Школа Федора Рязанова. Урок 25. Тестируем регуляторы давления и потока. Продолжение

Эта история произошла достаточно давно. На наш техцентр на эвакуаторе прибыл WV Touareg с достаточно банальной жалобой – двигатель не запускается. На дизельные системы Common Rail фирмы BOSCH тогда ставились достаточно надежные ТНВД типа CP1. Они имели прочный чугунный корпус, и вывести их из строя было не так просто. Также попадались и облегченные варианты ТНВД типа CP3. Они имели алюминиевое основание, что немного снижало их вес. Но в целом особых хлопот они нам не доставляли. Комплектация и алгоритмы их работы также были достаточно простыми. Каждый из элементов этой системы занимался своим делом. ТНВД создавал давление топлива в рейке. Рейка являлась аккумулятором, сохраняющим это давление. За счет своего внутреннего объема она сглаживала неизбежно возникающие при открытии форсунок колебания, а регулятор давления поддерживал заданное блоком управления среднее значение давления топлива. Датчик давления в рейке контролировал весь этот слаженный процесс. Он сообщал блоку управления, все ли идет штатно или требуется какое-либо вмешательство. Найти все эти элементы тоже не составляло труда. ТНВД всегда крепился на оси распределительного вала, датчик всегда находился в рейке. Некоторые сложности наблюдались с расположением регулятора. Он мог располагаться в двух местах: либо на самом ТНВД, либо в рейке. Но это тоже была небольшая проблема. Регуляторы давления – это обычный электромагнит, имеющий два провода.

А вот датчику давления в рейке требуется питание (+5 или +12 вольт и «минус»). Он имеет три провода. Так что определить, какой именно узел находится на рейке, можно было по количеству подходящих к нему проводов. Но с развитием топливных систем стали появляться системы с регулятором потока. Назначение этого узла мы рассматривали в предыдущих статьях, поэтому скажем про них буквально два слова. Регулятор давления в рейке поддерживает заданное давление в рейке, а регулятор потока ограничивает производительность ТНВД для снижения механической нагрузки на его валу. Отказ обоих приводит к одному результату – давление в рейке падает.

Но вернемся к той давней истории. Технология тестирования таких систем на тот момент уже была освоена, так что ничто не предвещало каких-либо серьезных проблем. Крутим стартером – давление в рейке ожидаемо показывает уверенное значение, равное 0 bar. Одной из возможных причин является отказ регулятора давления. Поскольку нам не требовалось полной проверки этого узла во всем диапазоне его работы, проводить полное тестирование по всем параметрам, указанным в тест-планах, мы сочли нецелесообразным. Еще одной из причин принятия такого решения был тот факт, что у нас этих параметров просто не было.

Важно! При поиске дефекта на начальном этапе нет смысла проверять тот или иной элемент топливной аппаратуры по всем параметрам, указанным в тест-планах. Достаточно просто провести тест на работоспособность. Если узел не проходит даже этот тест, дальнейшие его проверки следует признать нецелесообразными.

Проще говоря, сначала надо определиться – он еще хоть как-то «дышит» или уже окончательно отправился к праотцам в верхнюю тундру в поля вечной охоты?

Как провести тест на работоспособность регулятора давления без демонтажа, если двигатель не запускается?

Рис. 1. У регулятора давления в рейке два проводаРис. 2. Набор фальшактиваторов YDT410 состоит из набора заглушек, имитирующих большинство клапанов ведущих производителей

Уважаемые читатели!

Полную версию данной статьи можно прочесть в бумажной версии
журнала «АБС-авто» № 2 (2020 г.)

Подписка на журнал

• Федор Рязанов, преподаватель, технический тренер

диагностика

Устройство и принцип работы системы Common Rail

Адреса:

д. Агалатово
Ленинградская область
Приозерское шоссе участок 6Д
Тел. +7(921)448-57-27
E-mail: [email protected]

Записаться на диаогнстику системы Common Rail

Система питания

Схема и детали системы:

Высокое давление 230-1800 бар. .

Давление в обратной магистрали форсунок, 10 bar.Давление в напорной магистрали, Давление в обратной магистрали..

1 Подкачивающий топливный насос.
Осуществляет постоянную подкачку топлива в напорную магистраль.

2 Топливный фильтр с клапаном предварительного подогрева.
Клапан предварительного подогрева препятствует при низких температурах окружающей среды засорению фильтра кристаллизующимися парафинами.

3 Дополнительный топливный насос
Подаёт топливо из напорной магистрали к топливному насосу.

