Проектиране на системата за впръскване на гориво (Mondeo 3)

Под капака на съвременен автомобилен двигател електронно контролираните системи за впръскване на гориво отдавна задават тона във всмукателния тракт на бензиновите двигатели. От страната на отработените газове има трипътен катализатор, който отговаря на най-съвременните технологии. По този начин, без въпроси, всички двигатели на Mondeo: "от въздушния филтър до изпускателната тръба" се управляват електронно: необходимата свежа горивна смес се подготвя от системи за последователно впръскване на гориво, подпомагани в този процес от трипътен катализатор. Запалителните искри се контролират от системи за запалване без разпределител в последователност 1-3-4-2 (Duratec-HE) или 1-4-2-5-3-6 (Duratec-VE). Те, подобно на цялото електронно управление на двигателя, са под контрола на мощен бордов компютър (PCM). Новото Mondeo разполага с "Black Oak", система за управление на двигателя от ново поколение, която контролира "битовете и байтовете". Black Oak, разработен от дъщерното дружество на Ford Visteon, работи заедно с 32-битов компютър Levanta, включващ процесор Motorolla и CAN шина за данни. Функционирането на системата Black Oak е подобно на използваната преди това EEC система за управление на двигателя.
PCM контролен блок с 32 бита и CAN шина за пренос на данни

1 — Сензор за абсолютно налягане във всмукателната тръба с вграден сензор за температура на входящия въздух (TMAP), 2 - Сензор за положение на дросела (TP), 3 — Сензор за температура на охлаждащата течност (ECT), 4 — Сензор за положение на коляновия вал (CPS), 5 — Сензор за положение на разпределителния вал (CMP), 6 — Сензор за температура на външния въздух (AAT), 7 - Свързваем и отопляем ламбда сензор (HO2S), 8 - Превключвател за управление на хидравлично серво (PSP), 9 — Сензор за скорост на движение (VSS/OSS), 10 — Превключвател за положение на педала на съединителя (CPP), 11 — Регулатор на генератора (Smart Charge), 12 — Сензор за детонация (KS), 13 - Силово реле, 14 - батерия, 15 — Автоматична скоростна кутия (CD4E), 16 - Предупредителна лампа за изгорели газове (MTL),

17 — Блок за управление на трансмисията (PCM), 18 - Диагностичен конектор (DCL), 19 - Реле на горивната помпа, 20 - Горивна помпа на резервоара, 21 - Инжектор, 22 - PATS LED (табло), 23 - EGR двигател стъпка по стъпка, 24 - Клапан за регулиране на състава на горимата смес на празен ход (IAC), 25 - Електромагнитен клапан с вихрова клапа, 26 - AC компресор, 27 — Регулатор на генератора (Smart Charge), 28 — Запалителна бобина, 29 - Електрически нагреваем термостат, 30 - Електромагнитен клапан на филтъра с активен въглен, 31 — Изходен сигнал VSS/OSS (табло).

Сензори и изпълнителни механизми под капака на двигателя

1 - Блок за управление на двигателя, 2 — Сензор за положение на коляновия вал (CPS), 3 — Електромагнитен клапан за филтър с активен въглен; 4 — Сензор за положение на разпределителния вал (CMP), 5 - EGR - двигател стъпка по стъпка,	6 — Сензор за температура на охлаждащата течност (ECT), 7 - Сензор за положение на дросела (TP), 8 - Клапан за регулиране на състава на горимата смес на празен ход (IAC), 9 - Електромагнитен клапан с вихрова клапа, 10 — Сензор за абсолютно налягане във всмукателния колектор с вграден сензор за температура на входящия въздух (TMAP), превключвател за хидравличен сервоуправление (PSP).

Електронно управление на двигателя - не е за независими хора

Новите системи до голяма степен не се нуждаят от поддръжка - възможни неизправности според практиката могат да бъдат открити само от компетентен специалист с необходимата измервателна апаратура. Този факт поставя повишени изисквания към тези, които искат сами да извършват ремонт - сервизите на Ford разчитат на "WDS-Diagnose CD B8" при проверка на двигателя. Ето защо, ако има неизправности в системата за управление на двигателя, по-добре е да поверите вашето Mondeo на специалисти. Все пак трябва да знаете основните принципи за приготвяне на горивната смес за вашето Mondeo. И само на тази основа можете точно да класифицирате възникващите проблеми. Благодарение на това ще спестите скъпа диагностика. Освен това ще можете ясно да формулирате поръчка за ремонт и полученото изчисление няма да ви предизвика никакви съмнения. Като пример за бензинови двигатели на Ford, по-долу е дадена подробна информация за подготовката на въздушно-горивната смес на силовия агрегат Duratec-HE.

