docSilnik 1,9 l TDI z pompowtryskiwaczami
download 
Reklamacja Transkrypt
Silnik 1,9 l TDI z pompowtryskiwaczami
Serwis Zeszyt do samodzielnego kształcenia nr 209 Silnik 1,9 l TDI z pompowtryskiwaczami Budowa i zasada działania 1 Coś się dzieje w silnikach Diesla! Wciąż rosną wymagania stawiane silnikom wysokoprężnym: więcej mocy, mniej zużywanego paliwa, czystsze spaliny, mniejsza emisja hałasu. Warunkiem spełnienia tych wymagań jest dobre przygotowanie mieszanki. Może to zapewnić tylko taki układ wtryskowy, który wytwarza bardzo duże ciśnienie wtrysku, gwarantujące doskonałe rozpylenie paliwa. Równie ważne jest precyzyjne sterowanie dawką paliwa i początkiem wtrysku. Te wszystkie wymagania spełniają pompowtryskiwacze. A mogło to być tak: W roku 1905 Rudolf Diesel wpadł na pomysł stworzenia pompowtryskiwacza. Już Rudolf Diesel wpadł na pomysł, by połączyć pompę wtryskową i wtryskiwacz w jeden podzespół. Chciał przez to zlikwidować przewody wtryskowe i uzyskać wyższe ciśnienie wtrysku. Niestety, ówczesne możliwości techniczne nie pozwoliły na realizację tej idei. 209_03 Od lat '50 stosowano pompowtryskiwacze o sterowaniu mechanicznym w silnikach samochodów ciężarowych oraz w silnikach okrętowych. Dopiero Volkswagen i firma Bosch AG skonstruowali pompowtryskiwacze o sterowaniu zaworami elektromagnetycznymi, nadające się do zastosowania w silnikach samochodów osobowych. Ta koncepcja silnika pozwala uzyskać równocześnie dużą moc i małe obciążenie środowiska. Jest kolejnym krokiem na drodze do spełnienia marzeń Rudolfa Diesla: „aby spaliny mojego silnika były czyste i bezwonne“. NOWOŚĆ Zeszyt do samodzielnego Informacje na temat diagnozy, regulacji i naprawy kształcenia nie jest instrukcją prosimy zaczerpnąć z właściwej literatury serwisowej! naprawy! Uwaga Wskazówka O czym będzie mowa Wprowadzenie ................................................................. 4 Dane techniczne Pompowtryskiwacze ........................................................ 6 Wstęp Budowa Napęd Przebieg wtrysku Układ zasilania ................................................................ 18 Schemat układu zasilania Pompa paliwa Magistrala rozdzielająca Chłodzenie paliwa Układ sterowania silnika ................................................ 26 Schemat układu sterowania Czujniki Elementy wykonawcze Układ podgrzewania silnika Schemat funkcjonalny Samodiagnoza Części mechaniczne silnika ............................................ 51 Trapezowe połączenie tłoka z korbowodem Napęd rozrządu Serwis ................................................................................. 54 Narzędzia specjalne 3 Wprowadzenie Silnik wysokoprężny 1,9 l TDI z pompowtryskiwaczami . . . . . . skonstruowano na bazie silnika 1,9 l 81 kW TDI bez wałka pośredniego. W stosunku do silnika z rozdzielaczową pompą wtryskową różni się głównie układem wtryskowym. Na kolejnych stronach przedstawiono informacje o budowie i zasadzie działania pompowtryskiwaczy, o zmianach w układzie zasilania i sterowania silnika oraz modyfikacjach jego części mechanicznych. 209_05 Pompowtryskiwacze dają silnikowi następujące zalety w porównaniu z pompą wtryskową: • mniejszy hałas spalania • mniejsze zużycie paliwa • mniejsza emisja szkodliwych składników spalin • dobra dynamiczność silnika Te zalety osiągnięto dzięki: • wysokiemu ciśnieniu wtrysku – maksymalnie 2050 bar • precyzyjnemu sterowaniu przebiegiem wtrysku • zastosowaniu wtrysku wstępnego (przedwtrysku) 4 Dane techniczne oznaczenie silnika: AJM budowa: czterocylindrowy, rzędowy skok tłoka/średn. cylindra: 79,5 mm/ 95,5 mm stopień sprężania: 18 : 1 przygot. mieszanki, Electronic Diesel Control, układ sterowania silnika Bosch EDC 15 P paliwo: olej napędowy, LC min. 49 lub biodiesel (RME) oczyszczanie spalin: recyrkulacja spalin, katalizator utleniający Charakterystyka silnika Silnik spełnia normę czystości spalin D3. Porównanie przebiegu momentu obrotowego moment obrotowy Nm moment obrotowy Nm moc kW 300 85 KW 80 250 250 70 200 200 60 150 150 50 100 100 40 80 285 Nm 300 0 1000 2000 3000 4000 0 5000 2000 4000 6000 prędkość obrotowa obr/min prędkość obrotowa obr/min silnik 1,9 l 85 kW TDI 209_06 Dzięki dużemu ciśnieniu wtrysku (do 2050 bar) i wynikającemu z tego dobremu spalaniu silnik osiąga już przy 1900 obr/min moment obrotowy 285 Nm. Natomiast maksymalną moc 85 kW osiąga przy 4000 obr/min. silnik 1,9 l 81 kW TDI 209_11 Przy takiej samej pojemności skokowej silnik z pompowtryskiwaczami ma – w porównaniu do silnika 1,9 l 81 kW TDI – moment obrotowy większy o 21%. 5 Pompowtryskiwacze Wstęp Co to jest pompowtryskiwacz Jak sama nazwa mówi, pompowtryskiwacz to pompa wtryskowa z elementem sterującym oraz wtryskiwacz, połączone w jeden podzespół. Każdy cylinder ma własny pompowtryskiwacz. Dzięki temu w układzie nie ma rurek wtryskowych. Tak samo jak w układzie z pompą wtryskową i wtryskiwaczami, układ z pompowtryskiwaczami ma następujące zadania: • wytworzyć wysokie ciśnienie, niezbędne do wtrysku paliwa • wtrysnąć odpowiednią dawkę paliwa w odpowiedniej chwili pompa wytwarzająca ciśnienie wtryskiwacz element sterujący (zawór elektromagnetyczny) 209_12 6 Zabudowa Pompowtryskiwacz jest zabudowany bezpośrednio w głowicy silnika. 209_86 Mocowanie Pompowtryskiwacz jest zamocowany za pomocą klocka dociskowego. Podczas montażu pompowtryskiwacza trzeba zwrócić uwagę na jego prawidłowe ustawienie. Jeśli pompowtryskiwacz nie będzie zamocowany dokładnie prostopadle do głowicy, śruba mocująca może się poluzować. Może to spowodować uszkodzenie głowicy lub samego pompowtryskiwacza. Należy postępować zgodnie z instrukcją naprawy! 