4 Сетчатый фильтр
Предохраняет насос высокого давления от попадания инородных частиц.

5 Датчик температуры топлива
Измеряет текущую температуру топлива.

6 Насос высокого давления (ТНВД)
Создаёт давление, необходимое для работы системы впрыска.

7 Клапан дозирования топлива
Регулирует количество топлива, которое необходимо подать в аккумулятор высокого давления.

8 Регулятор давления топлива
Регулирует давление топлива в магистрали высокого давления.

9 Аккумулятор давления (топливная рампа) 
Накапливает под высоким давлением топливо,необходимое для впрыска во все цилиндры.

10 Датчик давления топлива
Измеряет текущее давление топлива в магистрали высокого давления.

11 Редукционный клапан
Поддерживает давление в обратной магистрали форсунок системы впрыска на уровне 10 бар. Такое давление необходимо для работы форсунок.

12 Форсунки

Система впрыска Common Rail

Система впрыска Common Rail представляет систему впрыска топлива для дизельных двигателей с аккумулятором высокого давления. Термин «Common Rail» означает «общая балка или рампа» и служит для обозначения общей топливной рампы
(аккумулятора давления) для всех форсунок ряда цилиндров.

В данной системе процесс впрыска отделён от процесса создания высокого давления. Необходимое для системы впрыска высокое давление создаётся с помощью отдельного топливного насоса высокого давления (ТНВД).
Топливо, находящееся под высоким давлением, накапливается в аккумуляторе давления (топливной рампе)
и через короткие топливопроводы высокого давления подаётся к форсункам.
Управление системой впрыска Common Rail осуществляется системой управления двигателя Bosch EDC.

Система впрыска Common Rail располагает большими возможностями для регулирования давления и параметров впрыска в соответствии с режимом работы двигателя. Это создает хорошие предпосылки для удовлетворения постоянно растущих требований к системе впрыска в плане улучшения экономичности, снижения токсичности ОГ и шумности двигателя.

Форсунки

В данной системе впрыска Common Rail используются пьезоэлектрические форсунки.

Управление форсунками осуществляется исполнительным механизмом, основанном на использовании пьезоэлемента. Скорость переключения такого механизма во много раз выше, чем у форсунки с электромагнитным клапаном.

Кроме того, масса подвижной иглы у распылителя пьезоэлектрической форсунки примерно на 75 % меньше, чем у форсунки с электромагнитным приводом.

Это обеспечивает пьезоэлектрическим форсункам следующие преимущества:

• короткое время переключения
• возможность произвести несколько впрысков в течение рабочего такта
• точность дозировки впрыска

Работа пьезофорсунки Common Rail

 
 
И для интереса. Как изготавливается форсунка Common Rail Piezo на заводе.

Процесс впрыска

Высокая скорость переключения пьезоэлектрической форсунки позволяет гибко и с высокой точностью управлять фазами впрыска и дозировать подачу топлива. Благодаря этому управление процессом впрыска топлива может осуществляется в точном соответствии с потребностью двигателя в определённый момент
времени. За время такта может быть произведено до пяти отдельных впрысков.

ТНВД

Насос высокого давления представляет собой одноплунжерный насос. Привод насоса осуществляется через зубчатый ремень коленвала с частотой, равной частоте оборотов двигателя. ТНВД предназначен для создания в топливной магистрали давления до 1800 бар, необходимого для работы системы впрыска. С помощью двух кулачков, развёрнутых на приводном вале на 180°, скачок давления формируется синхронно с впрыском во время рабочего такта конкретного цилиндра. Это обеспечивает равномерную нагрузку привода насоса и снижает колебания давления в области высокого давления.
Для снижения трения при передаче усилия от приводных кулачков к плунжеру насоса между ними установлен ролик.

Устройство  насоса высокого давления

Схематическое представление насоса высокого давления

Записаться на диаогнстику системы Common Rail

Клапан регулятора давления CRD (Bosch)

• Дом
• Библиотека
• Автомобильные пошаговые испытания
• Клапан регулятора давления CRD (Bosch)

Изделия, подходящие для этого управляемого теста*

• Щупы мультиметра

• Набор датчиков для обратного штифта

  £34. 00

• Большие зажимы типа «дельфин/аллигатор»

• *В Pico мы всегда стремимся улучшить нашу продукцию. Инструменты, использованные в этом пошаговом тесте, могли быть заменены, а вышеперечисленные продукты являются нашими последними версиями, используемыми для диагностики неисправности, задокументированной в этом тематическом исследовании.

