Wtrysk bezpośredni w silnikach Diesla__ksiązka.pdf

Wtrysk bezpoÊredni

w silnikach Diesla

●

wtrysk z pompà VP44

●

wtrysk CDI w samochodach Mercedes-Benz

●

diagnozowanie typowych usterek

Krzysztof Trzeciak

wspó∏praca:

Jan Zawadzki

Wydawnictwo INSTALATOR POLSKI

PREZES mgr W∏adys∏aw Polesiƒski

REDAKTOR NACZELNY mgr in˝. Krzysztof Trzeciak

e-mail: k.trzeciak@automotoserwis.com.pl

SEKRETARZ REDAKCJI mgr in˝. El˝bieta Woêniak

e-mail: e.wozniak@automotoserwis.com.pl

ADRES REDAKCJI ul. Koniczynowa 11, 03-612 Warszawa

tel. 678-64-90, fax 679-71-01

www.automotoserwis.com.pl

REKLAMA

Dyrektor ds. Marketingu i Reklamy

Gra˝yna Ka∏u˝yƒska

Specjalista ds. Reklamy

Magdalena Dyszy tel. 678-37-33

e-mail: m.dyszy@automotoserwis.com.pl

PRENUMERATA : tel. 678-38-05

GRAFIKA I ¸AMANIE : MAT-Andrzej Glanda

DRUK: TAURUS, Kazimierów 13 k. Halinowa

Od redakcji

Silnik wysokopr´˝ny z wtryskiem bezpoÊrednim i w pe∏ni elektronicznym sterowaniem zosta∏

po raz pierwszy zaprezentowany publicznie na IAA we Frankfurcie w 1989 r. Silnik TDI firmy

Volkswagen zapowiada∏ wtedy prawdziwà rewolucj´ w budowie silników wysokopr´˝nych. Jednak

mog∏a si´ ona dokonaç tylko dzi´ki temu, ˝e równie˝ inni producenci podj´li produkcj´ takich

silników. Wszyscy oni przyczynili si´ do powstania ca∏kiem nowego wizerunku silnika

wysokopr´˝nego: kiedyÊ powolny, ha∏aÊliwy i twardo pracujàcy, dziÊ jest ˝wawy, komfortowy i bardzo

oszcz´dny. Ju˝ dawno przyczynami niedomagaƒ silników nie sà jedynie dotychczas znane usterki,

takie jak zawieszajàce si´ i kroplàce po zamkni´ciu wtryskiwacze, nagle s∏abnàce elektromagnetyczne

zawory odcinajàce albo zu˝yte spr´˝yny odÊrodkowego przestawiacza wtrysku. Teraz êród∏em

problemów sta∏y si´ tak˝e elektroniczne uk∏ady sterujàce zasilaniem. Mo˝na je diagnozowaç

korzystajàc z odpowiednich przyrzàdów, oczywiÊcie pod warunkiem, ˝e zna si´ podstawy budowy

i dzia∏ania badanego uk∏adu.

W tym Poradniku zostanà przedstawione uk∏ady wtryskowe z pompà VP44 stosowane

w samochodach Audi, BMW, Ford, Opel oraz uk∏ady wtryskowe Common Rail w Mercedesach.

