Vstřikovače. Část 1, teoretická: Malé školení vstřikování, úpravy — Mitsubishi Pajero Sport (2G), 2,5 l, 2014 | udělej si sám | JÍZDA2

My a chovatelé Elkov pravidelně publikujeme zprávy jako: „Provedl jsem školení na malé injekci, takové údaje pro úpravy – je to dobré nebo špatné?“ Při hledání odpovědí na otázku jsem četl různé dokumenty od společnosti Denso a nashromáždil některá experimentální data o dvou sadách vstřikovačů. O výsledky bych se rád podělil v této zprávě. Zprávu jsem rozdělil na dvě části – teoretickou a experimentální. V tomto, teoretickém, určitém přehledu o školení a úpravách. V experimentálním zveřejním kroniku úprav pro dvě sady vstřikovačů se zprávou o diagnostice a výměně: kde-co-kolik: Vstřikovače. 2. část, praktická: Diagnostika na stojanu, výměna, nácvik malého vstřiku

Nácvik malých injekcí

Proč potřebujete malý injekční trénink? Co přesně znamenají nízké úpravy vstřiku a jak se používají? Doporučuji přečíst si servisní příručku od Denso: Operation. Common Rail System, vzal jsem z něj nějaké informace.

Problém jedna. Čím vyšší je tlak v rozdělovači paliva, tím rychleji, a tedy více a/nebo v nejoptimálnějším časovém okamžiku, může být do válce dodáváno palivo. Na našem motoru 4D56U je pracovní rozsah tlaku v kolejnici od 30 MPa (300 atm) při volnoběhu do teoreticky 180 MPa (1800 atm) při maximálním zatížení, i když hodnoty nad 160 MPa jsem nepozoroval ani při špičkovém zatížení. Na druhé straně vysoký tlak v systému vytváří následující problém: Od okamžiku, kdy se palivo začne dodávat do válce, až do okamžiku vznícení směsi uplyne určitý čas a tuto dobu nelze konstruktivně zkrátit. Čím vyšší je tlak paliva v systému, tím více paliva stihne během této doby vstoupit do válce a tím explozivnější je vznícení paliva. Podle oficiální verze Denso je provoz v tomto režimu doprovázen zvýšenými emisemi NO a nepříjemným zvukem „detonace“. Nedivil bych se, kdyby se kromě zvuku stal nějaký vážnější nezdokumentovaný problém s motorem)

K vyřešení tohoto problému je do válce přiváděno malé množství paliva nějakou dobu před hlavním vstřikem – pilotním vstřikem. V tomto režimu již hlavní vstřikovací impuls nezpůsobuje explozivní nárůst tlaku se svými negativními důsledky. U některých motorů se předběžné vstřikování provádí ve formě několika pulzů.

Problém dva. I nové vstřikovače sjíždějí z montážní linky s individuálními charakteristikami, které ovlivňují jejich skutečnou dodávku paliva. To znamená, že připojením nových vstřikovačů ke stojanu s daným pevným tlakem paliva a dodáním stejných řídicích impulsů budou i nové vstřikovače obecně produkovat různá množství paliva. Proto jsou vstřikovače kalibrovány v továrně: skutečný průtok vstřikovači je měřen v několika režimech a porovnáván s referenčním průtokem, který se očekává od vstřikovačů v těchto režimech.

Právě tyto odchylky od referenčního zdroje jsou zašifrovány a aplikovány jako digitální a QR kód na konektory našich vstřikovačů. Tento kód je zapsán do energeticky nezávislé paměti řídicí jednotky (ECU) pro každý vstřikovač ve výrobě nebo při výměně/opravě vstřikovačů. Na základě údajů v tomto kódu ECU určuje, jak moc je třeba otevřít každý vstřikovač, s přihlédnutím k jeho individuálním charakteristikám, aby dodal vypočítané množství paliva do válce.

Třetí problém. Celkový objem paliva dodávaného do válce u našeho motoru 4D56U je: při volnoběžných otáčkách – 6-8 mm3/zdvih, v režimu středního zatížení – 40-50 mm3/zdvih, v režimu špičkového zatížení – 90-100 mm3/zdvih. Typický objem předvstřiku je 2.0-2.5 mm3 na pracovní zdvih. I když takto malý dávkovaný objem předem zkalibrujete v továrně při výrobě vstřikovače a poté provedete úpravy na ECU, budou během provozu vstřikovače poměrně rychle „plavat“ kvůli opotřebení a znečištění. Pokud je skutečný objem paliva předvstřiku nesprávný, vrátí se první problém: při přeplnění paliva bude „rachotit“ a otravovat okolí samotný předvstřik, při nedostatečném zásobování zase „rachotí“ hlavní vstřik. Demontáž a kalibrace vstřikovačů každých N kilometrů na stojanu je drahá radost. K vyřešení tohoto problému přišli inženýři Denso s řešením – postup učení s nízkou injekcí.

