содержание .. 1 2 3
Volkswagen дизели EA288 экологического класса Евро 6. Устройство и принцип работы - часть 3
Управление регенерацией оксидов азота
Управление регенерацией накопительного
накопительного нейтрализатора NOx он
нейтрализатора NOx осуществляется на основании
используется в качестве входного параметра лямбда-
цифровой модели накопления и регенерации,
регулирования. С помощью лямбда-зонда после
рассчитываемой блоком управления двигателя.
нейтрализатора G130 система управления
В качестве входных параметров для расчётной
двигателя определяет момент завершения
модели используются данные от датчиков
регенерации (удаления оксидов азота). В ходе
температуры ОГ и лямбда-зондов. Сигнал лямбда-
регенерации содержание кислорода в ОГ
зонда перед нейтрализатором G39 применяется для
регистрируется лямбда-зондами перед
расчёта содержания в ОГ оксидов азота и сажевых
нейтрализатором и после него, эти значения
частиц. Кроме того, в фазе регенерации
сравниваются друг с другом.
В начале регенерации после нейтрализатора регистрируется более высокое содержание кислорода, чем перед
нейтрализатором. Избыточное топливо реагирует с содержащимися в накопительном нейтрализаторе NOx
оксидами азота, при этом устанавливается значение лямбда 1.
N30-N33
G39
G130
J338
S526_058
К концу регенерации содержание кислорода в ОГ после нейтрализатора уменьшается. Значение лямбда
изменяется от 1 в сторону богатой смеси. Поскольку в накопительном нейтрализаторе NOx имеется теперь только
минимальное количество оксидов азота, топливо не может больше вступать с ними в реакцию. Избыточное
топливо проходит через нейтрализатор, и значение лямбда опускается ниже 1.
N30-N33
G39
G130
J338
S526_059
37
Система управления двигателя
Десульфатация
В оксиде бария в нейтрализаторе накапливаются
серы). Момент выполнения десульфатации
не только оксиды азота, но и содержащаяся
рассчитывается блоком управления двигателя. Для
в топливе сера. По мере эксплуатации имеющееся
этого в блоке управления двигателя заложена
в нейтрализаторе свободное место всё больше
цифровая модель накопления серы, входными
заполняется серой. В результате периоды времени,
параметрами в которой являются расход топлива и
через которые необходимо выполнять регенерацию,
содержание серы в топливе. При предельных
уменьшаются. Поскольку сера обладает достаточно
концентрациях серы в дизельном топливе на уровне
высокой температурной стабильностью, при
10 частей на миллион, законодательно
регенерации оксидов азота она не удаляется
установленных в Европе, десульфатация
из нейтрализатора. Поэтому нейтрализатору
нейтрализатора необходима в среднем каждые
необходима регулярная десульфатация (удаление
1000 км.
Принцип действия
Десульфатация накопительного нейтрализатора
образующиеся при десульфатации, преобразуются
NOx требует температур ОГ более 620 °C. Поэтому
специальным задерживающим покрытием в сажевом
десульфатация в большинстве случаев выполняется
фильтре в диоксид серы (SO2). В зависимости
сразу же после регенерации сажевого фильтра. В
от дорожной ситуации и степени заполнения
этом случае высокая температура ОГ, возникающая
накопительного нейтрализатора NOx серой,
при регенерации сажевого фильтра, может быть
десульфатация может продолжаться от 10 до
использована для сокращения времени нагрева
20 минут.
накопительного нейтрализатора NOx. Когда
достаточная для десульфатации температура ОГ
будет достигнута, двигатель начинает попеременно
работать в режимах богатой и бедной смеси. В
режиме богатой смеси сера (SO) преобразуется в
диоксид серы (SO2) и сероводород (H2S). Фазы
бедной смеси служат для ограничения температуры
ОГ в накопительном нейтрализаторе NOx, чтобы не
допустить слишком больших термических нагрузок
на детали. Небольшие количества сероводорода,
Лямбда
Температура
620 °C
Температура ОГ
в накопительном
нейтрализаторе NOx
1
Лямбда
Степень заполнения
серой
Время
S526_061
38
Датчик 1 давления ОГ G450
Законодательные нормы экологического класса
фильтром и турбонагнетателем.
