Электронная система управления

Будучи преподавателем Рижского технического колледжа и работая в центре подготовки специалистов "Profsistems", я написал учебное пособие "Дизельные двигатели. Электронная система впрыска высокого давления VP44".  ISBN 9984-19-615-1

Кни­га пред­став­ля­ет со­бой пол­ное тех­ни­че­ское ру­ко­во­дство по уст­рой­ст­ву и об­слу­жи­ва­нию элек­трон­ной сис­те­мы пря­мо­го впры­ска то­п­ли­ва VP44 с циф­ро­вым управ­ле­ни­ем, раз­ра­бо­тан­ной со­вме­ст­но Bosch и Cummins. Сис­те­ма ши­ро­ко при­ме­ня­ет­ся с 2000 г. ве­ду­щи­ми ми­ро­вы­ми про­из­во­ди­те­ля­ми на ав­то­мо­би­лях, ос­на­щае­мых ди­зель­ны­ми дви­га­те­ля­ми, об­ла­даю­щих вы­со­кой эко­но­мич­но­стью и низ­кой ток­сич­но­стью вы­хлопа при вы­со­ком дав­ле­нии впры­ска то­п­ли­ва. Для объ­яс­не­ния ра­бо­ты сис­те­мы в книге со­дер­жит­ся опи­са­ние прин­ци­па дей­ст­вия ос­нов­ных уз­лов то­п­лив­ной сис­те­мы и элек­трон­ных ком­по­нен­тов в за­ви­си­мо­сти от экс­плуа­та­ци­он­ных па­ра­мет­ров. Боль­шое зна­че­ние в описании уде­ле­но вы­пол­няе­мым функ­ци­ям, а также фор­ме и па­ра­мет­рам элек­три­че­ских сиг­на­лов управ­ле­ния, про­хо­ж­де­нию сиг­на­лов по элек­три­че­ским управ­ляю­щим це­пям элек­тро­обо­ру­до­ва­ния, на­зна­че­нию и функ­цио­ни­ро­ва­нию дат­чи­ков и ис­пол­ни­тель­ных ме­ха­низ­мов. Для вы­пол­не­ния ре­монт­ных ра­бот элек­тро­обо­ру­до­ва­ния при­ве­де­ны ос­нов­ные кон­тро­ли­руе­мые па­ра­мет­ры и ди­аг­но­сти­че­ские ко­ды неис­прав­но­стей. Пред­став­лен­ная в кни­ге ин­фор­ма­ция по­зво­ля­ет про­во­дить ди­аг­но­сти­ро­ва­ние  дизельных сис­тем управ­ле­ния по­вы­шен­ной слож­но­сти при по­мо­щи уни­вер­саль­ных и дос­туп­ных из­ме­ри­тель­ных средств.

Кни­га пред­на­зна­че­на для сту­ден­тов и уча­щих­ся, изу­чаю­щих уст­рой­ст­во и управ­ле­ние дви­га­те­лей внут­рен­не­го сго­ра­ния, а так­же может быть использована спе­циа­ли­стами,  за­ни­маю­щимися ди­аг­но­сти­ро­ва­ни­ем и об­слу­жи­ва­ни­ем со­вре­мен­ных сис­тем ав­то­мо­би­лей.

На этом сайте я хочу ознакомить специалистов с устройством, принципом работы и особенностями ремонта автомобильных дизелей, оснащенных системой впрыска с топливным насосом высокого давления VP44.

В начале нашего знакомства я хочу ознакомить Вас с введением в книгу.

Введение

 Ев­ро­пей­ские дизельные двигатели. 

С кон­ца 90-х го­дов на­ча­лось бо­лее ши­ро­кое при­ме­не­ние ди­зель­ных дви­га­те­лей в лег­ко­вых ав­то­мо­би­лях. Вне­дре­ние ди­зель­ных дви­га­те­лей со­про­во­ж­да­ет­ся ин­тен­сив­ны­ми раз­ра­бот­ка­ми в об­лас­ти по­вы­ше­ния чис­то­ты ди­зе­лей и пред­по­ла­га­ет­ся к 2005 го­ду вы­вес­ти ди­зель­ные дви­га­те­ли к уров­ню бен­зи­но­вых. В этом слу­чае у ди­зель­ных дви­га­те­лей будет от­ме­чать­ся от­но­си­тель­ное пре­иму­ще­ст­во, свя­зан­ное с бо­лее низ­ким со­дер­жа­ни­ем ток­сич­ных ве­ществ в вы­хлоп­ных га­зах, в пер­вую оче­редь оки­си уг­ле­ро­да СО.