Řekněme, že máme motor běžící na volnoběh bez užitečného zatížení. Všechny vstřikovače dodávají palivo v přísném souladu s tabulkami uvedenými v ECU a jejich individuálních úpravách (kódech), motor sám vytváří přísně standardní zátěž (tření, generátor atd.). Pak nebude potřeba vůbec žádné úpravy přívodu paliva – takový ideální motor bude pracovat ve stanovených volnoběžných otáčkách. Časem v důsledku opotřebení nebo znečištění začnou vstřikovače dodávat množství paliva, které neodpovídá vypočítanému množství. Z tohoto důvodu budou otáčky motoru nižší nebo vyšší než nastavené volnoběžné otáčky. Aby se rychlost otáčení klikového hřídele dostala na zadanou hodnotu, bude nutné upravit celkovou dodávku paliva změnou doby otevření vstřikovače. Tento efekt se využívá při tréninku na malou injekci. To znamená, že během tréninku samotný motor funguje jako kalibrační stojan a ECU vybírá korekční hodnoty, čímž se dosahuje rovnoměrného otáčení klikového hřídele při volnoběžných otáčkách při dané frekvenci.

Zdá se to být jednoduché. Ideální ale není ani motor. Je nepravděpodobné, že existují dva motory, které jsou zcela identické z hlediska vnitřních ztrát (tření, komprese), plus může být přídavná zátěž (generátor, posilovač řízení, podtlakový posilovač). Tyto ztráty/zátěže budou vyžadovat dodatečné palivo, které bude také zohledněno při úpravě doby vstřiku provedené ECU. Ale pro seřízení předvstřiku potřebujeme pouze tu část, která kompenzuje vlastnosti napájení vstřikovačů a nepotřebujeme tu část seřízení způsobenou dodatečným externím zatížením nebo nedostatkem oleje nebo individuálními vlastnostmi motoru. Zátěžovou část úpravy je třeba nějak vyloučit. Společnost Denso přišla s a patentovala následující řešení patents.google.com/patent/US6694945. Během tréninkového procesu s nízkou injekcí při volnoběhu je do vstřikovačů dodávána série několika stejných impulsů.

Složka korekce „vstřikovač“, způsobená jednotlivými změnami charakteristiky vstřikovače, je pro každý impuls konstantní a nezávisí na počtu impulsů v sérii. To znamená, že pokud vstřikovač „zpomalí“ při otevření na 10 mikrosekund oproti novému, bude to dělat stejně při každém pulzu v sérii. Složka „zátěž“ úpravy se naopak bude snižovat nepřímo úměrně počtu pulsů v sérii, protože dodatečný objem paliva způsobený přidáním. zátěž, nezávisí na počtu pulsů a ECU jej rozdělí rovnoměrně mezi všechny pulsy v sérii. Vzhledem k odlišné povaze závislosti na počtu pulsů v sérii je možné provedením měření s různým počtem pulsů v sérii oddělit složku vstřikovače od složky zátěže. S výhledem na praktickou část jsem provedl následující experiment: dokončil jsem školení s povolenými doplňkovými funkcemi. spotřebičů (světlo, motor sporáku) i bez nich – úpravy v mezích chyb se nezměnily. To znamená, že při tréninku na malou injekci se dodatečná zátěž skutečně „odfiltruje“. Hlavní věc je, že tento dodatek. Pracovní zátěž byla konstantní a během procesu učení se neměnila. Proto musí být klimatizace, hudba a další „nestabilní“ spotřebiče vypnuté.

Malé hodnoty nastavení vstřikování pro jeden vstřikovač se budou při různých tlacích paliva lišit. Obecně platí, že čím vyšší tlak při tréninku, tím kratší doba trvání pulsu, a tedy menší (v absolutní hodnotě) i samotná korekce tohoto pulsu. Proto se tréninkový postup provádí při různých hodnotách tlaku v palivové liště. Na našem motoru se postup učení provádí pro pět základních hodnot tlaku: 30, 60, 90, 120 a 150 MPa. Velikost korekcí pro mezitlaky v provozních režimech je určena interpolací.