209_87 7 Pompowtryskiwacze Budowa rolkowy popychacz dźwigniowy laska popychacza tłok pompujący sprężyna tłoka krzywka pompowtryskiwacza iglica zaworu pompowtryskiwacza zawór pompowtryskiwacza komora wysokociśnieniowa kanał powrotny tłoczek wyrównujący kanał zasilający pierścienie uszczelniające sprężyna iglicy rozpylacza tłumik iglicy rozpylacza uszczelka termoizolacyjna iglica rozpylacza 209_23 głowica silnika 8 Napęd Wałek rozrządu ma cztery dodatkowe krzywki, służące do napędu pompowtryskiwaczy. Każda krzywka za pomocą popychacza dźwigniowego porusza tłokiem pompującym odpowiedniego pompowtryskiwacza. krzywki pompowtryskiwaczy krzywki zaworów rolkowe popychacze dźwigniowe 209_15 Krzywka pompowtryskiwacza ma strome zbocze narastające . . . . . . i łagodne zbocze opadające Dzięki temu tłok pompujący jest dociskany w dół z dużą prędkością, co pozwala bardzo szybko osiągnąć duże ciśnienie wtrysku. Dzięki temu tłok pompujący porusza się w górę wolniej i ze stałą prędkością. W paliwie napływającym do komory wysokociśnieniowej nie tworzą się pęcherzyki pary. popychacz dźwigniowy popychacz dźwigniowy tłok pompujący tłok pompujący krzywka pompowtryskiwacza krzywka pompowtryskiwacza 209_16 209_17 9 Pompowtryskiwacze Wymagania dotyczące tworzenia mieszanki i przebiegu spalania Warunkiem efektywnego spalania jest prawidłowe przygotowanie mieszanki. Należ więc ustalić odpowiednią dawkę paliwa, a potem w odpowiedniej chwili wtrysnąć ją pod dużym ciśnieniem do komory spalania. Nawet niewielkie odchyłki od tych warunków powodują zwiększenie emisji szkodliwych składników spalin, głośne spalanie lub zwiększone zużycie paliwa. Ważną wielkością, wpływającą na przebieg spalania w silniku wysokoprężnym, jest zwłoka zapłonu. Pod tym pojęciem rozumiemy czas, który upływa od rozpoczęcia wtryskiwania paliwa do chwili, gdy ciśnienie w komorze spalania zacznie narastać (tzn. rozpocznie się spalanie paliwa). Gdy w tym czasie do cylindra trafi duża ilość paliwa, ciśnienie wzrośnie bardzo gwałtownie, co spowoduje głośny przebieg spalania. Przedwtrysk (wtrysk wstępny) Aby spalanie przebiegało możliwie łagodnie, przed rozpoczęciem wtrysku głównego do komory spalania trafia niewielka ilość paliwa, wtryskiwana pod niższym ciśnieniem. Ten wtrysk jest nazywany wtryskiem wstępnym lub przedwtryskiem. Spalenie tej małej ilości paliwa powoduje wzrost ciśnienia i temperatury w komorze spalania. Stwarza to warunki do szybszego zapalenia się głównej dawki paliwa, co zmniejsza zwłokę zapłonu. Przedwtrysk i przerwa pomiędzy nim a wtryskiem głównym sprawiają, że ciśnienie w komorze spalania nie narasta gwałtownie, lecz bardziej łagodnie. Na skutek tego spalanie przebiega ciszej i powoduje powstanie mniejszej ilości tlenków azotu. Wtrysk główny Podczas wtrysku głównego najważniejsze jest dobre wytworzenie mieszanki, które pozwala na całkowite spalenie paliwa. Najważniejszą rolę odgrywa tu duże ciśnienie wtrysku: dzięki niemu paliwo jest bardzo mocno rozpylone i może dokładnie wymieszać się z powietrzem. Całkowite spalanie paliwa jest warunkiem zmniejszenia emisji szkodliwych składników spalin i dobrego wykorzystania mocy silnika. Zakończenie wtrysku Podczas kończenia wtrysku bardzo ważne jest, by ciśnienie szybko opadło i wtryskiwacz równie szybko zamknął się. W ten sposób do komory spalania nie wpada paliwo pod niskim ciśnieniem i w postaci dużych kropel. Takie paliwo nie spala się całkowicie, powodując powstawanie szkodliwych składników spalin. Zapotrzebowanie silnika Pompowtryskiwacz ciśnienie wtrysku W przypadku pompowtryskiwacza przebieg wtrysku (małe ciśnienie przedwtrysku, przerwa, duże ciśnienie wtrysku głównego i gwałtowne zakończenie wtryskiwania) w znacznej mierze pokrywa się z potrzebami silnika czas 10 Przebieg wtrysku Podczas napełniania tłok porusza się w górę pod wpływem sprężyny. Wzrasta wtedy objętość komory wysokociśnieniowej. Zawór pompowtryskiwacza nie jest wysterowany. Iglica zaworu jest w położeniu spoczynkowym, czyli pozwala na przepływanie paliwa z kanału zasilającego do komory wysokociśnieniowej. Ciśnienie panujące w kanale zasilającym sprawia, że paliwo napełnia komorę wysokociśnieniową. Napełnianie komory wysokociśnieniowej popychacz dźwigniowy tłok pompujący sprężyna tłoka iglica zaworu pompowtryskiwacza zawór pompowtryskiwacza komora wysokociśnieniowa kanał zasilający 209_24 11 Pompowtryskiwacze Przebieg wtrysku Rozpoczęcie przedwtrysku Krzywka pcha – za pośrednictwem popychacza dźwigniowego – tłok pompujący w dół. Tłok wypiera paliwo z komory wysokociśnieniowej do kanału zasilającego w głowicy. Proces wtrysku rozpoczyna sterownik silnika, wysterowując zawór pompowtryskiwacza. Zawór dociska iglicę do gniazda, co zamyka połączenie pomiędzy komorą wysokociśnieniową a kanałem zasilającym. Od tej chwili wzrasta ciśnienie w komorze wysokociśnieniowej. Gdy osiągnie 180 bar, przezwycięża siłę sprężyny iglicy rozpylacza. Iglica unosi się, co rozpoczyna przedwtrysk. tłok pompujący gniazdo iglicy krzywka pompowtryskiwacza iglica zaworu pompowtryskiwacza komora wysokociśnieniowa kanał zasilający iglica rozpylacza 209_25 12 Rozpoczęcie przedwtrysku Tłumik iglicy rozpylacza Podczas przedwtrysku skok iglicy rozpylacza jest tłumiony przez poduszkę hydrauliczną. Pozwala to na dokładne odmierzenie dawki paliwa. Jak to działa Przez jedną trzecią część skoku ruch iglicy nie jest tłumiony. W tym czasie dawka przedwtrysku jest wtryskiwana do komory spalania. skok nietłumiony 209_35 Gdy tłoczek tłumiący wsunie się w otwór obsady wtryskiwacza, dalsze wypieranie paliwa z przestrzeni nad iglicą może się odbywać jedynie przez szczelinę pomiędzy tłoczkiem pompującym a obsadą. Powstaje poduszka hydrauliczna, ograniczająca skok iglicy rozpylacza podczas przedwtrysku. komora sprężyny rozpylacza oprawa wtryskiwacza szczelina poduszka hydrauliczna tłoczek tłumiący 209_36 13 Pompowtryskiwacze Przebieg wtrysku Przedwtrysk kończy się tuż po otwarciu wtryskiwacza. Wzrastające ciśnienie przesuwa tłok wyrównujący w dół, przez co zwiększa się objętość komory wysokociśnieniowej. Ciśnienie na chwilę spada i wtryskiwacz zamyka się. Następuje zakończenie przedwtrysku. Przesunięcie tłoczka wyrównującego w dół zwiększa napięcie sprężyny iglicy rozpylacza. Z tego powodu do następnego otwarcia wtryskiwacza (podczas wtrysku głównego) trzeba wytworzyć większe ciśnienie niż podczas przedwtrysku. Zakończenie przedwtrysku tłok pompujący komora wysokociśnieniowa zawór pompowtryskiwacza tłoczek wyrównujący sprężyna iglicy rozpylacza iglica rozpylacza 209_26 14 Przebieg wtrysku W chwilę po zamknięciu wtryskiwacza ciśnienie w komorze wysokociśnieniowej znów wzrasta. Zawór pompowtryskiwacza jest nadal zamknięty a tłok pompujący porusza się w dół. Początek wtrysku głównego tłok pompujący Gdy ciśnienie osiągnie 300 bar, przezwycięża siłę sprężyny iglicy rozpylacza. Iglica unosi się ponownie i zaczyna się wtrysk główny. Ciśnienie wzrasta nadal aż do 2050 bar, gdyż tłok pompujący tłoczy więcej paliwa, niż może wypłynąć przez otworki rozpylacza. Ciśnienie wtrysku