Dízel befecskendező rendszerek és az előtöltés beállítása: fókuszban a Bosch VP adagolók és a Mondeo TDDi
A dízelmotorok fejlődése az elmúlt évtizedekben óriási léptékben haladt előre, a 80-as, 90-es évek mechanikus rendszereitől eljutva a modern, rendkívül precíz elektronikus megoldásokig. Ebben a folyamatban a Bosch cég kulcsszerepet játszott, szinte a dízelek gerincét adó befecskendező rendszerek piacát uralva.
Már 80-as, 90-es években is elmondható volt, hogy a dízelek 70%-át Bosch rendszerrel szerelték. Ez az arány napjainkra tovább nőtt. Elsőként a Bosch alkalmazta szériában az elektromosan vezérelt elosztó rendszerű adagolót (EDC = Electronic Diesel Control). A közös nyomócsöves (Common-Rail) rendszerek, valamint a kizárólag a VW-Audi csoportnak gyártott PD-TDI (Pumpe-Düse) is a Bosch nevéhez fűződik.
Mi az a dízeladagoló és hogyan működik?
Ez a részegység a dízelmotor "agya". Teljes fordulatszám tartományban biztosítja a megfelelő mennyiségű és nyomású üzemanyagot. Az elosztó rendszerű adagoló maga szabályozza az előtöltést is.
Elosztó rendszerű adagolók
Az elosztó adagolókban az üzemanyagot az adagolóba épített szárnylapátos tápszivattyú szállítja a tankból. Ez a szivattyú egyben előállítja azt a háznyomást, amely biztosítja az előtöltés szabályzó működését. Fontos megjegyezni, hogy a tápszivattyú nem képes levegőt szállítani. Vagyis felszereléskor fel kell tölteni az adagolót üzemanyaggal, és csak ezután szabad a légtelenítés folyamatát megkezdeni. Ha ez nem történik meg, a tápszivattyú - kenés hiányában - besülhet. A háznyomás mértéke 2-12 bar között változik.
Az előtöltést a háznyomás hatására, rugó ellenében elmozduló dugattyú állítja be, amely az úgynevezett bütykös tárcsa pozícióját változtatja meg. A nagy nyomást az adagolóelem állítja elő, amely a bordáskerék által meghajtott tengellyel van összeköttetésben. A tengely és az adagolóelem közé kerül az előbb említett bütykös tárcsa, amely a forgó mozgáson kívül a rajta levő bütykök (a motor hengerszámával megegyező számban) segítségével lökő mozgást is közvetít. Tehát az adagolóelem forog, valamint előre-hátra mozog. A forgás segítségével lehet az elosztást biztosítani a hengerek között.
A porlasztócsúcs nyitónyomása - típustól függően - 115-175 bar között változik (előkamrás motoroknál). Az előtöltés a Bosch VE-nél a háznyomással arányos, amit a nyomásszelep szabályoz. A nyomás egy dugattyún keresztül egy rugó ellen dolgozik.
Részletes működési leírás
Vizsgáljuk meg az adagoló működését a szétszerelési fázisok folyamata alatt. Szükség van elosztóra, amely a hengereknek elosztja időben a szükséges tüzelőanyagot, és mivel az égés lefolyásához idő kell, ezért előtöltés szabályozásra. Tehát magas fordulaton előbb kell bejuttatni a tüzelőanyagot égéstérbe, hogy a megfelelő időre teljesedjen ki a hengerben a nyomás. Éppen úgy, mint benzinmotorok esetén az előgyújtás.
- Indítás: Indításkor a röpsúlyos rendszer áll, minimális mértékben forog, így a gázkar rugói elmozdítják a szabályzógyűrűt, növelve a nyomóelem hasznos löketét, emelve a befecskendezett mennyiséget.