Евро 6 требуют более строгого контроля
Чтобы иметь возможность без задержки
эффективности работы сажевого фильтра. Такая
регистрировать неисправность сажевого фильтра,
контрольная функция реализуется в двигателе
система управления с помощью сигнала датчика
EA288 Евро 6 с помощью датчика 1 давления
давления 1 ОГ G450 контролирует величину потока
ОГ G450. Датчик установлен на кронштейне на
ОГ в контуре рециркуляции ОГ низкого давления.
клапанной крышке рядом с датчиком разности
Когда сажевый фильтр неисправен, сажевые и
давлений G505. Места подключения датчика
другие твёрдые частицы осаждаются на
давления находятся за сажевым фильтром
фильтрующем элементе между сажевым фильтром и
и во впускном коллекторе между воздушным
радиатором охлаждения контура рециркуляции ОГ
низкого давления. Это приводит к тому, что поток ОГ
через контур рециркуляции ОГ низкого давления
уменьшается и больше не соответствует значениям,
задаваемым блоком управления двигателя.
Неисправный сажевый
фильтр
Сажевые частицы
Сажевые частицы, осевшие
на фильтрующем элементе
на входе в контур
рециркуляции ОГ низкого
давления
Датчик 1 давления ОГ G450
S526_062
Использование сигнала
Блок управления двигателя использует сигнал
При распознавании неисправности сажевого
датчика 1 давления ОГ G450 для контроля потока
фильтра делается соответствующая запись
ОГ через контур рециркуляции ОГ низкого давления
в регистраторе событий.
и тем самым исправности работы сажевого фильтра.
39
Система управления двигателя
Управление сгоранием топлива в зависимости
от давления в цилиндрах
Для точного управления впрыском топлива блок
срока эксплуатации двигателя. На основании
управления двигателя учитывает ход изменения
сигналов датчика давления в камере сгорания
давления в цилиндре во время сгорания. Данные
цилиндра 3 G679 и датчика числа оборотов
о фактическом значении давления в цилиндре блок
двигателя G28 блок управления двигателя
управления двигателя получает от датчика давления
рассчитывает картину давления в каждом из
в камере сгорания цилиндра 3 G679. Этот датчик
цилиндров по цифровой модели. Исходя из разницы
установлен в корпусе свечи накаливания
заданных и действительных параметров
цилиндра 3. Сведения о давлении в цилиндре
рассчитываются корректирующие значения для
во время сгорания дают возможность системе
момента впрыска и длительности использования
управления адаптировать момент впрыска топлива
форсунки.
в зависимости от интенсивности рециркуляции ОГ,
качества топлива и износа деталей в течение всего
Преимущества управления сгоранием топлива в зависимости от давления в цилиндрах:
• Прецизионная регулировка момента впрыска и количества впрыскиваемого топлива.
• Адаптация допусков количества впрыскиваемого топлива форсунок по мере эксплуатации двигателя.
• Более стабильная и равномерная работа двигателя по всем цилиндрам.
• Адаптация впрыска к задержке воспламенения в результате высокой степени рециркуляции ОГ и различий
в качестве топлива.
• Управление режимами, предъявляющими определённые требования к работе двигателя, и сменой таких
режимов (например, регенерация накопительного нейтрализатора NOx или регенерация сажевого фильтра)
без воздействия на динамические свойства автомобиля.
Принцип действия
Принцип измерения давления датчиком давления
На основании измеренного сопротивления
в камере сгорания цилиндра 3 G679 основан на том,
электронная схема датчика генерирует и передаёт
что нагревательный стержень является подвижным
в блок управления двигателя аналоговый
в осевом направлении и может передавать силу
электрический сигнал, соответствующий давлению
давления газов в цилиндре на измерительную
в камере сгорания.
мембрану. На этой мембране находятся
тензорезисторы, которые меняют своё электрическое
сопротивление при деформации.
40
огромный архив документации по автомобилям Volkswagen, Skoda, Seat, Audi
Устройство свечи накаливания 3 Q12 с датчиком давления в камере сгорания цилиндра 3 G679
Электрический разъём
Плюс датчика
Сигнал датчика
Масса датчика
Нагревательный стержень,
подвижный в осевом направлении
Плюс свечи накаливания
Гофрированный элемент
(уплотнение камеры сгорания)
Электронный блок
генерирования сигнала
Нить накала
Давление в камере
сгорания
Мембрана
Тензорезистор
S526_036
Использование сигнала
Последствия отсутствия сигнала
Сигнал датчика давления в камере сгорания
При отсутствии сигнала от этого датчика управление
цилиндра 3 G679 используется блоком управления
сгоранием топлива в зависимости от давления
двигателя для расчёта поправок при регулировании
в цилиндрах не выполняется. Это может выражаться
впрыска топлива.
