На противагу бензиновим двигунам системи упорскування в дизельних двигунах працюють з високими системними тисками. Паливні насоси, включаючи і регулюючу периферію, дуже відрізняються від своїх «бензинових». У технічному відношенні в дизельних двигунах розрізняють рядні ТНВД, плунжерні розподільні паливні насоси, системи Common-Rail і "насос-форсунка". Під капотами обох Mondeo з дизельними двигунами подачу палива безпосередньо в камери згоряння виробляють плунжерні розподільні паливні насоси (Bosch VP30/66 кВт/90 к.с.; Bosch VP44/85 кВт/115 к.с.) по напірних трубопроводах та через форсунки з шістьма отворами. Паливний насос DuraTorg наводиться за допомогою дуплексного ланцюга від колінчастого валу.
Розподільний ТНВД
Подача та відведення палива проводиться окремо.
 |
|
| 1 - Подавальний трубопровід,
|
8 — Підключення зливного трубопроводу (тільки у двигуні з 90 л.с.),
|
На верхній стороні насоса розташований електронний блок керування насосом (PCU). Він використовує інформацію датчика кута повороту, а також блоку управління трансмісією (РСМ) та обробляє її для генерування керуючих сигналів для електромагнітного клапана високого тиску та системи регулювання початку подачі палива.
Одночасні довжини – трубопроводи для подачі палива до форсунок
Паливо надходить до форсунок напірними трубопроводами однакової довжини. Сопла з'єднані затискними гвинтами з головкою блоку циліндрів. Мідні кільця ущільнюючі захищають їх кінці від прямого контакту з навколишніми деталями. Заміна шайб, що ущільнюють, зазвичай проводиться після кожного демонтажу сопла.
Подача палива
Паливопроводи від насоса до форсунок.
 |
|
| 1 - Зливний паливопровід зі з'єднувальним гвинтом і ущільненням,
|
3 — трубопроводи високого тиску, що впорскують,
|
Форсунки Mondeo мають відносно тонку конструкцію (штифтова форсунка). Напрямок упорскування з шести отворів орієнтовано приблизно в центр на спеціально профільовану порожнину камери згоряння поршні всередині циліндра. У 85-кВт-двигуні використовуються інші варіанти форсунок порівняно з 66-кВт-двигуном. Форсунки по-різному калібровані, що призводить до різних швидкостей проходження палива.
Електроніка та механіка
2,0-літрові DuraTorg-DI-двигуни Ford працюють із сучасною регулювальною технікою. Їхні блоки управління трансмісією (РСМ) використовують 32-розрядну шину та CAN-шину для передачі даних.
 |
|
| 1 - Позиційний датчик колінчастого валу (СКР),
|
12 - Електромагнітний клапан тиску наддуву (тільки 85 кВт),
|
Докладно – керування системою впорскування DuraTorg-DI
Датчики та актуатори під капотом двигуна Mondeo з DuraTorg-DI 85 кВт.
 |
|
| 1 - СНТ-датчик,
2 - EGR-клапан, 3 - СКР-датчик, 4 - MAF-датчик, |
5 - Т-МАР-датчик,
|
 Напрямок руху праворуч: СКР-датчик на фланці блоку циліндрів двигуна |
Блок управління трансмісією (РСМ/PATS інтегрований): «Центральний режисерський пульт» системи керування двигунів DuraTorg-DI розташовується збоку позаду бічної обшивки у просторі для ніг спереду праворуч. Бортовий комп'ютер із 104 кодами обробляє поточний обсяг даних від різних зон двигуна та порівнює їх із фіксованими, встановленими на заводі параметрами. Для системного аналізу на станціях Ford використовується виключно діагностичний прилад WDS. Його приєднання здійснюється за допомогою 16-полюсного діагностичного роз'єму (DLC) в моторному відсіку.
Температурний датчик головки блоку циліндрів (СНТ): СНТ-датчик знаходиться з боку коробки передач у головці блоку циліндрів. Він не виконує вимірювання температури охолоджувальної рідини, як зазвичай у старих двигунах Ford, а фактичну температуру головки блоку циліндрів. Його сигнали впливають на об'єм впорскування, початок впорскування, частоту обертання при холостому ході, управління свічками розжарювання, EGR-систему, а також індикацію температури рідини, що охолоджує, і управління вентилятором радіатора.
Позиційний датчик колінчастого валу (СКР): СКР-датчик реєструє індуктивно точне кутове положення колінчастого валу, а також поточну частоту обертання двигуна. Його сигнали значимі обсягу впорскиваної горючої суміші і початку впорскування. Датчик розташований збоку на фланці коробки.
