые частицами углерода.
Система рециркуляции отработавших газов (EGR) помогает снизить образование
оксидов азота. При помощи EGR часть отработавших газов возвращается во впускную
магистраль при работе двигателя с частичной нагрузкой. Это снижает не только
содержание кислорода, но и скорость сгорания и максимальную температуру фронта
пламени, что приводит к снижению выбросов оксидов азота.
При рециркуляции слишком большого объема отработавшего газа, превышающего 40%
объема подаваемого воздуха, выброс сажи, CO и углеводородов, а также расход топлива
увеличиваются из-за недостатка кислорода.
Рециркуляция обычно достигается путем использования трубопровода, ведущего от
выпускного коллектора к впускному. Клапан управления (клапан EGR) в цепи,
контролируемый электромагнитом или электрически, регулирует параметры цепи и время
протекания газа.
Ниже приведена проверка входных и выходных элементов, связанных с EGR и сажевым
фильтром.
EGR
Клапан
Выпуск
Дифф. Датчик
давления
104
Сажевый
фильтр
Датчик
температуры
отработавших газов

105.

5.1 Клапан EGR
Электромагнитный
клапан
Планетарная Датчик
Электродвигатель
шестерня положения
пост. тока
Клапан EGR
Кулачок
привода
Охладитель Обводной
EGR
клапан
Главная
пружина
Шток клапана
Тарелка клапана
1. Роль и функция
Электрический клапан управления EGR устанавливается между охладителем EGR и
выпускной магистралью, и представляет собой электромагнитный клапан. Этот клапан
управляет уровнем рециркуляции отработавших газов (EGR) по сигнал управления
нагрузки ЭБУД в зависимости от нагрузки двигателя и потребности в поступающем
воздухе.
Система рециркуляции отработавших газов (EGR) используется для добавления
отработавших газов в поступающий воздух, чтобы снизить избыток воздуха и температуру
в камере сгорания.
2. Место установки
Расположена рядом с охладителем EGR.
3. Механизм
Получая сигнал ЭБУД, линейный электронный привод EGR электромагнитного типа
напрямую управляет электрическим клапаном управления EGR. ЭБУ выполняет
управление обратной связью системы EGR при помощи информации об измеренном
массовом расходе воздуха (роль датчика MAFS в дизельном двигателе и бензиновом
двигателе различна. В бензиновом двигателе сигнал MAFS влияет на количество
впрыскиваемого топлива.)
При увеличении поступления рециркулируемого газа (не содержащего кислорода) в
камеру сгорания расход воздуха (содержащего кислород) через датчик AFS уменьшается.
На основании изменения выходного сигнала AFS и данных об управлении приводом
электрического клапана EGR ЭБУД определяет количество рециркулируемого газа.
4. Симптомы неисправности
Могут возникать два типа неисправностей. Механическая неисправность увеличивает или
уменьшает объем EGR, не влияя на залипание клапана управления в открытом/закрытом
состоянии. Снижение объема EGR не сопровождается симптомами, тогда как увеличение
может привести к неполному сгоранию, что в свою очередь может вызвать отклонения в
работе двигателя, включая помпаж.
Категория
Электродв
игатель
Датчик
положения
Технические
характеристики
Сопротивление
обмотки (Ом)
2,3 - 2,7 (20°C)
Напряжение:
открыто - 6 мм
0,6 - 1,3 (В)
Напряжение: Закрыто
3,6 - 4,3 (В)
< Принципиальная схема (R-двигатель) >
< Спецификации (R-двигатель) >
105

106.

5.2 Датчик дифференциального давления
Датчик
дифференциального
давления
Датчик дифференциального
давления низкого давления
(LP-EGR)
Крепление
датчика
Детектирование
дифференциального
давления CPF
1. Роль и функция
Датчик дифференциального давления (DPS) измеряет разницу давления отработавших
газов до и после сажевого фильтра. ЭБУ может рассчитать количество сажи,
отложившейся в сажевом фильтре с помощью сигнала от датчика фильтра.
2. Место установки
Расположен до и после сажевого фильтра.
3. Механизм (пьезоэлектрический тип)
Датчик дифференциального давления (DPS) является датчиком пьезоэлектрического
типа. Регистрируя разницу в давлении между передней и задней частями сажевого
фильтра, DPS выдает линейный сигнал 0 - 5 В. С помощью выходного сигнала DPS
определяет количество сажи, сульфидов и SOF (растворимых органических фракций),
чтобы установить необходимость регенерации CPF.
4. Симптомы неисправности
Контрольная лампа двигателя мигает и функция регенерации сажевого фильтра
заблокирована. Таким образом, может увеличиться образование нагара внутри сажевого
фильтра, а в худшем случае фильтр может засориться.
Нормальный выход
4,5 В
Выходное
напряжение
1В
0В
0
100
Дифференциальное давление (кПа)
< Технические характеристики >
< Принципиальная схема (R-двигатель) >
106

107.

