Технически данни на TDI двигателя и особености
Конструктивно изпълнение: 4 цилиндров, редови, турбодизел
Работен обем - 1896 куб. см.
Диаметър на цилиндъра - 79,5 мм
Ход на буталото - 95,5 мм
Степен на сгъстяване - 19,5/1
Номинална мощност -66 квт /90 кс/ при 4000 об/мин
Максимален въртящ момент -202 Н.м при 1900 об/ мин
Смесообразуване непосредствено впръскване на горивото чрез електронно- регулируема помпа от разделителен тип. Очистване на изгорелите газове връщане на част от изгорелите газове обратно в цилиндрите и катализатор за окисление.
ГОРИВЕН ПРОЦЕС
При двигателите с директно впръскване, горивото се впръсква непосредствено в горивната камера. Благодарение на това се получава по- ефективно горене и по-нисък разход на гориво. Смукателният колектор има такава форма, влизащият въздух се завихря и по такъв начин се получава интензивен вихър в горивната камера. Тя се намира в буталото и е оптимизирана специално за този двигател. Дюзата е с 5 разпръскващи отвори. Горивото се впръсква на 2 степени и се въпламенява от горещия компримиран въздух. Вследствие на двустепенното впръскване се получава плавно нарастване на налягането в цилиндъра, т.е. двигателя работи меко.
ДЮЗИ
За двигателя 1,9 TDI е конструиран двупружинен корпус на дюзата. Той позволява двустепенно впръскване на горивото, с което се обезпечава плавното му изгаряне. Двете пружини са различно силни /корави/. Пружините са съгласувани, така че иглата на дюзата се повдига толкова колкото да преодолее силата на меката пружина. През получената малка празнина, предварително се впръсква под ниско налягане малко количество гориво. Това изпреварване на впръскването обезпечава плавно увеличение на налягането при горенето и се създават условия за запалване на основната част на горивото. Помпата с високо налягане подава повече гориво, отколкото може да премине през малката празнина, при което се увеличава налягането в дюзата. Иглата на дюзата преодолява силата на коравата пружина и се вдига по- високо. Сега се извършва основното впръскване с по- високо налягане на впръскване.
Дюзата на 3-тия цилиндър е снабдена за определяне началото на впръскване с датчик за хода на иглата. Той изпраща на електронния блок за управление /ЕБУ/ сигнал за действителния момент на отваряне на дюзата. Този сигнал служи на ЕБУ като обратна връзка за съответствието на началото на впръскване с универсалната характеристика.
От разликата във времената между импулса за хода на иглата и сигнала за горна мъртва точка /ГМТ/ от датчика за оборотите на двигателя, ЕБУ пресмята действителното начало на впръскване.То се сравнява със заложеното в ЕБУ зададено значение на впръскването и при отклонение между тях се корегира действителното начало на впръскване.
Ако датчика за хода на иглата се повреди, то влиза в действие аварийната програма, при което началото на впръскване се определя по зададени величини от универсалната характеристика. При това се намалява и количеството на впръскваното гориво.
РАЗХОДОМЕР НА ВЪЗДУХА
Предназначен е за определяне потока свеж въздух, подаван на двигателя.Това служи за пресмятане процента на отвежданите обратно в цилиндрите изгорели газове и допустимото количество впръсквано гориво.
Нагрята повърхност на пластина се поддържа на постоянна температура. Минаващия покрай нея засмукван въздух охлажда пластината. За измерване на количеството засмукван въздух служи тока, необходим за поддържане на постоянна температура на нагреваемата повърхност.
При повреда на разходомера на въздуха ЕБУ задава определено количество въздух. Това постоянно количество е пресметнато, така че само в областта на частично натоварване могат да възникнат недостатъци в ходовите качества на автомобила /падане мощността на двигателя/.
ДАТЧИК ЗА ПРЕМЕСТВАНЕ НА РЕГУЛИРАЩИЯ ПЛУНЖЕР
Той подава на ЕБУ сведения за фактическото положение на дозатора за впръсквано гориво на помпата за високо налягане.По тази информация се пресмята количеството впръсквано гориво. Датчикът е безконтактен чувствителен елемент за измерване ъгли на завъртане. Той се намира върху екцентриковия вал на дозатора за количеството гориво.
В горивната помпа за високо налягане се намират:
- датчик за температура на горивото
- бобина за променлив ток
- магнитопровод
- подвижен метален пръстен
- екцентриков вал
- неподвижен метален пръстен
В магнитопровода със специална форма, променлив ток създава променливо магнитно поле. Закрепения към екцентриковия вал метален пръстен, се премества по магнитопровода и си взаимодейства с това магнитно поле. Изменението на полето се анализира в ЕБУ и е критерий за положението на дозатора за количеството впръсквано гориво.
ОПИСАНИЕ НА СИСТЕМАТА
ЕБУ използва 25 характеристики, за да осигури за всяка ситуация при експлоатацията, оптимално поведение на двигателя относно въртящ момент, разход на гориво и параметри на изгорелите газове.
Датчици подават на ЕБУ информация за действителния режим на работа. Те биват:
- датчик за хода иглата на дюзата G80
- датчик за оборотите на двигателя G28
- разходомер на въздуха G70
- датчик за височина /надморско равнище/ F96
- датчик за температура на антифриза G62
- датчик за температура на смукателния колектор G72
- изключвател за педала на съединителя F36
- включвател стоп светлини F
- включвател за педала на спирачките F47
- датчик за положението на педала за газта G79
- датчик за преместване на регулиращия плунжер G149
След анализ на информацията получена от датчиците, ЕБУ изпраща сигнали до изпълнителните органи. По такъв начин се контролира и регулира количеството на впръскваното гориво, началото на впръскване, налягането на турбото и връщането на част от изгорелите газове. ЕБУ осигурява също и управлението на устройството за предварително подгряване, съпътстващото подгряване и други.
Дозировката на количеството впръсквано гориво се осъществява чрез електрониката. Използвайки информацията от следните датчици: датчик за положението педала на газта, датчик за температура на антифриза, разходомер на въздуха, датчик за оборотите на двигателя, датчик за преместване на регулиращия плунжер, датчик за температура на горивото, в ЕБУ се определя точното количество на впръскваното горивоа и изпраща сигнал на дозатора за гориво в помпата за високо налягане. Не съществува механична връзка между педала на газта и горивната помпа с високо налягане.
За избягване на черния дим, количеството на впръскваното гориво при недостиг на въздух се ограничава с помоща на характеристиката на дима.
Решаващия фактор за количеството на впръскваното се определя основно от положението на педала за газта, т.е. желанието на водача.При неизправност на датчика му, двигателя работи с повишени обороти на празен ход, така че водача да може да се придвижи до най-близкия сервиз.
За точното пресмятане от ЕБУ на количеството впръсквано гориво се отчитат и температурите на антифриза и горивото.При загубване сигнала на единия или двата датчика при пресмятането се използват заложените в паметта резервни значения.
Броя на оборотите на двигателя е един от важните параметри анализирани от ЕБУ за пресмятане количеството на впръскваното гориво. При неизправност на датчика за броя на оборотите се активизира програмата за авариен режим на работа, при което датчика за хода иглата на дюзата изпраща заместващ сигнал за броя на оборотите. По време на аварийна работа се намалява количеството на впръскваното гориво, началото на впръскване се управлява, а регулирането налягането на турбото се изключва. Ако липсва заместващ сигнал за броя на оборотите, то двигателя се изключва.
Разходомера определя количеството на засмуквания. Въведената в ЕБУ характеристика на дима, ограничава количеството на впръскваното гориво, ако постъпващото количество въздух е недостатъчно за бездимно горене. При неизправност на разходомера на въздух се активизира аварийната програма.
На ЕБУ е необходима информация за контрол дозатора за гориво.Датчика G149 е здраво свързан с екцентриковия вал на дозатора и предава на ЕБУ информация за точното положение на регулиращия плунжер. При неизправност на датчика е изключена изцяло безопасността на двигателя.
ВТОРИЧНИ ПАРАМЕТРИ НА ВЛИЯНИЕ
Контролна функция за регулиране количеството гориво предотвратява придърпването на двигателя. За това на ЕБУ е необходима информация за това, натиснат или е отпуснат педала на съединителя.
При натиснат педал на съединителя се намалява но не за дълго количеството на впръскваното гориво.
За по-голяма безопасност, 2 изключвателя изпращат сигнали в ЕБУ, че спирачките са задействани.Допълнително тези сигнали служат и за контрол на датчика за положението педала на спирачките. По този начин се избягва например, едновременно спиране и напълно отворена дроселова клапа.При неизправност на двата изключвателя и при недобър реглаж се активизира програмата за авариен режим, при което регулирането количеството впръсквано гориво се запазва.
РЕГУЛИРАНЕ НАЧАЛОТО НАВПРЪСКВАНЕ
Началото на впръскване влияе на много свойства на двигателя, като например запалване, разход на гориво, емисия на изгорелите газове. За пресмятане от ЕБУ на началото на впръскване участват сигналите от следните датчици: датчик за оборотите на двигателя, датчик за температурата на антифриза, датчик за хода иглата на дюзата. След обработка на тази информация, ЕБУ пресмята началото на впръскване на горивото и подава команда към клапана за началото на впръскване N108 в помпата за високо налягане.
В паметта на ЕБУ е въведена характеристиката на началото на впръскване.Тя е определена по опитен път и е с оптимално значение между благоприятните свойства за движение на автомобила и добри параметри на изгорелите газове.
ПАРАМЕТРИ НА ВЛИЯНИЕ
При неизправен датчик за оборотите на двигателя, се активира програмата за авариен режим, за който датчика за хода иглата на дюзата изпраща заместващ сигнал за броя на оборотите. Ако се загуби и заместващия сигнал за броя на оборотите, то двигателя се изключва.
За компенсиране на по-дългото задържане на възпламеняването при студен двигател, впръскването трябва да се извърши по-рано. Чрез обработка на сигнала от датчика за температура на антифриза, ЕБУ корегира характеристиката на двигателя. Ако сигнала от този датчик отпадне, то ЕБУ задава установена температура на антифриза. При отпадане сигнала от датчика за хода на иглата на дюзата не се получава обратна връзка за началото на впръскване. Активира се програмата за авариен режим при което липсва управление за началото на впръскване. Едновременно с това се ограничава количеството на впръскваното гориво.
ВРЪЩАНЕ НА ЧАСТ ОТ ИЗГОРЕЛИТЕ ГАЗОВЕ ОБРАТНО В ЦИЛИНДРИТЕ
Връщането на изгорелите газове /AGR/ е конструктивен метод за намаляване на отровните вещества в изгорелите газове.
Методът за директно впръскване работи с по-високи температури на горене, отколкото предкамерния начин. При по-високи температури и излишък на въздух се повишава образуването на азотни окиси, които са отровни.
Чрез клапана AGR част от изгорелите газове се смесват със свеж въздух, засмукван от двигателя. Благодарение натова се намалява съдържанието на кислорода в горивната камера и се намалява образуването на азотни окиси.
В паметта на ЕБУ е въведена характеристика на AGR. Тя съдържа сведения за необходимото количество въздух в зависимост от броя на оборотите, количество на впръскваното гориво и температура на двигателя.
По сигнал от разходомера ЕБУ определя големината на засмуквания въздух за дадения режим на двигателя. ЕБУ увеличава или намалява частта на връщаните изгорели газове.
РЕГУЛИРАНЕ НАЛЯГАНЕТО НА ТУРБОТО
На регулиращия клапан за налягане на турбонадувния агрегат се подава налягане от магнитния клапан за ограничаване налягането на надува N75. Клапанът N75 получава сигнали от ЕБУ. По такъв начин налягането на надува оказва влияние на характеристиката на двигателя.
Налягането на турбонадува се корегира от ЕБУ допълнително от температурата на смукателния колектор, като тя влияе на плътността на турбонадувния въздух. С помоща на датчика за височина се корегира зададената характеристика за налягане на турбонадува в зависимост от атмосферното налягане, така че двигателя да получава винаги еднакво количество въздух. Започвайки примерно от 1500 м надморска височина, налягането в турбонадува се намалява, за да се предотврати при по-разредения въздух превишаване на номиналните обороти на турбокомпресора.