- Alapjárat: Alapjáraton már a kimozduló röpsúlyok megteremtik a gázkar rugói és a röpsúly nyomóereje közötti egyensúlyt, alapjárathoz szükséges nyomóelem löketet.
- Gyorsítás: Gyorsításkor a gázkar a rugókon keresztül meghúzza a gázkarcsoportot, ez ha még nem túl magas a fordulat, legyőzi a röpsúlyos rendszer nyomóerejét, elmozdítva a szabályzógyűrűt, növelve a hasznos löketet.
- Leszabályozás: A fordulatszám emelkedésével a röpsúlyos rendszer legyőzi a gázkar rugóerejét, így fokozatosan elvéve a gázt, ad egy leszabályzási fordulatszámot.
Tehát a tényleges benyomott tüzelőanyag mennyiség úgy valósul meg, hogy a hullámostárcsa fix lökettel hajtja a nyomóelemet, ami magas nyomást hoz létre. Pontosabban akkor, ha a szabályzógyűrű nem takar rá a furatra. A gyári 9-es (9mm átmérőjű) elem. Az adagoló által szállított maximális mennyiség legfőbb korlátja az elemméret. Az átmérő négyzetesen számít.
Az előtöltés mértékét azonban nem elégséges hidegindításkor megnövelni, fordulatszám függőségét egyszerű módon oldották meg a Boschnál. A háznyomás értékét egy rugós dugattyús szeleppel tartják kordában. A túlnyomás hatására bemozdul és egy megkerülőágon el tud dolgozni a szivattyú.
A Bosch EDC és VP (TDDi) adagolók
1989-ben készült az első EDC (Electronic Diesel Control). Az igazi előrelépést viszont az Audi 80 1,9 TDi jelentette. Az EDC felépítése csak néhány hasonlóságot mutat mechanikus elődjével. Megmaradt a beépített tápszivattyú, a bütykös tárcsa, az előtöltésszabályzó dugattyú, valamint az adagolóelem. Viszont teljes egészében eltűnt a mechanikus rendszerű fordulatszám szabályzás. Ennek szerepét vette át egy elektromos motor, ami a megadott üzemanyag-mennyiséget egy tengelyre szerelt excenteres csap segítségével állítja be. Az üzemanyag minőségére érzékeny potmétert 1993-ban felváltotta a mágneses erőtér változásán alapuló visszajelzés. Az előtöltés beállítását egy mágnesszelepre bízták, amely az ECU-tól kapott feszültség hatására nagyon pontos beállítást tesz lehetővé.
Akkumulátor ajánlások Mondeo Mk2-höz
Mi kell ahhoz, hogy az előtöltés mindig optimális legyen?
- Meg kell határozni a motor felső holtpontját.
- Valamint a pontos, befecskendezés kezdetet.
A motor felső holtpontjának meghatározására egy Hall-jeladó került beépítésre. A befecskendezés-kezdet érzékelésére az egyik porlasztócsúcsba egy úgynevezett tűlöket jeladót találunk beépítve. Ez egy piezoelektromos egység. Az ECU-nak "csak" annyi a dolga, hogy a felső holtpont, és a tűlöket jeladó jelei alapján vezérelje az előtöltést.
1998-ban a Bosch piacra dobta az úgynevezett VP 29/30, VP 44-es szériákat. A VP adagolók első generációját az Opel Vectra B-ben láthattuk először. Érdekes technikai újítás az, hogy az adagolónak külön vezérlőegysége van (PSG2, majd később PSG5). Az ECU CAN-bus rendszeren keresztül kommunikál az adagolóval. A későbbi verziókban (PSG5) az adagoló hibatárolóját is ki lehet kérdezni. Ez fontos a diagnosztika szempontjából, mert az adagoló nem minden hibakódot küld át az ECU-nak.
