8.11. Elektronikusan irányított dízelbefecskendező rendszerek (Tizenegyedik rész Adagolóporlasztós dízelbefecskendező rendszerek I.) Ahogyan azt a témakör 1. fejezetében már leírtuk (8.1./1.2.3.), az adagolóporlasztós rendszerek (Unit Injector System UIS = Pumpe Düse Einheit PDE) felépítésének és működésének lényege, hogy a befecskendező szivattyú és a porlasztó össze van építve, egy közös egységet alkot. A magas befecskendezési nyomás elérése szempontjából ez döntő előny, hiszen nincs nyomócsöve a szerkezetnek. (E rendszerrel akár 2200 bar befecskendezési nyomás is elérhető.) Természetesen minden hengerhez a hengerfejbe egy-egy adagolóporlasztó egységet szerelnek, amelyet a vezérműtengelyen elhelyezett bütyök közvetlenül, egy nyomórúdon, vagy himbán keresztül működtet. 1. A PDE rendszer blokkvázlata 1. ábra 1 Elektronikus motorirányító egység 2 Gázpedálállás érzékelő 3 Fogattyús-tengely fordulatszám- és vonatkoztatási jeladó 4 Vezérműtengely fordulatszám- és vonatkoztatási jeladó 5 Töltőnyomás érzékelő 6 Levegő hőmérsékletérzékelő 7 Motorhőmérséklet érzékelő 8 Tüzelőanyag-hőmérsékletérzékelő 9 Levegő-tömegáram érzékelő 10 Járműsebesség jel 11 MIL bekapcsolást kérő jel 12 Tempomat kapcsoló 13 Fékpedál kapcsoló 14 Tengelykapcsoló pedálkapcsoló 15 Gyújtáskapcsoló 16 Izzítás visszajelzés 17 Nyomatékváltó információ (pl. N ) 18 Klíma információ (bekapcs. kérő j.) 19 Bemeneti információk 20 Adagolóporlasztók 21 Izzításvezérlő relé 22 Klímakompresszor relé 23 Füstgáz-visszavezető rendszer nyomásvezérlő szelep 24 Feltöltőnyomás-állító 25 Egyéb végfokok pl. hűtőventilátor vezérlés 26 Beavatkozók 27 Diagnosztikai csatlakozó (K, L) 28 Rendszerlámpa (pl. részecskesz. r.) 29 MIL 30 CAN csatlakozás 31 Motorfordulatszám jel 32 Tüzelőanyag fogyasztás jel 33 Kommunikációs be- és kimenetek 34 Főrelé 35 Akkumulátor - tápfeszültség ellátás Az 1. ábrán a bemutatásra kerülő Bosch PDE rendszer blokkvázlatát láthatjuk. Irányítástechnikai szempontból központban (ez esetben is) az elektronikus irányítóegység az úgynevezett motor-ecu (1) áll. A tápellátáson kívül ebbe futnak be a szenzorok jelei az úgynevezett bemeneti információk ez vezérli a beavatkozókat (aktuátorokat) és ez kommunikál más irányítóegységekkel, s ha szükséges egy rendszerteszterrel is. 1
