Система питания топливом — общие сведения BMW X5 E53
Принципиальная схема системы питания топливом показана на рисунке 6.16 и предназначена для подачи такого количества топлива в камеру сгорания, которое обеспечивает полноту сгорания топлива, заданный мощностной режим, необходимый уровень токсичности ОГ и состоит из следующих элементов:
- топливного бака с датчиком уровня топлива, электрического насоса и всасывающего струйного насоса;
- системы трубопроводов с топливным фильтром;
- магистрального топливного насоса и насоса высокого давления (НВД);
- распределительной магистрали;
- адаптера;
- инжекторов;
- клапана ограничения давления;
- биметаллического клапана;
- охладителя топлива;
- расширительного бачка с пылеулавливающим фильтром;
- системы управления подачей топлива (система DDE).
Топливный электронасос (2), расположенный в топливном баке (1), питает топливом подкачивающий насос. Для создания необходимо давления для впрыскивания топлива используется НВД (21), который создает его в гидроаккумуляторе (24), для всех инжекторов (25). Между НВД и топливным электронасосом бака установлен дополнительный насос – магистральный (22), который при большом потреблении топлива оказывает поддержку насосу топливного бака.
Топливо поступает к НВД от топливного насоса расположенного в баке по подводящим трубопроводам, через магистральный насос и топливный фильтр. НВД питает инжектора топливом через гидроаккумулятор.
С помощью клапана ограничения давления, включенного в контур питания двигателя , это давление подкачки поддерживается постоянным. Клапан установлен на НВД.
Отходящее от инжекторов и НВД топливо поступает на биметаллический клапан (27), который распределяет объем обратного потока в зависимости от температуры топлива. При низкой температуре топлива большая его часть снова попадает в подводящий трубопровод перед магистральным насосом через адаптер (20) с 5-ю выходами, таким образом, ускоряется нагрев топлива при низкой температуре наружного воздуха. Если температура топлива высокая, то большая его часть возвращается через охладитель топлива (28) и трубопровод возврата в топливный бак. Это предотвращает чрезмерный нагрев топлива при высокой температуре наружного воздуха.
Обратный поток топлива в может быть, в экстремальных условиях эксплуатации, большим и горячим. Например, при движении в гору или с прицепом. Поэтому через дроссель, расположенный в адаптере, часть топлива отводиться непосредственно в подводящий трубопровод. Эта мера дополнительно препятствует чрезмерному нагреву топлива в баке.
Дизельное топливо плохо испаряется, поэтому отпадает необходимость в адсорбере. Конденсат паров топлива из расширительного бачка (15) возвращается в топливный бак. При заправке вентиляция бака осуществляется через заправочный вентиляционный трубопровод (7) в наливной горловине.
Топливный бак
Топливный бак (1) предназначен для хранения необходимого запаса топлива в процессе передвижения автомобиля. Пластмассовый топливный бак двух секционный, седельного типа, размещен под подушкой заднего сидения и закреплен на кузове стяжными лентами. Его емкость составляет 93 л. Текущий запас топлива и его расход контролируются двумя датчиками уровня, каждый в своей секции, информация выводиться на прибор стрелочного типа, наступление резервного (критического) объема топлива фиксируется индикатором на панели приборов. Бак оборудован системой вентиляции через расширительный бачок и фильтр.
Топливный насос и фильтр
Топливный насос (2) роторный, погружного типа, с электроприводом производства фирмы «Bosch» (Германия) установлен в правой половине топливного бака (если смотреть по направлению движения).
Для поддержания необходимого давления топлива на режимах повышенной мощности, в системе питания установлен магистральный топливный насос, который подает повышенное количество топлива, превышающее его расход двигателем. Этот насос управляется электронным блоком системы «ЕКР» и расположен в багажном отделении с правой стороны. В блоке управления записаны характеристики потребности в топливе, при помощи которых рассчитывается общее количество необходимого топлива из следующих величин – потребности двигателя в топливе по запросам ЭБУ-DDE и топлива, необходимого для смазки и охлаждения насоса высокого давления (НВД).
Топливный фильтр установлен на нагнетательном трубопроводе после магистрального топливного насоса. В корпусе фильтра размещен пористый фильтрующий элемент с задерживающей способностью 8 – 10 мкм и с фильтрующей поверхностью около 7 500 см 2 . Топливный фильтр имеет датчик давления, обеспечивающий включение магистрального насоса.
Система впрыскивания топлива
На двигателях установлена цифровая система управления двигателем (ЦСУД) электронного типа.
- Отсоединять провода от клемм АБ разрешается только тогда, когда это предусмотрено методикой проведения работ. При отключении АБ происходит стирание введенных в запоминающее устройство ЭБУ-КСУД кодов неисправностей, установок аудиоаппаратуры и блокировок противоугонных систем.
- Расстыковку штекерных соединений (ШС) проводить только при выключенном зажигании.