jest największe przy maksymalnej mocy silnika, a więc przy dużej prędkości obrotowej i równocześnie dużej dawce paliwa. komora wysokociśnieniowa zawór pompowtryskiwacza sprężyna iglicy rozpylacza iglica rozpylacza 209_27 15 Pompowtryskiwacze Przebieg wtrysku Zakończenie wtrysku wywołuje sterownik, przerywając wysterowanie zaworu pompowtryskiwacza. Sprężyna cofa wtedy iglicę zaworu i paliwo, tłoczone przez tłok pompujący, może odpływać do kanału zasilającego. Ciśnienie spada. Iglica rozpylacza opada a sprężyna iglicy przesuwa tłoczek wyrównujący do położenia wyjściowego. Wtrysk główny kończy się. Koniec wtrysku głównego tłok pompujący iglica zaworu pompowtryskiwacza sprężyna zaworu pompowtryskiwacza zawór pompowtryski wacza tłoczek wyrównujący kanał zasilający iglica rozpylacza 209_28 16 Przelew paliwa w pompowtryskiwaczu Przelew paliwa w pompowtryskiwaczu ma następujące zadania • Chłodzenie pompowtryskiwacza. W tym celu paliwo z kanału zasilającego przepływa przez kanały w pompowtryskiwaczu do kanału powrotnego. • Odprowadzenie przecieków paliwa z tłoka pompującego. • Oddzielenie pęcherzyków par paliwa z kanału zasilającego i skierowanie ich przez zwężki do kanału powrotnego. przeciek paliwa tłok pompujący zwężki kanał powrotny kanał zasilający 209_96 17 Układ zasilania Układ zasilania Pompa mechaniczna zasysa paliwo przez filtr paliwa ze zbiornika, a następnie tłoczy je kanałem zasilającym w głowicy do pompowtryskiwaczy. Paliwo, które nie jest potrzebne do wtrysku, płynie kanałem powrotnym w głowicy do chłodnicy paliwa i dalej do zbiornika. W kanale powrotnym jest umieszczony czujnik temperatury paliwa. Czujnik temperatury paliwa mierzy temperaturę paliwa w kanale powrotnym i przesyła sygnał do sterownika silnika. Chłodnica paliwa chłodzi powracające paliwo, by chronić zbiornik przed zbyt wysoką temperaturą. Zbiornik paliwa 209_18 Filtr paliwa Zawór zwrotny chroni układ wtryskowy przed zabrudzeniem i uszkodzeniem przez cząstki stałe i wodę. 18 zapobiega cofaniu się paliwa z pompy do zbiornika po wyłączeniu silnika (ciśnienie otwarcia = 0,2 bar). Bocznik Gdy układ zasilania jest zapowietrzony (np. po wyczerpaniu paliwa), zawór spiętrzający pozostaje zamknięty. Napływające paliwo wypycha przez bocznik powietrze z układu. Zawór spiętrzający utrzymuje w kanale powrotnym ciśnienie 1 bar. Pozwala to utrzymać stały stosunek sił, działających na iglicę zaworu pompowtryskiwacza. Głowica silnika Zwężka łącząca kanał zasilający z kanałem powrotnym Pęcherzyki par paliwa z kanału zasilającego przedostają się przez tę zwężkę do kanału powrotnego. Pompa paliwa Zawór regulacji ciśnienia ustala ciśnienie paliwa w kanale zasilającym. Przy ciśnieniu 7,5 bar otwiera się i przepuszcza paliwo ze strony tłocznej na stronę ssawną pompy. zasysa paliwo ze zbiornika przez filtr paliwa i tłoczy je do pompowtryskiwaczy. Sitko wyłapuje pęcherzyki par paliwa. Następnie pary paliwa przedostają się przez zwężkę do kanału powrotnego. 19 Układ zasilania Pompa paliwa Pompa paliwa jest umieszczona na głowicy silnika, bezpośrednio za pompą podciśnieniową. Jej zadaniem jest dostarczanie paliwa ze zbiornika do pompowtryskiwaczy. Obie pompy (paliwa i podciśnienia) są wspólnie napędzane przez wałek rozrządu i tworzą jeden podzespół, nazywany pompą tandemową. pompa podciśnienia pompa paliwa kanał powrotny kanał zasilający przyłącze manometru 209_49 W pompie paliwa jest przyłącze do manometru V.A.S. 5187, którym można zmierzyć ciśnienie paliwa w kanale zasilającym. Dokładny opis postępowania podaje instrukcja naprawy. Pod względem budowy jest to pompa krzywkowa z łopatkami uszczelniającymi. W takiej pompie łopatki są umieszczone w korpusie i dociskane sprężynami do wirnika. Ma to tę zaletę, że pompa tłoczy paliwo już przy małej prędkości obrotowej. Natomiast pompy łopatkowe zaczynają pracować dopiero wtedy, gdy prędkość obrotowa jest tak wysoka, że siła odśrodkowa dociska łopatki do ścianki korpusu. Pompa jest tak zaprojektowana, że nawet po wyczerpaniu paliwa wirnik jest zawsze zwilżony paliwem. Dzięki temu pompa potrafi sama zassać paliwo. łopatki uszczelniające zawór regulacji ciśnienia dopływ paliwa ze zbiornika powrót paliwa z kanału powrotnego w głowicy wirnik zwężka sitko do kanału zasilającego w głowicy powrót paliwa do zbiornika zawór spiętrzający 209_50 20 Jak to działa Jest to pompa wyporowa, działająca na zasadzie zasysania paliwa przez powiększanie objętości komory, a następnie tłoczenia przez zmniejszanie tej objętości. Paliwo jest równocześnie zasysane przez dwie komory i tłoczone przez dwie kolejne. Komory tłoczące i zasysające są oddzielone łopatkami. Na rysunku obok widać, jak komora 1 zasysa paliwo, a komora 4 tłoczy je. Obrót wirnika powoduje, że objętość komory 1 zwiększa się. Równocześnie zmniejsza się objętość komory 4. komora 4 komora 1 wirnik 209_52 Ten rysunek przedstawia pracę dwóch kolejnych komór pompy. Paliwo jest tłoczone przez komorę 2 i zasysane przez komorę 3. komora 3 komora 2 209_51 21 Układ zasilania Magistrala rozdzielająca W kanale zasilającym (w głowicy silnika) znajduje się magistrala rozdzielająca. Jej zadaniem jest równomierne rozdzielanie paliwa pomiędzy wszystkie pompowtryskiwacze. 209_40 cylinder 1 cylinder 2 cylinder 3 cylinder 4 głowica silnika szczelina pierścieniowa otwory promieniowe magistrala rozdzielająca 209_39 Jak to działa Pompa tłoczy paliwo do kanału zasilającego w głowicy. Tam jest umieszczona magistrala rozdzielająca – rurka z odpowiednio rozmieszczonymi otworami. Paliwo wpływa do wnętrza rurki i płynie nią w kierunku cylindra 1. Po drodze napotyka na kolejne otwory promieniowe i wypływa nimi do szczeliny pierścieniowej pomiędzy magistralą a ściankami kanału zasilającego. Tutaj miesza się z gorącym paliwem, wypychanym przez pompowtryskiwacze do kanału zasilającego. Daje to równomierny rozkład temperatury paliwa w całym kanale zasilającym. Wszystkie pompowtryskiwacze są zasilane paliwem o tej samej temperaturze i dzięki temu silnik pracuje równo. 