Подробности за управлението на инжекционната система Duratec-HE

PCM (интегриран в PATS): Това е централното електронно управление на двигателя. Бордовият компютър постоянно използва текущия "материал с данни" от неговите пространствени параметрични характеристики (скорост на въртене, налягане във всмукателния колектор, температура на входящия въздух и охлаждащата течност и др.) и ги сравнява с фиксирани параметри в базата данни. След това сравнение контролният блок определя и изчислява, наред с други неща, продължителността на отваряне на електромагнитния инжектор, необходимото количество гориво и състава на сместа въздух-гориво. В същото време модулът PCM е препрограмируем: най-важният критерий за ситуации, когато започва следващата стъпка на калибриране с модифицирани параметри.

Предимство: с помощта на мобилния диагностичен инструмент Ford FDS 200 можете лесно да изтриете електронно препрограмируемата памет само за четене (ROM) и да я "напълните" с нова програма за управление на двигателя. Съответният сервизен модул за PCM вече е инсталиран в завода-производител. 16-пиновият диагностичен букса (DLC) е "скрит" в лявото пространство за краката на височината на кутията с предпазители.

Превключвател за безопасност при впръскване на гориво: разположен отстрани на лявата врата. С помощта на този превключвател можете да прекъснете подаването на гориво, ако има течове в системата за подаване на гориво, по време на авария или по време на тежки сблъсъци. Прекъсванията в електрическата верига се разпознават чрез изскачащ бутон за превключване. Преди да активирате предпазния бутон, първо проверете горивната система за течове, след това преместете ключа за запалване в положение "0" и натиснете бутона. След това завъртете ключа за запалване в позиция "II" за няколко секунди и след това можете да поставите ключалката в позиция "I".




Сензор за положение на коляновия вал (CPS): При двигателите Duratec той се намира на капака на контролния блок от страната на амортисьора на коляновия вал. Сензор за скорости (36 зъба минус 1; "Междината на зъбите" за цилиндър 1 е на 90° от TDC) индуктивно записва точното ъглово положение на коляновия вал, както и текущата скорост на двигателя, тези измерени стойности влияят на:

• впръскано гориво и начало на впръскване,
• момент на запалване и
• контрол на празен ход.

Ако сензорът SKR се повреди, цялото управление на двигателя преминава в "дълбок сън": двигателят замръзва и остава "безшумен", докато сензорът не бъде сменен.

Разстояние между зъбите 1: 90° от ГМТ на първия цилиндър.

Сензор за положение на разпределителния вал (CMP): При двигателите Duratec се намира в главата на цилиндъра пред първата гърбица на всмукателния разпределителен вал. Сензорът работи на индуктивен принцип. Неговият сигнал се използва от CMR за разпознаване на 1-ви цилиндър. Той контролира последователното впръскване на гориво.

Сензор за температура на охлаждащата течност (ECT): "въведен" под бобината на запалването и измерва температурата на охлаждащата течност в малък кръг.



Сензор за абсолютно налягане във всмукателния колектор с вграден сензор за температура на входящия въздух (TMAP). Сензорът TMAP ви позволява да минимизирате възможните загуби на мощност при шофиране по планински участъци от пътища или надолу. Той определя текущото преобладаващо работно състояние на двигателя при включено запалване и пълно натоварване. Сензорът използва атмосферното налягане във всмукателния колектор като измерена стойност. Тези параметри се съхраняват и обработват от PCM като референтно налягане за съответното налягане във всмукателния колектор при различни условия на натоварване. Сигналите от вградения IAT сензор първоначално са само основни стойности при стартиране на студен двигател или по време на периода на загряване. В допълнение, те се използват от MAP сензора като коригиращи параметри, тъй като той използва своите "вътрешни знания", за да компенсира различните нива на пълнене на цилиндрите. Въз основа на всички входни сигнали от сензора TMAP, PCM изчислява въздушната маса, необходима на двигателя.

Сензор за детонация (KS). Сензорът за детонация е "механичен датчик за вибрации". Поради относително високото си съотношение на компресия, двигателите Duratec са оборудвани с такива сензори. Този сензор е разположен от страната на засмукване директно върху блока на двигателя между втория и третия цилиндър. В монтирано състояние той при никакви обстоятелства не трябва да влиза в контакт с околната "маса".

Веднага след достигане на "граница на детонация", сензорът KS изпраща сигнали към сензорите SKR и SMR за неконтролирано изгаряне на горещата смес. Въз основа на тях PCM измества момента на запалване назад с 1,5°. Ако сигналите продължават, ъгълът продължава да намалява, докато процесът на горене се върне към нормалното. Ако шумът от детонация не се появи в рамките на две секунди, PCM настройва момента на запалване до границата на детонация или - при стандартно качество на горивото - до предписания момент на запалване.

Сензор за детонация: постоянно на мястото за слушане.

Сензор за положение на дросела (TP). Този сензор е завинтен към тялото на дросела. Той функционира по същия начин като въртящ се потенциометър и засяга:

• скорост на празен ход,
• състав на входящата горима смес (14,7: 1),
• регулиране на отработените газове и
• отваряне на веригата за управление на системата.

Бутон за серво управление (PSP). Той получава своята информация от тръбопровода за налягане между хидравличната помпа на кормилното управление и кормилното устройство. Веднага след като налягането падне, например при маневриране на автомобила на пълен оборот, PSP се отваря и изпраща сигнал към PCM за леко увеличаване на оборотите на празен ход.

