Система управления дизелем
Система управления дизелем (Electronic Diesel Control, EDC) является разновидностью системы управления двигателем. Она устанавливается на современные дизельные двигатели, в т.ч. двигатели, оборудованные системой впрыска Common Rail или насос-форсунками. Ведущим производителем системы управления дизельным двигателем является фирма Bosch.
Основное предназначение системы управления дизелем заключается в регулировании работы системы впрыска топлива. Вместе с тем, система управления дизелем обеспечивает работу следующих систем двигателя: топливной, впускной, турбонаддува, рециркуляции отработавших газов. выпускной, охлаждения, предпускового подогрева.
Электронная система управления дизельным двигателем включает входные датчики, блок управления двигателем и исполнительные устройства систем дизеля.
Входные датчики фиксируют эксплуатационные параметры работы двигателя и преобразуют их в электрические сигналы. Номерклатура входных датчиков различается в зависимости от конструкции системы впрыска. Например, в работе система управления дизельным двигателем с системой впрыска Common Rail используются сигналы следующих входных датчиков:частоты вращения коленчатого вала, Холла, положения педали акселератора, расходомер воздуха, давления топлива, температуры охлаждающей жидкости, температуры топлива, температуры воздуха на впуске, давления наддува, кислородный датчик.
На двигателе, оборудованном системой впрыска с распределительным ТНВД, можно увидеть и другие датчики: давления воздуха на впуске, момента начала впрыска (датчик хода иглы распылителя), температуры масла, скорости движения.
Электронный блок управления воспринимает сигналы входных датчиков, обрабатывает их в соответствии с заложенной программой и вырабатывает управляющие воздействия на исполнительные устройства. В своей работе блок управления взаимодействует с блоками управления автоматической коробки передач и антиблокировочной системы тормозов.
Исполнительными устройствами систем современного дизельного двигателя являются:
Источник статьи: http://systemsauto.ru/electric/diesel_control.html
Разновидности систем управления дизельным двигателем
Основное различие в системах впрыска дизельных двигателей состоит в механизме создания высокого давления. Это реализуется различными типами топливных насосов высокого давления.
Распределительные насосы с электромагнитным управлением. При использовании таких насосов количество подаваемого топлива отмеряется электромагнитным клапаном высокого давления, что обеспечивает большую гибкость при дозировании количества топлива и выборе момента начала впрыска, рисунок 4.16.
Основными элементами распределительных насосов нового поколения являются:
— электромагнитный клапан высокого давления;
— электронный блок управления;
— система управления работой электромагнитного клапана, в которой используются датчики угла поворота кулачкового вала насоса и момента впрыска топлива.
Закрытие электромагнитного клапана определяет начало подачи топлива, которая продолжается до момента открытия клапана. Количество впрыскиваемого топлива зависит от времени, в течение которого клапан остается закрытым. Такой метод обеспечивает быстрое регулирование подачи топлива независимо от частоты вращения коленчатого вала двигателя, улучшение герметизации полостей высокого давления и в конечном итоге увеличение эффективности насоса.
Насос снабжен собственным ЭБУ для точной установки момента начала подачи топлива и его дозирования. В памяти ЭБУ хранится программа работы конкретного насоса и информация о данных его калибровки. Электронный блок управления работой двигателя определяет начало впрыска топлива и его подачу на основе рабочих характеристик двигателя и отправляет эту информацию по каналу связи в блок ЭБУ насоса. С использованием такой системы можно управлять как моментом начала впрыска, так и началом нагнетания.
Мягкое протекание процесса подачи топлива в начале впрыскивания, которое зависит от конструктивных особенностей насоса распределительного типа, еще больше реализуется при использовании двухпружинной форсунки. При работе прогретого двигателя с турбонаддувом такое протекание топливоподачи позволяет снизить уровень шума работающего двигателя.
Новое поколение систем впрыскивания топлива на основе одного насоса, регулируемого по времени, для современных легковых и грузовых автомобилей с дизелями с непосредственным впрыском характеризуется модульной конструкцией; эти системы включают электронно-управляемый блок, насос-форсунки (UIS) и блок насоса (UPS) [1].
Система с блоком насос-форсунок (UIS) для грузовых автомобилей. Электронно-управляемый блок насос-форсунки представляет собой одноцилиндровый ТНВД, рисунок 4.17. Этот блок характеризуется интегральным соленоидным клапаном и предназначен для установки непосредственно на головке цилиндров дизеля. Кронштейны, работающие на растяжение, удерживают отдельные модули, которые имеют раздельные цепи подачи топлива для каждого из цилиндров двигателя.