22 mieszanie paliwa w szczelinie pierścieniowej paliwo powracające z pompowtryskiwacza paliwo płynące do pompowtryskiwacza otwory promieniowe 209_29 Gdyby nie zastosować magistrali rozdzielającej, poszczególne pompowtryskiwacze byłyby zasilane paliwem o różnej temperaturze. Paliwo podawane przez pompę przepychałoby gorące paliwo z pompowtryskiwaczy w kierunku cylindra 1. cylinder 1 cylinder 2 W ten sposób temperatura paliwa przy cylindrze 1 byłaby znacznie wyższa, niż przy cylindrze 4. W efekcie pompowtryskiwacze otrzymywałyby różną masę paliwa. Skutkiem byłaby nierówna praca silnika i zbyt wysoka temperatura przednich cylindrów. cylinder 3 cylinder 4 głowica silnika szczelina pierścieniowa 209_102 23 Układ zasilania Chłodzenie paliwa Wysokie ciśnienie w pompowtryskiwaczach sprawia, że paliwo bardzo silnie się w nich rozgrzewa. Trzeba je zatem schłodzić, zanim powróci do zbiornika. chłodnica paliwa pompa paliwa Do chłodzenia paliwa służy chłodnica, umieszczona przy filtrze paliwa. Chłodnica obniża temperaturę paliwa, powracającego z silnika. W ten sposób chroni zbiornik i czujnik poziomu paliwa przed zbyt wysoką temperaturą. czujnik temperatury paliwa zbiornik wyrównawczy 209_42 dodatkowa chłodnica wody 24 pompa chłodzenia paliwa Obwód chłodzenia paliwa Paliwo powracające z pompowtryskiwaczy przepływa przez chłodnicę paliwa i oddaje tam ciepło płynowi chłodzącemu z obwodu chłodzenia paliwa. Obwód chłodzenia paliwa jest osobnym obwodem układu chłodzenia, oddzielonym od obwodu chłodzenia silnika. Jest to konieczne, gdyż płyn chłodzący w obwodzie chłodzenia silnika osiąga zbyt wysoką temperaturę, by skutecznie chłodzić paliwo. Oba obwody są połączone w pobliżu zbiornika wyrównawczego. Pozwala to napełnić obwód chłodzenia paliwa i kompensować zmiany objętości płynu chłodzącego, wywołane zmianami temperatury. Miejsce połączenia jest tak dobrane, że ciepły płyn z obwodu chłodzenia silnika nie wpływa do obwodu chłodzenia paliwa. chłodnica paliwa czujnik temperatury paliwa Jest to wymiennik ciepła, przez który przepływa paliwo i płyn chłodzący. Paliwo przekazuje tu ciepło płynowi chłodzącemu. zbiornik paliwa zbiornik wyrównawczy pompa paliwa 209_48 dodatkowa chłodnica wody pompa chłodzenia paliwa Obniża temperaturę płynu w obwodzie chłodzenia paliwa, oddając ciepło otoczeniu. Jest to pompa elektryczna, wymuszająca obieg płynu chłodzącego w obwodzie chłodzenia paliwa. Uruchamia ją sterownik silnika za pośrednictwem przekaźnika, gdy temperatura paliwa wzrośnie do 70 °C. obwód chłodzenia silnika 25 Układ sterowania silnika Schemat układu sterowania przepływomierz powietrza G70 czujnik ciśnienia atmosferycznego F96 czujnik prędkości obrotowej silnika G28 czujnik położenia wałka rozrządu G40 czujnik położenia pedału gazu G79 włącznik kick-down F8 włącznik biegu jałowego F60 przewód diagnozy i immobilisera czujnik temperatury silnika G62 czujnik ciśnienia dolotu G71 czujnik temperatury dolotu G72 magistrala CAN włącznik przy pedale sprzęgła F36 włącznik świateł hamowania F włącznik przy pedale hamulca F47 czujnik temperatury paliwa G81 sterownik ABS J104 sygnały dodatkowe: sygnał prędkości jazdy gotowość sprężarki klimatyzacji włącznik tempomatu alternator, zacisk DF 26 świece żarowe Q6 przekaźnik świec żarowych J52 sterownik silnika wysokoprężnego J248 zawory pompowtryskiwaczy cylindrów 1-4 N240 - N243 lampka kontrolna świec żarowych K29 zawór recyrkulacji spalin N18 zawór ograniczania ciśnienia doładowania N75 zawór sterujący klapą dławiącą N239 przekaźnik pompy chłodzenia paliwa J445 sterownik automatycznej skrzyni biegów J217 209_53 pompa chłodzenia paliwa V166 sygnały dodatkowe: dodatkowe ogrzewanie płynu chłodzącego prędkość obrotowa silnika praca wentylatora chłodnicy po wyłączeniu zapłonu wyłączenie sprężarki klimatyzacji sygnał zużycia paliwa 27 Układ sterowania silnika Czujniki Czujnik położenia wałka rozrządu (czujnik Halla) G40 koło impulsowe wałka rozrządu Czujnik G40 jest zamocowany do osłony paska rozrządu, pod kołem pasowym wałka rozrządu. Odczytuje on sygnały, pochodzące od siedmiu zębów koła impulsowego, zamocowanego do koła pasowego wałka rozrządu. czujnik G40 209_54 Zastosowanie sygnału Sygnał czujnika położenia wałka rozrządu służy do rozpoznania cylindrów podczas rozruchu silnika. Skutki uszkodzenia Gdy sygnał nie dociera do sterownika, jako wartość zastępcza jest przyjmowany sygnał czujnika prędkości obrotowej silnika G28. Połączenia elektryczne J 317 S J248 G40 209_55 28 Rozpoznawanie cylindrów podczas rozruchu silnika Podczas rozruchu silnika sterownik musi wiedzieć, w którym cylindrze odbywa się suw sprężania, by prawidłowo wysterować pompowtryskiwacze. Tej informacji dostarcza czujnik położenia wałka rozrządu G40, informując o położeniu zębów na kole impulsowym wałka rozrządu. Koło impulsowe wałka rozrządu cylinder 3 cylinder 4 cylinder 1 ° 90 Ponieważ podczas jednego pełnego cyklu pracy silnika (czyli 4 suwów) wałek rozrządu obraca się o 360°, na kole impulsowym są 4 zęby rozmieszczone co 90° – po jednym dla każdego cylindra. Dodatkowe 3 zęby są rozmieszczone w różnych odstępach od podstawowych zębów cylindrów 1, 2 i 3. Pozwalają one rozróżnić, od którego zęba podstawowego pochodzi impuls. cylinder 2 209_94 Jak to działa Kolejne zęby, przesuwające się obok czujnika G40, powodują powstanie w nim napięcia Halla. Ponieważ zęby (podstawowe i dodatkowe) nie są rozmieszczone równomiernie, impulsy czujnika pojawiają się w zmiennych odstępach czasu. Na tej podstawie sterownik silnika rozpoznaje poszczególne cylindry i wysterowuje ich pompowtryskiwacze. Sygnał czujnika położenia wałka rozrządu 90° cylinder 1 cylinder 3 90° cylinder 4 90° cylinder 2 90° cylinder 1 209_95 29 Układ sterowania silnika Czujnik prędkości obrotowej silnika G28 Czujnik prędkości obrotowej silnika jest czujnikiem indukcyjnym, umieszczonym w kadłubie silnika. 209_56 Koło impulsowe czujnika Koło, zamocowane na wale korbowym, ma 60-2-2 zęby – a więc 56 zębów i dwie przerwy, o szerokości 2 zębów każda. Przerwy są rozmieszczone co 180 i służą jako znaczniki do rozpoznawania położenia wału korbowego. 