содержание .. 1 2 3 ..
Volkswagen двигатель TDI 1,6л с системой впрыска Common Rail. Устройство и принцип работы - часть 2
Механическая часть двигателя
Усовершенствованная опора двигателя
Двигатель TDI 1,6л не имеет балансирных валов. Снижение уровня ощущаемых в салоне вибраций
возложено на новую опору двигателя.
Назначение опоры двигателя:
● фиксация двигателя в моторном отсеке, статическая (в состоянии покоя) и динамическая (в движении);
● восприятие статической нагрузки от двигателя;
● снижение уровня вибраций, вызываемых неровностями дороги;
● гашение колебаний, передаваемых двигателем на кузов.
Опоры двигателя применяются в автомобилях для уменьшения колебаний, передаваемых двигателем на кузов,
и гашения резонансных вибраций двигателя.
Для восприятия нагрузки от двигателя и фиксации двигателя в моторном отсеке необходимы опоры
с максимально возможной жёсткостью.
Для обеспечения акустического комфорта в салоне требуются мягкие опоры. За счёт большого частотного
диапазона они обеспечивают малую динамическую жёсткость.
Для достижения компромисса при решении этих задач устанавливают опоры, заполненные жидкостью,
так называемые гидроопоры.
Новая опора двигателя
Эффективность новой опоры увеличена за счёт конструкции её гидросистемы.
Совершенствование геометрических параметров гидроопоры позволило использовать жидкость в качестве
внутреннего инерционного демпфера.
Наружная панель
Мембрана
Рабочая камера
разделительного модуля
разделителя
S442_030
S442_028
Расширительная
Разделительный
Дросселирующий
Расширительная
Дросселирующий
камера
модуль
канал
камера
канал
Канал
Внутренняя оболочка
демпфирующей
разделительного модуля
жидкости
20
Принцип действия
Большая амплитуда колебаний
Если опора воспринимает колебания большой
амплитуды (возникающие, например, от дорожных
Рабочая камера
неровностей), их энергия гасится за счёт
демпфирования в гидроопоре. Это происходит
в результате выдавливания гидравлической
жидкости под действием колебаний большой
амплитуды из рабочей камеры в расширительную
Дросселирующий
через дросселирующий канал. Таким образом
канал
толчки гасятся до комфортного уровня.
Расширительная
S442_166
камера
Малая амплитуда колебаний
Действующие на опору колебания малой
амплитуды, возникающие, например, от вибраций
двигателя, гасятся плавающей мембраной
Рабочая камера
разделителя.
В новой опоре мембрана разделителя
в определённом диапазоне числа оборотов/
частоты колебаний колеблется вместе
с гидравлической жидкостью в противофазе
к вибрациям двигателя.
Плавающая мембрана разделителя препятствует
S442_168
Мембрана
преждевременному резкому повышению жёсткости
разделителя
опоры. Благодаря этому вибрации, передаваемые
на кузов, невелики.
Это же позволило уменьшить характерные низко! и
высокочастотные звуки (гул и пр.) до комфортного
уровня, а также отказаться от использования
балансирных валов.
Жидкость, использованная в опоре
Повреждения мембраны опоры двигателя
двигателя, — это «двухатомный спирт»
ведут к потере жидкости и нарушению
(пропиленгликоль), в обиходе именуемый
работоспособности опоры.
антифриз.
21
Механическая часть двигателя
Топливная система (Golf 2009)
9
1 = Подкачивающий топливный насос G6
Этот топливный насос непрерывно подаёт топливо
в напорную магистраль.
4
2 = Топливный фильтр с клапаном
5
предварительного нагрева
Клапан предварительного нагрева препятствует
засорению фильтра кристаллизованным
парафином в условиях низких температур.
(В Polo 2010 клапан предварительного нагрева
6
устанавливается отдельно.)
3
3 = Насос напорной магистрали
Подкачивающий топливный насос является
составной частью насоса высокого давления и
подаёт топливо из напорной магистрали в модуль
насоса высокого давления.
2
4 = Датчик температуры топлива G81
Датчик температуры топлива определяет
фактическую температуру топлива.
Цвет/обозначение
Высокое давление 230 - 1600 бар
Давление в обратной магистрали от форсунок 1 бар
5 = Насос высокого давления
Давление в напорной / обратной магистрали
Насос высокого давления создаёт необходимое для
впрыска давление топлива.
6 = Клапан дозирования топлива N290
Клапан дозирования топлива в зависимости от
фактической потребности регулирует количество
впрыскиваемого топлива.
22
7
8
7 = регулятор давления N276
Регулятор давления топлива регулирует давление
топлива в контуре высокого давления.
8 = Аккумулятор давления (топливная
рампа)
В аккумуляторе давления под высоким давлением
содержится объём топлива, необходимого для
впрыска во все цилиндры.