в менее равномерной работе двигателя.
41
Система управления двигателя
Система впрыска
В двигателях EA288, удовлетворяющих требованиям экологического класса Евро 6, устанавливается система
впрыска топлива Common Rail производства фирмы Bosch, обеспечивающая давление впрыска до 2000 бар.
Максимальное давление впрыска по сравнению с двигателем EA288 Евро 5 было увеличено на прим. 200 бар,
что потребовало модификации ТНВД и форсунок двигателя EA288 Евро 6 в соответствии с более строгими
требованиями. Увеличение давления впрыска позволило уменьшить продолжительность впрыска и сечение
отверстий распылителя. Это обеспечивает более гибкое управление сгоранием и улучшение процесса
смесеобразования.
Форсунки
На рисунках ниже показаны основные отличия форсунок двигателя EA288 Евро 5 с максимальным давлением
впрыска 1800 бар от форсунок двигателя EA288 Евро 6 с максимальным давлением впрыска 2000 бар.
В то время как зона магнитного клапана форсунки осталась практически без изменений, в области ниже
электромагнитного клапана в форсунках двигателя EA288 Евро 6 были выполнены следующие модификации:
• Благодаря отсутствию зоны низкого давления топлива в корпусе форсунки, снижается количество топлива
в обратной топливной магистрали форсунки.
• Увеличенный объём топлива в зоне высокого давления в корпусе форсунки уменьшает колебания давления
топлива на игле во время впрыска. Это означает более высокую точность дозирования впрыскиваемого
топлива.
• Уменьшается объём замкнутого пространства распылителя под иглой. В результате сокращается количество
топлива, попадающего в камеру сгорания неподготовленным и приводящего к увеличению выбросов
углеводородов.
Форсунка двигателя EA288 Евро 5
Форсунка двигателя EA288 Евро 6
Электромагнитный
Электромагнитный
клапан
клапан
Увеличенный объём
зоны высокого
давления топлива
Игла распылителя
Игла распылителя
форсунки
Подыгольное
форсунки
Подыгольное
пространство
пространство
Условные обозначения
Высокое давление
S526_033
S526_001
Давление в обратной магистрали
42
Контрольные вопросы
Какой из ответов правильный?
Среди приведённых вариантов ответа правильными могут быть один или несколько.
1.
Какое высказывание о регулировании фаз газораспределения в дизельном двигателе
EA288 Евро 6 верно?
a) Перестановка распредвала в направлении «поздно» уменьшает компрессию в цилиндре,
в результате чего при сгорании смеси образуется меньше оксидов азота.
b) За счёт перестановки распредвала в направлении «поздно» используется эффект
динамического наддува поступающего потока воздуха для увеличения мощности двигателя.
c) Перестановкой впускного и выпускного распредвалов достигается внутренняя рециркуляция ОГ.
2.
При каких режимах работы двигателя используется рециркуляция ОГ высокого давления?
a) Только при высоком давлении наддува.
b) При прогреве двигателя после холодного пуска.
c) При необходимости, если с помощью рециркуляции ОГ низкого давления не удаётся обеспечить
требуемую величину потока рециркулируемых ОГ.
d) Во время регенерации накопительного нейтрализатора NOx.
3.
Какое утверждение о процессе десульфатации накопительного нейтрализатора NOx верно?
a) Для десульфатации накопительного нейтрализатора NOx двигатель работает в течение
прим. 10-20 минут на бедной смеси.
b) Для десульфатации накопительного нейтрализатора NOx двигатель менее 7 секунд работает на
богатой смеси.
c) Для десульфатации накопительного нейтрализатора NOx двигатель работает в течение
прим. 10-20 минут попеременно то на бедной, то на богатой смеси.
d) Для десульфатации накопительного нейтрализатора NOx двигатель менее 7 секунд работает
попеременно то на бедной, то на богатой смеси.
43