209_85 Zastosowanie sygnału Czujnik G28 informuje sterownik silnika o prędkości obrotowej wału korbowego i o dokładnej pozycji wału. Informacje te służą do wyliczenia dawki paliwa i początku wtrysku. Skutki uszkodzenia Gdy brak sygnału tego czujnika, silnik przestaje pracować. Połączenia elektryczne J248 G28 30 209_57 Dzięki analizie sygnałów czujnika G28 i czujnika G40 możliwy jest szybki rozruch silnika. Na podstawie sygnału czujnika G40 sterownik rozpoznaje cylindry. Dzięki dwom przerwom w kole impulsowym czujnika G28 sterownik ma sygnał odniesienia już po połowie obrotu wału korbowego. W ten sposób sterownik silnika bardzo szybko rozpoznaje ustawienie wału korbowego względem cylindrów i może wysterować właściwy pompowtryskiwacz, by uruchomić silnik. Zasada szybkiego rozruchu silnika Sygnały czujnika położenia wałka rozrządu G40 i czujnika prędkości obrotowej silnika G28 1 obrót wałka rozrządu cylinder 1 cylinder 3 1 obrót wału korbowego cylinder 4 cylinder 2 sygnał czujnika G40 sygnał czujnika G28 209_95 31 Układ sterowania silnika Czujnik temperatury paliwa G81 Czujnik temperatury jest czujnikiem typu NTC (czyli o ujemnym współczynniku temperaturowym). Oznacza to, że oporność czujnika spada wraz ze wzrostem temperatury. Czujnik G81 mierzy temperaturę w przewodzie powrotnym paliwa – z pompy do chłodnicy paliwa. 209_43 Zastosowanie sygnału Sygnał czujnika dostarcza informacji o temperaturze paliwa. Sterownik silnika potrzebuje tej informacji do obliczania dawki paliwa i początku wtrysku, by uwzględnić różną gęstość paliwa przy różnych temperaturach. Ponadto na tej podstawie sterownik włącza pompę chłodzenia paliwa. Skutki uszkodzenia W razie braku sygnału sterownik wylicza wartość zastępczą z sygnału czujnika temperatury silnika G62. Połączenia elektryczne J248 G81 209_58 32 Kolejne czujniki zostały już opisane w innych zeszytach do samodzielnego kształcenia, poświęconych silnikom TDI. Z tego względu nie będą tu omówione tak szczegółowo, jak poprzednie. Przepływomierz powietrza G70 Masowy przepływomierz powietrza z funkcją rozpoznawania przepływu zwrotnego mierzy masę powietrza, zasysanego przez silnik. Jest on umieszczony w przewodzie dolotowym. Otwieranie i zamykanie zaworów silnika powoduje chwilowe cofanie się powietrza w układzie dolotowym. Przepływomierz – dzięki funkcji rozpoznawania przepływu zwrotnego – uwzględnia to zjawisko i dostarcza sterownikowi silnika bardzo dokładnej informacji o rzeczywistej masie zasysanego powietrza. 209_44 Zastosowanie sygnału Zmierzona wartość jest potrzebna do wyliczenia dawki paliwa i do sterowania układem recyrkulacji spalin. Skutki uszkodzenia W przypadku barku sygnału przepływomierza sterownik przyjmuje stałą wartość zastępczą. Czujnik temperatury silnika G62 Czujnik G62 jest umieszczony przy głowicy, w króćcu układu chłodzenia. Dostarcza sterownikowi silnika informacji o temperaturze płynu chłodzącego. 209_60 Zastosowanie sygnału Jest to wartość korekcyjna do wyliczenia dawki paliwa. Skutki uszkodzenia Gdy brak sygnału czujnika G62, sterownik korzysta z sygnału czujnika temperatury paliwa jako wartości zastępczej. 33 Układ sterowania silnika Czujnik położenia pedału gazu G79, włącznik kick-down F8, włącznik biegu jałowego F60 Czujnik położenia pedału gazu jest przykręcony do zespołu pedałów. Znajdują się w nim dodatkowe włączniki – biegu jałowego i funkcji kick-down. 209_59 34 Zastosowanie sygnału Na podstawie tego sygnału sterownik silnika zna położenie pedału gazu. W samochodach z automatyczną skrzynią biegów włącznik kick-down informuje sterownik silnika, że kierowca żąda maksymalnego przyspieszenia samochodu. Skutki uszkodzenia Bez tego sygnału sterownik nie zna położenia pedału gazu. Silnik pracuje na biegu jałowym ze zwiększoną prędkością obrotową, tak by kierowca mógł dojechać do najbliższego serwisu. Czujnik ciśnienia dolotu G71, czujnik temperatury dolotu G72 Oba czujniki są połączone w jeden element, umieszczony w przewodzie pomiędzy chłodnicą powietrza doładowującego a silnikiem. 209_45 Czujnik ciśnienia dolotu G71 Zastosowanie sygnału Sygnał służy do kontroli ciśnienia doładowania. Sterownik porównuje mierzoną wartość z ciśnieniem zadanym, zapisanym w charakterystyce. Jeśli ciśnienie rzeczywiste odbiega od zadanego, sterownik odpowiednio wysterowuje zawór ograniczania ciśnienia doładowania. Skutki uszkodzenia Regulacja ciśnienia doładowania jest niemożliwa i silnik ma mniejszą moc. Czujnik temperatury dolotu G72 Zastosowanie sygnału Informacja o temperaturze powietrza w układzie dolotowym jest potrzebna jako wartość korekcyjna do obliczania ciśnienia doładowania. Pozwala uwzględnić wpływ temperatury powietrza na jego gęstość. Skutki uszkodzenia W razie braku sygnału czujnika sterownik przyjmuje stałą wartość zastępczą. Może to spowodować zmniejszenie mocy silnika. 35 Układ sterowania silnika Czujnik ciśnienia atmosferycznego F96 Czujnik jest umieszczony w sterowniku silnika. czujnik ciśnienia atmosferycznego 209_61 Zastosowanie sygnału Ciśnienie atmosferyczne zależy od wysokości nad poziomem morza. Na podstawie sygnału czujnika F96 sterownik koryguje regulację ciśnienia doładowania i regulację recyrkulacji spalin podczas jazdy na większej wysokości. Skutki uszkodzenia Na dużej wysokości w spalinach może pojawiać się czarny dym. Włącznik przy pedale sprzęgła F36 Włącznik F36 jest umieszczony w zespole pedałów. 209_62 36 Zastosowanie sygnału Dzięki temu sygnałowi sterownik wie, czy sprzęgło jest wciśnięte. W chwili rozłączenia sprzęgła sterownik na krótko zmniejsza dawkę paliwa i w ten sposób zapobiega szarpaniu podczas zmiany biegów. Skutki uszkodzenia Gdy brak sygnału tego czujnika, może dojść do szarpnięć podczas zmiany biegu. Włącznik świateł hamowania F, włącznik przy pedale hamulca F47 Oba czujniki są umieszczone we wspólnej obudowie, przy pedale hamulca. 209_63 Zastosowanie sygnału Oba czujniki przekazują sterownikowi silnika informację „hamulec naciśnięty“. Ponieważ elektryczny czujnik położenia pedału gazu może się uszkodzić, naciśnięcie hamulca powoduje – ze względów bezpieczeństwa – redukcję dawki paliwa do poziomu biegu jałowego. Skutki uszkodzenia Uszkodzenie jednego z czujników sprawia, że sterownik zmniejsza dawkę paliwa. Silnik ma wtedy mniejszą moc. 37 Układ sterowania silnika Dodatkowe sygnały wejściowe Sygnał prędkości jazdy Ten sygnał pochodzi z czujnika prędkości jazdy. Służy do sterowania różnymi funkcjami, np. pracą wentylatora chłodnicy, tłumieniem szarpania podczas zmiany biegów czy działaniem tempomatu. Gotowość sprężarki klimatyzacji Sterownik klimatyzacji przesyła sterownikowi silnika informację, że wkrótce włączy sprężarkę. Umożliwia to wcześniejsze zwiększenie prędkości biegu jałowego, czyli przygotowanie się na zwiększone obciążenie pochodzące od sprężarki. Włącznik tempomatu Włącznik informuje sterownik silnika o tym, że tempomat został uruchomiony. Zacisk DF alternatora Ten sygnał informuje sterownik silnika o obciążeniu alternatora. Na tej podstawie sterownik wie, ile świec żarowych układu dogrzewania płynu chłodzącego może włączyć. Zależnie od obciążenia alternatora sterownik uruchamia wtedy jedną, dwie lub trzy świece, korzystając z przekaźników małej i dużej mocy grzewczej. Magistrala CAN Sterowniki silnika, układu ABS i automatycznej skrzyni biegów wymieniają informacje za pomocą magistrali danych CAN. Magistrala CAN pozwala przesyłać dużą ilość danych w krótkim czasie. Dalsze informacje na temat magistrali CAN można znaleźć w zeszycie nr 186. 