5.3 Датчик температуры отработавших газов
Датчик температуры
отработавших газов
DOC
Сажевый
фильтр
Датчик
температуры
отработавших
газов
1. Роль и функция
Датчик температуры отработавших газов (EGTS) №1 для VGT устанавливается на
выпускном коллекторе и определяет температуру отработавшего газа, попадающего в
VGT (R-двигатели не оснащены датчиком температуры отработавшего газа для защиты
VGT и для этого используется смоделированное значение).
Датчик температуры отработавших газов (EGTS) №2 для сажевого фильтра
устанавливается на узле сажевого фильтра дизельного двигателя (CPF) и определяет
температуру отработавшего газа, попадающего в сажевый фильтр.
При достижении предопределенного состояния двигателя ЭБУ выполняет сжигание
скопившейся в DPF сажи с помощью отработавших газов. В данный момент температура
отработавших газов является важным фактором состояния двигателя.
2. Место установки
Устанавливается на сажевом фильтре.
3. Механизм (термисторный тип)
Электрическое сопротивление ECTS уменьшается при повышении температуры и
наоборот. Опорное напряжение 5 В ЭБУ подается на датчик ECTS через резистор в ЭБУ.
Резистор в ЭБУ и термистор в ECTS соединены последовательно. Если из-за изменения
температуры охлаждающей жидкости двигателя изменяется сопротивление термистора
EGTS, то меняется и выходное напряжение.
4. Симптомы неисправности
Сигнал сажевого фильтра определяет превышение максимальной заданной температуры
(900℃) в случае, когда температура отработавшего газа позади сажевого фильтра
аномально увеличена в течение более чем 1 секунды. Поэтому в тяжелых условиях
вождения активируется проверка компонентов или автомобиля, либо выполняется
проверка того, что газообразные углеводороды попадают к каталитическому
нейтрализатору в передней части сажевого фильтра, что приводит к низкому отношению
сжатия и неисправности впускного/выпускного клапана или утечке в задней части сопла
форсунки.
*. Повышение фактической температуры отработавших газов до 900 ℃ может привести к
повреждению выпускной линии (турбонагнетателя) и фильтра CPF.
Температура [℃ (℉)]
Сопротивление
(кОм)
100(212)
289,0 ~ 481,0
300(572)
5,30 ~ 6,61
600(1 112)
0,35 ~ 0,38
900(1 652)
0,08 ~ 0,09
< Принципиальная схема (R-двигатель) >
< Технические характеристики >
107

108.

5.4 Сажевый фильтр
DOC
Отработавшие газы
Датчик температуры
Сажевый
фильтр
Трубка перепада
давления
1. Роль и функция
Система каталитического сажевого фильтра (CPF) предотвращает выброс твердых
частиц (ТЧ) в атмосферу и состоит из узла фильтра, двух датчиков температуры
отработавших газов (EGTS) и датчик дифференциального давления (DPS). Фильтр
встроен в узел каталитического нейтрализатора и имеет ячеистую структуру, подобную
пчелиным сотам, которая может отфильтровывать твердые частицы из отработавшего
газа. Когда отработавший газ проходит через сажевый фильтр, твердые частицы
осаждаются на фильтре, а другие компоненты (CO2, оксид азота и т. д.) выбрасываются в
атмосферу через выхлопную трубу. Собранные на сажевом фильтре твердые частицы
называются «сажей».
2. Место установки
Устанавливается в задней части выпускного коллектора.
3. Механизм
Твердые частицы после сгорания (ТЧ) отфильтровываются мелкоячеистой структурой в
сажевом фильтре.
4. Симптомы неисправности
Засоренный сажевый фильтр препятствует достаточному выбросу отработавших газов.
Повышенное давление выбросов может привести к потере мощности и помпажу
двигателя.
Регенерация сажевого фильтра
Если в сажевом фильтре имеется большое количество сажи, должна быть выполнена его
регенерация. ЭБУД может рассчитать количество сажи по сигналу DPS, пробегу
автомобиля или смоделированным данным. Если ЭБУД определяет потребность в
регенерации сажевого фильтра, он выполняет «процедуру регенерации», когда состояние
автомобиля соответствует заданным условия (режим регенерации).
Для сжигания сажи ЭБУД вводит дополнительное количество топлива в цилиндры в такте
выпуска (два дополнительных впрыска) и увеличивает температуру отработавшего газа
до температуры сгорания сажи (выше 600℃). В этот момент сажа сгорает, а в результате
ее сгорания на сажевом фильтре остается зола.
※ Управление регенерацией сажевого фильтра будет пояснено в разделе диагностики
дизельного двигателя в курсе 3 уровня. Регенерация сажевого фильтра с использованием
GDS поясняется на следующей странице.
108