Целью этого теста является оценка работы клапана регулятора давления (PRV) дизельного двигателя с общей топливной рампой (CRD) Bosch на основе контроля напряжения и режима работы в условиях работы двигателя.

Как выполнить тест

Просмотрите рекомендации по подключению.

1. Используя данные производителя, определите сигнальную цепь управления клапаном регулятора давления в топливной рампе.
2. Подключите PicoScope к каналу A . к сигнальной цепи управления клапаном регулятора давления.
3. Свернуть страницу справки. Вы увидите, что PicoScope отобразил образец сигнала и настроен на захват вашего сигнала.
4. Запустите область , чтобы увидеть данные в реальном времени.
5. Включите зажигание и подождите, пока погаснет индикатор свечи накаливания (если применимо).
6. Запустить двигатель.
7. С вашей осциллограммой на экране остановите осциллограф.
8. Выключите двигатель.
9. Используйте буфер сигналов , увеличение и Измерения инструменты для изучения осциллограммы.

Пример сигнала

Примечания к форме сигнала

Этот известный исправный сигнал имеет следующие характеристики:

• Переключаемое заземление, напряжение с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) с фиксированным циклическим периодом, в течение которого напряжение переключается между положительным напряжением батареи около 15 В и близким к аккумулятору. отрицательный чуть выше 0 В.
• Период, в течение которого сигнал находится около 0 В относительно общего периода цикла, указывает на режим работы ШИМ-сигнала. В этом примере примерно пятая часть каждого цикла проходит вблизи 0 В, поэтому коэффициент заполнения ШИМ составляет около 20 %.
• Сигнал повторяется пять раз за период 5 мс, что указывает на то, что его базовая частота равна 1000 Гц.

Библиотека кривых

Перейдите к раскрывающемуся меню в нижнем левом углу окна Библиотеки кривых и выберите Кривая давления регулятора давления топлива .

Дополнительные указания

В дизельной системе Common Rail модуль управления двигателем (ECM) использует клапан регулятора давления для управления давлением топлива в системе Common Rail. Когда контроллеру ЭСУД необходимо снизить давление, клапан открывается, и излишки топлива сбрасываются в систему возврата топлива. И наоборот, когда требуется повышенное давление, клапан закрывается.

Положение клапана регулятора давления определяется действием соленоида на пружину. В этих устройствах клапан будет перемещаться из своего положения по умолчанию, открытого или закрытого, в зависимости от приложения, когда ток протекает через соленоид. Чем больше ток, тем больше смещение клапана. Таким образом, в некоторых системах увеличение тока приведет к тому, что клапан станет более открытым, тогда как в других это приведет к тому, что клапан станет более закрытым.

Контроллер ЭСУД может эффективно управлять током в цепи с помощью ШИМ-сигнала, и для данной электрической нагрузки, чем больше рабочий период, тем больше средний ток, протекающий через цепь.

С переключаемой цепью, активируемой заземлением, соленоид питается от постоянного положительного заряда батареи с одной стороны, а с другой стороны, ECM модулирует путь к земле, создавая ток. Таким образом, на клапан подается питание на , когда сигнал срабатывания при отрицательном напряжении батареи, и обесточивается , когда выключается, когда сигнал срабатывания находится на положительном напряжении батареи. Следовательно, чем больше рабочий цикл, тем больше ток в цепи и смещение клапана от его положения по умолчанию.

Модуль ECM будет изменять режим работы в зависимости от частоты вращения двигателя, нагрузки и температурных условий, а также требуемого водителем крутящего момента и положения педали акселератора.

Конкретные условия испытаний и результаты см. в технических данных автомобиля.

Диагностические коды неисправностей

Выбор компонентов, связанных с диагностическими кодами неисправностей (DTC):

P0087 — Датчик давления в топливной рампе или давление в рампе слишком низкое

P0088 — Датчик давления в топливной рампе или давление в рампе слишком высокое

P0089 — Работа регулятора давления в топливной рампе

P0090 — Цепь управления регулятора давления в топливной рампе

P0091 — Низкий уровень сигнала в цепи регулятора давления в топливной рампе

P0092 — Высокий уровень сигнала в цепи регулятора давления в топливной рампе

P0094 — Обнаружена утечка в топливной системе — небольшая утечка

GT055-EN

Отказ от ответственности
Этот раздел справки может быть изменен без уведомления. Информация внутри тщательно проверяется и считается достоверной. Эта информация является примером наших исследований и выводов и не является окончательной процедурой.
Pico Technology не несет ответственности за неточности. Каждое транспортное средство может быть разным и требует уникального теста
настройки.