Krzysztof Trzeciak

Na ok∏adce fot. Bosch

Wspó∏praca: Jan Zawadzki

Spis treÊci

Wst´p . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

1. Pompa VP44 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

1.1. Dwie generacje pomp VP44 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

1.2. Zasilanie pompy wtryskowej paliwem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8

1.3. Budowa i dzia∏anie pompy VP44 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

1.4. Sterowanie pompà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

1.5. Regulowanie poczàtku t∏oczenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12

1.6. Uk∏ady recyrkulacji spalin i do∏adowania . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13

1.7. Odpowietrzanie pompy wtryskowej VP44 . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

1.8. Wtryskiwacze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

1.9. Samodiagnozowanie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

1.10. Sprawdzanie podzespo∏ów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

1.11. Zestawienie samochodów z pompà VP 44 . . . . . . . . . . . . . . . . .21

2. CDI w samochodach Mercedes-Benz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26

2.1. Obwód niskiego ciÊnienia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28

2.2. Obwód wysokiego ciÊnienia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30

2.3. Wtryskiwacze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33

2.4. Uk∏ad sterowania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36

2.5. Samodiagnostyka i tryb awaryjny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38

2.6. Sprawdzanie czujników i nastawników . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40

3. Diagnozowanie typowych usterek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47

Wst´p

pr´˝nych do samochodów osobowych by∏o

zastosowanie wtrysku bezpoÊredniego. Jak

wiadomo, silniki o wtrysku do komory spa-

lania umieszczonej w t∏oku majà wi´kszà spraw-

noÊç i dzi´ki temu sà bardziej ekonomiczne ni˝ sil-

niki o wtrysku poÊrednim. Wadà spalania nie w ko-

morze wst´pnej jest wy˝szy poziom ha∏asu i pro-

blem czystoÊci spalin. Wady te uda∏o si´ usunàç po

wprowadzeniu wysokich ciÊnieƒ wtrysku, elektro-

nicznych uk∏adów regulacji i wtrysku wst´pnego.

Po raz pierwszy wtrysk bezpoÊredni pojawi∏ si´

w modelu Fiat Croma TDI w 1988 r., jednak wyna-

lazek ten rozpropagowa∏ Volkswagen. Pierwszy sil-

nik wysokopr´˝ny VW TDI z wtryskiem bezpo-

Êrednim i w pe∏ni elektronicznym sterowaniem zo-

sta∏ zaprezentowany publicznie na IAA we Frank-

furcie w 1989 r. Silnik TDI zapowiada∏ wtedy

prawdziwà rewolucj´ w budowie silników wysoko-

pr´˝nych. Mog∏a ona dokonaç si´ jednak tylko

dzi´ki temu, ˝e równie˝ inni producenci podj´li

produkcj´ takich silników. Wszyscy oni przyczyni-

li si´ do powstania ca∏kiem nowego wizerunku sil-

nika wysokopr´˝nego: kiedyÊ powolny, ha∏aÊliwy

i twardo pracujàcy - dziÊ jest ˝wawy, komfortowy

i bardzo oszcz´dny.

Poczàtkowo, bezpoÊredni wtrysk by∏ realizowa-

ny przez pomp´ rozdzielaczowà. Umo˝liwi∏o to

uzyskanie z turbodiesli wi´kszej mocy (wcià˝ jed-

nak przy tej samej pojemnoÊci silniki benzynowe

P rze∏omem w dziedzinie silników wysoko-

by∏y mocniejsze) i obni˝enie spalania; pozosta∏

jednak charakterystyczny dla diesli odg∏os klekota-

nia. Prawdziwy prze∏om dokona∏ si´ pod koniec lat

90., a to za sprawà nowych technik wtryskowych.

W 1990 r. rozpoczà∏ si´ etap przemys∏owego wdra-

˝ania uk∏adu Unijet - pierwszej odmiany Common

Rail, opracowanego przez Magneti Marelli, Cen-

trum Badawcze Fiata i Elasis. Faza ta zakoƒczy∏a

si´ w 1994 r., kiedy w Fiat Auto podj´to decyzj´

o wyborze partnera majàcego najwi´ksze doÊwiad-

czenie w dziedzinie uk∏adów wtryskowych do sil-

ników Diesla (nie rozwiàzanym problemem by∏y

tolerancje wykonania wtryskiwaczy). Patent zosta∏

sprzedany firmie Robert Bosch, w celu dokoƒcze-

nia prac rozwojowych i wdro˝enia do produkcji

przemys∏owej. Przejmujàc prawa produkcji Bosch

nada∏ nowemu rozwiàzaniu, zaczerpni´tà z j´zyka

angielskiego, nazw´ Common Rail. Oznacza ona

wspólnà szyn´, listw´ (rail = szyna). Firmy stosu-

jàce to rozwiàzanie nazywajà je ró˝nie, np. Peuge-

ot pos∏uguje si´ literami HDi (skrót od „High pres-

sure Direct injection”), czyli wysokociÊnieniowe

sterowanie wtryskiem, a Mercedes - CDI (Com-

mon-rail Direct-Injection).