Nagy különbség az előző rendszerhez képest, hogy az adagolóelem nem axiális, hanem radiális mozgást végez. Típustól függően 2-4 dugattyú található. Ebből adódik az akár 1000 bar-os végnyomás! A mennyiségi szabályzást mágnesszeleppel oldották meg. Az előtöltés állítás módját az EDC rendszerből vették át. Sok autómárka (Audi, BMW, Ford, Nissan, Opel, Rover stb.) használja ezeket az adagolókat, mivel magas végnyomása jó alternatívát kínált a Common-rail rendszer bevezetése előtt.
Pumpe-Düse és Common-Rail rendszerek (röviden)
A Pumpe-Düse rendszernél az ötlet nem új keletű, már az 1920-as években mezőgazdasági gépek motorjain alkalmazták. Az alapkoncepció: egybeépíteni az adagolóelemet és a porlasztócsúcsot. Így nem keletkezik a nyomócső hosszából adódó befecskendezési késedelem. Az eredmény: 2000 bar-os végnyomás, ami akkoriban felülmúlta a Common-rail rendszereket is.
Az anyagminőségek javulása, illetve az elektronika fejlődése az, ami lehetővé tette a Common-rail rendszer 1998-ban történt bevezetését. És már megint az Alfa Romeo volt az a cég, amely elsőként dobta piacra ezt az újítást. Az adagoló helyére egy "egyszerű" üzemanyag szivattyú került. A rendszer lehetővé teszi a fordulattól független nagy nyomás kialakítását. Fontos részegység az elektromos, nyomás-szabályozó szelep. Feladata a mindenkori üzemi nyomás beállítása. Az üzemanyag a szabályozó-szelepen keresztül a common-rail csőbe kerül. Minden henger porlasztója ehhez a csőhöz csatlakozik, szerepe a nyomás tárolása. 2007-ben piacra került a piezokristály vezérlésű porlasztó is, mely jóval kisebb reakcióidővel rendelkezik.
Az előtöltés beállítása és jelentősége
A dízelmotorok működésének egyik kulcseleme az üzemanyag-adagoló, amely precíz időzítéssel és mennyiséggel juttatja el az üzemanyagot az égéstérbe. Az adagoló előtöltése határozza meg, hogy az üzemanyag mikor kerül befecskendezésre a dugattyú munkafolyamata során. Ha ebben a rendszerben hiba lép fel, az jelentős teljesítménycsökkenéshez, fogyasztásnövekedéshez és a motor élettartamának csökkenéséhez vezethet.
Statikus előtöltés tesztelése és beállítása
Miért van szükség ennek a beállítására? A programban -2 és +15 fok előtöltés van beleírva, ezt a tartományt kell tudnia megcsinálni az adagolónak. Ha statikusan akár -4 fokot tud állítani az adagoló, arra semmi szükség sincs, de ha kevesebbet, mint -2 fok, akkor nem teljesül a programban előírt érték. Hibás beállítással is üzemelnek motorok, de sosem nyújtják azt a teljesítményt, amire tervezték őket.
Régebbi VAG-COM, vagy VCDS program szükséges az állításhoz. Az engine-be belépve, 08 Meas. Block, ott a 4-es csatorna, majd Basic Settings. Ekkor az ECU eltolgatja az előtöltés állító dugattyút előtöltés és utótöltés között. Ha előre tolja (early), akkor felső holtpont előtt (before - BTDC - FHPE magyarul) 15 fokot kell tudjon, ha hátra tolja (late), akkor felső holtpont után (after - ATDC - FHPU magyarul) kell 2 fokot tudjon 100% kivezérlésnél.
Úgy kell beállítani, hogy a LATE ATDC 2.0 legyen minél pontosabban, magyarul amikor nincs előtöltés kivezérelve, akkor utótöltés 2 fokon kell álljon statikusan a fokolókerék. FONTOS: egyes újabb VCDS programok nem írják ki, hogy ATDC, hanem mínuszos előtöltéssel jelölik az utótöltést. Ilyen esetben BTDC -2-re kell minél pontosabban állítani az adagolót. 1 mm állítás a keréken kb. 1,5 fok. Állíts és ellenőrizd, de a hűtőfolyadék legalább 80 fokos legyen!