2. A rendszer villamos hálózatának bemutatása és elemzés Mivel az adagolóporlasztós rendszer érzékelőinek és beavatkozóinak egy része azonos a már ismertetett dízelbefecskendezőkben alkalmazottakkal, ezért a PD rendszer felépítésének és működésének bemutatását a villamos hálózat elemzésén keresztül tesszük közzé. Itt térünk ki az egyes speciális elemek ismertetésére is. Az elemzést a VW Golf V. (1,9 TDI; 2006; BKC/BRU motorkódú; EDC 16U1) bemutatásával végezzük el. Kapcsolási vázlat - I. részlet 2. ábra A1.1 Motor ECU A5.41 Hűtőventilátor (táp és vez.) B2.18 Töltőnyomás érzékelő B3.1. Beszívott levegő hőm. érz. B4.24 Menetpedál helyzetérz. I. B4.25 Menetpedál helyzetérz. II. F2.10 Biztosító 10 (bizt. tábla 2) F2.11 Biztosító 11 (bizt. tábla 2) F2.26 Biztosító 26 (bizt. tábla 2) F2.8 Biztosító 8 (bizt. tábla 2) F2.9 Biztosító 9 (bizt. tábla 2) K1.1 Főrelé M4.41 Szívócső-csappantyúállító motor és elektronika Y10.103 - Kipufogógáz hűtőcsappantyú-vezérlő mágnesszel. Y10.13 - EGR beavatkozó-vezérlő mágnesszelep Y10.38 - Turbónyomás-szabályzó mágnesszelep Kapcsolási vázlat - II. részlet 3. ábra A1.1 Motor ECU A1.9 Izzításvezérlő B4.15 Tengelykapcsoló helyzetérz. B4.7. Vezérműtengely forgásérz. B5.15 Forgattyústengely forgásérz. F1.6 Biztosító 6 (bizt. tábla 1) F2.51 Biztosító 51 (bizt. tábla 2) F2.7 Biztosító 7 (bizt. tábla 2) F2.9 Biztosító 9 (bizt. tábla 2) F3.14 Biztosító 14 (bizt. tábla 3) F3.27 Biztosító 27 (bizt. tábla 3) K1.1 Főrelé K1.2 Szivattyúrelé R3.1 Izzítógyertya 1. henger R3.2 Izzítógyertya 2. henger R3.3 Izzítógyertya 3. henger R3.4 Izzítógyertya 4. henger S1.5 - Fékpedál kapcsoló S4.2 Féklámpa kapcsoló Y3 Tüzelőanyag szivattyú 2
Kapcsolási vázlat - III. részlet 4. ábra Kapcsolási vázlat - IV. részlet A1.1 Motor ECU A10.3 Indítómotor A7.1 Kombinált műszer A7.15 Fedélzeti hálózati vez. egys. B3.2 Hűtőközeg hőmérséklet érz. B3.39 Hűtő kilépési hőm. érzékelő B3.8 Tüzelőanyag hőm. érzékelő B8.1 Levegő-tömegáram érzékelő B9.28 Motorolaj érzékelő E6.4 Forgattyúsház szellőztetés fűtőelem F2.15 Biztosító 15 (bizt. tábla 2) F2.27 Biztosító 27 (bizt. tábla 2) F2.39 Biztosító 39 (bizt. tábla 2) F2.40 Biztosító 42 (bizt. tábla 2) F2.42 Biztosító 27 (bizt. tábla 2) F2.29 Biztosító 29 (bizt. tábla 3) G2 Generátor K1.113 Indítórelé K1.65-15-ös fesz. ellátó relé A1.1 Motor ECU A41.15 Kormánymodul A7.1 Kombinált műszer F1.6 Biztosító 6 (bizt. tábla 1) F3.13 Biztosító 13 (bizt. tábla 3) W2.1 CAN adatbusz diagn. interf. X19 Dugós csatlakozó X9.2 OBD csatlakozó Y8.1 Adagolóporlasztó 1. henger Y8.2 Adagolóporlasztó 2. henger Y8.3 Adagolóporlasztó 3. henger Y8.4 Adagolóporlasztó 4. henger 5. ábra A motor-ecu és csatlakozójának lábkiosztása (6. ábra) A bal oldali ábra az ECU (A1.1), a jobb oldali a kábelköteg csatlakozója. A hálózat elemzés 2.1. Testek és tápok 2.1.1. Szenzor testek A-39; A-17; A-76; A-60 B-57; B-12; B-53; B-38; B-4.15-1 B 9.28-2 olajszenzor (QLT jeladó) 3 6. ábra