Датчик рециркуляції відпрацьованого газу з клапаном (EGR/тільки двигун 66 кВт): цей датчик положення передає на РСМ інформацію про поточне положення EGR-клапану. Він утворює окремий конструктивний вузол із клапаном.
Датчик абсолютного тиску у впускному трубопроводі з датчиком температури впускного повітря (Т-МАР): Він знаходиться у всмоктувальному трубопроводі між охолоджувачем наддувного повітря і колектором впускного і виконує з корпусу роботу датчика абсолютного тиску у впускному трубопроводі і датчика температури впускного повітря. Т-МАР-датчик мінімізує втрати потужності під час руху по гірській місцевості та похилих ділянках доріг завдяки тому, що він миттєво встановлює поточний робочий стан двигуна при холостому ході та повному навантаженні. Вимірюваним значенням є барометричний тиск у впускному трубопроводі. Ці дані записує та обробляє РСМ як опорний тиск для відповідного тиску у впускному трубопроводі при різних станах навантаження.
Щоб враховувати вплив температури на щільність повітря, IAT-датчик реєструє температуру повітря. Його сигнали використовує РСМ для отримання параметрів коригувальних при розрахунку тиску наддуву. У такому союзі Т-МАР-датчик надає інформацію на РСМ, на основі якої розраховується обсяг повітряної маси, що наддуває двигун. Все це впливає також на кількість палива, що впорскується, і систему EGR.
 У подвійній упаковці: Т-МАР-датчик із вбудованим IAT-датчиком |
Винятково для двигуна на 85 кВт
85-кВт-ний варіант використовує МАР-сигнал додатково до керування тиском наддуву в змінному турбонагнітачі. Як тільки фактичне виміряне значення відхиляється від заданого параметричною характеристикою в РСМ значення, РСМ регулює тиск наддуву за допомогою відповідного електромагнітного клапана.
Витратомір повітря (MAF): MAF-датчик працює за принципом нагрітого дроту. Він «вставлений» у повітропровід за повітряним фільтром і в основному керує EGR-системою.
Датчик положення педалі акселератора (АРР): для того, щоб змінювати потужність двигуна відповідно до положення педалі акселератора, РСМ керується даними про положення АРР-датчика. В принципі, цей датчик працює аналогічно потенціометру, який за допомогою трьох ковзаючих контактів вимірює кутові переміщення педалі акселератора. При відмові двох контактів двигун працює лише з підвищених оборотах холостого ходу. В АРР-датчик вбудований вимикач холостого ходу та ножний вимикач. РСМ порівнює сигнал від вимикача холостого ходу із сигналом потенціометра на достовірність.
Датчик тиску навколишнього повітря (BARO/тільки для двигуна 85 кВт): Датчик знаходиться в салоні, в лівому кронштейні підсилювального елемента передньої стійки, за щитком приладів. Щоб уникнути чорного диму, він забезпечує РСМ поточними значеннями панівного тиску навколишнього повітря. На основі сигналів, що посилаються, бортова ЕОМ коригує тиск наддуву і фактичний обсяг впорскування.
 Закріплюється за щитком приладів: Датчик тиску навколишнього повітря. 1 — Підсилювальний елемент на передній стійці,
|
Вимикач гальмівного освітлення та педалі гальма (ВРР): Сигнал від вимикача гальмівного освітлення включає гальмівні ліхтарі та «контролює» АРР-датчик (перевірка достовірності): при будь-якому процесі гальмування частота обертання двигуна автоматично падає до рівня холостого ходу.
Mondeo із системою регулювання швидкості
Для того щоб не зупиняти систему регулювання швидкості вже при «мізерному» тиску на педаль гальма, на передній план виступає ВРР-вимикач з довгим шляхом спрацьовування. Спочатку його сигнал надходить на бортову ЕОМ, яка виводить з гри системи регулювання швидкості.
Вимикач положення педалі зчеплення (СРР): Цей елемент сигналізує РСМ про те, чи є зчеплення. При натисканні на педаль зчеплення короткочасно знижується кількість палива, що впорскується, щоб уникнути ривків двигуна.
Mondeo із системою регулювання швидкості
У комбінації із системою регулювання швидкості встановлюється другий СРР-вимикач. Його контакти у вигляді гальмівних ліхтарів пов'язані з масою. У положенні спокою контакти замкнуті. Тільки при натиснутій педалі зчеплення вимикач відкривається, у результаті система регулювання швидкості робить паузу у своїй роботі.