Vlastní tréninková procedura se spouští buď „ručně“, povelem přes konektor OBD, nebo automaticky při dosažení kritéria: překročení ujetých kilometrů od předchozího tréninku nebo nesprávný chod motoru. Po dokončení procesu učení se nastavení uloží do energeticky nezávislé paměti ECU a zůstanou nezměněny, dokud nebude úspěšně dokončen další proces učení. Hodnoty úprav se zaznamenávají v milisekundách. V provozních režimech motoru ECU aplikuje korekční data s korekčními faktory na dobu trvání impulzu pilotního vstřiku.

Hlavní úpravy vstřikování

Před experimentální částí stojí za to dotknout se tématu úprav hlavního vstřiku a diagnostiky na nich založené. Na dieselovém fóru je na toto téma dobrý článek.

Když motor běží v reálných podmínkách, zatížení motoru se mění i v režimu volnoběhu. Pokud například zapnete potkávací světla, bude to stát otce Dorseta dalších 500 dolarů, tedy asi 1.5 mm3 paliva na pracovní zdvih. ECU musí být schopna upravit dodávku paliva, aby kompenzovala toto dodatečné zatížení při volnoběhu. Za to je zodpovědný logický modul Idle Speed ​​​​Control (ISC). Myšlenka je jednoduchá – přidávejte nebo odečtěte objem vstřikovaného paliva, dokud průměrné volnoběžné otáčky nebudou odpovídat požadovaným. Vypadá to jako nácvik malého vstřiku, ale místo „tréninkové“ série N pulsů jsou do vstřikovačů posílány „bojové“ páry předvstřik + hlavní vstřik. V tomto příkladu bude ISC dodávat další objem paliva 1.5 mm3/zdvih, tj. pro každý vstřikovač bude kladné nastavení +1.5 mm3. To už je dost velké množství, srovnatelné s objemem předběžného vstřiku. ECU rozděluje tuto korekci mezi hlavní a pilotní vstřiky: hlavní část korekce se přičte k objemu hlavního vstřiku a pouze malá část k objemu pilotního vstřiku.

Řekněme, že v našem motoru dodávají vstřikovače v klidovém režimu přebytečné množství paliva, které neodpovídá jejich kalibracím (přetečení). Poté ISC vybere korekci rovnající se rozdílu mezi palivem požadovaným přídavným zatížením a nadbytečným, nezvažovaným množstvím paliva dodávaného vstřikovači. Pokud například při volnoběhu všechny vstřikovače přetečou o 2 mm3/zdvih a nedojde k žádné dodatečné zátěži, pak bude korekce ISC -2 mm3/zdvih. Při zapnutí přídavné zátěže 1.5 mm3/r.cyklus bude celková korekce -0.5 mm3/r.cyklus. Sledováním parametru nastavení ISC nebo změny celkové zásoby paliva při volnoběžných otáčkách můžete vyvodit určité závěry o stavu vstřikovačů. Záporné nastavení ISC nebo náhlý pokles celkového množství paliva vypočítaného ECU „k dodání“ při volnoběhu je známkou netěsných vstřikovačů. S pozitivním nastavením nebo zvýšeným objemem paliva na volnoběh není vše jasné – mohou to být špinavé vstřikovače a další. zatížení motoru.

Pojďme si úkol zkomplikovat. Řekněme, že máme v motoru dva vstřikovače, které dodávají palivo přesně podle své individuální kalibrace, a dva vstřikovače jsou opotřebované a v klidovém režimu vylévají palivo každý v množství 2 mm3 na pracovní zdvih. V předchozím příkladu bude dodatečné zatížení ve formě rozsvíceného světla vyžadovat 1.5 mm3/r.cyklus * 4r.cykly = 6mm3 přidat. palivo na dvě otáčky klikového hřídele. Dva nalévající vstřikovače během těchto dvou otáček klikového hřídele dodají 2 mm3/zdvih * 2 zdvihy = 4 mm3 přebytečného paliva. Modul ISC bude muset dodat další 2 mm3 paliva, aby se otáčky klikového hřídele dostaly na specifikovanou hodnotu volnoběhu, neboli 2 mm3 / 4 r. zdvih = +0.5 mm3 / r. zdvih na vstřikovač.