Az injekció kezdete
Az előtöltés hiba jelei és következményei
Az egyik legelső és leggyakoribb jele az adagoló előtöltés hibájának, hogy az autó nehezen indul el hideg időben. A hidegindítás során a pontos időzítés kritikus fontosságú, mivel a motor ebben az állapotban több üzemanyagot igényel a gyújtáshoz. Ha az előtöltés nincs megfelelően beállítva, az üzemanyag nem a megfelelő pillanatban kerül a hengerbe, ami hosszabb indítási időt, vagy akár teljes indításképtelenséget is eredményezhet.
Az adagoló előtöltés hibája gyakran okoz egyenetlen alapjáratot. Ez abban nyilvánul meg, hogy a motor fordulatszáma ingadozik, a járás nem egyenletes, és az autó néha remeghet is alapjáraton. Ha az adagoló előtöltése nincs megfelelően beállítva, az üzemanyag-fogyasztás drasztikusan megnövekedhet. Ennek oka, hogy a nem megfelelő időben befecskendezett üzemanyag nem ég el teljesen, ami nemcsak a motor hatékonyságát csökkenti, hanem a károsanyag-kibocsátást is növeli. Az adagoló előtöltés hibája egyik leglátványosabb jele a fekete füst, amely a kipufogóból távozik. Ez a jelenség azért alakul ki, mert az üzemanyag nem megfelelő időben kerül befecskendezésre, és emiatt részben vagy teljesen elégetlenül kerül ki a kipufogórendszerbe.
Az adagoló előtöltés hibája gyorsításkor is érezhető. Ha az autó nehézkesen gyorsul, vagy a motor teljesítménye jelentősen csökken, az arra utalhat, hogy az üzemanyag-befecskendezés időzítése nem megfelelő. A hibás adagoló előtöltés gyakran okoz szokatlan zajokat a motorban. Ez lehet például kopogás vagy csattogás, amely az égési folyamatok időzítésének eltolódására utal. Az adagoló előtöltés hibája gyakran tárolódik az autó diagnosztikai rendszerében. Egy egyszerű OBD2 diagnosztikai eszközzel kiolvashatóak az ECU által tárolt hibakódok, amelyek pontos információt adhatnak az előtöltési probléma természetéről. Az adagoló előtöltés hibája miatt az üzemanyag égése nem optimális, ami megnövekedett károsanyag-kibocsátást eredményez.
Gyakori problémák és megoldások a dízel befecskendező rendszerekben
Az "adagoló hiba jelei" gyakran jelentkeznek különböző formákban a járművek üzemanyag-adagoló rendszerében, és felismerésük kulcsfontosságú a motor megfelelő működésének biztosításához. A hibás adagoló nem képes a szükséges üzemanyag mennyiségét eljuttatni a motorhoz, ami csökkenti a jármű erejét és lassítja a gyorsulást.
A fenti néhány példán keresztül szerettem volna rávilágítani arra, hogy egy dízelautó befecskendező rendszere nem csak az adagolóból áll. Nagyon fontos a perifériák vizsgálata is.
Gyakori hibák és azok okai
- Gyenge teljesítmény és lassú gyorsulás
- Üzemanyag-fogyasztás növekedése
- Egyenetlen járás vagy rángatás
- Fekete vagy kékes színű kipufogógáz, szokatlan szag
- Indítási nehézségek (különösen hidegen)
- Zajos működés (kopogás, csattogás)
- Motorhibajelző lámpa felvillanása
- Üzemanyag szivárgás az adagoló környékén
Gyakori okok:
- Alacsony minőségű üzemanyag használata
- Rendszeres karbantartás hiánya
- Rendszeres tisztítás elhanyagolása
Megoldások
- Jó minőségű üzemanyag használata
- Rendszeres üzemanyag-rendszer tisztítás
- Üzemanyagszűrő rendszeres cseréje
Sok szervizben speciális diagnosztikai eszközökkel vizsgálják az adagoló működését, így pontosan megállapítható, hogy az adagoló hibás-e, vagy más alkatrész okozza a problémát. Bizonyos adagoló hibák javíthatóak, azonban súlyosabb esetekben szükség lehet az alkatrész teljes cseréjére.