 Спілкуються з РСМ: ВРР- та СРР-вимикачі. |
Електромагнітний клапан рециркуляції відпрацьованого газу (EGR): За допомогою EGR-клапану свіже повітря, що всмоктується, змішується з частиною відпрацьованого газу. Це знижує вміст оксидів азоту у відпрацьованому газі. Процесом змішування управляє РСМ: його тактові сигнали електромагнітний клапан перетворює на точно заданий управляючий знижений тиск для механічно працюючого EGR-клапану.
Електромагнітний клапан тиску наддуву (тільки у двигуні 85 кВт): Щоб найбільш оптимально узгодити тиск наддуву турбонагнітачів зі станом навантаження двигуна, у 85-кВт-ному двигуні працює не нагнітач з жорсткими напрямними лопатями та байпасним регулюванням, а версія з регульованими лопатями. Для того, щоб ці лопаті постійно перебували у певному положенні, що залежить від стану навантаження двигуна, електромагнітний клапан тиску наддуву отримує тактові сигнали з відповідною просторовою параметричною характеристикою РСМ. Він перетворює електричні тактові сигнали в заданий знижений керуючий тиск, який впливає на складову низького тиску для регулювання тиску наддуву.
Електромагнітний клапан заслінки впускного трубопроводу: як тільки двигун зупиняється, РСМ надсилає на електромагнітний клапан заслінки впускного трубопроводу відповідний сигнал. На його основі клапан діє згідно з вакуумною дозою на заслінку впускного трубопроводу і закриває її на кілька секунд.
 Пліч-о-пліч: 1 — Електромагнітний клапан тиску наддуву (тільки у двигуні 85 кВт),
|
Злив у паливний бак – надлишкове паливо
Щодо кількості палива можна сказати, що в системах упорскування DuraTorg-DI постійно курсує більше палива, ніж це необхідно. Форсунки також впорскують не всю кількість палива в камери згоряння: надлишкове паливо серед іншого призначене і для того, щоб змащувати і охолоджувати деталі паливного насоса і форсунок, що рухаються.
У двигуні DuraTorg-DI Mondeo є, втім, функція, яка запобігає повному випорожненню і тим самим «сухій» роботі установки. Як тільки запас солярки досягне двох відсотків, РСМ встановлює паливний насос на нульову подачу. Перевага: необхідно зазвичай «провітрювати» Mondeo тільки після заміни паливного насоса, інакше це вам виконає стартер на тривалому періоді пуску.
Щоб при працюючому двигуні паливо могло «мандрувати» системою, дизельні двигуни мають відповідно подачі і зливні трубопроводи. Також і форсунки інтегровані в них: вони мають зливний патрубок і знаходяться один з одним у контакті за допомогою шлангопроводу (трубопровід для зливу олії). Від правої щодо напрямку руху форсунки (циліндр 1) паливо тече по зливному трубопроводу назад до паливного бака. Зливний отвір форсунки четвертого циліндра відповідно до даного принципу ущільнюється запірною пробкою.
Система регулювання двигуна
 |
|
| 1 — Паливний насос Bosch VP-30,
|
15 - Діагностичний роз'єм (DLC),
|
Живлення двигуна – так потрапляє паливо до форсунок
Паливний насос нагнітає по замкнутій системі трубопроводів (що подає та зливальний трубопроводи) дизельне паливо з бака через паливний фільтр до ТНВД. У існуючих розподільчих ТНВД роботу паливного насоса виконує шиберний насос. Він знаходиться у круглому отворі безпосередньо у корпусі насоса. Оскільки тут йдеться про всмоктуючий насос і компресор, той же насос також транспортує дизельне паливо у власну зону стиснення розподільчого ТНВД. Тільки в двигуні DuraTorg-DI 85 кВт дизельний товарообіг в системі підтримує додатковий електричний паливопідкачувальний насос, максимальний об'єм становить тут 160 літрів/год.
 Додатковий паливопідкачувальний насос у двигуні DuraTorg-DI 85 кВт: 1 - Паливопровід до фільтра,
|
«Чистильник» перед ТНВД – паливний фільтр з регулювальним клапаном, що працює в залежності від температури
Фільтруючий елемент розташовується в добре доступному для робіт з технічного обслуговування місці у правого пробійника амортизаційної стійки під капотом двигуна. У зливному паливопроводі знаходиться регулюючий клапан, що працює в залежності від температури. Перевага: надлишкове дизельне паливо потрапляє тепер у паливний бак, якщо його температура вище 31°С. Як тільки паливо охолоне до 15°С, клапан підводить надлишкове паливо безпосередньо до фільтра і підтримує тим самим паливо до -35°С без додаткового прогріву в текучому стані.