11
11
11
11
9 = Датчик давления топлива G247
Датчик давления топлива определяет фактическое
давление в контуре высокого давления.
10
10 = Редукционный клапан
Редукционный клапан служит для стабилизации
S442_130
давления в обратной (сливной) магистрали.
Это необходимо для исключения скачков давления
1
у форсунок и обеспечения их нормальной работы.
Он поддерживает примерно постоянное давление
в обратной магистрали.
Далее приводится описание компонентов
топливной системы.
11 = Форсунки N30, N31, N32, N33
Через форсунки топливо впрыскивается в камеры
сгорания.
23
Механическая часть двигателя
Система впрыска Common Rail
Система впрыска Common Rail разработана
Система впрыска Common Rail позволяет
компаниями Volkswagen и Continental.
обеспечить оптимальное и эффективное
Она включает в себя:
смесеобразование и сгорание. Основное правило:
чем выше давление впрыска, тем мельче капли
! блок управления двигателя,
топлива и лучше смесеобразование.
! форсунки,
Важной характеристикой системы Common Rail
! аккумулятор высокого давления (топливную
является то, что давление впрыска (макс. 1600бар)
рампу),
может быть создано независимо от оборотов
! датчик давления топлива,
двигателя и количества впрыскиваемого топлива.
! регулятор давления,
! трубки высокого давления и
! насос высокого давления.
Насос высокого давления объединяет:
! механический насос напорной магистрали,
! клапан дозирования топлива и
! насос высокого давления.
Форсунки
Регулятор давления
Датчик давления топлива
Аккумулятор давления
(топливная рампа)
Насос высокого давления
S442_210
24
Разделение процессов создания давления и
Форсунки связаны с аккумулятором высокого
впрыска топлива обеспечивает накопитель —
давления короткими трубками. Как ключевое звено
аккумулятор высокого давления (топливная рампа).
системы форсунки должны обеспечить впрыск
Необходимое давление создаёт насос высокого
топлива в камеру сгорания.
давления с радиально движущимися плунжерами,
который подаёт топливо в аккумулятор высокого
давления (топливную рампу).
Ход иглы, мм
Предварительный
Основной впрыск
Добавочный впрыск
впрыск
Ток управления, A
5!9
Напряжение, В
80!150
S442_254
Угол поворота
коленвала, °
Подаваемый в нужный момент импульс от блока
Во время предварительного впрыска давление
управления двигателя к форсунке запускает
в камере сгорания нарастет постепенно, таким
процесс впрыска. Продолжительность открытого
образом снижается уровень шума, если
состояния форсунки и системное давление
предусмотрены дополнительные впрыски для
определяются количеством впрыскиваемого
нейтрализации отработавших газов. В комплексе
топлива. Дополнительно топливо для каждого цикла
с высокопроизводительным блоком управления и
горения может делиться на несколько порций.
форсунками со строгими допусками система
Common Rail позволяет заметно сократить расход
За предварительным впрыском очень малого
топлива и выбросы ОГ, при этом повысить мощность
количества топлива следует основной впрыск,
двигателя и плавность его работы.
а затем — для активной регенерации — несколько
добавочных впрысков.
25
Механическая часть двигателя
Насос высокого давления
Насос высокого давления включает в себя следующие узлы:
! насос напорной магистрали,
! клапан дозирования топлива и
! модуль насоса высокого давления.
Все компоненты объединены в одном корпусе.
Модуль насоса высокого
Насос напорной магистрали
давления
Слив топлива
Клапан дозирования топлива
N290
Подача топлива
Штуцер для подключения
к топливной рампе (высокое
давление)
S442_094
Модуль насоса высокого
давления
Слив топлива
Подача топлива
Топливо к клапану
дозирования топлива N290
Насос напорной магистрали
S442_096
26
Циркуляция топлива внутри насоса высокого давления
Дизельное топливо подаётся электрическим насосом из топливного бака через фильтр к насосу напорной
магистрали. Давление в насосе напорной магистрали регулирует клапан регулирования давления в напорной
магистрали.
Он открывается при давлении 5бар и пропускает топливо в напорную секцию насоса. Насос напорной
магистрали подаёт топливо через клапан дозирования топлива в насос высокого давления. Из насоса высокого
давления через регулятор давления топливо попадает в аккумулятор высокого давления (топливную рампу) и
далее по трубкам в форсунки.
К аккумулятору высокого
давления (рампа)
Насос высокого давления
Из топливного бака
Насос напорной
магистрали
Клапан дозирования топлива
Клапан регулирования давления
Модуль насоса высокого давления
в напорной магистрали
S442_156
27
Механическая часть двигателя
Насос напорной магистрали
Насос напорной магистрали представляет собой
шестерёнчатый насос с механическим приводом
и является составной частью насоса высокого
давления. Он предназначен для перекачивания
топлива, подаваемого из топливного бака, через
клапан дозирования в насос высокого давления.
