6.3. Система впрыска топлива дизельного двигателя. Турбокомпрессор

Элементы системы впрыска топлива дизельного двигателя

1 — Датчик положения распределительного вала 2 — Чувствительный элемент датчика температуры всасываемого воздуха 3 — Свеча накаливания	4 — Датчик положения коленчатого вала 5 — Датчик указателя уровня масла, дизельный двигатель

Функциональная схема управления впрыском топлива из общей топливораспределительной магистрали Common Rail (на примере двигателя 611)

А1 — Приборная доска А1е43 — Контрольная лампа отказов системы электронного управления мощностью (EPC) В2/5 — Пленочный датчик MAF В4/6 — Датчик давления в магистрали В6/1 — Датчик Холла распределительного вала В11/4 — Датчик температуры охлаждающей жидкости В17 — Датчик IAT В28 — Датчик давления В37 — Датчик положения педали CAN — Шина данных L5 — Датчик CKP М55 — Электромотор отсечки впускного порта N2/7 — Блок управления SRS N3/9 — Блок управления CDI N10/1 — Передний блок SAM с коробкой реле и предохранителей N14/2 — Выходной каскад свечей преднакала N15/3 — Блок управления ETC (модели с АТ) N22 — Блок управления нажимной кнопки автоматической системы кондиционирования (ААС) N33/2 — Блок управления вентилятора отопителя N47 — Блок управления антипробуксовочной системы N73 — Блок управления датчика-выключателя электронного зажигания (EIS) S40/3 — Датчик-выключатель педали сцепления (модели с РКПП) Y31/1 — Трансдюсер вакуума EGR

Y31/5 — Трансдюсер вакуума управления давлением наддува/заслонкой контроля давления Y74 — Клапан регулятора давления Y75 — Электрический запорный клапан Y76y1-y4 — Форсунки цилиндров 1-4 62 — Вакуумный резервуар 63 — Контрольный клапан 101 — Клапан EGR 104 — Вакуумный насос 110 — Турбокомпрессор 110/2 — Охладитель воздуха наддува 110/10 — Вакуумная сборка управления давлением наддува 112/1 — Фильтр 120/1 — Окислительный каталитический преобразователь (ближе к двигателю) 120/2 — Окислительный каталитический преобразователь (под полом)

Расположение элементов системы управления впрыском Common Rail

(на примере двигателя 611) A1e16 — Контрольная лампа преднакала A1e43 — Контрольная лампа отказов EPC B17 — Датчик температуры всасываемого воздуха (IAT) B28 — Датчик давления N14/2 — Выходной каскад свечей накаливания	N10/1 — Передний блок управления SAM с коробкой предохранителей и реле N3/9 — Блок управления CDI Y31/1 — Трансдюсер вакуума EGR Y31/5 — Вакуумный трансдюсер заслонки управления давлением/управления давлением наддува

Расположение элементов системы управления впрыском Common Rail

B37 — Датчик положения педали S40 — Датчик-выключатель темпостата	S40/3 — Датчик-выключатель педали сцепления

ТНВД, топливоподкачивающий насос, топливный фильтр и охладитель топлива (1 из 2)

1 — Крышка клапана отключения, 200CDI/220CDI 2 — Крышка форсунки, 270CDI 3 — Клапан отключения топлива, 8Нм 4 — Промежуточный элемент 5 — Держатель промежуточного элемента, 9Нм 6 — ТНВД, 14Нм	7 — Держатель трубопровода 8 — Уплотнительное кольцо 9 — Топливоподкачивающий насос, 9Нм 10 — Поводок 11 — Уплотнительное кольцо

ТНВД, топливоподкачивающий насос, топливный фильтр и охладитель топлива (2 из 2)

1 — Топливный фильтр 2 — Держатель 3 — Топливный трубопровод, топливоподкачивающий насос к клапану отключения 4 — Держатель, топливный трубопровод к насосу охлаждающей жидкости 5 — Топливный трубопровод 6 — Шланг 7 — Топливный трубопровод, топливный фильтр к топливоподкачивающему насосу 8 — Топливный трубопровод, ТНВД к клапану регулировки давления 9 — Изолированный шланг для дренажного трубопровода 10 — Дренажный трубопровод 11 — Кольцевой элемент, дренажный трубопровод к топливному фильтру 12 — Полый болт, дренажный трубопровод к топливной распределительной магистрали 13 — Шланг, топливная магистраль к охладителю топлива 14 — Охладитель топлива, 14Нм 15 — Прокладка внутренняя 16 — Теплообменник топлива 17 — Крышка

