Dizajn systému vstrekovania paliva (Mondeo 3)

Pod kapotou moderného automobilového motora už dlhší čas udávajú tón v sacom trakte benzínových motorov elektronicky riadené vstrekovacie systémy paliva. Na strane výfukových plynov sa nachádza trojcestný katalyzátor, ktorý zodpovedá stavu techniky. Všetky pohonné jednotky Mondeo: "od vzduchového filtra až po výfukové potrubie" sú teda riadené elektronicky: potrebná čerstvá palivová zmes sa pripravuje sekvenčnými systémami vstrekovania paliva, ktorým v tomto procese pomáha trojcestný katalyzátor. Zapaľovacie iskry sú riadené bezrozdeľovacími zapaľovacími systémami v poradí 1-3-4-2 (Duratec-HE) alebo 1-4-2-5-3-6 (Duratec-VE). Sú, rovnako ako celý elektronický manažment motora, pod kontrolou výkonného palubného počítača (PCM). Nové Mondeo obsahuje "Black Oak", systém riadenia motora novej generácie, ktorý dohliada na "bity a bajty". Black Oak, vyvinutý dcérskou spoločnosťou Ford Visteon, beží v spojení s 32-bitovým počítačom Levanta, vrátane procesora Motorolla a dátovej zbernice CAN. Fungovanie systému Black Oak je podobné predtým používanému systému riadenia motora EEC.
Riadiaca jednotka PCM s 32 bitmi a zbernicou CAN na prenos dát

1 — Snímač absolútneho tlaku v sacom potrubí so zabudovaným snímačom teploty nasávaného vzduchu (TMAP), 2 - Snímač polohy škrtiacej klapky (TP), 3 — Snímač teploty chladiacej kvapaliny (ECT), 4 — Snímač polohy kľukového hriadeľa (CPS), 5 — Snímač polohy vačkového hriadeľa (CMP), 6 — Snímač vonkajšej teploty vzduchu (AAT), 7 - Pripojiteľná a vyhrievaná Lambda sonda (HO2S), 8 - Hydraulický spínač servoriadenia (PSP), 9 — Snímač cestovnej rýchlosti (VSS/OSS), 10 — Spínač polohy pedála spojky (CPP), 11 — Regulátor generátora (Smart Charge), 12 — Senzor klepania (KS), 13 - Výkonové relé, 14 - batéria, 15 — Automatická prevodovka (CD4E), 16 - Výstražné svetlo výfukových plynov (MTL),

17 — Riadiaca jednotka prevodovky (PCM), 18 - Diagnostický konektor (DCL), 19 - Relé palivového čerpadla, 20 - Palivové čerpadlo nádrže, 21 - vstrekovač, 22 - PATS LED (prístrojová doska), 23 - EGR krok za krokom motor, 24 - Ventil na reguláciu zloženia horľavej zmesi pri voľnobehu (IAC), 25 - Solenoidový ventil vírivej klapky, 26 - kompresor striedavého prúdu, 27 — Regulátor generátora (Smart Charge), 28 - zapaľovacia cievka, 29 - Elektricky vyhrievaný termostat, 30 - Elektromagnetický ventil filtra s aktívnym uhlím, 31 — Výstupný signál VSS/OSS (prístrojová doska).

Senzory a akčné členy pod kapotou motora

1 - Riadiaca jednotka motora, 2 — Snímač polohy kľukového hriadeľa (CPS), 3 — Solenoidový ventil pre filter s aktívnym uhlím; 4 — Snímač polohy vačkového hriadeľa (CMP), 5 - EGR-krok za krokom motor,	6 — Snímač teploty chladiacej kvapaliny (ECT), 7 - Snímač polohy škrtiacej klapky (TP), 8 - Ventil na reguláciu zloženia horľavej zmesi pri voľnobehu (IAC), 9 - Solenoidový ventil vírivej klapky, 10 — Snímač absolútneho tlaku v sacom potrubí so zabudovaným snímačom teploty nasávaného vzduchu (TMAP), A Hydraulický spínač servoriadenia (PSP).