109.

Процедура регенерации сажевого фильтра при помощи GDS
a. Когда?
Эти процедуры представляют собой принудительную регенерацию сажевого фильтра с
использованием сканирующего инструмента, если сажевый фильтр не регенерируется во
время движения. Например, если автомобиль продолжительно управляется в режиме
движения с низкой скоростью или на короткие дистанции, регенерация сажевого фильтра
не может быть выполнена, поскольку система не включает режим регенерации.
b. Как?
Принудительная регенерация при помощи диагностического оборудования
подразделяется на стадии запуска, предварительного подогрева, охлаждения и
завершения. Общее необходимое время для процедуры составляет 15 - 20 минут.
Выберите функцию
регенерации сажевого
фильтра
Запуск регенерации
(увеличение частоты
вращения двигателя,
начальный дополнительный
впрыск)
Проверьте состояние
регенерации
Проверьте пробег и время
работы двигателя
Повышение температуры
отработавших газов (584℃)
При выполнении регенерации сажевого фильтра в закрытом помещении могут быть получены
ожоговые травмы из-за высокой температуры отработавших газов. Поэтому регенерация сажевого
фильтра должна выполняться на открытом воздухе в безопасной зоне.
109

110.

Занятие 6. Разное
6.1 APS (датчик положения педали акселератора)
Педаль
акселератора
- Неконтактный тип
- Входной сигнал датчика 1, 2
1. Функция и роль
В системах с электронным регулированием впрыска больше не имеется уровня нагрузки,
который механически управляет подачей топлива. Поток рассчитывается ЭБУД в
зависимости от множества параметров, включая положение педали, которое измеряется
с использованием потенциометра.
2. Место установки
Устанавливается внизу справа от сиденья водителя и рядом с педалью тормоза.
3. Механизм
Датчик положения педали оснащен двумя потенциометрами с механически жесткими
направляющими. Два потенциометра получают питание от разных источников питания,
поэтому намерение водителя может быть определено более надежно благодаря
избыточной информации. Напряжение, создаваемое в потенциометре датчика положения
педали акселератора, представляет собой функцию от настойки педали акселератора.
Затем при помощи кривой программируемой характеристики по этому напряжению
рассчитывается положение педали.
4. Симптомы неисправности
Датчики APS 1 и 2 имеют независимые друг от друга питание и «массу». В нормальных
условиях выходное напряжение APS2 составляет половину от выходного напряжения
APS1. Если отношение двух сигналов выходит за пределы заданного значения, эта
ошибка распознается и активируется режим Limp home.
При активации режима Limp Home частота вращения двигателя фиксируется на значении
1200 об/мин. и эффективность движения ограничивается для предотвращения создания
избыточной мощности вследствие неисправного сигнала датчика APS.
Выходное
напряжение (В) 5
Опорное напряжение
3,8~4,4
Сигнал APS1
«Масса»
2,5
ЭБУД
1,93~2,18
Сигнал APS2
«Масса»
0,7~0,8
2,29~0,46
Опорное напряжение
Ход педали
Полностью Ход (мм)
Закрытая
открытая
дроссельная
дроссельная
заслонка
заслонка
< Технические характеристики >
110
< Принципиальная схема >

111.