W ten sposób, w dziewi´ç lat od premiery Fiata

Croma TDI, w paêdzierniku 1997 r. trafi∏ na rynek

samochód Alfa 156 JTD, wyposa˝ony w turbodiesel

1.9 JTD 8V Unijet o mocy 105 KM, zapewniajàcy

niemo˝liwe dotàd do osiàgni´cia rezultaty. Praw-

dziwà rewolucjà by∏ zastosowany w nim uk∏ad za-

silania typu Common Rail. Dzi´ki licznym zaletom

system ten szybko zdoby∏ uznanie wi´kszoÊci pro-

ducentów samochodów i wkrótce po swojej pre-

mierze trafi∏ pod maski innych samochodów (m.in.

modeli Mercedes-Benz, Peugeot, Renault, Opel,

Ford). Dzisiaj z tego rozwiàzania korzystajà prawie

wszyscy producenci samochodów, za wyjàtkiem

Volkswagena, który postanowi∏ stworzyç w 1998 r.

alternatywny system wtryskowy wyst´pujàcy pod

nazwà PDS (niem. Pumpe-Düse-System) lub UIS

(ang. Unit Injector System). System ten polega na

tym, ˝e dla ka˝dego cylindra przewidziano oddziel-

nà pomp´ wtryskowà zespolonà z wtryskiwaczem.

W tablicy zestawiono wszystkie rodzaje stero-

wanych elektronicznie uk∏adów wtryskowych, sto-

sowanych w samochodach osobowych do zasila-

nia nowoczesnych silników Diesla z wtryskiem

bezpoÊrednim.

Rodzaj uk∏adu

CiÊnienie

Dawka

Cechy charakterystyczne

wtryskowego maksymalne paliwa

wtrysku, MPa mm 3 /wtrysk

Rozdzielaczowe pompy wtryskowe

Bosch VP37

125

pompa osiowa, poczàtek wtrysku sterowany zaworem

elektromagnetycznym zmieniajàcym ciÊnienie dzia∏ajàce na t∏oczek

przestawiacza wtrysku, uk∏ad hydrauliczny przej´ty z pomp typu VE

Bosch VP30

140

pompa osiowa, poczàtek i dawka wtrysku sterowane

elektromagnetycznym zaworem wysokiego ciÊnienia, wbudowany

sterownik PSG5

Bosch VP44

185

pompa promieniowa, poczàtek i dawka wtrysku sterowane

elektromagnetycznym zaworem wysokiego ciÊnienia, wbudowany

sterownik PSG5 lub PSG16

Lucas EPIC

poczàtek i dawka wtrysku sterowane zaworami elektromagnetycznymi

Lucas ESR

poczàtek i dawka wtrysku sterowane zaworami elektromagnetycznymi

Pompowtryskiwacze (PDS, UIS)