В на­стоя­щее вре­мя про­из­вод­ст­во ди­зель­ных дви­га­те­лей для лег­ко­вых ав­то­мо­би­лей и лег­ких ком­мер­че­ских ав­то­мо­би­лей при­бли­жа­ет­ся прак­ти­че­ски к по­ло­ви­не от об­ще­го объ­е­ма всех дви­га­те­лей. Это со­от­но­ше­ние дос­ти­га­ет­ся за счет вне­дре­ния со­вре­мен­ных сис­тем впры­ска то­п­ли­ва, от­ве­чаю­щих тре­бо­ва­ни­ям же­ст­ких стан­дар­тов по ток­сич­но­сти и то­п­лив­ной эко­но­мич­но­сти. Впрыск топлива в современных дизелях производится под высоким давлением, при котором достигается дробление топлива до атомарного уровня. Высокая степень дробления топлива во время впрыска обеспечивает снижение задержки воспламенения и более полное сгорание топлива, при которых значительно понижается содержание токсичных веществ в выхлопе. Со­вер­шен­ст­во­ва­ние ра­бо­че­го про­цес­са ди­зе­лей на со­вре­мен­ном эта­пе за­клю­ча­ет­ся не толь­ко в при­ме­не­нии ка­че­ст­вен­но но­вых сис­тем то­п­ли­во­по­да­чи и даль­ней­шем их раз­ви­тии, но и в раз­ра­бот­ке и вне­дре­нии прин­ци­пи­аль­но но­вых для дви­га­те­лей вспо­мо­га­тель­ных сис­тем, обес­пе­чи­ваю­щих наи­луч­шие ус­ло­вия для об­ра­зо­ва­ния го­рю­че­го за­ря­да и до­жи­га­ния не­сго­рев­ших про­дук­тов вы­хло­па. В те­ку­щем де­ся­ти­ле­тии на ди­зель­ных дви­га­те­лях следует ожи­дать ши­ро­кое при­ме­не­ние:

Ø  сис­тем впры­ска Common Rail;

Ø  систем впрыска под высоким давлением VP44;

Ø  но­вых про­цес­сов сго­ра­ния (на­при­мер, вос­пла­ме­не­ние от сжа­тия го­мо­ген­но­го или од­но­род­но­го за­ря­да);

Ø  сис­тем управ­ле­ния воз­душ­ным по­то­ком на впус­ке или сис­тем с управ­ляе­мы­ми фа­зов­ра­ща­тель­ны­ми ме­ха­низ­ма­ми (сис­те­мы с управ­ляе­мым подъ­е­мом кла­па­нов, сис­те­мы с управ­ляе­мым мо­мен­том от­кры­тия впу­ск­ных кла­па­нов и ком­би­ни­ро­ван­ные фа­зов­ра­ща­те­ли);

Ø  замк­ну­тых сис­те­мы ре­цир­ку­ля­ция вы­хлоп­ных га­зов;

Ø  сис­тем ре­цир­ку­ля­ции вы­хлоп­ных га­зов с по­сле­дую­щим до­жи­га­ни­ем вы­хло­па для по­ни­же­ния уров­ня оки­слов азо­та NO_x и сни­же­ния со­дер­жа­ния кор­пус­ку­ляр­ных час­тиц;

Ø  сис­тем по­да­чи то­п­ли­ва под вы­со­ким дав­ле­ни­ем с ин­ди­ви­ду­аль­ны­ми для ци­лин­д­ров на­сос-фор­сун­ка­ми или на­сос­ны­ми сек­ция­ми вы­со­ко­го дав­ле­ния.

         Ди­зель­ные дви­га­те­ли на рын­ке ав­то­мо­би­лей за­ни­ма­ют всё бо­лее ус­той­чи­вые по­зи­ции. Тенден­ция из­ме­не­ния со­от­но­ше­ния ме­ж­ду раз­лич­ны­ми дви­га­те­ля­ми на ев­ро­пей­ском рын­ке при­ве­де­на на рис. 1. Пред­став­лен­ная диа­грам­ма вы­пол­не­на на ос­но­ва­нии раз­ра­бо­ток ве­ду­щих про­из­во­ди­те­лей и ис­сле­до­ва­те­лей дви­га­те­лей и сис­тем управ­ле­ния AVL, Bosch, CMT, Centro Ricerche Fiat, Daimler Crysler, VKA.

