Projekt układu wtrysku paliwa (Mondeo 3)

Elektronicznie sterowane układy wtrysku paliwa pod maską nowoczesnego silnika samochodowego od dawna nadają ton układowi dolotowemu silników benzynowych. Po stronie spalin znajduje się katalizator trójdrożny spełniający najnowocześniejsze rozwiązania. Tym samym, bez zadawania pytań, wszystkie jednostki napędowe Mondeo: "od filtra powietrza do rury wydechowej" sterowane są elektronicznie: niezbędna świeża mieszanka paliwowa przygotowywana jest przez układy sekwencyjnego wtrysku paliwa, wspomagane w tym procesie przez katalizator trójdrożny. Iskry zapłonowe kontrolowane są przez bezrozdzielaczowe układy zapłonowe w kolejności 1-3-4-2 (Duratec-HE) lub 1-4-2-5-3-6 (Duratec-VE). Są one, podobnie jak całe elektroniczne sterowanie silnikiem, pod kontrolą potężnego komputera pokładowego (PCM). Nowy Mondeo jest wyposażony w "Black Oak", system zarządzania silnikiem nowej generacji, który nadzoruje "bity i bajty". Black Oak, opracowany przez spółkę zależną Forda, Visteon, działa w połączeniu z 32-bitowym komputerem Levanta, wyposażonym w procesor Motorola i magistralę danych CAN. Działanie układu Black Oak jest podobne do stosowanego wcześniej układu sterowania silnikiem EEC.
Jednostka sterująca PCM z 32 bitami i magistralą CAN do przesyłania danych

1 — Czujnik ciśnienia bezwzględnego w rurze dolotowej z wbudowanym czujnikiem temperatury powietrza dolotowego (TMAP), 2 - Czujnik położenia przepustnicy (TP), 3 — Czujnik temperatury płynu chłodzącego (ECT), 4 — Czujnik położenia wału korbowego (CPS), 5 — Czujnik położenia wałka rozrządu (CMP), 6 — Czujnik temperatury powietrza zewnętrznego (AAT), 7 - Możliwość podłączenia i podgrzewania sondy lambda (HO2S), 8 - Przełącznik sterowania serwem hydraulicznym (PSP), 9 — Czujnik prędkości jazdy (VSS/OSS), 10 — Przełącznik położenia pedału sprzęgła (CPP), 11 — regulator generatora (Smart Charge), 12 — Czujnik spalania stukowego (KS), 13 - Przekaźnik mocy, 14 - akumulator, 15 — Automatyczna skrzynia biegów (CD4E), 16 - Lampka ostrzegawcza spalin (MTL),

17 — Jednostka sterująca skrzynią biegów (PCM), 18 - Złącze diagnostyczne (DCL), 19 - Przekaźnik pompy paliwa, 20 - Pompa paliwa zbiornika, 21 - wtryskiwacz, 22 - dioda PATS (deska rozdzielcza), 23 - silnik krokowy EGR, 24 - Zawór do regulacji składu mieszanki palnej na biegu jałowym (IAC), 25 - Elektrozawór klapy wirowej, 26 - sprężarka klimatyzacji, 27 — regulator generatora (Smart Charge), 28 — Cewka zapłonowa, 29 - Termostat podgrzewany elektrycznie, 30 - Zawór elektromagnetyczny filtra z węglem aktywnym, 31 — Sygnał wyjściowy VSS/OSS (deska rozdzielcza).

Czujniki i siłowniki pod maską silnika

1 - Jednostka sterująca silnikiem, 2 — Czujnik położenia wału korbowego (CPS), 3 — Zawór elektromagnetyczny filtra z węglem aktywnym; 4 — Czujnik położenia wałka rozrządu (CMP), 5 - Silnik EGR krok po kroku,	6 — Czujnik temperatury płynu chłodzącego (ECT), 7 - Czujnik położenia przepustnicy (TP), 8 - Zawór do regulacji składu mieszanki palnej na biegu jałowym (IAC), 9 - Elektrozawór klapy wirowej, 10 — Czujnik ciśnienia bezwzględnego w kolektorze dolotowym z wbudowanym czujnikiem temperatury powietrza dolotowego (TMAP), A Przełącznik sterowania serwomechanizmem hydraulicznym (PSP).