UIS P1

205

zawór elektromagnetyczny

Common Rail

CR 1. generacji

135

100

pompa wysokiego ciÊnienia regulowana ciÊnieniem, wtryskiwacze

elektromagnetyczne

CR 2. generacji

160

100

od 2000 r., pompa wysokiego ciÊnienia regulowana wydatkiem,

wtryskiwacze elektromagnetyczne

CR 3. generacji

160

100

od 2003 r., pompa wysokiego ciÊnienia regulowana wydatkiem,

wtryskiwacze piezoelektryczne

6 Poradnik SERWISOWY

1. Pompa VP44

1.1. Dwie generacje pomp VP44

dawka wtrysku jest sterowana elektromagnetyczn-

ym zaworem wysokiego ciÊnienia. Za pomocà tego

zaworu sà okreÊlane: poczàtek i koniec t∏oczenia

pompy wtryskowej oraz dawka wtrysku. Ró˝nica

mi´dzy VP44 a VP30 polega na tym, ˝e w VP30 wy-

sokie ciÊnienie wytwarza pompa o t∏oczkach osio-

wych, a w VP44 - pompa o dwóch lub trzech t∏ocz-

kach promieniowych. Za pomocà pompy osiowej

mo˝na wytworzyç na wtryskiwaczu ciÊnienie mak-

symalnie do 120 MPa, a za pomocà t∏oczków pro-

mieniowych - maksymalnie do 180 MPa. Dwukrot-

ne za∏àczanie elektromagnetycznego zaworu wyso-

kiego ciÊnienia, np. w nowym silniku Ford Mondeo

oraz w silniku V6-TDI koncernu VW, umo˝liwia re-

alizacj´ wtrysku wst´pnego, co przyczynia si´ do

mi´kkiego przebiegu spalania i zmniejszenia emi-

sji NO x .

Pracà pompy VP zarzàdza elektroniczny uk∏ad

sterowania silnika EDC (Electronic Diesel Control).

Pierwsze uk∏ady wymaga∏y dwóch sterowników:

sterownika silnika MSG oraz sterownika pompy

wtryskowej PSG (rys. 1.1). Póêniej zacz´to stoso-

waç jeden wspólny sterownik zamontowany bez-

poÊrednio na pompie (rys. 1.2).

Do marki Opel nale˝y palma pierwszeƒstwa

w zastosowaniu promieniowej rozdzielaczowej

pompy wtryskowej Bosch typ VP44. W 1996 r. bra-

my fabryki opuÊci∏a Astra 2.0 DI 16V z pierwszym

uk∏adem wtryskowym, który móg∏ podaç do komo-

ry spalania paliwo pod ciÊnieniem przekraczajà-

cym 1000 bar. Pompy wtryskowe VP44 sà spotyka-

ne w samochodach osobowych Audi, Ford, Opel

i BMW. Z kolei rozdzielaczowa pompa osiowa

VP30 jest stosowana w samochodach Ford: Focus,

Mondeo i Transit w wersjach o mniejszej mocy sil-

nika. Ostatnim przyk∏adem udanego zastosowania

pompy VP44 jest silnik 2.2 DTI w modelu Signum.

Wykaz samochodów z pompami VP44 podano

w tablicy (pkt 1.11). W dalszej cz´Êci opisano

czynnoÊci kontrolne dla pompy VP44 stosowanej

w samochodzie Audi A6. Ze wzgl´du na podobnà

budow´, procedury badania i parametry mo˝na od-

nieÊç do innych silników.

Pompa VP44 nale˝y wraz z pompà VP30 do ro-

dziny regulowanych elektronicznie rozdzielaczo-

wych pomp wtryskowych firmy Bosch, w których

Rys. 1.1. Przyk∏ad uk∏adu wtryskowego z pompà

Bosch VP44 oraz oddzielnymi sterownikami

silnika i pompy, zastosowanego w samochodzie

dostawczym z silnikiem Diesla o wtrysku

bezpoÊrednim (êród∏o: Bosch):

1 - sterownik silnika MSG

2 - sterownik Êwiec ˝arowych GZS

3 - filtr paliwa

4 - przep∏ywomierz powietrza

5 - wtryskiwacz paliwa

6 - Êwieca ˝arowa

7 - pompa wtryskowa VP44

ze sterownikiem pompy PSG5

8 - alternator

9 - czujnik temperatury

silnika (w uk∏adzie

ch∏odzenia silnika),

10 - czujnik pr´dkoÊci

obrotowej silnika

11 - czujnik po∏o˝enia

peda∏u przyspieszenia

Poradnik SERWISOWY 7

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: