Давление во впускном коллекторе дизельных двигателей

Бортжурнал пользователя Риф в Grand Cherokee

• 2
  записи
• 4
  комментария
• 260
  просмотров

Последние записи

Фото: когда случается JEEP4X4CLUB

Встреча клуба в СПБ 2021 (чесслово, у нас не во всем городе такие дороги)

• Подробнее.
• 2 комментария

Как работает датчик абсолютного давления?

Датчик MAP обычно расположен на впускном коллекторе, либо рядом с корпусом дроссельной заслонки, либо на нём самом (на моторе с наддувом MAP можно найти на впускном тракте перед турбонаддувом). Внутри датчика давления находится герметичная камера, которая либо имеет вакуум, либо контролируемое давление, которое калибруется для двигателя. Разделяет вакуум в камере и вакуум впускного коллектора гибкая кремниевую пластину (она же «чип»)с протекающим через неё током.

MAP выполняет «двойную функцию». Во-первых, как датчика барометрического давления, при включении зажигания. Когда зажигание включено (до запуска двигателя) в двигателе нет вакуума, поэтому его сигнал на ECM сообщает атмосферное давление. Этот параметр нужно знать для определения плотности воздуха. При запуске двигателя давление во впускном коллекторе уменьшается, создаётся вакуум, который поступает на MAP. Когда вы нажимаете на педаль акселератора, давление во впускном коллекторе увеличивается, в результате чего вакуум уменьшается. Разница в давлении будет изгибать чип вверх в герметичную камеру, вызывая изменение сопротивления, которое, в свою очередь, сообщает ЭБУ нагрузку на мотор. А тот в свою очередь, управляет впрыском и зажигание согласно заложенным в него картам. Когда же педаль акселератора отпущена, давление во впускном коллекторе уменьшается, изгибая пластину обратно в состояние близкое к холостому ходу (ХХ).

ЭБУ (электронный блок управления) объединяет данные о давлении во впускном коллекторе от MAP с данными, поступающими от других датчиков таких как IAT (температуры впускного воздуха), ECT (температуры охлаждающей жидкости двигателя), частоты вращения коленчатого вала двигателя (об/мин). Сюда же добавляются данные об атмосферного давлении и все эти данные используются для расчёта плотности воздуха и точного определения массового расхода двигателя, что в свою очередь необходимо для подготовки оптимального соотношения воздух-топливо.

Признаки неисправности датчика абсолютного давления

О возникшей неисправности ДАД свидетельствуют следующие признаки:

1. Увеличение расхода топлива. Прибор подает в блок управления данные о высоком давлении воздуха, которое фактически гораздо ниже. По этой причине БУ подает в цилиндры богатую смесь.
2. Падает динамика двигателя, не улучшающаяся при прогреве.
3. При работе мотора из выхлопной трубы ощущается запах топлива.
4. Работающий двигатель даже в теплое время года выдает белый выхлоп.
5. Двигатель в холостом режиме работы долго не сбрасывает обороты.
6. При переключении передач заметны рывки машины.
7. Нестабильная работа двигателя во всех режимах работы, наличие посторонних шумов, зачастую переходящих в гул.

Впускной коллектор с изменяемой геометрией

Фактор наполнения цилиндров

Прозвучит довольно странно, но бензиновый двигатель работает в первую очередь на воздухе. Именно исходя из массы воздушного заряда, ECM (Engine Control Module) рассчитывает цикловую подачу топлива. Для полного сгорания топливовоздушной смеси (ТПВС) на 1 порцию бензина должно припадать 14,7 порций воздуха. В зависимости от режима работы двигателя, допускается небольшое обеднение или обогащение, но рамки регулировки довольно узкие. Выход за эти рамки ведет к большому количеству вредных выбросов и увеличению расхода топлива.

Особенности воспламенения тяжелого топлива позволяют работать дизельному двигателю при очень обедненной смеси. Тем не менее, эффективное наполнение цилиндра свежим воздухом в мощностном режиме, а также скорость потока заряда и его направление, напрямую влияют на крутящий момент и эластичность двигателя.

Принцип инерционного надува

В процессе работы двигателя во впускном тракте возникают волны – чередующиеся зоны повышенного и пониженного давления. На такте впуска над поршнем создается зона разряжения, засасывающая воздух из впускного тракта. Поскольку воздушный поток имеет определенную массу, после закрытия впускного клапана над ним создается зона повышенного давления.

Движущийся по инерции воздушный поток ударяется о стенки перекрытого отверстия, отражается и движется уже к дроссельной заслонке. Для достижения инерционного наддува следующий момент открытия впускного клапана должен наступить, когда отраженный поток воздуха опять создаст зону повышенного давления перед клапаном.

• s – длина впускного тракта от клапана до входа в коллектор;
• t – время, необходимое волне для преодоления расстояния s;
• v – скорость движения волны (скорость звука).

Подведем итоги

• Чем ниже обороты двигателя, тем длиннее должен быть впускной тракт. При этом небольшое сечение впускных каналов позволяет увеличить скорость движения потока воздуха, что благотворно влияет на перемешивание ТПВС.
• Чем выше обороты двигателя, тем короче должен быть впускной тракт. Повышение оборотов ведет к увеличению массы воздуха, поступающего в цилиндры за единицу времени. Поэтому в зоне высоких оборотов сечение впускных каналов должно обеспечивать достаточную пропускную способность и не создавать избыточные насосные потери.