Соленоидный клапан включается во время хода подачи плунжера насоса, перекрывая перепускной клапан, таким образом, герметизируя цепь высокого давления. Топливо затем подается к форсунке, как только превышается давление открытия распылителя. То есть впрыск топлива начинается, когда соленоидный клапан закрывается. Насос-форсунка используется при давлениях впрыскивания топлива до 160 МПа (180 МПа для перспективных моделей). Эта конструкция также может применяться для выборочного индивидуального отключения цилиндра (при частичных нагрузках).
Система с топливным насосом высокого давления, встроенным в блок цилиндров (UPS) для грузовых автомобилей. Система единичного насоса, объединенного с форсункой, также является модульной конструкцией с устройством впрыскивания топлива и управлением по времени, рисунок 4.18.
Каждый цилиндр двигателя питается отдельным модулем со следующими компонентами:
— выполненный заодно с электромагнитным клапаном насос высокого давления;
— быстродействующий электромагнитный клапан;
— короткая линия высокого давления; корпус форсунки в сборе.
Индивидуальные системы насоса и форсунки обеспечивают прямую зависимость между параметрами топливоподачи и положением коленчатого вала. Согласование обеспечивается посредством зубчатого диска на коленчатом валу, в то время как импульсный датчик, установленный на распределительном валу, синхронизирует впрыскивание топлива в соответствии с каждым отдельным цилиндром. Управление процессом впрыскивания по типу обратной замкнутой связи протекает в соответствии с программой, хранящейся в памяти ЭБУ.
Электронный блок управления позволяет обеспечивать управление соленоидами насос-форсунок. Он контролирует и обрабатывает различные входящие сигналы измерительных датчиков.
Основными данными являются частота вращения коленчатого вала двигателя и нагрузка, на которые водитель может оказывать непосредственное влияние посредством педали газа. Контролируемые параметры также включают температуру воздуха, топлива, охлаждающей жидкости и давление турбокомпрессора. Эти основные функции могут дополняться разнообразием других операций, предназначенных для повышения удобства. ЭБУ удовлетворяет строгим требованиям надежности работы компенсацией и выявлением неисправностей функционирования отдельных составных частей. Он также предназначен для облегчения диагностики неисправностей работы дизеля и его системы топливоподачи.
Индивидуальный для каждого цилиндра ТНВД устанавливается непосредственно в блок цилиндров дизеля, где он приводится в движение от кулачкового вала газораспределительного механизма.
Электромагнитный клапан осуществляет точное управление временем начала и продолжительностью впрыскивания топлива в соответствии с программой. В открытом состоянии электромагнитный клапан позволяет плунжеру насоса заполнять рабочую полость во время такта впуска и впрыскивать топливо в заданное время. Область высокого давления герметизируется только во время такта подачи, когда электромагнит срабатывает на закрытие клапана. Впрыскивание топлива начинается в тот момент, когда давление перед форсункой станет выше давления начала подъема иглы. Индивидуальные для каждого цилиндра ТНВД могут создавать давление до 180 МПа (в перспективе 200 МПа). Такие высокие давления впрыскивания топлива согласуются с электронным управлением с обратной связью, которое основывается на данных, записанных в памяти ЭБУ, для значительного сокращения расхода топлива и токсичности.
Данная система впрыскивания также обеспечивает получение дополнительных функций, например электроуправляемый предварительный впрыск и отсечку подачи топлива в отдельные цилиндры.
Источник статьи: http://helpiks.org/8-24095.html
Системы управления и основы диагностики дизельных двигателей.
Системы управления и основы диагностики дизельных двигателей.
Система впрыска топлива Common Rail фирмы Denso.
Впускная система:
Датчик массового расхода воздуха/Датчик температуры всасываемого воздуха.
Охладитель воздуха наддува.
Датчик температуры всасываемого воздуха.
Датчик абсолютного давления во впускном коллекторе.
Топливная система:
Схема расположения элементов системы.
Инструкция по работе с топливной системой.
Система низкого давления.
Система высокого давления.
Система регулировки давления топлива.
Система управления впрыском топлива.
Система выпуска отработавших газов (ОГ):
Расположение элементов системы.
Система рециркуляции отработавших газов.
Система дизельного сажевого фильтра.
Система селективной каталитической нейтрализации.
Система управления:
Общий вид системы.
Блок управления двигателем.
Система предпускового подогрева.
Электрические вентиляторы радиатора.
Компрессор системы кондиционирования воздуха.
Интеллектуальная система зарядки.
Система впрыска топлива Common Rail фирмы Bosch.
Впускная система:
Расположение элементов системы.
Датчик массового расхода воздуха/датчик температуры всасываемого воздуха.
Байпас наддувочного воздуха.
Запорные клапаны управления завихрением воздушного потока.
Топливная система:
Расположение элементов системы.
Система низкого давления.