Elektronické riadenie motora - nie pre nezávislých ľudí

Nové systémy sú z veľkej časti bezúdržbové – prípadné poruchy môže podľa praxe odhaliť len kompetentný odborník s potrebným meracím vybavením. Táto skutočnosť kladie zvýšené nároky na tých, ktorí si chcú opravy vykonávať sami – dielne Ford sa pri kontrole motora spoliehajú na "WDS-Diagnose CD B8". Preto, ak sa vyskytnú chyby v systéme riadenia motora, je lepšie zveriť svoje Mondeo odborníkom. Stále však musíte poznať základné princípy prípravy palivovej zmesi pre vaše Mondeo. A len na tomto základe môžete presne klasifikovať vznikajúce problémy. Vďaka tomu ušetríte za nákladnú diagnostiku. Objednávku na opravu si navyše budete vedieť jasne sformulovať a výsledná kalkulácia vám nespôsobí žiadne pochybnosti. Ako príklad pre benzínové motory Ford sú uvedené podrobné informácie o príprave zmesi vzduchu a paliva pohonnej jednotky Duratec-HE.

Podrobnosti o ovládaní vstrekovacieho systému Duratec-HE

PCM (integrované do PATS): Toto je centrálna elektronická riadiaca jednotka motora. Palubný počítač neustále využíva aktuálny "dátový materiál" zo svojich priestorových parametrických charakteristík (rýchlosť otáčania, tlak v sacom potrubí, teplota nasávaného vzduchu a chladiacej kvapaliny atď.) a porovnáva ich s pevnými parametrami v databáze. Po tomto porovnaní riadiaca jednotka okrem iného určí a vypočíta dobu otvorenia elektromagnetického vstrekovača, potrebné množstvo paliva a zloženie zmesi vzduch-palivo. Zároveň je jednotka PCM preprogramovateľná: najdôležitejšie kritérium pre situácie, keď začína ďalší kalibračný krok s upravenými parametrami.

Výhoda: pomocou mobilného diagnostického nástroja Ford FDS 200 môžete jednoducho vymazať elektronicky preprogramovateľnú pamäť iba na čítanie (ROM) a "naplniť" ju novým programom riadenia motora. Príslušný servisný modul pre PCM je už nainštalovaný vo výrobnom závode. 16-pinová diagnostická zásuvka (DLC) je "skrytá" v ľavej časti pre nohy vo výške poistkovej skrinky.

Bezpečnostný spínač vstrekovania paliva: umiestnený na boku ľavých dverí. Pomocou tohto spínača môžete prerušiť prívod paliva v prípade netesností v systéme prívodu paliva, pri nehode alebo pri ťažkých kolíziách. Prerušenia v elektrickom obvode sú rozpoznané tlačidlom prepínača. Pred aktiváciou bezpečnostného tlačidla najskôr skontrolujte tesnosť palivového systému, potom prepnite kľúč zapaľovania do polohy "0" a stlačte tlačidlo. Potom otočte kľúč zapaľovania do polohy "II" na niekoľko sekúnd a potom môžete zadať zámok do polohy "I".




Snímač polohy kľukového hriadeľa (CPS): Na motoroch Duratec sa nachádza na kryte riadiacej jednotky na strane tlmiča kľukového hriadeľa. Snímač prevodov (36 zubov mínus 1; "Zubová medzera" pre valec 1 je 90° od TDC) indukčne zaznamenáva presnú uhlovú polohu kľukového hriadeľa, ako aj aktuálne otáčky motora, tieto namerané hodnoty ovplyvňujú:

• vstreknuté palivo a začiatok vstrekovania,
• časovanie zapaľovania a
• ovládanie voľnobehu.

Ak snímač SKR zlyhá, všetky ovládacie prvky motora prejdú do "hlbokého spánku": motor zamrzne a zostane "tichý", kým snímač nevymeníte.

Medzera medzi zubami 1: 90° od TDC prvého valca.

Snímač polohy vačkového hriadeľa (CMP): V motoroch je Duratec umiestnený v hlave valcov pred prvou vačkou sacieho vačkového hriadeľa. Senzor pracuje na indukčnom princípe. Jeho signál využíva CMR na rozpoznanie 1. valca. Riadi sekvenčné vstrekovanie paliva.

Snímač teploty chladiacej kvapaliny (ECT): "vložený" pod zapaľovaciu cievku a meria teplotu chladiacej kvapaliny v malom kruhu.