Разом із сполучними трубопроводами регулювальний клапан утворює окремий блок. Недолік: у сервісних центрах необхідно повністю замінювати клапан разом із трубопроводами. Як, втім, і паливний фільтр – його не можна ні зневоднювати, ні промивати: тому клапан слід заміняти регулярно, тому для передбачливості від «водних ушкоджень» візьміть із собою в подорож та далекі поїздки південними рівнинами такий запасний елемент.
 Чистильник з теплопродуктивністю: паливний фільтр перед нагнітальним насосом. 1 - Подавальний трубопровід до електронасоса,
|
Стандарт тільки в DuraTorg-DI 85 кВт – охолоджувач палива
Порівняно з VP 30 у ТНВД VP 44 реалізовано більш високий тиск. Природно, цей факт визначає зростання температур циркулюючого дизельного палива. Для того щоб рівень температури навіть при високих зовнішніх температурах не виходив за рамки, частина зливного трубопроводу конструктивно виконана як холодна труба. Вона охолоджує паливо, що стікає, до 10 – 12°С.
 Необхідний для DuraTorg-DI з 85 кВт: охолоджувач палива під дном автомобіля. 1 — Внутрішній профіль, що охолоджує,
|
Підвищує гідравлічний коефіцієнт корисної дії – паливний насос високого тиску
Як «роздавач вказівок» для всіх функцій насосів використовується розташований з верхньої сторони насоса блок управління (PCU), який знаходиться в «електричному» контакті з периферією двигуна та педаллю акселератора. Bosch VP 30/VP 44 у Mondeo управляються за допомогою електромагнітного клапана високого тиску, який навантажує осьові поршні. Клапан працює в змінному режимі, відкривається і закривається за даними параметричної характеристики, що зберігається в PCU.
Втім, початком подачі в Mondeo вже більше не командує голчастий рухомий датчик - команда Go безпосередньо виходить від блоку управління насосом і потрапляє через електромагнітний датчик високого тиску в гідравлічну систему. Початок подачі палива визначається за точкою моменту закриття електромагнітного клапана, кінець подачі задає точка моменту відкриття, і обсяг палива визначається часовим інтервалом, протягом якого електромагнітний клапан високого тиску закритий.
Розподільний ТНВД VP 30
 |
|
| 1 - Шиберний насос,
|
7 - Електромагнітний клапан високого тиску,
|
Електромагнітний клапан високого тиску.
 |
|
| 1 - Притискна пружина,
|
5 - Напрямок закриття від відкриття,
|
Розподіл роботи – ротор датчика керуючих імпульсів
Для того щоб кожен циліндр у правильній послідовності і до потрібного моменту часу був «нагодований», ротор датчика імпульсів, що управляють, і датчик кута повороту діють відповідно як розподільник. Ротор датчика імпульсів керуючих з'єднаний безпосередньо з приводним валом двигуна, а датчик кута повороту міцно пов'язаний з роликовим кільцем. Як тільки електромагнітний клапан направляє регулятор впорскування, повертається роликове кільце і тим самим датчик кута повороту в положення "рано" або "пізно". Ротор датчика керуючих імпульсів має на кожен циліндр «впадину між зубами». Бажана "пропозиція" для датчика кута повороту - він сканує западини і відправляє відповідну інформацію на PCU для подальшого використання. Ці сигнали є основою для поточного кутового положення колінчастого валу, поточної частоти обертання ТНВД та системи регулювання початку впорскування.
Ротор датчика керуючих імпульсів та датчик кута повороту
 |
|
| 1 - Струмопровідна плівка,
|
5 - Кільце підшипника, що обертає,
|
Робить швидким холодний дизель – пристрій для запуску холодного двигуна
Пристрій для пуску холодного двигуна служить тій же меті, що і автоматичний пристрій для збагачення паливної суміші при пуску бензинових двигунів: ці обидві системи допомагають холодним моторам на перехідному етапі. Тим самим, однак, схожість на цьому закінчується. Хоча пристрій для пуску холодного двигуна ставить своє використання в залежності від панівних температур, проте він не знижує, наприклад, подачу повітря в циліндри, а відразу встановлює точку моменту впорскування в напрямку рано. Тим самим розпилене паливо має більше часу, щоб спалахнути в стислому повітрі та штифтовими свічками розжарювання – двигун запускається «слухняніше і рівніше». Крім того, пристрій для пуску холодного двигуна трохи збільшує частоту обертання при неодруженому ході і – залежно від температури двигуна – підігріває за відомий проміжок часу. Це скорочує шуми двигуна з безпосереднім упорскуванням палива, покращує якість холостого ходу та знижує емісію вуглецю під час прогріву.