Давление топлива повышается приблизительно
до 5бар. Таким образом обеспечивается
бесперебойная подача топлива к насосу высокого
давления при любом режиме работы двигателя.
S442_236
Подача топлива
Топливо к клапану
дозирования топлива N290
S442_110
Насос напорной магистрали
Последствия отказа
Прекращается подача топлива в насос высокого
давления. Двигатель не заводится.
28
Клапан дозирования топлива N290
Клапан дозирования топлива N290 управляет
Клапан дозирования
подачей топлива в модуль насоса высокого
топлива
давления и обеспечивает бесперебойную подачу
топлива в насос высокого давления. Таким образом,
адаптация насоса высокого давления
к потребностям двигателя в топливе происходит уже
в контуре низкого давления. Преимущество такой
схемы состоит в том, что насос высокого давления
должен обеспечивать импульсы давления только
тогда, когда это необходимо для работы двигателя.
S442_240
Принцип действия
Клапан закрыт
Клапан открыт
(управляющий сигнал не подаётся)
(подаётся управляющий сигнал)
Катушка электромагнита,
Поршень
Катушка электромагнита
Поршень
электропитание подаётся
Пружина
Сердечник
Пружина
Сердечник
Штуцер подачи топлива к
Штуцер подачи топлива к
насосу высокого давления
насосу высокого давления
S442_102
S442_100
Штуцер подачи топлива от
Штуцер подачи топлива от
насоса напорной магистрали
насоса напорной магистрали
К клапану дозирования топлива не подаётся
К клапану дозирования топлива подаётся
управляющий сигнал. Поршень, нагруженный
управляющий сигнал, катушка электромагнита
усилием пружины, закрывает подачу топлива
создаёт магнитное поле.
в насос высокого давления. Подача топлива к нему
Сердечник клапана перемещает поршень,
закрыта.
преодолевая усилие пружины. Подача топлива
к насосу высокого давления открывается, топливо
поступает в насос.
Последствия отказа
Если питание на клапан не подаётся, клапан закрыт.
Топливо в насос высокого давления не подаётся.
Двигатель не заводится.
29
Механическая часть двигателя
Модуль насоса высокого давления
Насос высокого давления создаёт необходимое для
впрыскивания высокое давление топлива вплоть
до 1600бар. Он представляет собой насос
высокого давления с регулируемой
производительностью и двумя смещёнными на 180°
радиально движущимися плунжерами с приводом
от одного кулачка (эксцентрика).
S442_238
Модуль насоса высокого
давления
Камера сжатия Впускной клапан закрыт
Ход подачи
Кулачок двигает поршень вверх.
Впускной клапан закрывается под действием
пружины и нарастающего в камере сжатия
Выпускной
давления. Выпускной клапан открывается, когда
клапан
открыт
давление в камере сжатия становится больше, чем
К рампе
давление топлива в аккумуляторе высокого
Поршень
давления.
Кулачок
(эксцентрик)
Впуск топлива
При возвратом движении поршня в камере сжатия
возникает разрежение, впускной клапан
Поршень
открывается, преодолевая усилие пружины.
Топливо от клапана
дозирования
Засасывается топливо, поступившее от клапана
Выпускной клапан
дозирования. Одновременно под действием
закрыт
разности давлений между камерой сжатия и
аккумулятором высокого давления закрывается
выпускной клапан.
S442_106
Впускной клапан
Камера сжатия
открыт
30
Аккумулятор высокого давления (рампа)
Рампа служит в качестве аккумулятора высокого давления топлива, подаваемого из насоса высокого давления.
Отсюда топливо поступает в топливные форсунки в количестве, необходимом для конкретного режима работы.
Штуцер высокого давления
от насоса высокого давления
Штуцеры форсунок
Слив в топливный бак
S442_098
Датчик давления топлива G247
Аккумулятор давления
Клапан регулирования
(топливная рампа)
давления топлива N276
Датчик давления топлива G247
Датчик давления топлива G247 измеряет давление
топлива в рампе. Фактическое давление датчик
преобразует в электрический сигнал, который
анализируется блоком управления двигателя.
В соответствии с заложенным в блок управления
двигателя алгоритмом сигнал давления
используется для вычисления продолжительности
S442_158
впрыска и регулирования высокого давления
посредством клапана дозирования топлива.
Датчик давления топлива вручен прямо в рампу.
Последствия отказа
В случае отсутствия сигнала или недостоверного
сигнала датчика блок управления двигателя
переходит в аварийный режим управления.
При этом уменьшается мощность двигателя,
а максимальные обороты двигателя ограничиваются
3000 об/мин.
31
Механическая часть двигателя
Регулятор давления N276
Регулятор давления топлива установлен на
топливной рампе. Он регулирует давление
в аккумуляторе высокого давления. Управление
регулятором давления осуществляется от блока
управления двигателя с помощью ШИМ!сигнала.