Snímač absolútneho tlaku v sacom potrubí s integrovaným senzor teploty nasávaného vzduchu (TMAP). Senzor TMAP umožňuje minimalizovať možné straty výkonu pri jazde na horských úsekoch ciest alebo z kopca. Určuje aktuálny prevádzkový stav motora pri zapnutom zapaľovaní a plnom zaťažení. Senzor využíva ako nameranú hodnotu atmosférický tlak v sacom potrubí. Tieto parametre sú uložené a spracované modulom PCM ako referenčný tlak pre príslušný tlak v sacom potrubí pri rôznych podmienkach zaťaženia. Signály zo vstavaného snímača IAT sú spočiatku len základné hodnoty pri štartovaní studeného motora alebo počas zahrievania. Okrem toho ich používa snímač MAP ako korekčné parametre, pretože využíva svoje "interné znalosti" na kompenzáciu rôznych úrovní naplnenia valcov. Na základe všetkých vstupných signálov zo snímača TMAP PCM vypočítava hmotnosť vzduchu vyžadovanú motorom.



Senzor klepania (KS). Snímač klepania je "mechanický snímač vibrácií". Vďaka relatívne vysokému kompresnému pomeru sú motory Duratec vybavené takýmito snímačmi. Tento snímač je umiestnený na sacej strane priamo na bloku motora medzi druhým a tretím valcom. V namontovanom stave by za žiadnych okolností nemal prísť do kontaktu s okolitou "masou".

Hneď po dosiahnutí "detonačnej hranice" snímač KS vyšle signály snímačom SKR a SMR o nekontrolovanom spaľovaní horúcej zmesi. Na základe nich PCM posúva časovanie zapaľovania späť o 1,5°. Ak signály pokračujú, uhol sa naďalej zmenšuje, kým sa proces spaľovania nevráti do normálu. Ak sa detonačný hluk neobjaví do dvoch sekúnd, PCM upraví časovanie zapaľovania na limit detonácie alebo - pri štandardnej kvalite paliva - na predpísané časovanie zapaľovania.

Senzor klepania: trvalo na mieste počúvania.

Snímač polohy škrtiacej klapky (TP). Tento snímač je priskrutkovaný k telesu škrtiacej klapky. Funguje rovnako ako otočný potenciometer a ovplyvňuje:

• voľnobežné otáčky,
• zloženie nasávanej horľavej zmesi (14,7:1),
• regulácia výfukových plynov a
• otvorenie riadiacej slučky systému.

Tlačidlový spínač posilňovača riadenia (PSP). Preberá informácie z tlakového vedenia medzi čerpadlom hydraulického posilňovača riadenia a prevodovkou riadenia. Akonáhle tlak klesne, napríklad pri manévrovaní s vozidlom v plnej zákrute, PSP sa otvorí a vyšle signál do PCM, aby mierne zvýšil voľnobežné otáčky.

Regulátor tlaku: Tlačidlový spínač posilňovača riadenia.

Lambda sonda (HO2S): Motory Duratec sú z výroby vybavené dvomi lambda sondami. Snímač 1 je umiestnený priamo v potrubí výfukových plynov, snímač 2 vo výfukovom potrubí za katalyzátorom. Oba snímače analyzujú zvyškový obsah kyslíka vo výfukových plynoch a prenášajú tieto informácie do PCM. Ich signály ovplyvňujú:

• množstvo vstrekovaného vzduchu a
• fungovanie systému prípravy horľavej zmesi (EVAP).

Čistič: lambda sondy HO2S. 1 — Predná lambda sonda, 2 — zadná lambda sonda, 3 - katalyzátor, 4 - Prídavný tlmič výfuku.

Lambda sondy majú silný vplyv na výkon a životnosť katalyzátora. Pre správnu funkciu katalyzátora poskytujú informáciu o neustálej výmene mierne bohatej a chudobnej palivovej zmesi. V kombinácii s automatickým systémom CDE4 sú výfukové plyny filtrované aj prídavným štartovacím katalyzátorom umiestneným priamo vo výfukovom potrubí.