Elektroniczne sterowanie silnikiem - nie dla niezależnych osób

Nowe systemy są w dużej mierze bezobsługowe – ewentualne awarie, zgodnie z praktyką, może wykryć jedynie kompetentny specjalista dysponujący niezbędnym sprzętem pomiarowym. Fakt ten stawia zwiększone wymagania tym, którzy chcą samodzielnie dokonywać napraw – warsztaty Forda przy sprawdzaniu silnika polegają na "WDS-Diagnose CD B8". Dlatego też, jeśli występują usterki w systemie zarządzania silnikiem, lepiej powierzyć swojego Mondeo specjalistom. Jednak nadal musisz znać podstawowe zasady przygotowywania mieszanki paliwowej do swojego Mondeo. I tylko na tej podstawie można trafnie sklasyfikować pojawiające się problemy. Dzięki temu zaoszczędzisz na kosztownej diagnostyce. Dodatkowo będziesz w stanie jasno sformułować zlecenie naprawy, a wynikowa kalkulacja nie wzbudzi Twoich wątpliwości. Jako przykład dla silników benzynowych Forda poniżej podano szczegółowe informacje dotyczące przygotowania mieszanki paliwowo-powietrznej jednostki napędowej Duratec-HE.

Szczegóły dotyczące sterowania układem wtryskowym Duratec-HE

PCM (zintegrowany z PATS): Jest to centralna elektroniczna jednostka sterująca silnikiem. Komputer pokładowy stale wykorzystuje aktualny "materiał danych" na podstawie jego przestrzennych charakterystyk parametrycznych (prędkość obrotowa, ciśnienie w kolektorze dolotowym, temperatura powietrza dolotowego i płynu chłodzącego itp.) i porównuje je ze stałymi parametrami w bazie danych. Po tym porównaniu jednostka sterująca określa i oblicza m.in. czas otwarcia wtryskiwacza elektromagnetycznego, ilość potrzebnego paliwa oraz skład mieszanki paliwowo-powietrznej. Jednocześnie jednostka PCM jest reprogramowalna: jest to najważniejsze kryterium w sytuacjach, gdy rozpoczyna ona kolejny etap kalibracji ze zmodyfikowanymi parametrami.

Korzyść: za pomocą mobilnego narzędzia diagnostycznego Ford FDS 200 można łatwo wymazać elektronicznie programowalną pamięć tylko do odczytu (ROM) i "zapełnić" ją nowym programem sterującym silnikiem. Odpowiedni moduł serwisowy dla PCM jest już zainstalowany w zakładzie produkcyjnym. 16-pinowe gniazdo diagnostyczne (DLC) jest "ukryte" w lewym wnęce na nogi, na wysokości skrzynki bezpieczników.

Wyłącznik bezpieczeństwa wtrysku paliwa: znajduje się z boku lewych drzwi. Za pomocą tego przełącznika można przerwać dopływ paliwa w przypadku nieszczelności układu paliwowego, podczas wypadku lub podczas poważnych kolizji. Przerwy w obwodzie elektrycznym są rozpoznawane poprzez wyskakujący przycisk przełącznika. Przed włączeniem przycisku bezpieczeństwa należy najpierw sprawdzić szczelność układu paliwowego, następnie ustawić kluczyk w stacyjce w pozycji "0" i nacisnąć przycisk. Następnie przekręć kluczyk w stacyjce w pozycję "II" na kilka sekund i wtedy możesz wprowadzić zamek w pozycję "I".




Czujnik położenia wału korbowego (CPS): W silnikach Duratec znajduje się na pokrywie modułu sterującego, z boku amortyzatora wału korbowego. Czujnik biegów (36 zębów minus 1; "Szczelina międzyzębna" cylindra 1 znajduje się pod kątem 90° od GMP) w sposób indukcyjny rejestruje dokładne położenie kątowe wału korbowego oraz aktualną prędkość obrotową silnika. Zmierzone wartości wpływają na:

• wtryskiwane paliwo i początek wtrysku,
• czas zapłonu i
• kontrola biegu jałowego.

Jeśli czujnik SKR ulegnie awarii, całe sterowanie silnikiem przechodzi w "głęboki sen": silnik zawiesza się i pozostaje "cichy" do czasu wymiany czujnika.

Szczelina między zębami 1: 90° od GMP pierwszego cylindra.

Czujnik położenia wałka rozrządu (CMP): W silnikach Duratec znajduje się w głowicy cylindrów przed pierwszą krzywką wałka rozrządu zaworów dolotowych. Czujnik działa na zasadzie indukcyjnej. Jego sygnał jest wykorzystywany przez CMR do rozpoznania 1. cylindra. Steruje sekwencyjnym wtryskiem paliwa.

Czujnik temperatury płynu chłodzącego (ECT): "wkładany" pod cewkę zapłonową i mierzy temperaturę płynu chłodzącego w małym kółku.