18 — Топливный фильтр с держателем 19 — Шланг 20 — Прокладка нижняя 21 — Корпус теплообменника топлива Только двигатель 2.7 л 30 — Топливный трубопровод, топливный фильтр к топливоподкачивающему насосу 31 — Топливный фильтр 32 — Трубопровод 33 — Уплотнительное кольцо 34 — Фильтрующий элемент

Вакуумные линии. Двигатель 611.692

1 — К правому и левому преобразователю давления 2 — Рабочий вакуум, атмосферное давление, управляющий вакуум 3 — Шланг к турбокомпрессору 4 — — Вакуумная коробка для регулировки направляющих лопаток турбокомпрессора 5 — Изолированный шланг 6 — Преобразователь давления, левый регулировочный клапан 7 — Фильтр левый, правый 8 — Защитное кольцо	9 — Соединительный элемент 10 — Зажимной элемент 11 — Держатель устройства рециркуляции отработавших газов 12 — Держатель на продольной балке 13 — Соединительный шланг 14 — Резервуар 15 — Преобразователь давления, управление наддувом

Топливная система дизельного двигателя управляется электронной системой управления двигателя. Она имеет следующие преимущества:

· Самодиагностика системы управления двигателем позволяет производить быстрый поиск неисправности.
· Точное дозирование количества впрыскиваемого топлива обеспечивает сокращение содержания вредных веществ в отработавших газах и низкий расход топлива.
· Регулирование оборотов холостого хода и ограничения оборотов производится автоматически.

При работе дизельного двигателя в его цилиндры всасывается чистый воздух, который сжимается до высокого давления. При этом температура воздуха поднимается до 700°С, превышающую температуру воспламенения дизельного топлива. Топливо впрыскивается в цилиндр с некоторым опережением и воспламеняется. Таким образом, свечи зажигания для воспламенения топлива не используются.

Топливо подается топливоподкачивающим насосом под давлением 3.5 атм. к топливному насосу высокого давления (ТНВД). В ТНВД уже на низких оборотах создается постоянное давление сжатия свыше 1300 атм.

От ТНВД идёт общая топливная распределительная магистраль (Common Rail) к отдельным цилиндрам. Общая магистраль служит в качестве аккумулятора давления и распределяет топливо с постоянным давлением по форсункам. Количество впрыскиваемого топлива дозируется с необходимой точностью блоком управления двигателем посредством электромагнитных форсунок. Если микропроцессор блока управления двигателем закрывает, например, электромагнитные клапаны, впрыск топлива прекращается. Иными словами создание давления и впрыск топлива происходят независимо друг от друга. Преимуществом этого является то, что впрыск может происходить оптимально, в зависимости от потребности и состава отработавших газов, но независимо от числа оборотов двигателя.

Для оптимизации сгорания топлива многоструйные форсунки открываются в две ступени. Сначала производится предварительный впрыск небольшого количества топлива, что создаёт благоприятные условия для условий воспламенения основного количества впрыскиваемого топлива. В итоге это приводит к мягкому и бесшумному сгоранию топливной смеси. При открытии форсунки небольшая часть топлива попадает на внутренние компоненты форсунки, смазывая их, и возвращается в топливный бак.

Перед поступлением топлива в топливоподкачивающий насос и ТНВД оно проходит очистку в топливном фильтре от загрязнений и воды. Поэтому является важным производить регулярную замену фильтра в рамках проведения технического обслуживания.

Топливоподкачивающий насос и ТНВД не требуют обслуживания. Все подвижные части насосов смазываются дизельным топливом.

Воздух в двигатель засасывается или поступает от турбокомпрессора и проходит через воздушный фильтр. Турбокомпрессор сжимает воздух, который затем поступает в интеркулер, где он охлаждается после нагрева в результате сжатия в турбокомпрессоре. Охлаждение способствует лучшему заполнению цилиндров нагнетаемым воздухом, что в свою очередь повышает крутящий момент и мощность двигателя.

Для уменьшения доли вредных веществ в отработавших газах дизельные двигатели имеют дизельный окислительный каталитический преобразователь. Одновременно система рециркуляции обеспечивает существенное снижение в отработавших газах содержание окислов азота. Это достигается благодаря подаче отработавших газов к всасываемому двигателем воздуху, что обеспечивает снижение концентрации кислорода в воздухе, поступающем в цилиндры двигателя. Это приводит к задержке воспламенения и к более низкой температуре сгорания, что в итоге уменьшает образование NOx. Процесс рециркуляции отработавших газов должен однако точно дозироваться, так как в противном случае возрастает содержание копоти в отработавших газах. Для этого количество засасываемого воздуха определяется измерителем, что позволяет электронному прибору управлять процессом рециркуляции.