Motor ale nebude pracovat rovnoměrně. Stejně jako dříve dostanou dva válce s nalévacími vstřikovači o 2 mm3/zdvih více paliva než ostatní dva válce s normálními vstřikovači. Z tohoto důvodu bude rychlost otáčení klikového hřídele během pracovního zdvihu u válců s nalévacími vstřikovači vyšší. Pro kompenzaci tohoto jevu byl vytvořen logický modul Fuel Control for Cylinder Balance (FCCB). Upravuje dodávku paliva válec po válci tak, aby bylo dosaženo stejných otáček klikového hřídele ve všech válcích, aniž by se změnil celkový celkový objem dodávaného paliva. To znamená, že FCCB přerozděluje (vyrovnává) celkový dodaný objem paliva mezi válce. V tomto případě je pro dosažení rovnoměrného otáčení klikového hřídele a tedy stejné skutečné dodávky paliva nutné převést zásobu 1 mm3/zdvih z nalévání na normální vstřikovače. Úpravy FCCB válec po válci budou: #1 +1.0 | #2 + 1.0 | #3 – 1.0 | #4 -1.0 mm3/r.zdvih, pozitivní úpravy – pro normální vstřikovače, negativní úpravy – pro nalévací. Konečné celkové nastavení ISC+FCCB po válcích bude #1 +1.5 |#2 +1.5 |#3 -0.5 |#4 -0.5 mm3/zdvih.
Co když upravíme zásobu paliva na válec nejen při volnoběhu, ale i v zatížených režimech a vyrovnáme rychlost otáčení klikového hřídele během pracovních zdvihů? Například máme tři vstřikovače pod zátěží, které dodávají vypočtených 40 mm3/zdvih, ale čtvrtý ve skutečnosti dodává všech 50 mm3/zdvih. Potom budou úpravy FCCB #1 +2.5 |#2 +2.5 |#3 +2.5 |#4 -7.5 mm3/zdvih. Dostali jsme „zdarma“ nástroj pro diagnostiku stavu vstřikovačů na motoru v zátěži, bez nutnosti vyjímání vstřikovačů na stojan. Jsou ale situace, které s tímto nástrojem nezachytíme: pokud například všechny vstřikovače při zátěži přetečou rovnoměrně a zároveň se na volnoběh vejdou do normy, to znamená, že se neprozradí ani meziválcovým seřízením, ani záporným seřízením ISC na volnoběh. Pokud se také vyskytnou problémy s kompresí v jednom z válců, dojde k pozitivní korekci pro tento válec, která se přičte ke korekci způsobené stavem vstřikovače.

U řady elektronických řídicích systémů lze pro diagnostické účely monitorovat parametry korekce paliva při volnoběhu (ISC) a korekce meziválcových volnoběžných otáček (FCCB). Například pro TLC na motorech 1GD-FTV, 1KD-FTV jsou to parametry Hodnota zpětné vazby vstřikování pro volnoběh a Hodnota zpětné vazby vstřiku #. V některých systémech, jako je BMW, lze nastavení meziválce monitorovat pod zatížením, což je parametr selektivního nastavení hmotnosti.

Teď ta špatná zpráva: Tohle všechno není o našem motoru 4D56U. Alespoň jsem nenašel žádnou zmínku o seřízení válec po válci v zátěžovém režimu, ani PID pro sledování seřízení válec po válci alespoň na volnoběh. Jediné, co máme, jsou malé hodnoty nastavení vstřikování. Je možné nějak posoudit stav vstřikovačů pomocí nich – v další zprávě. [Aktualizace: 24. ledna Máme úpravy volnoběhu válec po válci, viz část 3]

Stručný přehled

Při nácviku malého vstřiku ECU vybere korekční hodnoty pro malý (1-2 mm3) vstřik pomocí samotného motoru jako kalibračního stojanu. Tato nastavení jsou nezbytná k tomu, aby ECU dodávala přesné množství paliva v impulsu pilotního vstřikování. Úpravy kompenzují změny ve výkonu vstřikovače, ke kterým časem dochází v důsledku opotřebení a/nebo znečištění.

Kromě malých úprav vstřikování používají některé řídicí systémy obecné úpravy hlavního vstřikování a hlavního vstřikování podle válce, měřené v režimu volnoběhu a/nebo při zatížení. Tyto úpravy lze použít pro předběžnou diagnostiku stavu vstřikovače. V ECU motoru 4D56U tento typ nastavení chybí / není k dispozici pro monitorování.
[Aktualizace: 24. ledna U motoru 4D56U existují úpravy pro volnoběžné otáčky válec po válci, viz část 3]

Děkuji Eduardu napici za zodpovězení řady otázek při přípravě zprávy.