38 Elementy wykonawcze Zawory pompowtryskiwaczy N240, N241, N242, N243 Zawory są zamocowane nakrętkami złączkowymi do pompowtryskiwaczy. Są to zawory elektromagnetyczne, wysterowywane przez sterownik silnika. Za pomocą tych zaworów sterownik silnika ustala początek wtrysku (dokładniej: początek tłoczenia) oraz dawkę paliwa dla pompowtryskiwaczy. 209_64 Początek tłoczenia Wysterowanie zaworu powoduje dociśnięcie jego iglicy do gniazda. Zamyka to połączenie pomiędzy kanałem zasilającym w głowicy a komorą wysokiego ciśnienia w pompowtryskiwaczu. Jest to początkiem tłoczenia paliwa. Dawka paliwa Czas wysterowania zaworu pompowtryskiwacza określa wtryśniętą dawkę paliwa. Jak długo zawór jest zamknięty, tak długo pompowtryskiwacz wtryskuje paliwo do komory spalania. Skutki uszkodzenia Uszkodzenie jednego z zaworów pompowtryskiwaczy powoduje nierówną pracę silnika i spadek jego mocy. Zawór pompowtryskiwacza ma podwójną funkcję zabezpieczającą. Gdy zawór pozostaje wciąż w pozycji otwartej, pompowtryskiwacz nie może wytworzyć ciśnienia. Jeśli zawór pozostaje cały czas zamknięty, niemożliwe jest napełnienie pompowtryskiwacza paliwem. W obu przypadkach nie dochodzi zatem do wtrysku paliwa. Połączenia elektryczne J248 N240 N241 N242 N243 209_65 39 Układ sterowania silnika Nadzorowanie pompowtryskiwaczy Sterownik silnika nadzoruje pompowtryskiwacze przez pomiar prądu, płynącego przez ich zawory. Ta wielkość dostarcza informacji zwrotnej o rzeczywistym początku tłoczenia paliwa, potrzebnej do regulacji początku wtrysku. Ponadto pozwala ona rozpoznać nieprawidłowości w pracy pompowtryskiwacza. Jak to działa Proces zaczyna się w momencie wysterowania zaworu pompowtryskiwacza. Powstaje wtedy pole elektromagnetyczne, natężenie prądu wzrasta i zawór zamyka się. Uderzenie iglicy zaworu w gniazdo wywołuje charakterystyczne załamanie krzywej przebiegu prądu. To załamanie jest określane skrótem BIP, pochodzącym od Begining of Injection Period = początek tłoczenia. BIP oznacza chwilę całkowitego zamknięcia zaworu, a więc chwilę rzeczywistego początku tłoczenia. Przebieg prądu w zaworze pompowtryskiwacza natężenie prądu początek wysterowania zaworu moment zamknięcia zaworu = BIP zakres regulacji koniec wysterowania zaworu prąd trzymania prąd przyciągania czas 209_97 40 Gdy zawór jest już zamknięty, natężenie prądu spada do stałej wartości prądu trzymania. Po upływie zadanego czasu tłoczenia sterownik przerywa wysterowanie zaworu i zawór otwiera się. Sterownik silnika mierzy rzeczywisty moment zamknięcia zaworu po to, by podczas kolejnego wtrysku z odpowiednim wyprzedzeniem wysterować zawór. Gdy rzeczywisty początek tłoczenia odbiega od wartości zapisanej w charakterystyce, sterownik przesuwa początek wysterowania zaworu pompowtryskiwacza. Aby sterownik silnika mógł rozpoznać zakłócenia w pracy pompowtryskiwacza, próbkuje on tę część przebiegu wtrysku, w której spodziewa się zauważyć BIP. Ta część przebiegu określa dopuszczalny zakres wystąpienia początku tłoczenia (zakres regulacji). Gdy pompowtryskiwacz pracuje prawidłowo, BIP pojawia się w zakresie regulacji. Zakłócenia w pracy pompowtryskiwacza prowadzą do tego, że BIP pojawia się poza zakresem regulacji. W tym przypadku sterownik wyznacza początek tłoczenia z zapamiętanej charakterystyki a regulacja początku wtrysku jest niemożliwa. Przykład Gdy w pompowtryskiwaczu znajduje się powietrze, iglica zaworu napotyka na mniejszy opór podczas zamykania. Zawór zamyka się szybciej i BIP pojawia się wcześniej, niż tego oczekiwano. Prowadzi to do zapisania w pamięci błędów sterownika komunikatu: Granica regulacji przekroczona w dół 41 Układ sterowania silnika Zawór sterujący klapą dławiącą N239 Zawór sterujący klapą dławiącą jest umieszczony w pobliżu filtra powietrza. Doprowadza on podciśnienie do siłownika klapy, zamykającej kanał dolotowy. Klapa zapobiega szarpaniu silnika podczas jego wyłączania. Silnik wysokoprężny ma duży stopień sprężania. Duże ciśnienie, do jakiego jest sprężane powietrze w cylindrach, powoduje gwałtowne zatrzymywanie silnika w chwili jego wyłączenia. Objawia się to charakterystycznym szarpaniem. 209_68 W chwili wyłączenia zapłonu klapa dławiąca przerywa dopływ powietrza do silnika. Ze względu na mniejszą ilość sprężanego powietrza silnik łagodniej się zatrzymuje. Podczas wyłączania silnika sterownik wysterowuje zawór N239. Zawór doprowadza podciśnienie do siłownika klapy i klapa zostaje zamknięta. Jak to działa 0 I 209_69 Skutki uszkodzenia W razie uszkodzenia zaworu N239 klapa dławiąca pozostaje otwarta. Połączenia elektryczne J 317 S J248 N239 209_70 42 Przekaźnik układu chłodzenia paliwa J445 Przekaźnik układu chłodzenia paliwa znajduje się w skrzynce sterowników, obok sterownika silnika. Gdy temperatura paliwa wzrośnie do 70°C, sterownik silnika wysterowuje przekaźnik, który zasila pompę chłodzenia paliwa. 209_71 Skutki uszkodzenia Uszkodzenie przekaźnika nie pozwala na chłodzenie paliwa, powracającego z silnika do zbiornika. Może to doprowadzić do uszkodzenia zbiornika paliwa i czujnika poziomu paliwa. Połączenia elektryczne J 317 S A/+ S J248 J445 V166 209_72 Funkcja „Sprawdzanie działania elementów wykonawczych“ pozwala sprawdzić, czy sterownik silnika wysterowuje przekaźnik układu chłodzenia paliwa. 43 Układ sterowania silnika Kolejne elementy wykonawcze zostały już opisane w innych zeszytach do samodzielnego kształcenia, poświęconych silnikom TDI. Z tego względu nie będą tu omówione tak szczegółowo, jak poprzednie. Zawór ograniczania ciśnienia doładowania N75 Silnik ma turbosprężarkę o regulowanej geometrii, która optymalnie dopasowuje ciśnienie doładowania do warunków pracy silnika. Zawór ograniczania ciśnienia doładowania jest sterowany przez sterownik silnika. Zależnie od współczynnika wypełnienia sygnału sterującego zawór ustala podciśnienie w siłowniku, ustawiającym łopatki kierujące turbosprężarki. 