2.1.2. Végfok és beavatkozó testek A-1; A-2; A-4 (ECU) R3.1.R3.4 (izzítógyertyák) Y3 5 (szivattyú) K1.65 4 ( 15-ös relé ) E6.4 2 (forgattyúsház szellőztetés fűtőelem) M4.41 1 (szívócső csappantyúállító motor elektronika) K1.113 4 (indítórelé) 2.1.3. Közvetlen akku. + A1.1 (Mot-ECU) az A-49-en (főrelén) keresztül, ha levesszük a gyújtást K1.65 1 ( 15-ös relé ) A1.9 6 (izzításvezérlő relé) S4.2 1 (féklámpa kapcsoló) X9.2 16 (OBD csatlakozó) 2.1.4. 15-ös csatlakozások a 15-ös feszültségellátó relén (K1.65) át A1.1 (Mot-ECU) az A-18 B8.1 2 (légnyelésmérő) B9.28 1-re (motorolaj érzékelő) E6.4 1 (forgattyúsház szellőztetés fűtőelem) K1.113 1-re (indítórelé) 2.1.5. 5V-os táp + A-84; A-15; A-62 B-42; B-27 2.1.6. A motorvezérlő rendszer reléi 2.1.6.1. Főrelé K1.1 1 és 3 Akku 30 4 a gyújtás ráadását követően az A1.1 (Mot.-ECU) testeli az A-49-en keresztül 2 a kapcsolt kivezetés, ha a relé zár + tápot ad : - ECU A-3; A-5; A-6-ra, - Y10.103 1-re (Kipufogógáz hűtőcsappantyú-vezérlő mágnesszelep) - Y10.13 4-re (EGR beavatkozó vezérlő mágnesszelep) - Y10.38 3-ra (Turbónyomás-szabályzó mágnesszelep) - A5.41 2-re (Hűtőventillátor vez.) - M4.41 2-re (Szívócső csappantyúállító) - A1.9 10-re (Izzítási vezérlő) - S1.5 2-re (Fékpedál kapcsoló) - B4.15 5-re (Tengelykapcsoló helyzetérzékelő) 2.1.6.2. 15-ös feszültségellátó relé K1.65 1 akku 30 4 test 3 a gyújtás ráadását követően az A7.15 (fedélzeti hálózati vezérlőegység =Bordnetz-steuergerate = gateway) kapcsolja a + oldalon. 2 a kapcsolt kivezetés, ha a relé zár + tápot ad : - A1.1 (ECU) A-18, - B8.1 2-re (légtömegmérő) - B9.28 1-re (motorolaj érzékelő) - E6.4 1-re (forgattyúsház szellőztetés fűtőelem) - K1.113 1-ra (indítórelé) A relé visszajelez az A7.15 felé az F2 lábra. 4
2.1.6.3. Indítórelé K1.113 1 15-ös relé 4 test 3 indításkor az A7.15 (fedélzeti hálózati vezérlőegység) kapcsolja a + oldalon. 2 a kapcsolt kivezetés, ha a relé zár + tápot ad: - az A10.3-nak (indítómotornak vagy indító ECU-nak), - az A1.1 B - 35-nek (a motor ECU-nak indítási jelet ad) 2.1.6.4. Szivattyúrelé K1.2 5 15-ös relé 2 akku 30 3 a gyújtás ráadását követően meghatározott ideig, majd ha folyamatos a motorfordulatszám jel a Motor-ECU folyamatosan testeli az A-52-őn keresztül 1 a kapcsolt kivezetés, ha a relé zár + tápot ad az előtáp-szivattyúnak (Y3) 2.2. Bemeneti információk 2.2.1. Gázpedál-állás (menetpedál-állás) érzékelő B4.24 B4.25 7. ábra A jeladó a kölcsönös-indukció (transzformátor) elvén működő kettős elmozdulás érzékelő. A szenzor gerjesztő (primer) tekercseiben a szenzorelektronika nagyfrekvenciás váltakozó áramot hoz létre. A vevőtekercsekben indukálódott feszültség nagyságát a gázpedálállástól függően elmozduló ferromágneses anyagból készült tekercsmag ( fémlemezke csatoló) helyzete határozza meg. A jeladó tartalmazza a jelfeldolgozó elektronikát is, amely a menetpedál állásától függő nagyságú feszültségeket hoz létre. (Lásd 9. ábra!) i B4.24 3 (ECU A-39) test 2 (ECU A-84) + 5V. 4 (ECU A-83) pedálhelyzet jel I. B4.25 5 (ECU A-17) test 2 (ECU A-15) + 5V 4 (ECU A-61) pedálhelyzet jel II. 8. ábra 9. ábra 5