На диа­грам­ме при­ве­де­ны ус­лов­ные обо­зна­че­ния дви­га­те­лей и то­п­лив [1], при­ня­тые в анг­лий­ской тер­ми­но­ло­гии:

   MPI - сис­те­мы элек­трон­но­го мно­го­то­чеч­но­го пре­ры­ви­сто­го впры­ска то­п­ли­ва (Multy-Point Injection);

link Рис. 1. Изменение рыночного соотношения двигателей для легковых автомобилей.

  CAI - со­глас­но клас­си­фи­ка­ции API (American Petroleum Institute) двигатели, работающие на обедненных смесях, ши­ро­ко при­ме­няв­шихся в кон­це 40-х, 50-х го­дов, и оснащенные системами управления воспламенением (Controlled Auto Ignition);

   DI - пря­мой (не­по­сред­ст­вен­ный) впрыск то­п­ли­ва (Direct Injection). В двигателях DI-дизель преимущественное применение будет принадлежать системам впрыска под высоким давлением Common Rail, VP44 и насос-форсункам;

   HCCI - дви­га­те­ли, в которых процесс сгорания представляет собой гибрид тра­ди­ци­он­но­го ис­кро­во­го за­жи­га­ния (как в бен­зи­но­вых дви­га­те­лях) и вос­пла­ме­не­ния от сжа­тия (как в ди­зель­ных дви­га­те­лях). Го­рю­чий за­ряд со­став­ля­ет од­но­род­ная по хи­ми­че­ско­му со­ста­ву то­п­ли­во­воз­душ­ная то­щая смесь (Homogeneous Charge Compression Ignition).

   CNG - сжа­тый на­ту­раль­ный газ (Compressed Natural Gas);

   GTL – синтетическое топливо (GT-то­п­ли­во), получаемое согласно технологиям преобразования натурального газа в светлые жидкости. GT-то­п­ли­во по своим свойствам соответствует углеводородным топливам бензину, керосину, дизельному и нефтяному топливам и является уни­вер­саль­ным то­п­ли­вом, при­ме­ни­мым к ши­ро­ко­му мно­го­об­ра­зию ин­жек­ци­он­ных кон­фи­гу­ра­ций ди­зель­ных и бен­зи­но­вых то­п­лив­ных сис­тем (Gas To Liquids);

   IDI - сис­те­мы косвенного (непря­мо­го) вос­пла­ме­не­ния (Indirect Injection).

Дви­га­те­ли HCCI, CAI, Fuel Cell и гиб­рид­ные со­став­ля­ют се­мей­ст­во аль­тер­на­тив­ных дви­га­те­лей, спо­соб­ных в бу­ду­щем со­ста­вить кон­ку­рен­цию стан­дарт­ным ви­дам дви­га­те­лей внут­рен­не­го сго­ра­ния. Сре­ди то­п­лив к аль­тер­на­тив­ным ви­дам от­но­сят­ся на­ту­раль­ный газ, во­до­род, GT-то­п­ли­во, био-то­п­ли­во. Про­мыш­лен­ное про­из­вод­ст­во и вы­ход на ры­нок GT-то­п­ли­ва пред­по­ла­га­ет­ся, на­чи­ная с 2005 го­да, во­до­ро­да и био-то­п­ли­ва не ра­нее кон­ца вто­ро­го де­ся­ти­ле­тия. Га­зо­об­раз­ное то­п­ли­во име­ет соб­ст­вен­ную ис­то­рию при­ме­не­ния в транс­порт­ных дви­га­те­лях и при­ме­ня­ет­ся как про­ме­жу­точ­ный вид ме­ж­ду бен­зи­ном и диз­то­п­ли­вом.

Ди­зель­ные дви­га­те­ли об­ла­да­ют вы­со­кой эко­но­мич­но­стью и бо­лее вы­со­ки­ми мощ­но­ст­ны­ми по­ка­за­те­ля­ми, но тре­бу­ют до­пол­ни­тель­но­го ос­на­ще­ния для при­ве­де­ния со­дер­жа­ния оки­слов азо­та NO_x и дым­но­сти вы­хло­па до до­пус­ти­мых уров­ней.

Бен­зи­но­вые дви­га­те­ли бо­лее чи­ще ди­зель­ных, от­ве­ча­ют вы­со­ким тре­бо­ва­ни­ям по эмис­сии то­п­ли­ва, но при обя­за­тель­ной об­рат­ной свя­зи по­да­чи то­п­ли­ва с со­дер­жа­ни­ем оки­слов уг­ле­ро­да СО в вы­хлоп­ных га­зах.

...

Скачать книгу можно здесь