209_75 Do siłownika dociera ciśnienie atmosferyczne. Ciśnienie doładowania jest mniejsze i silnik ma mniejszą moc. Skutki uszkodzenia Szczegółowe informacje na temat turbosprężarki o regulowanej geometrii można znaleźć w zeszycie nr 190. Zawór recyrkulacji spalin N18 209_73 Skutki uszkodzenia 44 Układ recyrkulacji spalin doprowadza część spalin z układu wydechowego do świeżego powietrza, zasysanego przez silnik. Obniża to temperaturę spalania, co powoduje mniejszą emisję tlenków azotu. Zawór recyrkulacji spalin jest sterowany przez sterownik silnika. Zależnie od współczynnika wypełnienia sygnału sterującego zawór ustala podciśnienie w siłowniku, otwierającym mechaniczny zawór recyrkulacji spalin. W ten sposób ustalana jest dawka spalin, docierających do cylindra. Moc silnika spada a recyrkulacja może nie działać. Lampka kontrolna świec żarowych K29 Lampka kontrolna świec żarowych znajduje się w zestawie wskaźników. Jej zadania to: • Przed rozruchem silnika informuje kierowcę o włączeniu świec żarowych. Lampka świeci wtedy ciągłym światłem. • Gdy sterownik rozpozna usterkę w obwodzie, który sprawdza w ramach samodiagnozy, lampka kontrolna miga. 209_77 Skutki uszkodzenia Lampka kontrolna nie świeci ani nie miga. W pamięci błędów pojawia się odpowiedni zapis. 45 Układ sterowania silnika Dodatkowe sygnały wyjściowe Dodatkowe ogrzewanie płynu chłodzącego Ze względu na swą dużą sprawność silnik wytwarza niewiele ciepła. W niekorzystnych warunkach powoduje to kłopoty z ogrzewaniem wnętrza samochodu. Samochody sprzedawane w krajach o zimnym klimacie mają więc elektryczne grzałki, które w niskiej temperaturze podgrzewają płyn chłodzący. Te grzałki to trzy świece żarowe, wkręcone w króciec układu chłodzenia przy głowicy. Sterownik silnika uruchamia je poprzez dwa przekaźniki – przekaźnik małej i przekaźnik dużej mocy grzewczej. W ten sposób włącza jedną, dwie lub trzy świece, zależnie od obciążenia alternatora. Prędkość obrotowa silnika Ten sygnał służy do sterowania obrotomierzem w zestawie wskaźników. Wybieg wentylatora chłodnicy Czas pracy wentylatora po wyłączeniu zapłonu jest zapisany w charakterystyce sterowania. Zależy on od temperatury silnika i od obciążenia silnika podczas ostatniego cyklu jazdy. Sterownik uruchamia wentylator chłodnicy za pośrednictwem przekaźnika 1. biegu wentylatora. Wyłączenie sprężarki klimatyzacji W następujących sytuacjach sterownik silnika wyłącza sprężarkę klimatyzacji: Sygnał zużycia paliwa 46 • po każdym rozruchu silnika na ok. 6 sekund • • podczas gwałtownego przyspieszania od niskiej prędkości obrotowej gdy temperatura silnika wzrośnie powyżej 120°C • podczas pracy silnika w trybie awaryjnym Ten sygnał pozwala komputerowi pokładowemu w zestawie wskaźników wyliczać chwilowe i średnie zużycie paliwa. Układ podgrzewania silnika Układ podgrzewania silnika Układ podgrzewania ułatwia rozruch silnika w niskiej temperaturze. Jest on uruchamiany, gdy temperatura silnika spadnie poniżej +9 °C. Sterownik silnika wysterowuje przekaźnik świec żarowych. Przekaźnik zasila wtedy świece wszystkich cylindrów. Schemat sterowania układu pokazuje, które czujniki mają wpływ na działanie układu i jakie elementy wykonawcze on zawiera. Schemat sterowania układu podgrzewania silnika sterownik silnika J248 czujnik prędkości obrotowej silnika G28 świece żarowe Q6 przekaźnik świec żarowych J52 czujnik temperatury silnika G62 lampka kontrolna świec żarowych K29 209_99 Grzanie silnika dzieli się na dwie fazy. Podgrzewanie Dogrzewanie Jeśli zapłon zostanie włączony a temperatura silnika jest niższa niż +9°C, sterownik silnika uruchamia świece żarowe. Równocześnie zapala się lampka kontrolna świec żarowych. Po upływie czasu podgrzewania lampka kontrolna gaśnie i można uruchomić silnik. Po każdym rozruchu silnik jest dogrzewany, niezależnie od tego, czy przed rozruchem był podgrzewany. Zmniejsza to hałas spalania, poprawia bieg jałowy silnika i obniża emisję węglowodorów. Faza dogrzewania trwa maksymalnie 4 minuty i jest przerywana, gdy silnik osiągnie prędkość obrotową 2500 obr/min. 47 Układ sterowania silnika Schemat funkcjonalny Części E45 włącznik tempomatu 30 15 S F włącznik świateł hamowania F8 włącznik kick-down F36 włącznik przy pedale sprzęgła F47 włącznik przy pedale hamulca A/+ F60 włącznik biegu jałowego S G28 czujnik prędkości obrotowej silnika G40 czujnik położenia wałka rozrządu G62 czujnik temperatury silnika G70 przepływomierz powietrza G71 czujnik ciśnienia dolotu G72 czujnik temperatury dolotu G79 czujnik położenia pedału gazu G81 czujnik temperatury paliwa J52 przekaźnik świec żarowych J 317 S S J445 J360 J359 N239 N75 N18 Q7 Q7 V166 J248 sterownik silnika J317 przekaźnik zasilający J359 przekaźnik małej mocy grzewczej J360 przekaźnik dużej mocy grzewczej G72 J445 przekaźnik pompy chłodzenia paliwa N18 zawór recyrkulacji spalin N75 zawór ograniczania ciśnienia doładowania G70 G40 G71 N239 zawór sterujący klapą dławiącą N240 zawór pompowtryskiwacza 1. cylindra N241 zawór pompowtryskiwacza 2. cylindra N242 zawór pompowtryskiwacza 3. cylindra N243 zawór pompowtryskiwacza 4. cylindra Q6 świece żarowe do podgrzewania silnika Q7 świece żarowe do podgrzewania płynu 31 V166 pompa chłodzenia paliwa Sygnały dodatkowe światła hamowania F sygnał prędkości jazdy B sygnał zużycia paliwa G zasilanie włącznika tempomatu C sygnał prędkości obrotowej silnika A 48 D wyłączenie sprężarki klimatyzacji H wybieg wentylatora chłodnicy E gotowość sprężarki klimatyzacji K przewód diagnozy i immobilisera 30 15 J52 S S S S A/+ E45 D B F F47 F36 G F G62 E C S A J248 N240 N241 N242 N243 G81 F60/F8 G79 N L G28 O M K H in out Q6 31 209_80 L lampka kontrolna świec żarowych sygnał wejściowy M CAN-Low sygnał wyjściowy N CAN-High plus O zacisk DF masa magistrala CAN 49 Samodiagnoza W trybie diagnozy własnej tester V.A.S. 5051 pozwala wykonywać następujące funkcje: 01 Odpytanie wersji komputera sterującego 02 Odpytanie pamięci usterek 03 04 Sprawdzenie działania elementów wykonawczych Nastawy podstawowe 05 Kasowanie pamięci usterek 06 Zakończenie wykonywania polecenia 07 Kodowanie komputera sterującego 08 Odczyt bloku wartości mierzonych 209_82 Usterki elektryczne w elementach zaznaczonych kolorem prowadzą do zapisania błędów w pamięci sterownika. Funkcja 02 Odpytanie pamięci usterek Q6 G70 J52 F96 N240, N241, N242, N243 G28 K29 G40 J248 N18 G79 F8 F60 N75 G62 G71 G72 F F47 N239 G81 V166 J104 J217 J445 209_81 50 Części mechaniczne silnika Wysokie ciśnienie spalania wymusiło następujące zmiany w częściach mechanicznych silnika: Trapezowe połączenie tłoka z korbowodem Piasta tłoka i główka korbowodu mają kształt trapezu. 