Система высокого давления.
Система регулирования давления топлива.
Система управления впрыском топлива.
Система выпуска отработавших газов:
Источник статьи: http://almarka.ru/sistemy-upravlenija-i-osnovy-diagnostiki-dizelnyh-dvigatelej/
Системы управления дизельными двигателями
Рассмотрим кратко некоторые системы с электронным управлением, которые выпускались после 1990 г.
Известно, что для хорошей работы дизельного двигателя необходима точная дозировка, распыл, смешивание с воздухом и т.д. Добиться этого можно только с использованием точной механики, электроники и хороших топлив. Самая высокая точность требуется на режимах холостого хода, когда требуется примерно 5 мм3 топлива на впрыскивание (пятая часть капли). Разрабатываются различные типы и формы камер сгорания. Используются различные типы наддува воздуха. И это даёт результат — современные дизельные двигатели становятся мощнее бензиновых. Основной элемент системы впрыска, создающий высокое давление — топливный насос высокого давления (ТНВД) или насос-форсунка.
Легковые автомобили и лёгкие грузовики используют для создания давления топлива следующие типы устройств:
- рядные ТНВД разной производительности (M,MW,CW,ZMW…);
- индивидуальные механические ТНВД(РF);
- распределительные ТНВД с аксиальным движением плунжера(VE);
- распределительные ТНВД с радиальным движением плунжера(VR);
- насос-форсунки(UIS);
- аккумуляторные системы(CR).
В цилиндрах дизельных двигателей сжимается воздух до 30-50 bar и температурах 700-900 град. Топливо подаётся в конце такта сжатия и сразу начинает испаряться, перемешиваясь с воздухом образует топливовоздушную смесь. Подача топлива в цилиндры осуществляется по различным схемам. Современные дизельные двигатели имеют ТНВД с электронным управлением и электронные компоненты управления системой впрыска очень похожие на элементы бензиновых двигателей (некоторые взаимозаменяемы).
На рисунке приведен один из вариантов построения системы управления дизельным двигателем а\м ФОРД 2,5 л TCI.
Рис. Рабочая схема системы управления двигателем автомобиля ФОРД 2,5 л ТСI: 1 — ЭБУ двигателем, 2 — диагностический разъем, 3 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 4 — датчик оборотов двигателя, 5 — реле питания, 6 — потенциометрический датчик, 7 — клапан опережения впрыска, 8 — форсунка с датчиком перемещения иглы, 9 — клапан системы EGR (дожиг), 10 — электровакуумный клапан системы EGR, 11 — электроклапан топливоподачи.
Подобные системы использовали ЭБУ для регулирования момента начала впрыскивания и его длительность по сигналам датчика оборотов, положения иглы форсунки первого цилиндра, температуры двигателя, степени нажатия педали акселератора. На рисунке приведена электросхема системы управления двигателем.
Рис. Электросхема системы управления двигателем автомобиля ФОРД 2,5 л ТСI: 4 — датчик положения потенциометрического датчика, 6 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 22 — диагностический разъём, 25 — блок управления, 34 — электровакуумный клапан EGR, 50 — сигнал стартера, 82 — датчик подъёма иглы форсунки первого цилиндра, 85 — свечи подогрева топлива, 86 — клапан открытия\закрытия топливного канала, 87 — клапан времени впрыска топлива, 89 — реле включения свечей подогрева топлива, 90 — индикаторная лампа включения свечей подогрева, 93 — подогревательный элемент в топливном фильтре, 24 — датчик оборотов.
Рис. Расположение элементов управления автомобиля ФОРД 2,5 л TCI.
На рисунке показана схема расположения элементов топливоподачи и управления: 1 — ЭБУ, 2 — диагностический разъём, 3 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 24 — датчик оборотов, 5 — реле включения свечей подогрева топлива, 6 — потенциометрический датчик, 7 — клапан открытия\закрытия топливного канала, 8 — датчик подъёма иглы форсунки первого цилиндра, 9 — клапан EGR, 10 — электровакуумный клапан EGR.
Другой тип построения системы управления рассмотрим на примере а\м ОПЕЛЬ Астра G, 2,0 D DTi.
Рис. Схема расположения элементов автомобиля ОПЕЛЬ Астра X20DTL: 4 — датчик оборотов (коленвал); 6 — блок управления двигателем (под крылом); 7,13 — релейно-предохранительный блок; 8 — датчик температуры охлаждающей жидкости; 9 — датчик температуры масла; 10,11 — клапана системы рециркуляции ОГ; 12 — подогрев топлива в фильтре; 14 — ТНВД; 20 — блок управления свечами подогрева топлива; 21 — свечи подогрева топлива; 22 — форсунки; 24 — датчик разрежения во впускном коллекторе(МАР); 25 — расходомер воздуха (MAF); 27 — клапан турбокомпрессора.