Впрыск топлива осуществляется непосредственно в камеру сгорания.

Двигатель управляется электронной системой, похожей на систему управления бензиновыми двигателями. Система управляет работой двигателя, анализируя информацию, поступающую от большого числа датчиков.

Информация о положении коленвала и скорости вращения двигателя поступает в блок управления от датчика положения коленвала. Индуктивная головка датчика расположена напротив маховика и постоянно сканирует специальные метки, нанесенные на его поверхность. При прохождении метки мимо головки датчика он посылает импульс в блок управления. Метки равномерно нанесены на поверхность маховика, но одна метка пропущена. Она должна располагаться в 90° до ВМТ первого цилиндра. В момент прохождения маховиком этой точки датчик не посылает импульс в блок управления. Блок распознаёт эту паузу и точно определяет момент ВМТ. Длительность этой паузы используется для определения скорости вращения двигателя.

Информация о количестве и температуре поступающего в двигатель воздуха поступает от датчика абсолютного давления во впускном трубопроводе и датчиков температуры воздуха. Датчик абсолютного давления соединён с трубопроводом вакуумным шлангом и измеряет давление в нём. Установлено два датчика температуры воздуха. Один установлен перед турбокомпрессором, а другой — после интеркулера. Температура и давление воздуха используются для расчёта точного количества топлива, которое необходимо падать к форсункам.

Датчик температуры охлаждающей жидкости измеряет температуру и посылает полученную информацию в блок управления. Анализируя эту информацию, блок управления корректирует состав и момент впрыска топливной смеси, а также управляет системой прогрева холодного двигателя.

Выключатель стоп-сигналов и датчик педали тормоза информирует блок управления о текущем положении педали тормоза. При получении сигналов с этих датчиков система управления мгновенно переводит двигатель на холостой ход до тех пор, пока не получит сигнал с датчика положения педали акселератора.

Трос акселератора отсутствует. Вместо него на установлен датчик положения педали акселератора. Датчик постоянно информирует блок управления о положении педали, который, в свою очередь, точно рассчитывает параметры впрыска. Холостые обороты также регулируются блоком управления и не могут быть отрегулированы вручную. Анализируя информацию, поступающую с различных датчиков, блок управления рассчитывает величину оборотов холостого хода, корректируя их в зависимости от нагрузки на двигатель и его температуры.

Система впрыска топлива является системой прямого впрыска. В днищах поршней находятся вихревые камеры, обеспечивающие завихрение поступающего в камеры сгорания топлива.

Управление прогревом холодного двигателя осуществляется блоком управления двигателем. При холодном двигателе момент впрыска смещается блоком управления. Блок управления двигателем, в свою очередь, управляет работой свечей накаливания. Свечи накаливания установлены в каждый цилиндр и включаются перед запуском двигателя, работаю во время проворачивания двигателя стартёром и некоторое время после запуска двигателя. Свечи значительно облегчают запуск холодного двигателя. После включения зажигания на приборной доске загорается лампа (обратитесь к Главе Руководство по эксплуатации), сигнализирующая о включении свечей накаливания. Как только лампа погаснет, Вы можете запускать двигатель. Если температура окружающего воздуха очень низкая, свечи продолжают работать ещё некоторое время после запуска двигателя. Этим достигается стабильная работа двигателя и снижение вредных примесей в отработавших газах.

Вследствие высоких пусковых качеств двигателя с непосредственным впрыском в холодном состоянии предварительный накал требуется только при температуре ниже -10°С.

Топливо проходит через топливный фильтр. В фильтре топливо отделяется от воды и загрязнений. Поэтому важно удалять из топлива воду и производить своевременную замену фильтрующего элемента.

Эксплуатация зимой

При снижении температуры наружного воздуха уменьшается текучесть дизельного топлива вследствие выпадения парафина. Дизельное топливо по своей текучести становится подобным меду и может забивать фильтр. По этой причине в дизельное топливо зимой могут вводиться добавки, повышающие текучесть топлива и обеспечивающие возможность запуска двигателя при температуре наружного воздуха до – 22°С.

Чтобы исключить забивание топливного фильтра при низкой наружной температуре, топливо направляется в теплообменник.