Czujnik ciśnienia bezwzględnego w kolektorze dolotowym ze zintegrowanym czujnikiem czujnik temperatury powietrza dolotowego (TMAP). Czujnik TMAP pozwala zminimalizować ewentualne straty mocy podczas jazdy po górzystych odcinkach dróg lub zjazdach. Określa aktualny, panujący stan pracy silnika przy włączonym zapłonie i pełnym obciążeniu. Czujnik wykorzystuje jako wartość mierzoną ciśnienie atmosferyczne w kolektorze dolotowym. Parametry te są przechowywane i przetwarzane przez PCM jako ciśnienie odniesienia dla odpowiedniego ciśnienia w kolektorze dolotowym w różnych warunkach obciążenia. Sygnały z wbudowanego czujnika IAT to początkowo tylko wartości podstawowe podczas uruchamiania zimnego silnika lub w okresie rozgrzewania. Ponadto są one wykorzystywane przez czujnik MAP jako parametry korekcyjne, ponieważ wykorzystuje on swoją "wiedzę wewnętrzną" do kompensacji różnych poziomów napełnienia cylindrów. Na podstawie wszystkich sygnałów wejściowych z czujnika TMAP, PCM oblicza masę powietrza wymaganą przez silnik.

Czujnik spalania stukowego (KS). Czujnik spalania stukowego to "mechaniczny czujnik drgań". Silniki Duratec ze względu na stosunkowo wysoki stopień sprężania są wyposażone w takie czujniki. Czujnik ten znajduje się po stronie ssącej bezpośrednio na bloku silnika, pomiędzy drugim i trzecim cylindrem. W stanie zamontowanym nie powinien w żadnym wypadku stykać się z otaczającą "masą".

Po osiągnięciu "granicy detonacji" czujnik KS wysyła do czujników SKR i SMR sygnały o niekontrolowanym spalaniu gorącej mieszanki. Na ich podstawie PCM cofa moment zapłonu o 1,5°. Jeśli sygnały będą się powtarzać, kąt będzie się zmniejszał, aż proces spalania powróci do normy. Jeżeli odgłos detonacji nie pojawi się w ciągu dwóch sekund, PCM dostosowuje czas zapłonu do granicy detonacji lub - w przypadku paliwa o standardowej jakości - do przepisanego czasu zapłonu.

Czujnik spalania stukowego: na stałe na stanowisku odsłuchowym.

Czujnik położenia przepustnicy (TP). Czujnik ten jest przykręcony do korpusu przepustnicy. Działa analogicznie jak potencjometr obrotowy i wpływa na:

• prędkość biegu jałowego,
• skład wlotowej mieszanki palnej (14,7: 1),
• regulacja spalin i
• otwarcie pętli sterowania systemem.

Przełącznik przyciskowy wspomagania kierownicy (PSP). Pobiera informacje z przewodu ciśnieniowego pomiędzy pompą hydraulicznego wspomagania układu kierowniczego a przekładnią kierowniczą. Gdy tylko ciśnienie spadnie, na przykład podczas manewrowania pojazdem na pełnym skręcie, PSP otwiera się i wysyła sygnał do PCM, aby nieznacznie zwiększyć prędkość jałową.

Kontroler ciśnienia: Przyciskowy przełącznik wspomagania układu kierowniczego.

Sonda lambda (HO2S): Silniki Duratec są fabrycznie wyposażone w dwie sondy lambda. Czujnik 1 znajduje się bezpośrednio w kolektorze spalin, czujnik 2 w rurze wydechowej za katalizatorem. Obydwa czujniki analizują zawartość tlenu resztkowego w spalinach i przekazują tę informację do PCM. Ich sygnały wpływają na:

• ilość wtryskiwanego powietrza i
• funkcjonowanie układu przygotowania mieszaniny palnej (EVAP).

Środek czyszczący: sondy lambda HO2S. 1 — Przednia sonda lambda, 2 — Sonda lambda tylna, 3 - Katalizator, 4 - Dodatkowy tłumik.

Sondy lambda mają duży wpływ na wydajność i żywotność katalizatora. Dla prawidłowego funkcjonowania katalizatora dostarczają informacji o ciągłej zmianie mieszanki paliwowej lekko bogatej na ubogą. W połączeniu z automatycznym systemem CDE4, spaliny filtrowane są także przez dodatkowy katalizator rozruchowy umieszczony bezpośrednio w kolektorze wydechowym.