 Нагрівання холодного дизеля: штифтові свічки розжарювання в головці блоку циліндрів |
Розпилення дизельного палива – подвійні пружинні форсунки
Форсунки є виключно останньою інстанцією дизельної системи впорскування. Вони розпорошують паливо під високим тиском у камеру згоряння. Щоб мінімізувати шуми, що виникають при згорянні і дещо «приборкати» вибухонебезпечні стрибки тиску в циліндрах, форсунки Mondeo оснащуються двома пружинами. Хід першої пружини встановлений таким чином, голка форсунки вже при 222 - 230 бар легко піднімалася зі свого сідла. Завдяки цьому в камеру згоряння потрапляє невелика кількість палива та займається.
«Попереднє впорскування» призначене для плавного зростання тиску згоряння, оскільки воно діє, певною мірою як «гніт» протягом кількох мілісекунд перед основним упорскуванням, яке відбувається при 380 – 398 бар. У Mondeo ці обидва процеси впорскування "плавно" переходять один в одного, електромагнітний клапан високого тиску отримує для цього другий керуючий імпульс. Після цього голка розпилювача повністю піднімається і впускає основний обсяг палива через шість отворів із системи упорскування в порожнину камери згоряння. Викликане «попереднім згорянням» завихрення повітря захоплює свіжі частки палива і утворюється майже однорідна дизельно-повітряна суміш, що легко займається. Висока пружність пружини, що впливає на голки розпилювачів, перешкоджає тому, щоб тиск згоряння не відповів зворотним ударом по паливній системі. Оскільки ніколи не впорскується весь обсяг палива, надлишкове паливо стікає – як вже згадано вище – зливальним трубопроводом назад у паливний бак. Заданий час між початком упорскування та моментом запалювання становить 0,002 секунди. Звідси зрозуміло, що навіть найменше порушення функціонування, наприклад «заїдання» голки розпилювача, виведе фізично збалансований процес згоряння з рівноваги. Втрати потужності, чорний дим або сильні шуми голки (навіть при прогрітому двигуні) є безперечними і чутними ознаками того, що дизельний двигун знаходиться в такому стані.
   Подвійний процес упорскування: (А) форсунка закрита, (В) Попереднє впорскування, (С) основне впорскування, 1 - Пружина 1, 2 - Пружина 2, 3 - Хід 1, 4 - Хід 1 хід 2, 5 - Хід 2 |
Справа для експертів – ремонт та корекція дизельної системи впорскування
Окрему дефектну форсунку досвідчений любитель може знайти самостійно. Для цього потрібно слухати, як "бурчить" двигун на холостому ходу, і у всіх форсунок ряду короткочасно звільняти накидну гайку напірного трубопроводу. Якщо для форсунки, незважаючи на знятий трубопровід, частота обертання залишається постійною, то розпилювач або клапан циліндра вважається дефектним. Пошкоджені розпилювальні форсунки, крім того, можна розпізнати за такими симптомами:
- регулярні дефекти в свічках розжарювання,
- постійний чорний дим з вихлопної системи,
- підвищена витрата,
- двигун, що часто перегрівається,
- жорсткі шуми згоряння (гучний рух голки),
- спад потужності,
- перевитрата.
Якщо у вашому дизельному Mondeo ви встановили наявність вищезгаданих неприємностей, пошукайте автомайстерню та на місці повідомте спеціалістів про свої проблеми. Вони зможуть вам надати інформацію про відповідні контрзаходи.
Розбирання форсунки, що розпилює, - доручіть цю справу фахівцеві
Без спеціальної перевірки розпилювача можна лише поверхово судити про її функціонування. Звичайно, можна виявити зовнішні пошкодження або сильні забруднення. Безпосереднє зношування, зрозуміло, має місце всередині форсунки, на голці, в корпусі розпилювача або притискної пружини. І тут у вас мало можливостей для виправлень, бо для цього потрібно мати спеціальний тест-прилад, за допомогою якого можна віджати сопло, встановити картину струменя і скоригувати тиск впорскування. Найчастіше краще повністю замінити розпилювач. Якщо ви все-таки збираєтеся розібрати цю деталь, то її «начинки» не слід на довгий час залишати «відкритими» на верстаті: оброблені з високою точністю поверхні голки розпилювача та корпусу форсунки дуже чутливі до дії пилу та іржі. Завжди встановлюйте нові форсунки з новими кільцями ущільнювачів в головці блоку циліндрів. Момент затягування тримача форсунки становить 24 Н·м.
Коментарі відвідувачів