A forgóelosztós adagolók jellegzetes hibái (pl. Mondeo TDDi)
A Bosch VP adagolóknál előforduló hibák:
- PSG5 (adagoló vezérlőegység) meghibásodása. Ezt a részegységet javítani nem lehet, így csak a csere marad.
- Az előtöltés-szabályzó dugattyú berágódik, és az adagolóházat is tönkreteszi. Itt is csere van, mint javítási lehetőség! Ez legtöbbször üzemanyag hibára utal.
Általánosabb forgóelosztós adagoló hibák:
- Vezérműkerék ütlegelése: Tipikus szerelési hiba a vezérműkerék ütlegelése kalapáccsal vagy annak feszegetése. A kerék deformálódik, később a szíj kóvályogva fut rajta, a bordák vége eldeformálódik, ami nem egészséges hosszútávon.
- Szimmering problémák: Ha folyásnyom látszik rajta, akkor kuka. Ha nincs látható hibája, attól még lehet rossz a kopottsága révén vagy a tengely lógása miatt. Ezek elég sunyi hibák, mindkettőnek egy rossz hatása van az adagolóra nézve, ez pedig a levegősödés.
- Tengely és persely kopása: Legjellemzőbb hibája, amikor megkopik maga a tengely és a két perselye a házban. A tengely hosszirányú játéka normális, nem hiba, keresztirányban viszont az. A persely cseréjéhez nullára kell szedni az adagolót és az új perselyt beszerelés után még méretre kell munkálni.
- Lapátos szivattyú problémák: Ha az adagoló sokáig áll, a négy szárnylapátos szivattyú szorosan illesztett lapátjaira olyan vékony réteg rakódik le, mint a kaparós sorsjegy játékmezői feletti anyag. Segíthet néha, ha közben kalapáccsal kocogtatják az adagoló házát, de nem püfölve.
- Fejszelep problémák: Soha ne piszkáld, ne ütögesd sehova a felső fémdugót, ami látszik az adagolót nézve kívülről is.
- Előtöltés-állítás alkatrészei: A legnagyobb gondot az előtöltés-állítás alkatrészei okozzák.
Fontos megjegyezni, hogy amíg az EDC adagoló elfut az adott, kúton tankolt gázolajjal, a VP már nem szereti azt. Vagyis nagyon érzékeny a rendszer az üzemanyag minőségére.
Diagnosztikai eszközök és a szakember szerepe
Az autótechnika legalább olyan ütemben fejlődik, mint a számítástechnika. Az új dízelrendszerek, új szerszámok és diagnosztikai berendezések beszerzését teszik szükségessé. Ilyen (vagy hasonló) műszerek nélkül ma már nem lehet hozzáfogni a korszerű autók javításának.
Komputeres motordiagnosztikai eszközök:
- Bosch KTS műszercsalád: az egyik legjobban használható márkafüggetlen diagnosztika.
- Delphi DS műszercsalád: remek kiegészítője a KTS-nek.
- Denso Dsti: kifejezetten a Denso motorvezérlő elektronikához alkalmazható gyári szintű készülék.
- Launch X431 Pro3: Távolkeleti, Amerikai, és európai autók márkafüggetlen diagnosztikai eszköze.