Zawór sterujący powietrzem biegu jałowego (IAC). W silnikach Duratec zawór ten znajduje się w pobliżu przepustnicy w kolektorze dolotowym. PCM steruje nim za pomocą sygnałów zegarowych. W zależności od częstotliwości sygnału mniej więcej świeże powietrze omija przepustnicę poprzez zawór przełączający.

Elektrozawór klapy wirowej znajduje się pod kątem za zaworem IAC w kolektorze dolotowym. Jego impulsy sterujące zależą od prędkości obrotowej silnika i kąta otwarcia przepustnicy: w zależności od sytuacji zawór jest "pusty" lub "pełny".

W bezpośrednim sąsiedztwie: 1 - Zawór sterujący powietrzem biegu jałowego (IAC) i 2 - Zawór elektromagnetyczny klapy wirowej.

Zawór elektromagnetyczny filtra z węglem aktywnym. Zgodnie z układem sterowania silnikiem Black Oak, Mondeo 2000 posiada przeprojektowany zawór elektromagnetyczny. W pewnych warunkach pracy otwiera się i uwalnia opary paliwa z filtra, które przedostają się do kolektora dolotowego.

Silnik krokowy EGR: Silnik krokowy znajduje się z tyłu głowicy cylindrów i jest wrażliwy na sygnały cyfrowe z modułu PCM. Innymi słowy: silniki krokowe jednostek napędowych Duratec realizują bardzo małe ruchy krokowe. Ponadto w porównaniu do napędów konwencjonalnych nie są wrażliwe na drgania i wahania ciśnienia podczas pracy. Wrzeciono przekształca ruchy obrotowe silnika krokowego w ruch podnoszący, dzięki czemu zawór ściśle się otwiera. Ta cecha nie tylko poprawia zasadę działania recyrkulacji spalin, ale także sprawia, że obecność dodatkowych elementów, takich jak różnicowy zawór spalin (DPEF), staje się zbędna.

Silnik krokowy EGR

Niewrażliwy na wibracje i wahania ciśnienia.

A – do układu ssącego, B – z kolektora spalin, 1 - Przyłącze elektryczne, 2 - silnik krokowy, 3 - Wrzeciono silnika krokowego,	4 - Sprężyna dociskowa, 5 — Trzpień zaworu, 6 - Gniazdo zaworu, 7 - Gniazdo zaworu.

Wtryskiwacze: Czteroportowe wtryskiwacze boczne są umieszczone we wspólnej rurce dystrybutora paliwa. PCM steruje wtryskiwaczami sekwencyjnie. Ich dysze są instalowane ściśle pod pewnymi kątami, tak że odpowiednio dwa otwory prawego i dwa otwory lewego zaworu "spotykają się".

Ramię w ramię: wtryskiwacze z czterema otworami wtryskowymi 1 i bocznym doprowadzeniem paliwa umieszczono we wspólnej rurze rozdzielacza 2.

Czujnik temperatury powietrza zewnętrznego (AAT). Czujnik temperatury zewnętrznej jest "ukryty" w zderzaku z przodu, po lewej stronie. Jego kontrola sygnału

• wskaźnik temperatury zewnętrznej na desce rozdzielczej,
• regulacja generatora (Smart Charge) i
• klimatyzacja.

Czujnik prędkości wału napędowego (OSS) i czujnik prędkości pojazdu (VS): Obydwa sygnały z czujników są przetwarzane przez PCM w celu regulacji przepływu powietrza w układzie kontroli powietrza na biegu jałowym (IAC), w celu wzbogacenia mieszanki paliwowo-powietrznej podczas przyspieszania i wymuszone bezczynność.

Możliwe z ograniczeniami – samopomoc przy układzie wtryskowym

Jak zauważono we wstępie do tej instrukcji, większość prac przy układzie wtryskowym najlepiej pozostawić profesjonalistom. Posiadają niezbędne instrumenty kontrolne i odpowiednią wiedzę. Przykładowo, jeśli w elektronicznym układzie sterowania silnikiem występują usterki i aby je prawidłowo zlokalizować, konieczne jest wykonanie serii testów w określonej kolejności. Tylko w ten sposób można zidentyfikować wady i ich skutki oraz ustalić przebieg prac naprawczych. Do pracy z układem wtryskowym Mondeo nie wystarczy zwykła wiedza "domowa". Ale nie ma tu powodu do "paniki": w praktyce ewentualne uszkodzenia w tym układzie zdarzają się rzadko.


(Aby uzyskać więcej informacji, odwiedź stronę internetową: www.FordBook.ru)