Система перекрытия раннеров индивидуальными заслонками

Принцип работы системы заключается в перекрытие половины впускных раннеров в режимах малых и частичных нагрузок. Заслонки, перекрывающие путь потоку воздуха, соединены тягой либо устанавливаются все на одной оси. На ранних моделях тяги управлялись вакуумным регулятором. Позже перекрытие клапанов осуществлялось электропневматическим клапаном, питание на который подавал ЭБУ двигателя. Большинство современных систем с индивидуальными заслонками оборудуются сервоприводами. Внедрение датчика положения оси вихревых заслонок позволило реализовать обратную связь для более точного управления системой EGR. Подобную систему индивидуальных заслонок применяют как на бензиновых, так и на дизельных ДВС с турбонаддувом.

Проблемы

• Образование нагара, грязевых отложений на заслонках, впускных каналах. Работа системы EGR в паре с неисправной системой ВКГ приводит к отложениям сажи на стенках коллектора. Поэтому на дизельных ДВС впускной коллектор с изменяемой геометрией гораздо чаще требует к себе внимания.
• Обламывание оси крепления заслонки. Проблема «смертельных бабочек» хорошо известна владельцам BMW. После обламывания ось крепления и куски заслонки попадают в камеру сгорания, повреждая поршни, клапаны и стенки камеры сгорания.
• Появление люфтов в местах крепления заслонок к оси, тяге. Из-за этого датчик положения заслонок выдает неверный сигнал, что заставляет ЭБУ постоянно корректировать положение заслонок.

Впускной коллектор с изменяемой длиной

На схеме принцип работы впускного коллектора двигателя Skoda Octavia 2.0 MPI (AZJ). Заслонки управляются при помощи электромагнитных клапанов. Механическое воздействие на ось заслонки осуществляется через вакуумный клапан, который берет разряжение из вакуумной камеры.

• Заслонки закрыты. Воздух движется по узкому длинному каналу.

• В режиме работы свыше 4000 тыс.об./мин открывается заслонка 1.

• Обороты двигателя свыше 4800 тыс./мин. Открытие заслонки 2 позволяет резонировать потоку на небольшой длине, что улучшает наполнение на высоких оборотах.

Изменение геометрии

Довольно интересно изменение геометрии впускного коллектора реализовано на турбированных двигателях AGN, AGU объемом 1.8 литра. Короткий или длинный впуск образовывается в зависимости от положения четырех параллельных заслонок, установленных между раннерами.

• Заслонки закрыты. Сообщение между каналами отсутствует. Для каждого из цилиндров пропускная способность ограничена сечением раннера.

• Заслонки открыты. Все раннеры сообщены, что значительно уменьшает насосные потери, увеличивая наполняемость цилиндров на высоких оборотах.

Как понять, есть ли масло в коллекторе?

Рабочей жидкости в этом узле можно и не заметить, так как это закрытый участок. И все же признаки наличия масла есть, и обычно они такие:

1. Следы пребывания рабочей жидкости появляются в дроссельной заслонке или фильтре для очистки воздуха.
2. Из выхлопа валят клубы сизого дыма с неприятным запахом.
3. Двигатель начинает усиленно «поедать» масло. Исчезать оно может именно в коллекторе. Поэтому всегда нужно наблюдать за уровнем рабочей жидкости.
4. Уменьшается мощность силового агрегата.
5. Расход горючего начинает бить все мыслимые рекорды.

Где находится ДАД

Крепление ДАД на кузове.

Уже упоминалось, что датчик нужно искать на коллекторе. Подчеркнем только то, что применяется он только на инжекторных двигателях. В особенности это верно, когда автомобиль оснащен силовым агрегатом с турбонаддувом и компрессором.

Однако во многих моделях место его расположения несколько иное – в кузовной части моторного отсека и крепится он прямо к кузову. В этом случае входной штуцер и входной коллектор соединяются посредством гибкого шланга. Следует учесть, что ДАД устанавливается и тогда, когда на автомобиле отсутствует датчик массового расхода воздуха (ДМРВ).

Как проверить датчик абсолютного давления

Методика диагностики ДАД зависит от спецификации сенсорного устройства, которое бывает аналоговым либо цифровым. Для подтверждения работоспособности аналогового датчика абсолютного давления необходим следующий алгоритм действий:

• К вакуумному шлангу, соединяющему ДАД и входной коллектор, присоединяется переходник датчика, а к нему подключается манометр.
• Запускается мотор и несколько минут работает на холостых. В случае разрежения в коллекторе ниже 529 мм, стоит посмотреть, не пропускает ли воздух сам шланг. Не лишним будет взглянуть на диафрагму датчика и убедиться, что на ней нет изъянов.
• Сняв показания манометра, необходимо его отсоединить и поставить вместо него вакуумный насос. Далее следует создать разрежение 55-56 мм рт.ст. и остановить откачивание. Можно считать, что ДАД не поврежден, когда разрежение останется неизменным в течение около 30 сек, в ином случае устройству потребуется замена.

Когда имеем дело с цифровым датчиком, можно поступать так:

• Переводим тестер в режим вольтметра.
• Заводим двигатель и определяем положение контактов питания и заземления. К тестеру подсоединяем провод, подключенный к выходному контакту датчика. О его исправности говорит напряжение 2,5 В или около того. Если разница с указанным напряжением в сторону повышения или понижения существенная – устройство вышло из строя.
• Тестер переключается в режим тахометра и отсоединяется вакуумный шланг.
• Щуп «+» нужно подключить к сигнальному выводу, а «-» – к заземлению. В норме прибор должен показывать 4400-4900 об/мин.
• Теперь требуется подсоединить вакуумный насос т к датчику абсолютного давления. По результатам многократных изменений разрежения скачков в показаниях тахометра и давления быть не должно.
• Когда вакуумный насос будет отключен, тахометр должен показывать 4400-4900 об./мин, что говорит об исправности ДАД. В ином случае устройство неисправно.