6.3.1 Системы впрыска и турбонаддува дизельного двигателя

Системы впрыска и турбонаддува дизельного двигателя

Общая информация

При работе дизельного двигателя в его цилиндры всасывается чистый воздух, который сжимается до высокого давления. При этом температура воздуха поднимается до 700 - 900°С, что превышает температуру воспламенения дизельного топлива. Топливо впрыскивается в цилиндр с некоторым опережением и воспламеняется. Таким образом, свечи зажигания для воспламенения топлива не используются.

Топливо засасывается топливным насосом высокого давления (ТНВД) непосредственно из бака. В ТНВД топливо сжимается до необходимого для впрыска давления. Впрыск осуществляется в порядке, аналогичном порядку зажигания в бензиновом двигателе.

При подходе запаса топлива к концу, - на панели приборов загорается сигнальная лампа, - следует без промедления произвести заправку автомобиля.

С целью снижения токсичности отработавших газов в стандартную комплектацию всех дизельных моделей включается каталитический преобразователь. Одновременно система рециркуляции обеспечивает существенное снижение содержания в отработавших газах окислов азота, часть отработавших газов подмешивается к всасываемому в двигатель воздуху, что обеспечивает снижение концентрации в нем кислорода и, соответственно, к сокращению задержки воспламенения и понижению температуры сгорания. Результатом всех перечисленных процессов является минимизация образования в продуктах сгорания окислов азота (NОХ). Процесс рециркуляции отработавших газов требует точной дозировки, так как в противном случае возрастает уровень содержания в продуктах сгорания угольных частиц (копоти). Дозировка осуществляется за счет включения в цепь системы специального измерителя, - поступающая от измерителя информация позволяет электронному модулю управлять процессом рециркуляции.

На двигателях 1.7 л SOHC впрыск топлива производится в форкамеры цилиндров, на двигателях 1.7 л DOHC и 2.0 л - непосредственно в камеры сгорания.

ТНВД имеет электронное управление, что гарантирует соответствие жестким современным требованиям по содержанию в отработавших газах двигателя токсичных составляющих. Мозгом системы управления является встроенный в насосную сборку электронный модуль, непрерывно анализирующий данные, поступающие от целого комплекса информационных датчиков:

Двигатели 1.7 л SOHC

• Датчик положения педали акселератора информирует блоки управления о положении педали газа;
• Датчик температуры охлаждающей жидкости (ECT) информирует блоки управления о рабочей температуре двигателя;
• Датчик измерителя массы воздуха (MAF) информирует блоки управления о массе и температуре всасываемого во впускной воздуховод воздуха;
• Датчик положения коленчатого вала (CKP) информирует блоки управления о положении и скорости вращения коленчатого вала;
• Датчик давления наддува информирует блоки управления о давлении во впускном трубопроводе;
• Датчики и регуляторы ТНВД (встроенные) используются блоками управления при вычислении и управлении моментами и количеством впрыскиваемого в двигатель топлива;
• Датчик сцепления используется блоками управления при выполнения функций темпостата;
• Датчик-выключатель активации К/В информирует блоки управления о включении или выключении кондиционера воздуха.

Двигатели 1.7 л DOHC и 2.0 л

• Датчик положения педали акселератора информирует блоки управления о положении педали газа;
• Датчик температуры охлаждающей жидкости (ECT) информирует блоки управления о рабочей температуре двигателя;
• Датчик температуры всасываемого воздуха (IAT) информирует блоки управления о температуре воздуха во впускном воздуховоде;
• Датчик измерителя массы воздуха (MAF) информирует блоки управления о массе воздуха, проходящего через впускной воздуховод;
• Датчик температуры масла (двигатели 2.0 л) информирует блоки управления о температуре двигательного масла;
• Датчик положения коленчатого вала (CKP) информирует блоки управления о положении и скорости вращения коленчатого вала;
• Датчик давления наддува информирует блоки управления о давлении во впускном трубопроводе;
• Модуль управления ABS информирует блоки управления о скорости движения автомобиля;
• Датчик атмосферного давления (BARO) информирует блоки управления об атмосферном давлении;
• Датчик температуры топлива информирует блоки управления о температуре топлива;
• Датчик положения валя ТНВД используется блоками управления при вычислении и установке моментов впрыска топлива;
• Датчик аварийного давления масла используется ECM двигателя при управлении срабатыванием контрольной лампы на панели приборов;
• Датчик сцепления используется блоками управления при выполнении функций темпостата;
• Датчик-выключатель активации К/В информирует блоки управления о включении или выключении кондиционера воздуха.

Все поступающие от информационных датчиков данные обрабатываются электронными блоками управления, осуществляющими на основании ее анализа управление моментами и количеством впрыска топлива, обеспечивая оптимальные эксплуатационные характеристики силового агрегата вне зависимости от изменения внешних факторов. ECM двигателя управляет моментом впрыска через блок управления ТНВД, обеспечивая надежность запуска двигателя при любой температуре окружающего воздуха, скорейший его прогрев, а также максимальную отдачу во всех режимах движения, включая акселерацию и торможение двигателем.