УСТРОЙСТВО ЗА ПРЕДВАРИТЕЛНО ПОДГРЯВАНЕ
В ЕБУ е интегрирано управлението на подгряването. То е разделено на 2 области:
- предварително подгряване
- съпътстващо /съпровождащо/ подгряване
Благодарение на отличните на пускане /запалване/ на този дизелов двигател, предварително подгряване е необходимо само при теператури пд-ниски от +9 градуса по Целзий. ЕБУ получава от датчика за температура на антифриза съответния сигнал. Водача получава информация за продължителността на предварителния подгрев, чрез намираща се в таблото контролна лампа.
Да се обърне внимание: Контролнаната лампа за продължителността на предварителното подгряване има двойна функция. Ако свети по време на пътуване, то не се извършва предварителен подгрев, а информира водача за неизправност в системата за управление на двигателя.
След запалване на двигателя следва фазата на съпътстващо подгряване. Благодарение на това се намалява шумността на двигателя, подобрява се качеството на празния ход и се намалява вредната емисия в изгорелите газове. Фазата на съпътстващото подгряване се изключва при обороти на двигателя над 2500 об/мин.
ДОПЪЛНИТЕЛНО ПОДГРЯВАНЕ
Въз основа на своя отличен КПД, двигателят отделя толкова малко топлина в изгорелите газове, че в някои случаи не му достига топлинна /грееща/ мощност. Затова в някои от северните страни се прилага допълнително подгряване на антифриза. То се състои от 3 подгревни свещи, които се намират в главата на цилиндровия блок.
Датчик G72 изпраща сигнал в ЕБУ за температурата на смукателния колектор. Ако в момента на палене на двигателя температурата е по-ниска от праговото и значение в характеристиката, то ЕБУ активира чрез релето J125 допълнителното подгряване на антифриза. За да не се получи разреждане на акумулатора, в зависимост от свободната мощност на алтернатора се подава захранване на 1,2 или 3 подгревни свещи. Допълнителното подгряване се изключва, когато антифриза достигне определена температура.
ВЪТРЕШНИ ФУНКЦИИ НА ЕБУ
По време на експлоатация в ЕБУ постоянно се осъществяват допълнителни функции:
- регулиране оборотите на празен ход. По сигнали от датчика за оборотите на двигателя, още в самото начало ЕБУ определя отклонението от зададените обороти на празния ход и изпраща команди към дозатора за впръскваното гориво.
- регулиране спокойната работа на двигателя. За постигане на това, количеството на впръскваното гориво за всеки цилиндър е регулирано така, че сигнала за оборотите да бъде равномерен.
- амортизиране на тласъците. За да се избегне подскачане /придърпване/ на автомобила, възникващо при рязко изменение на натоварването /рязко подаване на газ/, то се демпферира електронно.
- регулиране максималния брой обороти. При достигане на максималния брой обороти, ЕБУ намалява количеството на впръскваното гориво с цел да предпази двигателя от прекомерно развъртане.
- управление на количеството гориво, необходимо за пускане на двигателя. Количеството впръсквано гориво, необходимо за пускане /запалване/ на двигателя, зависи от температурата на антифриза.Всеки път ЕБУ определя необходимото количество, така чевредните емисии в изгорелите газове да бъдат минимални.
- следене на сигналите. По време на експлоатация на автомобила, ЕБУ следи и за функционирането на датчиците, а също и за изпълнителните органи. Ако възникнат неизправности, за тях се съобщава чрез светване на контролните лампи.
САМОДИАГНОСТИКА
При неизправности ЕБУ реагира според значението на повредата:
Степен 1: При повреда на датчик с корегиращи функции, ЕБУ работи със заместващ сигнал от други датчици или със зададена резервна функция.
Степен 2: Важни неизправности, водещи след себе си отпадане на частични функции, при което мощността пада, а водача се предупреждава чрез светване на контролни лампи за съответната повреда.
Степен 3: Ако водачът не е в състояние да влияе на мощността на автомобила чрез педала на газта, ЕБУ преминава в режим на повишен празен ход. По този начин се запазват сервофункциите на автомобила и той остава условно готов за пътуване.
Степен 4: Ако вече не може да се осигури сигурна работа на двигателя, то той се изключва от дозатора на гориво.Ако поради повреда и това не е възможно, следва изключване на двигателя от изключващия клапан на горивото.
mod edit: dobrinb