Регулатор на налягането: Бутон за сервоусилвател на волана.

Ламбда сензор (HO2S): двигателите Duratec са фабрично оборудвани с два ламбда сензора. Сензор 1 се намира директно в колектора на изгорелите газове, сензор 2 в изпускателната тръба зад катализатора. И двата сензора анализират остатъчното съдържание на кислород в отработените газове и предават тази информация на PCM. Техните сигнали влияят:

• количество впръскан въздух и
• функциониране на системата за подготовка на горима смес (EVAP).

Почистване: HO2S ламбда сонди. 1 — Предна ламбда сонда, 2 — заден ламбда сонда, 3 - Катализатор, 4 - Допълнителен ауспух.

Ламбда сондите оказват силно влияние върху производителността и експлоатационния живот на каталитичния конвертор. За правилното функциониране на катализатора те дават информация за постоянната смяна на леко богата и бедна горивна смес. В комбинация с автоматичната система CDE4, отработените газове се филтрират и от допълнителен стартов катализатор, разположен директно в изпускателния колектор.

Клапан за регулиране на въздуха на празен ход (IAC). При двигателите Duratec този клапан се намира близо до дроселната клапа на всмукателния колектор. PCM го управлява с помощта на часовникови сигнали. В зависимост от честотата на сигнала, повече или по-малко свеж въздух заобикаля дроселната клапа през отклоняващата клапа.

Електромагнитният клапан на завихрящата клапа е разположен под ъгъл зад IAC клапана във всмукателния колектор. Неговите управляващи импулси се основават на оборотите на двигателя и ъгъла на отваряне на дросела: в зависимост от ситуацията, клапанът е "празен" или "пълен".

В непосредствена близост: 1 - Вентил за управление на въздуха на празен ход (IAC) и 2 - Електромагнитен клапан с вихрова клапа.

Електромагнитен клапан с филтър с активен въглен. В съответствие със системата за управление на двигателя Black Oak, Mondeo 2000 разполага с преработен електромагнитен клапан. При определени условия на работа той се отваря и изпуска парите на горивото във филтъра, за да преминат във всмукателния колектор.

EGR стъпков двигател: стъпковият двигател се намира в задния край на главата на цилиндъра и е чувствителен към цифрови сигнали от PCM. С други думи: стъпковите двигатели на силови агрегати Duratec реализират много малки стъпкови движения. Освен това, в сравнение с конвенционалните задвижвания, те не са чувствителни към вибрации и колебания в налягането по време на работа. Шпинделът преобразува въртеливите движения на стъпковия двигател в повдигащо движение, поради което клапанът се отваря строго. Тази функция не само подобрява принципа на работа на рециркулацията на отработените газове, но също така прави ненужно наличието на допълнителни компоненти, като диференциален изпускателен клапан (DPEF).

EGR стъпков двигател

Нечувствителен към вибрации и колебания в налягането.

A – към смукателната система, B – от колектора на изгорелите газове, 1 - Електрическа връзка, 2 - Стъпков двигател, 3 - шпиндел на стъпков двигател,	4 - Натискаща пружина, 5 — шпиндел на клапана, 6 - Седалка на клапана, 7 - Седалка на клапана.

Инжектори: Инжекторите със странично захранване с четири порта са разположени в обща разпределителна тръба за гориво. PCM управлява инжекторите последователно. Техните дюзи са монтирани строго под определени ъгли, така че двата отвора на десния и два отвора на левия клапан се "срещат" съответно.

Рамо до рамо: инжекторите с четири инжекционни отвора 1 и странично захранване с гориво са поставени в обща разпределителна тръба 2.

Сензор за температура на външния въздух (AAT). Сензорът за температурата на външния въздух се намира "скрито" в буфера отпред вляво. Неговият сигнал управлява

• индикатор за външна температура на арматурното табло,
• настройка на генератора (Smart Charge) и
• климатик.

Сензор за скорост на задвижващия вал (OSS) и сензор за скорост на превозното средство (VS): И двата сензорни сигнала се обработват от PCM за регулиране на въздушния поток в системата за контрол на въздуха на празен ход (IAC), за обогатяване на сместа въздух-гориво по време на ускорение и принудителен празен ход.

Възможно с ограничения – самопомощ с инжекционна система

Както е отбелязано във въведението към това ръководство, по-голямата част от работата по инжекционната система е най-добре да се остави на професионалисти. Притежават необходимите инструменти за контрол и съответните познания. Например, ако има неизправности в електронната система за управление на двигателя и за правилното им локализиране е необходимо да се извършат серия от тестове в определена последователност. Това е единственият начин да се идентифицират дефектите и техните последствия и да се предпише курс на ремонтни дейности. Наличието на обикновени "домашни" познания не е достатъчно за работа с инжекционната система Mondeo. Но тук няма причина за "паника": на практика възможните повреди в тази система са редки.