209_07 Rozkład sił w równoległym połączeniu tłoka z korbowodem Rozkład sił w trapezowym połączeniu tłoka z korbowodem siła wywołana procesem spalania powierzchnie, na których rozkłada się nacisk 209_08 W porównaniu z tradycyjnym kształtem połączenia tłoka z korbowodem, połączenie trapezowe daje większą powierzchnię nacisku tłoka na sworzeń i sworznia na korbowód. 209_09 Oznacza to, że siła wywołana procesem spalania działa na większą powierzchnię, mniej obciążając sworzeń tłokowy i korbowód. 51 Części mechaniczne silnika Napęd wałka rozrządu Do wytworzenia ciśnienia wtrysku na poziomie 2000 bar potrzebne są duże siły, napędzające pompowtryskiwacze. Te siły znacznie obciążają elementy napędu rozrządu. Z tego względu wprowadzono następujące zmiany, zmniejszające obciążenia paska rozrządu. • W kole wałka rozrządu umieszczono tłumik drgań, zmniejszający wibracje w napędzie rozrządu. • Poszerzono pasek rozrządu o 5 mm. Dzięki większej powierzchni może on przenosić większe siły. • Zastosowano hydrauliczny napinacz paska rozrządu, zapewniający stałe napięcie paska w różnych stanach obciążenia. • Na kole rozrządu wału korbowego zastosowano zęby o zmiennej szerokości wrębu, co zmniejsza zużycie paska rozrządu. 209_89 W celu odciążenia paska rozrządu podczas trwania wtrysku paliwa umieszczono na kole rozrządu wału korbowego dwie pary zębów o większej szerokości wrębu. szerszy wrąb 209_88 52 Jak to działa Podczas trwania wtrysku pasek rozrządu jest silnie obciążony przez pompowtryskiwacz. Koło na wałku rozrządu jest hamowane przez pompowtryskiwacz, a równocześnie koło na wale korbowym jest przyspieszane przez spalanie w cylindrze. Powoduje to wydłużenie paska rozrządu, czyli chwilowe zwiększenie jego podziałki. To zjawisko powtarza się w stałych odstępach, zgodnie z cyklem pracy silnika. Za każdym razem te same zęby koła współpracują z chwilowo wydłużoną częścią paska rozrządu. I właśnie te zęby mają poszerzony wrąb, dopasowany do zwiększonej podziałki paska, dzięki czemu nie ścierają jego zębów. po dzi ałk a siła opóźniająca siła przyspieszająca 209_91 Gdyby wszystkie zęby koła pasowego były takie same, podcinałyby zęby paska rozrządu wtedy, gdy pasek jest rozciągnięty przez siłę potrzebną do napędu pompowtryskiwacza. Efektem byłoby szybkie zużywanie się paska rozrządu. siła opóźniająca siła przyspieszająca 209_92 53 Serwis Narzędzia specjalne Symbol i nazwa T 10008 płytka blokująca 54 Narzędzie Zastosowanie do zablokowania hydraulicznego napinacza paska rozrządu podczas zdejmowania i zakładania paska T 10050 blokada wału korbowego do zablokowania wału korbowego na kole rozrządu podczas ustawiania rozrządu T 10051 blokada koła wałka rozrządu do montażu koła na wałku rozrządu T 10052 ściągacz do koła wałka rozrządu do zdejmowania koła ze stożka na wałku rozrządu T 10053 przyrząd do montażu uszczelniacza wału korbowego tulejka prowadząca i dociskowa do zakładania uszczelniacza wału korbowego Narzędzia specjalne Symbol i nazwa T 10054 klucz trzpieniowy T 10055 ściągacz do pompowtryskiwaczy T 10056 tulejki montażowe do pierścieni uszczelniających Narzędzie Zastosowanie do śruby mocującej klocek dociskowy pompowtryskiwacza do wyciągania pompowtryskiwacza z gniazda w głowicy do zakładania pierścieni uszczelniających (oringów) na pompowtryskiwacz T 10059 łącznik do wyjmowania i wkładania silnika w Passacie; w połączeniu z zawiesiem 2024 A ustawia silnik w położeniu montażowym V.A.S. 5187 manometr do pomiaru ciśnienia paliwa, wytwarzanego przez pompę tandemową 209_90a-k 55 Serwis Wskazówka naprawcza Po zamontowaniu pompowtryskiwacza trzeba ustawić minimalny odstęp pomiędzy dnem komory wysokociśnieniowej a tłokiem pompującym w najniższym położeniu tłoka. Służy do tego śruba regulacyjna pompowtryskiwacza. Prawidłowe ustawienie zapobiega uderzaniu tłoka pompującego w dno komory, do czego mogłoby dojść na skutek rozszerzalności cieplnej elementów. śruba regulacyjna tłok pompujący minimalny odstęp komora wysokociśnieniowa 209_98 Sposób regulacji pompowtryskiwaczy opisano dokładnie w instrukcji naprawy. 56 Sprawdzamy swoją wiedzę 1. Proszę nazwać poszczególne elementy 209_23 2. Które zdania są prawdziwe? a. Silnik z pompowtryskiwaczami ma większy zasób mocy i emituje mniej szkodliwych składników spalin, niż silnik z rozdzielaczową pompą wtryskową. b. Dobre spalanie w silniku z pompowtryskiwaczami jest efektem dużego ciśnienia wtrysku. c. Każdy cylinder silnika ma swój pompowtryskiwacz. 57 Sprawdzamy swoją wiedzę 3. Który element wywołuje zakończenie przedwtrysku? a. zawór elektromagnetyczny pompowtryskiwacza b. tłoczek wyrównujący c. tłumik iglicy rozpylacza 4. Jakie są zadania układu chłodzenia paliwa? a. Zapobiega uszkodzeniu zbiornika i czujnika poziomu paliwa przez zbyt ciepłe paliwo. b. Chłodzenie paliwa powoduje obniżenie temperatury spalania, co zmniejsza emisję tlenków azotu. c. Dzięki chłodzeniu paliwo jest równomiernie rozdzielane pomiędzy cylindry. 5. Czujnik położenia wałka rozrządu G40 . . . a. . . . mierzy prędkość obrotową silnika b. . . . służy do rozpoznawania poszczególnych cylindrów c. . . . służy wyłącznie do rozpoznawania 1. cylindra 6. Co umożliwia szybki rozruch silnika? a. Podczas rozruchu sterownik równocześnie wysterowuje wszystkie pompowtryskiwacze. b. Sterownik ocenia sygnały czujnika położenia wałka rozrządu i czujnika prędkości obrotowej silnika. Na tej podstawie wcześnie rozpoznaje ustawienie wału korbowego względem wałka rozrządu i może wysterować właściwy pompowtryskiwacz. c. Sterownik wysterowuje pompowtryskiwacze, jak tylko na podstawie sygnału czujnika G40 rozpozna 1. cylinder. 58 Rozwiązania: 1. części są nazwane na stronie 8 2. a, b, c 3. b 4. a 5. b 6. b Notatki 209 Tylko do użytku wewnętrznego © VOLKSWAGEN AG, Wolfsburg Wszelkie prawa zastrzeżone. Zmiany zastrzeżone. 940.2810.28.11 Stan techniczny 12/98 P