Помогите нам улучшить наши тесты

Мы знаем, что наши пользователи PicoScope умны и креативны, и мы будем рады получить ваши идеи по улучшению этого теста. Нажмите кнопку Добавить комментарий , чтобы оставить свой отзыв.

Добавить комментарий

Как работает регулятор давления топлива?

02, 18 декабря

Возможно, вы не слышали термин регулятор давления топлива , но как обязательный компонент любой системы EFI , ваш автомобиль не будет работать без него. Регулятор давления топлива видит, что топливная рампа создает достаточное давление, чтобы поддерживать систему топливных форсунок автомобиля необходимым количеством топлива. Без регулятора давления топлива топливо будет проходить прямо через систему вашего автомобиля и никогда не достигнет форсунок. Если проходное отверстие топливного бака полностью заблокировано, в топливные форсунки будет поступать слишком много топлива, что приведет к их выходу из строя.

Чтобы убедиться, что надлежащая топливно-воздушная смесь , соответствующая топливная смесь необходима для всех дорожных ситуаций, от холостого хода до низких оборотов и до более высоких оборотов. Именно здесь регулятор давления топлива активизируется и выполняет свою работу, гарантируя, что подача топлива соответствует потребности.

Что такое регулятор давления топлива?

Используется для обеспечения стабильной подачи топлива. Регулятор давления топлива необходим для поддержания движения автомобиля. Даже при резких изменениях потребности в топливе ваш регулятор давления топлива обеспечит правильную подачу топлива. Форсунка имеет две стороны. Топливная рампа помещает одну сторону топливной форсунки под давление, в то время как другая сторона форсунки нагнетается воздухом компрессором или турбокомпрессором.

Идеальное соотношение топлива и воздуха равно 1:1 . В то время как регулятор давления топлива наблюдает за регулированием давления топлива в зависимости от наддува / давления воздуха, он позволяет топливной форсунке поддерживать правильное соотношение между наддувом и топливом. Регулятор давления топлива имеет диафрагму для управления перепускным клапаном, который известен как шаровое седло . Он открывается и закрывается для правильной регулировки, чтобы обеспечить равномерную и стабильную подачу топлива. Когда наддув подается на верхнюю часть регулятора, диафрагма, прикрепленная к перепускной клапан прижимается пружиной для уменьшения избытка топлива. Это заставляет топливный насос работать с большей нагрузкой, что позволяет увеличить давление топлива при увеличении давления наддува во впускном коллекторе .

Как узнать давление топлива, которое дает мой регулятор?

Регулятор давления топлива имеет удобный штуцер для измерения давления , к которому можно подключить манометр для измерения давления топлива . В некоторых случаях датчик давления топлива используется вместо манометра для обеспечения цифрового выхода.

Иногда люди решают заменить регулятор давления топлива на своем автомобиле. Регулятор давления топлива большего размера может принимать больший поток и поддерживать более высокое давление и поддерживать соотношение 1: 1. Некоторые из этих регуляторов давления топлива могут работать с различными спиртовыми топливами, такими как метанол или этанол , в то время как менее дорогой регулятор давления топлива часто страдает разрывом мембраны после воздействия этих видов топлива. Если диафрагма в регуляторе давления топлива сломается, это может привести к серьезному повреждению двигателя. Ремонт или замена двигателя — чрезвычайно дорогой ремонт, поэтому вам необходимо убедиться, что ваш регулятор давления топлива находится в оптимальном рабочем состоянии, и проверить его, как только вы заметите какое-либо необычное поведение в вашем автомобиле.

Признаки неисправности регулятора давления топлива

Если вы заметили какие-либо из этих признаков, возможно, ваш автомобиль неисправен регулятор давления топлива. Это проблема, которую нужно решать немедленно.

• Почерневшие свечи зажигания – Выньте свечу зажигания, чтобы проверить, не закопчен ли конец, что может означать неисправность регулятора давления топлива.
• Плохо работает и двигатель глохнет — Если ваш двигатель работает неравномерно или плохо работает на холостом ходу, это может быть признаком неисправности регулятора давления топлива. То же самое касается вашего автомобиля, который иногда глохнет.
• Черный дым – Если из выхлопной трубы вашего автомобиля идет черный дым, это признак того, что есть проблема с регулятором давления топлива.
• Запах бензина на щупе – Если вы чувствуете запах газа на щупе, это признак неисправности регулятора давления топлива.