Regulačný ventil voľnobehu (IAC). Na motoroch Duratec je tento ventil umiestnený v blízkosti škrtiacej klapky na sacom potrubí. PCM ho riadi pomocou hodinových signálov. V závislosti od frekvencie signálu viac alebo menej čerstvý vzduch obchádza škrtiacu klapku cez prepínací ventil.

Solenoidový ventil vírivej klapky je umiestnený pod uhlom za ventilom IAC v sacom potrubí. Jeho riadiace impulzy sú založené na otáčkach motora a uhle otvorenia škrtiacej klapky: v závislosti od situácie je ventil "prázdny" alebo "plný".

V bezprostrednej blízkosti: 1 - Ventil na reguláciu vzduchu pri voľnobehu (IAC) a 2 - Solenoidový ventil s vírivou klapkou.

Solenoidový ventil filtra s aktívnym uhlím. V súlade s riadiacim systémom motora Black Oak má Mondeo 2000 prepracovaný solenoidový ventil. Za určitých prevádzkových podmienok sa otvorí a uvoľní palivové výpary vo filtri, aby prešli do sacieho potrubia.




Krokový motor EGR: Krokový motor je umiestnený na zadnom konci hlavy valca a je citlivý na digitálne signály z PCM. Inými slovami: krokové motory pohonných jednotiek Duratec realizujú veľmi malé krokové pohyby. Navyše v porovnaní s klasickými pohonmi nie sú citlivé na vibrácie a kolísanie tlaku počas prevádzky. Vreteno premieňa rotačné pohyby krokového motora na zdvíhací pohyb, vďaka ktorému sa ventil striktne otvára. Táto funkcia nielen zlepšuje princíp činnosti recirkulácie výfukových plynov, ale tiež odstraňuje potrebu dodatočných komponentov, ako je napríklad diferenciálny ventil výfukových plynov (DPEF).

EGR krokový motor

Necitlivé na vibrácie a kolísanie tlaku.

A – k saciemu systému, B – z výfukového potrubia, 1 - Elektrické pripojenie, 2 - krokový motor, 3 - Vreteno krokového motora,	4 - tlačná pružina, 5 – vreteno ventilu, 6 - Sedlo ventilu, 7 - Sedlo ventilu.

Vstrekovače: Štvorcestné vstrekovače s bočným prívodom sú umiestnené v spoločnej rúrke rozdeľovača paliva. PCM riadi vstrekovače postupne. Ich dýzy sú inštalované striktne v určitých uhloch, takže dva otvory pravého a dva otvory ľavého ventilu sa "stretnú".

Od ramena k ramenu: vstrekovače so štyrmi vstrekovacími otvormi 1 a bočným prívodom paliva sú umiestnené v spoločnej rozdeľovacej trubici 2.

Snímač teploty vonkajšieho vzduchu (AAT). Snímač teploty vonkajšieho vzduchu je "skryte" umiestnený v nárazníku vľavo vpredu. Ovláda jeho signál

• ukazovateľ vonkajšej teploty na prístrojovej doske,
• nastavenie generátora (Smart Charge) a
• klimatizácia.

Snímač rýchlosti hnacieho hriadeľa (OSS) a snímač rýchlosti vozidla (VS): Oba signály snímačov spracováva PCM na reguláciu prietoku vzduchu v systéme riadenia voľnobehu (IAC), aby sa obohatila zmes vzduchu a paliva počas akcelerácie. a nútený voľnobeh.

Možné s obmedzeniami – svojpomocne so vstrekovacím systémom

Ako je uvedené v úvode tohto návodu, väčšinu prác na vstrekovacom systéme je najlepšie nechať na profesionálov. Majú potrebné kontrolné nástroje a príslušné znalosti. Napríklad, ak sa vyskytnú poruchy v elektronickom systéme riadenia motora a na ich správnu lokalizáciu je potrebné vykonať sériu testov v určitom poradí. Len tak je možné identifikovať chyby a ich následky a predpísať postup opravy. Mať bežné "domáce" znalosti na prácu so vstrekovacím systémom Mondeo nestačí. Nie je tu však dôvod na "paniku": v praxi je možné poškodenie tohto systému zriedkavé.


[Pôvodný článok je uverejnený na adrese: www.FordBook.ru]