6.2 FTS (датчик температуры топлива)
1. Функция и роль
Датчик температуры топлива (FTS) определяет температуру топлива, подаваемого на
насос высокого давления. Температура топлива ограничивается с целью защиты
компонентов топливной системы, таких как топливный насос высокого давления и
форсунки, от быстрого ухудшения характеристик вследствие паровых пробок,
образующихся при высокой температуре или в результате повреждения масляной
мембраны.
2. Место установки
Устанавливается в магистрали подачи топлива.
3. Механизм
Датчик температуры топлива представляет собой термистор с ОТК и устанавливается в
магистрали подачи топлива.
4. Симптомы неисправности
Температура топлива ограничивается (через ограничение мощности двигателя) так,
чтобы она не превышала 120 °C.
Температура топлива ограничивается с целью защиты компонентов топливной системы,
таких как топливный насос высокого давления и форсунки, от быстрого ухудшения
характеристик вследствие паровых пробок, образующихся при высокой температуре или в
результате повреждения масляной мембраны. В случае неисправности фиксируется на
значении 80℃.
Температура [°C (℉)]
Сопротивление (кОм)
-10 (14)
9,45
20 (68)
2,27 ~ 2,73
80 (176)
0,30 ~ 0,32
120 (248)
0,11
< Технические характеристики >
< Принципиальная схема >
111

112.

6.3 Кислородный датчик
1. Функция и роль
Кислородный датчик (датчик лямбда, λ) также называется датчиком кислорода широкого
диапазона, и устанавливается на выпускном коллекторе. ЭБУД использует данные о
концентрации кислорода в отработавшем газе, определяемые кислородным датчиком,
для компенсации количества впрыскиваемого топлива, и улучшения точности управления
EGR. Кроме того, количество топлива надлежащим образом контролируется во время
максимальной нагрузки двигателя для управления ограничением дыма, создаваемого
обогащенной топливной смесью.
2. Место установки
Устанавливается в задней части выпускного коллектора.
3. Механизм
ЭБУД рассчитывает экономичный расход топлива по данным тока или получает ток в
зависимости от концентрации кислорода в отработавшем газе таким образом, что ток
кислородного датчика равен λ=1,0. Когда ЭБУД подает ток, это означает, что он
определяет низкую концентрацию кислорода; а когда ЭБУД получает ток, он определяет
высокую концентрацию кислорода.
4. Симптомы неисправности
Если на ЭБУД подается сигнал нажатия на педаль тормоза в то время, когда автомобиль
двигается и нажата педаль акселератора, то ЭБУД определяет неисправность датчика
педали акселератора и система переходит в режим Limp home. Когда система переходит
в режим Limp home, частота вращения двигателя фиксируется на уровне 1200 об/мин, а
выходная мощность ограничивается (режим Limp home отключается при обнаружении
нормального сигнала от датчика педали акселератора).
Позиция
Технические
характеристики
Сопротивление
нагревателя (Ом)
2,4 ~ 4,0 [20℃(68℉)]
Технические характеристики
Состояние
Сервисные данные (напряжение
датчика, B1S1)
Холостой
ход
Однородное выходное напряжение
примерно 1,5 В
Обогащенна Напряжение снижено до 0,96 В (мин.
я смесь
λ ≈ 0,8)
Обедненная
смесь
Напряжение повышено до 3,96 В
(макс. λ ≈ 1,7)
< Принципиальная схема >
< Ссылка >
112

113.