Базовая установка моментов впрыска производится при монтаже ТНВД на двигатель. В процессе функционирования агрегата изменения данной характеристики происходит автоматически по командам ECM посредством кулачкового исполнительного механизма.

Дозировка подаваемого в двигатель топлива производится при помощи встроенных в ТНВД клапанов количества и момента впрыска. Срабатывание клапанов происходит по командам, выдаваемым блоком управления ТНВД, обычно расположенным в верхней части насоса. На главном роторе ТНВД установлено специальное кольцо. Датчик положения ротора определяет положение и скорость вращения ротора. Датчик работает по принципу, аналогичному принципу работы датчика положения коленчатого вала. На ротор нанесено четыре метки - в соответствии с количеством цилиндров. Блок управления насосом получает необходимую информацию от блока управления двигателем (ECM) и рассчитывает моменты и длительность подачи топлива. Внутренние компоненты ТНВД позволяют очень точно рассчитывать эти параметры, что в конечном итоге приводит к повышению эффективности отдачи двигателя и снижению токсичности отработавших газов.

На дизельных моделях отсутствует троса газа, - его функции выполняет датчик положения педали акселератора. Датчик непрерывно информирует блок управления о положении педали, что позволяет ECM точно рассчитывать параметры впрыска. Обороты холостого хода также регулируются блоком управления и ручной корректировке не подлежат. Анализируя информацию, поступающую с различных датчиков, блок управления рассчитывает количество оборотов, корректируя их в зависимости от нагрузки и температуры двигателя.

Насос соединяется с форсунками металлическими трубками. Каждая форсунка подает топливо в камеры сгорания через пять отверстий. Этим достигается равномерное распределение топлива в камере сгорания и точное направление подачи топлива. Система впрыска топлива является системой прямого впрыска. В днищах поршней находятся вихревые камеры , обеспечивающие завихрение поступающего в камеры сгорания топлива. Для оптимизации сгорания топлива форсунки открываются в два этапа (для этого внутри каждой форсунки находятся две пружины). При открытии форсунки небольшая часть топлива попадает на внутренние компоненты форсунки, смазывая их, и возвращается в топливный бак.

Управление прогревом холодного двигателя осуществляется блоком управления двигателем и блоком управления ТНВД. При холодном двигателе момент впрыска смещается блоком управления ТНВД. Блок управления двигателем, в свою очередь, управляет работой свечей накаливания. Свечи накаливания установлены в каждый цилиндр и включаются перед запуском двигателя, работая во время проворачивания двигателя стартером и некоторое время после запуска двигателя. Свечи значительно облегчают запуск холодного двигателя. После включения зажигания на приборной доске загорается контрольная лампа (см. Главу Руководство по эксплуатации), сигнализирующая о включении свечей накаливания. Как только лампа погаснет, можно приступать к осуществлению запуска двигателя. При очень холодной погоде свечи продолжают работать еще некоторое время после запуска двигателя, обеспечивая стабильность функционирования последнего и снижение уровня содержания токсичных составляющих в отработавших газах.

Вследствие высоких пусковых качеств необходимость в предварительном накале на моделях с прямым впрыском топлива требуется только при температуре ниже -10°С.

Если от датчиков поступает информация, свидетельствующая о возникновении нештатной ситуации, ECM переключается в аварийный режим функционирования, когда вместо неадекватных сигналов подставляются базовые значения соответствующих параметров, - эффективность отдачи двигателя в таком режиме, естественно снижается. О входе ECM в аварийный режим водителя предупреждает срабатывание контрольной лампы отказов на приборном щитке автомобиля (см. Главу Руководство по эксплуатации), в память процессора при этом заносится соответствующий диагностический код (см. Главу Электрооборудование двигателя).

При определенных обстоятельствах поведение автомобиля может вообще не измениться. Единственным признаком того, что ECM перешел в аварийный режим функционирования может являться повышение токсичности отработавших газов. Имейте в виду, что после замены неисправного датчика на исправный автоматического возврата системы не переключится самостоятельно в нормальный режим не происходит, - следует очистить память процессора от содержащихся в ней диагностических кодов. Даже если причиной перехода системы в аварийный режим безопасного был обрыв проводки, после ее память процессора должна быть очищена.

При срабатывании контрольной лампы автомобиль следует при первой же возможности отогнать на фирменную станцию техобслуживания Opel для проведения подробной диагностики с применением специального оборудования и выполнения необходимого восстановительного ремонта.

Диагностическое оборудование (считыватель сканерного типа) подключается к расположенному под декоративной накладкой впереди рычага стояночного тормоза DLC-разъему.