2.2.2. Főtengely forgásérzékelő (motorfordulatszám és vonatkoztatási jeladó) B5.15 A szenzor a Hall-hatás elvén működő jeladó. Póluskereke a forgattyús tengely tömítő peremének egy részére van felsajtolva. (Lásd 10. és 11. ábra!) A gumival bevont póluskerék 60-2-2 mágneses szegmenspárt tartalmaz. A Hall-ICben a mágneses térre érzékeny Hall elem egy komparátoron keresztül egy kapcsolótranzisztort hajt meg. E kapcsolóelem nyitott kollektoros kimenetének potenciálja a Hall elem által érzékelt mágneses mező irányától fog függeni. A forgásszenzor tehát a póluskerék mágnesezettségétől függő feszültséget (négyszögfeszültséget) hoz létre. (L. 14. ábra!) 3 (ECU B-57) szenzor test 1 (ECU B-42) + 5V 2 (ECU B-58) jel 2.2.3. Vezérműtengely forgásérzékelő B4.7 Differenciál Hall-elemes szenzor (lásd 8.5. sz. cikk!), amelynek póluskerekét ez esetben is a vezérműtengely végén rögzítették. (A póluskerék elhelyezése és kialakítása a 12. és 13. ábrán, a forgásérzékelők jelfeszültségei a 14. ábrán láthatóak.) 3 (ECU B-12) test 1 (ECU B-27) + 5V 2 (ECU B-28) jel 10. ábra 11. ábra 12. ábra 13. ábra 14. ábra 6
2.2.4. Levegő tömegáram-és hőmérsékletérzékelő B8.1 A hőmérséklet eloszlás megváltozásának elvén működő légnyelésmérőt a Láng Kft. ALKATRÉSZ elnevezésű szaklapjában, 2006-ban már részletesen bemutattuk, ott elolvasható. Emlékeztetőül: e szenzor is a levegő tömegárammal arányos feszültséget állít elő. Az egyéb termikus érzékelőkkel szemben komoly előnye, hogy irányérzékeny. Visszaáramlásnál ΔT iránya megváltozik, tehát szakaszos áramlásnál ahol rövid idejű visszaáramlások is kialakulnak e jeladó pontosabb érzékelést tesz lehetővé. 15. ábra 16. ábra 1 Elektromos csatlakozó 2 Mérőcső 3 Kiértékelő elektronika 4 Mérőcella 5 Érzékelő ház 6 Részáramú mérőcsatorna 7 A mérőcsatornából kilépő levegő 8 A mérőcsatornába belépő levegő 2 + táp a K1.65 ( 15-ös relé ) 3 (ECU A-60) test 4 (ECU A-40) + 5V 5 (ECU A-82) jel 1 A hőmérséklet-eloszlás áramlás nélkül 2 A hőmérséklet-eloszlás áramlás mellett 3 Érzékelőelem 4 A fűtött zóna a fűtőelemmel és a fűtésérzékelővel 5 Érzékelő membrán 6 A légnyelésmérő az érzékelőegységgel 7 A levegőáram 8 Áramlásrendező rács M1, M2 hőmérsékletérzékelési pontok T1, T2 hőmérsékletérzékelési pontok hőmérsékletei ΔT a hőmérsékletkülönbség 17. ábra 2.2.5. Töltőnyomás-és töltőlevegőhőmérséklet érzékelő B2.18, B3.1 Piezorezisztiv nyomásérzékelő, amely a pillanatnyi töltőnyomás nagyságától függő feszültségjelet állít elő. A jeladóba beépítették a levegőhőmérséklet érzékelőt (B3.1) is. A hőmérsékletszenzor itt is egy nem lineáris NTK ellenállás. 18. ábra : 1 (ECU A-76) test 3 (ECU A-62) + 5V 4 (ECU A-78) nyomás jel 2 (ECU A-38) levegőhőmérséklet jel 19. ábra 20. ábra 7