6.4 Датчик воды в топливном фильтре
Крышка
фильтра
Впуск топлива
Бумажный
фильтровальный
элемент
Топливо
выпуск
Корпус
Водоотделитель
Сигнальная лампа
1. Функция и роль
Водяной
бачок
Сливной
винт
для воды
Отделение воды из топлива осуществляется в топливном фильтре. Если обнаруживается
большее количество воды, чем заданное значение для датчика воды, установленного в
нижней части топливного фильтра, на комбинации приборов включается сигнальная
лампа топливного фильтра.
Наличие воды в топливном фильтре особенно критично для насоса высокого давления
или форсунок дизельного двигателя с общей топливной рампой. Поскольку вода является
причиной плохой смазки и коррозии этих высокопрецизионных устройств, это приводит к
перебоям в работе двигателя. Чтобы предотвратить это жесткое состояние для двигателя,
включается сигнальная лампа наличия воды в топливном фильтре для того, чтобы
предупредить водителя об удалении собранной воды из фильтра, а мощность двигателя
ограничивается.
2. Место установки
Устанавливается в нижней части топливного фильтра.
3. Механизм
Если данные подтверждают контакт датчика воды с водой, то зафиксированное
напряжение заземляется на массу шасси, а от линии сигнала подается выходное
напряжение 12 В. При помощи этого метода ЭБУД распознает уровень воды.
4. Симптомы неисправности
Для неисправности датчика воды не имеется специального кода неисправности. На
комбинации приборов включается сигнальная лампа воды в случае превышения уровня
воды в фильтре. Сам по себе автомобиль не ощущает проблем в результате
неисправности датчика воды. Однако неспособность определять влагу может привести к
коррозии компонентов топливной системы и повреждению деталей в результате
ухудшения смазки, также могут возникать отклонения в работе двигателя.
※ Информация: при отсутствии воды лампа будет мигать в течение 2 секунд, затем
выключится для того, чтобы подтвердить, что эта система находится в нормальном
состоянии.
Позиция
Технические
характеристики
Уровень предупреждения
(куб. см.)
53 ~ 63
< Принципиальная схема >
< Технические характеристики >
113

114.

Занятие 7. Базовая проверка и регулировка
Ниже представлены базовые проверки и регулировки, выполняемые для дизельного
двигателя.
7.1 Ввод кода IQA (регулировки количества впрыска)
1. Почему?
Вследствие характеристик форсунки возникают колебания объема впрыскиваемого
топлива. Путем ввода в ЭБУД значений объема впрыска для каждой форсунки можно
более точно управлять объемом впрыска топлива.
2. Когда?
Ввод данных форсунки (IQA) в ЭБУД выполняется после установки нового ЭБУД или
замены форсунки
3. Как?
a. Выключить зажигание.
b. Подключить GDS к диагностическому разъему (DLC).
c. Включить зажигание.
d. Выбрать «Автомобиль, Год модели, Двигатель, Система».
e. Выбрать «Vehicle S/W Management» (Управление программным обеспечением
транспортного средства).
f. Выбрать пункт «Injector Specific Data» (Данные для отдельных форсунок).
g. Выполнить процедуру в соответствии с появившимся сообщением.
h. После нажатия появления сообщения «Writing success» (Успешная запись), нажать
«ОК» и выключить зажигание.
i. Примерно в течение 10 секунд включить зажигание и проверить заново данные
для отдельных форсунок, сохраненные в ЭБУД.
114

115.

7.2 Функция проверки двигателя
Испытание компрессии, сравнение частоты вращения холостого хода, сравнение
количества впрыска
1. Почему?
Эта работа является функцией проверки двигателя. При выполнении не возникают какиелибо специфичные симптомы. При наличии подозрений на проблемы с давлением сжатия
или впрыском в камеру сгорания для быстрой проверки можно использовать GDS.
2. Когда?
Если возникает неуверенная работа двигателя или подозревается недостаточная
выходная мощность двигателя.
3. Как?
Выключить зажигание.
Подключить GDS к диагностическому разъему (DLC).
Включить зажигание.
Выбрать «Автомобиль, Год модели, Двигатель, Система».
Выбрать «Vehicle S/W Management» (Управление программным обеспечением
транспортного средства).
f. Выбрать «Engine Test Function» (Функция проверки двигателя).
g. Выбрать «Compression Test» (Испытание компрессии), «Idle Speed Comparision»
(Сравнение частоты вращения холостого хода). «Injection Quantity Comparison»
(Сравнение количества впрыска.
h. Выполнить испытание в соответствии с появившимся сообщением.
a.
b.
c.
d.
e.
Испытание компрессии
Позволяет определить, является ли сжатие в камере сгорания удовлетворительным. Если
частота вращения двигателя от одного цилиндра выше, чем от других цилиндров, то
давление сжатия в цилиндре низкое.
1
2
3
4
115

116.