Ezekkel az eszközökkel a következő funkciók érhetők el:
- Hibatár olvasására, törlésére
- Egyes alkatrészek megműködtetésére
- Alapbeállítások ellenőrzésére (befecskendezett mennyiség, alap-előtöltés)
- Hengerenkénti befecskendezett mennyiség összehasonlítására
- Menetteszt alatti folyamatos kiértékelésre
- A PSG5 adagoló vezérlőegység hibatár olvasására (Opel, Audi, BMW stb.) (BOSH KTS)
- Inspekció nullázásra stb.
Gyakori kérdések Mondeo TDDi tulajdonosoktól
Magas üzemanyag-fogyasztás a Mondeo TDDi-nél
Ha az autó 9-10 litert eszik TDDi motorral 115 LE-vel, az lehet azért, mert a porlasztóknál van baj? Nem füstöl fehéret, jól gyorsul. Ja, és a turbó levegőcsöveknél benne van egy kis olaj.
Városban járva, télen ez normális lehet. Ha 10 litert mutat a fogyasztásmérő, abból 1 litert levonhatsz. A turbó pedig olajozással működik, ha nem sok az olaj ott, az rendben van, hiszen a motorolajból olajozódik a turbó is.
A magas fogyasztásnak oka lehet még a hőmérséklet-szenzor hibája is, amely az adagolónak ad téves információkat, befolyásolva az üzemanyag-befecskendezést. Az EGR kidugózva, MAF takarítva, szívósor kitakarítva, új olaj, szűrők, termosztátok ellenére is fennállhat a probléma. A hőmérséklet-szenzor ellenőrizhető, kimérhető.
Porlasztók cseréje és programozása
Ha a porlasztók cseréje után az autó rosszabbul működik, felmerül a kérdés, hogy programozni kell-e őket. A TDDi motoroknál a porlasztókat általában nem kell programozni, ellentétben a TDCI motorokkal, ahol ez elengedhetetlen. Ha TDDi-ről van szó, és porlasztócsere után romlik a helyzet, valószínűleg nem megfelelőek a behelyezett porlasztók, vagy a beállításokkal van gond. Javasolt a régi, de jó porlasztók visszahelyezése vagy bevizsgáltatott darabok beszerzése.
Az izzítás fontossága dízelmotoroknál
Illik, vagy károsodik a motor, ha nem várom meg az izzítási folyamat végét? Minden esetben javasolt megvárni az izzítási folyamat végét. Nem véletlen van kitalálva. Rövid távon talán nem károsodik a motor, de hosszú távon a motor és az akkumulátorod bánhatja.
Miért nagyobb a kopás? Az izzítógyertya önindítózás után azonnal befejezi az izzítást, vagy "rásegít" még amíg hideg a motor? Az előizzítás nélkül indítózás közben kicsapódhat az üzemanyag a hengerfalra. Mivel az üzemanyag hígítja a kenőolajat, rontja a motor hengere és a dugattyúgyűrűk közötti kenést, eredménye nagyobb kopás, különösen -15°C esetén. Az előizzítás a beindult motor esetén nem kapcsol ki azonnal. A folyamat többlépcsős, pl. utóizzítás is van.
A dízel autóknál a gázolaj az égéstérben kialakult nyomástól ég el, ehhez nem árt a megfelelő hőmérséklet. Az izzítástól a motor felmelegszik jobban és halkabban jár. És csökkenti a kipufogógázt. A motor hideg induláskor egyenletesebben jár, és kevésbé füstöl. A jobb járása az indítás után pozitív módon befolyásolja a motor élettartamát. Indítás után is működésben marad kb. 1-2 percig, ez is segíti a motor megfelelő működését.
Az akkumulátor is jobban terhelődik előizzítás nélkül, ami hosszú távon rövidebb élettartamot eredményezhet. Az izzítás egy kis bemelegítés az akkumulátornak. Az egyenetlen alapjáratot és a motor károsodását hivatott kivédeni, megelőzni.
tags: #mondeo #tddi #elotoltes #allitas #információ