S442_116
Устройство
Катушка электромагнита
Игла клапана
Слив топлива
Давление топлива
в аккумуляторе
высокого давления
Седло клапана
S442_124
Пружина клапана
Шарик клапана
Слив топлива
Сердечник
32
Принцип действия
Регулятор, управляющий сигнал не подаётся
В состоянии «Двигатель ВЫКЛ.» шарик клапана
прижимается к седлу клапана только усилием
пружины. Благодаря этому поддерживается
небольшое давление.
Если давление топлива в рампе превышает усилие
пружины, клапан открывается и топливо сливается
S442_120
через обратную магистраль в топливный бак.
Регулятор, управляющий сигнал подаётся
Для обеспечения рабочего давления
в аккумуляторе высокого давления блок управления
двигателя подаёт ШИМ!сигнал на катушку
электромагнита. Сердечник втягивается в катушку,
прижимая иглу клапана к седлу.
В зависимости от скважности управляющего
S442_122
сигнала изменяется количество сливаемого
в топливный бак топлива.
Последствия отказа
В случае отказа регулятора давления топлива
работа двигателя невозможна, так как не может
быть обеспечено необходимое для впрыска
давление топлива.
33
Механическая часть двигателя
Форсунки
Через форсунки (пьезофорсунки), соединённые с рампой трубками высокого давления, топливо
в необходимом для каждого режима работы количестве впрыскивается в камеры сгорания. Конкретный объём
впрыскиваемого топлива складывается в зависимости от нагрузки из объёмов предварительного, основного и
дополнительного впрыска. Форсунки открываются пьезоэлементами. Это позволяет обеспечить очень быстрое
открытие форсунки, точное соответствие объёма топлива алгоритму блока управления и «мягкое» сгорание.
Форсунка (пьезофорсунка), управляющий сигнал не подаётся
Через магистраль высокого давления топливо
Форсунка закрыта. Подпружиненный золотник
попадает в управляющую камеру и камеру
закрывает обратную магистраль, чтобы исключить
высокого давления форсунки. Сила (F1),
слив топлива при неработающем двигателе.
действующая на золотник, больше силы (F2),
действующей на иглу форсунки.
Обратная
магистраль
Золотник
Пьезоэлемент
Пружина
Штуцер магистрали
высокого давления
Штуцер магистрали
высокого давления
S442_136
F1
Обратная
Золотник
Управляющая камера
магистраль
Золотник
F1>F2
Камера высокого
давления
Игла форсунки
S442_140
S442_134
F2
Сопло форсунки
34
Устройство и принцип действия пьезоэлемента подробно описаны в программе самообучения № 351
«Система впрыска Common Rail двигателя TDI 3,0л V6».
Форсунка (пьезофорсунка), управляющий сигнал подаётся
На пьезоэлемент подаётся управляющий сигнал,
Теперь давление жидкости (сила F2) превышает
пьезоэлемент расширяется. Золотник смещается,
силу (F1), действующую на золотник.
сжимая пружину, и открывает канал, соединяющий
Игла форсунки смещается вверх, топливо
управляющую камеру со сливной магистралью.
впрыскивается в камеру сгорания.
Вследствие этого давление в управляющей камере
падает.
Обратная
магистраль
Золотник
Пьезоэлемент
Пружина
Штуцер магистрали
высокого давления
Штуцер магистрали
высокого давления
S442_138
F1
Обратная
Золотник
Управляющая
магистраль
камера
F1<F2
Золотник
Камера высокого
давления
Игла форсунки
F2
S442_142
S442_160
Сопло форсунки
35
Механическая часть двигателя
Маркировка форсунок
В верхней части форсунки нанесена маркировка.
Код IIC нужно вводить при замене форсунок
Кроме номера по каталогу запасных частей VW,
в режиме ведомого поиска неисправностей
даты и номера сертификата, нанесён 6!значный
«Считать/адаптировать корректирующие величины
код IIC (Injector Individual Correction —
форсунок».
индивидуальная корректирующая величина
форсунки).
Дата
Код DMC 18x18
(4!значный)
Код изготовителя
Серия + порядковый
номер дня
(5!значный)
Код IIC
Номер по каталогу
(6!значный,
VW
подчёркнутый)
(10!значный)
Номер сертификата
S442_126
(4!значный)
Блок управления двигателя
Блок управления контролирует все процессы,
необходимые для регулирования систем двигателя.
В соответствии с определёнными параметрами
(частота вращения двигателя, температура ОЖ,
положение педали акселератора и т. д.) блок
управления задаёт такие выходные параметры, как
объём впрыскиваемого топлива, продолжительность
впрыска и пр.
S442_144
36
содержание .. 1 2 3 ..