Сравнение частоты вращения холостого хода
В этом испытании измеряется частота вращения при работе каждого цилиндра, когда
объем впрыска топлива форсунками не компенсируется ЭБУ. Оно позволяет выявить
форсунки с заметным отклонением объема впрыска.
1
2
3
Сравнение количества впрыска
В этом испытании измеряется частота вращения при работе каждого цилиндра, когда
объем впрыска топлива форсунками не компенсируется ЭБУ. Поскольку испытание
проводится в состоянии, идентичном фактическому процессу сгорания, можно выявить
проблемы с топливной системой, если обнаруживается значительная разница в частоте
вращения двигателя, создаваемой разными цилиндрами, или чрезмерная компенсация
объема впрыска.
1
2
3
116

117.

7.3 Процедура стравливания воздуха
1. Почему?
Защищает насос высокого давления и минимизирует задержки зажигания. В насосах
высокого давления дизельных двигателей топливо используется в качестве смазки. Если
насос высокого давления включается при заполненной воздухом магистрали низкого
давления, функция смазки не выполняется и может произойти повреждение насоса.
2. Когда?
После демонтажа или замены указанной ниже детали стравите воздух в контуре низкого
давления топлива.
Топливный бак
Датчик топлива
Топливный фильтр
Топливный насос высокого давления
Топливопроводы низкого давления
3. Как?
Выключить зажигание.
Подключить GDS к диагностическому разъему (DLC).
Включить зажигание.
Выбрать «Автомобиль, Год модели, Двигатель, Система».
Выбрать
«Vehicle
S/W
Management»
(Управление
программным обеспечением транспортного средства).
f. Выбрать «Fuel line Air removal» (удалить воздух из
топливопровода).
g. Выполнить процедуру в соответствии с появившимся
сообщением.
a.
b.
c.
d.
e.
1
2
※ U-двигатель: подкачивающий насос подсоединен к топливному фильтру для
стравливания воздуха.
117

118.

7.4 Испытание на низкое давление
Манометр
Всасывающий
насос
Электрический
топливный насос
1. Почему?
Топливо высокого давления может подаваться в камеру сгорания для питания дизельного
двигателя. Такое топливо под высоким давлением требует насоса высокого давления,
однако в топливопроводе низкого давления сначала должно создаваться достаточно
низкое давление для того, чтобы доставить топливо к насосу высокого давления. Поэтому
сначала следует проверить, создается ли в магистрали низкого давления достаточное
давление топлива.
※ Основные проверки
Состояние цепи подачи топлива, наличие дизельного топлива в системе, отсутствие
пузырей воздуха или эмульсии в трубках, отсутствие утечек в трубопроводах высокого и
низкого давления, качество и тип дизельного топлива
2. Когда?
Проблемы, связанные с топливным насосом могут привести к трудному запуску или
остановке двигателя. Топливный фильтр может быть проверен путем сравнения
показаний манометров, подсоединенных до и после топливного фильтра. Проблемы,
связанные с топливным фильтром, могут привести к остановке двигателя сразу после
запуска или отсутствию мощности двигателя.
3. Как?
a.
b.
c.
d.
Выключить зажигание.
Отсоединить разъемы форсунок.
Установить манометр (всасывающий тип: вакууметр, питающий тип: манометр)
Проворачивать двигатель в течение 10-15 сек. и наблюдать за значениями давления.
118

119.

7.5 Испытание на высокое давление
1. Почему?
Это испытание предназначено для проверки давления, создаваемого насосом высокого
давления.
2. Когда?
Магистраль низкого давления исправна, однако высокое давление топлива не
достигается
3. Как?
a. Соединить топливную рампу с установленной заглушкой с
выпуском насоса высокого давления
b. Подсоединить датчик давления в топливной рампе к манометру
CRDI, используя один из кабелей-адаптеров.
c. Подсоединить датчик давления в топливной рампе (RPCV) к
положительному и отрицательному выводам, используя один из
кабелей-адаптеров.
d. Подсоединить сканирующий инструмент
e. Проверить и удалить любые коды DTC, если имеются
f. Снять показания давления в топливной рампе, прокручивая
двигатель
не более
5
секунд
(может
потребоваться
дополнительная АКБ), скорость стартера должна быть выше 200
об/мин.
Если давление, достигаемое во время проворачивания двигателя, составляет меньше
1050 бар (Bosch1) или 1300 бар (Bosch 2 или Delphi), то насос высокого давления должен
быть заменен. Симптомами неисправности насоса высокого давления являются
задержанный запуск двигателя или утечка через клапан управления давлением в
топливной рампе.
119

120.

Для заметок