Рис. Электросхема системы управления двигателем X20DTL автомобиля ОПЕЛЬ: 23 — электровакуумный клапан системы EGR; 31 — расходомер воздуха (MAF); 32 — датчик разрежения во впускном коллекторе (MAP); 39 — датчик оборотов (СКР-коленвал); 42 — датчик температуры охлаждающей жидкости(ЕСТ); 56 — датчик положения педали тормоза, 58 — датчик положения педали акселератора(АРР); 95 — блок управления свечами подогрева топлива; 100 — ЭБУ двигателем(ЕСМ); 140 — датчик температуры масла; 273 — блок управления ТНВД.
ЭБУ двигателем собирает информацию с датчиков, рассчитывает угол опережения и длительность впрыска и передаёт информацию в электронный блок управления насосом высокого давления (ТНВД). ЭБУ насосом расположен непосредственно на ТНВД и получает информацию о температуре топлива, оборотах и положении вала ТНВД от своих датчиков, рассчитывает цикловую подачу топлива и управляет процессом создания рабочего давления на форсунках. Форсунки механического типа и открываются от давления топлива. Из электросхсмы, приведённой на рисунке видно, что она почти не отличается от схем управления бензиновыми двигателями. Отсутствует только система зажигания и электронные форсунки.
Более сложной системой питания и управления является конструкция аккумуляторной системы. В таких системах функции создания высокого давления(ТНВД) и обеспечение длительности и момента впрыскивания(ЭБУ) разделены.
Для примера взята элсктросхема системы управления а\м ФОРД 2,0 TDCi.
Рис. Электросхема системы управления автомобилем ФОРД 2,0 TDCi: 1 — топливные форсунки; 29 — свечи подогрева топлива; 31 — расходомер воздуха(МАР); 39 — датчик оборотов двигателя (коленвал); 40 — датчик фазы (распредвал); 42 — датчик температуры охлаждающей жидкости; 43 — датчик температуры поступающего воздуха; 45 — датчик детонации; 58 — датчик положения педали акселератора; 60 — датчик температуры топлива; 63 — датчик разрежения во впускном коллекторе (MAP); 100 — ЭБУ двигателем.
Топливо из бака поступает в ТНВД через фильтр от подкачивающего насоса (электрического или механического типа). TI ГОД работает от привода двигателя и создаёт высокое давление в постоянном режиме, закачивая топливо в топливную рейку(аккумулятор). Как и в бензиновых двигателях форсунки имеют электромагнитные клапана и подсоединены к топливной рейке. Давление топлива в рейке зависит or требуемых условий работы двигателя и регулируется в пределах 230 — 1600 bar. В самой топливной рейке установлен датчик и регулятор давления топлива, аварийный клапан ограничения давления. ЭБУ двигателем сканирует информацию с датчиков и по заложенным программам производит расчёт управляющих величин: давление топлива в аккумуляторной рейке; момент и длительность впрыска топлива и пр. По сигналам кислородных датчиков, расположенных в ОГ, осуществляется корректировка управляющих величин для обеспечения снижения вредных выбросов двигателя, снижения расхода топлива.
На рисунке показана схема расположения элементов системы топливоподачи и управления а\м ФОРД.
Рис. Расположение некоторых элементов питания и управления ФОРД TDCi Duratorg: 3 — датчик распредвала(фазы); 5 — датчик оборотов двигателя (коленвал); 8 — ЭБУ двигателем; 9,15,18 — релейный блок; 10 — клапан рециркуляции ОГ(EGR); 11 — насос высокого давления; 12 — регулятор давления топлива; 13 — датчик высокого давления(FRP) в топливной рейке(CR); 14 — датчик температуры топлива; 16 — свечи подогрева топлива; 19 — топливные форсунки; 20 — датчик температуры поступающего воздуха; 21 — датчик детонации; 22 — датчик разрежения во впускном коллекторе (MAP); 23 — расходомер воздуха(МАР); 25 — регулятор давления наддува.
Современные дизельные двигатели с непосредственным впрыском топлива имеют повышенную мощность и крутящий момент, низкую эмиссию выброса вредных веществ, низкий расход топлива. Всё это позволило поднять популярность легковых а\м, использующих дизельные двигатели. Достижение высоких показателей возможно только при использовании качественных топлив, в противном случае происходит быстрый износ элементов питания топливом и вместо экономии пользователь попадает на дорогостоящий ремонт ТНВД и др. элементов двигателя.
Источник статьи: http://ustroistvo-avtomobilya.ru/dvigatel/dizelnyj-dvigatel/sistemy-upravleniya-dizelnymi-dvigatelyami/