2.2.6. Légköri-nyomás szenzor Piezorezisztiv nyomásérzékelő beépítve az ECU-ba. Jelét például az EGR működésének megszüntetésére használja az ECU, adott tengerszint feletti magasság felett. 2.2.7. Hűtőfolyadék hőmérsékletérzékelő B3.2 Nem lineáris NTK ellenállás a hengerfejben. 2 (ECU B-53) test 1 (ECU B-52) jel 2.2.8. Hűtőfolyadék kilépési-hőmérséklet érzékelő B3.39 Nem lineáris NTK ellenállás a motorhűtő kilépési pontján. (A hűtőventilátor vezérléséhez szükséges kiegészítő információ.) 2 (ECU B-38) test 1 (ECU B-37) jel 2. 2.9. Gázolaj-hőmérséklet érzékelő B3.8 Nem lineáris NTK ellenállás a gázolaj visszatérő ágában a hűtő előtt. 1 (ECU B-40) test 2 (ECU B-39) jel 2. 2.10. Motorolaj érzékelő B9.28 A QLT olajszenzor az olajminőségről (Q), az olajszintről (L) és a motorolaj hőmérsékletéről (T) informálja a kombi műszert. A minőséget és a szintet 1-1 csőkondenzátor kapacitás-változásának érzékelése alapján határozza meg, a hőmérsékletet platina termisztorral érzékeli. A szenzor az információt PWM jel formájában továbbítja a kombi műszer felé egymást követő 100ms-os négyszögjel formájában, másodpercenként. (Nem mindegyik olaj-szenzor QLT) 1 + táp 15-ös relé 2 2 test 3 jel a fedélzeti hálózati vezérlőegység felé 2.2.11. Fékpedál kapcsolók S4.2; S1.5 Biztonsági okból kettős kapcsoló. A féklámpa kapcsoló csatlakozása 1 + táp 30-as ról 4 (ECU A-87) jel A fékkapcsoló csatlakozása 2 + táp K1.1 (főrelé) 3 (ECU A-65) jel 2.2.12. Tengelykapcsoló helyzetkapcsoló B4.15 A tengelykapcsoló hidraulikus főhengerében a működtető dugattyúval együtt egy állandó mágnes mozog. Ennek meghatározott helyzeténél egy Hall jeladó végfoka kapcsol. A helyzetkapcsoló csatlakozása: 1 test 5 + táp a K1.1 (főrelé) 2 (ECU A-43) jel 21. ábra 8
2.2.13. A Motor ECU kommunikációs jelei - soros kommunikáció hajtáslánc CAN - CAN H (ECU A-89) - CAN L (ECU A-65) A CAN-en keresztül közvetített információk pl.: - klíma készenlét és kompresszor bekapcsolási jelek, - járműsebesség jel, - tempomat vezérlés jelek - soros kommunikáció K vezeték (ECU A-72) - motorindítási jel (ECU B-35) az indítórelétől - generátorterhelési jel (ECU A-64) a G2-től (generátor), DFM csatlakozás - kormánymodul (A-41.15) (ECU A-20) gyújtáskapcsoló kormányzár oldás jel, egyébként nem indítható. 2013-06-18 A következő cikkünk kb. két hónap múlva jelenik meg! 9