- При нарушении работы системы впрыска, прежде чем приступить к определению неисправностей в ЭБУ-ЦСУД или другом элементе управления, проверить состояние ШС.
ЦСУД предназначена для управления всеми рабочими процессами двигателя по обеспечению заданных параметров мощности, экономичности и токсичности автомобиля. На нее возлагаются также функции управления АКПП, элементами тормозной системы – ABS, DSC, RDC, EDC, AGR и ряд других функций.
На автомобилях «BMW» устанавливаются цифровые системы управления двигателем типа «DDE 4.0» на М57 и типа «DDE 5.06» на M57TU – («Digitale Diesel Elektronic»).
Подсистема управления впрыскиванием топлива
Подсистема управления впрыскиванием топлива представляет собой усовершенствованную электронную систему впрыскивания топлива с измерителем массового расхода воздуха термоанемометрического типа.
Принцип действия подсистемы управления впрыскиванием топлива следующий. Электрический топливный насос (2) забирает топливо из бака и подает его под давлением через магистральный насос (22) и фильтр (23) очистки топлива к НВД (21), далее в гидроаккумулятор (24), соединенный с каждым цилиндром через электромагнитный клапан впрыскивания топлива – инжектор (25).
Установленный на корпусе НВД регулятор давления топлива поддерживает постоянное давление впрыскивания, создаваемое в гидроаккумуляторе и осуществляет слив излишков топлива в бак, т. е. он обеспечивает циркуляцию топлива в системе и исключает образование в ней паровых пробок. Топливный насос в баке включается по команде ЭБУ-DDE, срабатывающего при частоте вращения коленчатого вала двигателя равной 30 мин -1 , при включении стартера, после разогрева пусковых свечей. При неработающем двигателе предусмотрено аварийное прекращение подачи топлива, если двигатель заглох в результате аварии или ДТП.
Каждый инжектор управляется отдельным выходным каскадом усиления ЭБУ-КСУД. Это обеспечивает точность дозировки впрыскиваемого топлива и ее быструю корректировку при изменении нагрузки двигателя.
Гидроаккумулятор (24) представляет собой полость с гнездами (отверстиями) для установки напорных трубопроводов инжекторов, датчика давления и штуцера подвода трубопровода от НВД. Гидроаккумулятор обеспечивает подвод топлива под одним и тем же давления к инжекторам. Ее объем специально рассчитан, чтобы обеспечить снижение шумов при изменении рабочих режимов и перепадах давления.
Инжектора (электромагнитные клапанные форсунки) предназначены для дозированной подачи топлива впрыскиваемого в камеру сгорания двигателя. Они установлены на головке блока цилиндров. Количество впрыскиваемого топлива зависит от времени открытого состояния инжектора, которое определяется ЭБУ-КСУД на основе информации, получаемой от датчиков.
Затрудненный пуск, невозможность запуска, а также неустойчивая работа двигателя на холостом ходу, указывают на возможную неисправность инжекторов. Датчик положения коленчатого вала установлен на головке блока цилиндров, привязан к положению распределительного вала и предназначен для определения положения поршней в цилиндрах, что определяет момент и количество подаваемого топлива, одновременно. Он построен на использовании эффекта Холла и генерирует импульс положения первого цилиндра в верхней мертвой точке (ВМТ) такта сжатия, что является опорным сигналом для начала отсчета. Датчик частоты вращения коленчатого вала установлен на блоке цилиндров, над его маховиком и предназначен для определения частоты вращения коленчатого вала двигателя для выработки управляющего сигнала открытия инжекторов. Он построен на использовании эффекта Холла и генерирует импульс одного полного оборота коленчатого вала, который является опорным сигналом для подсчета частоты вращения коленчатого вала двигателя и его мгновенного углового положения.
Датчик температуры охлаждающей жидкости представляет собой резистор с отрицательным температурным коэффициентом, т. е. его сопротивление уменьшается при повышении температуры. Во время прогрева двигателя, ЭБУ-КСУД обеспечивает обогащение топливной смеси на основе электрического сигнала, поступающего от установленного в головке блока цилиндров датчика температуры.
Датчик давления наддува предназначен для изменения геометрии ТК, что позволяет оптимально выбирать давление наддува, в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя. К датчику подведено напряжение 5,0±0,25 В и он имеет пределы измерения 50–240 кПа.
Все элементы питания двигателя топливом связаны между собой топливными трубопроводами и шлангами на штуцерных или хомутных соединениях. Если двигатель не запускается, запускается с трудом или глохнет после запуска, а также при повышенном расходе топлива и повышенном содержании токсичных соединений в ОГ необходимо проверить исправность датчика температуры охлаждающей жидкости.
Дополнительными функциями ЦСУД являются самодиагностика, контроль за максимально допустимой частотой вращения коленчатого вала двигателя, включением топливного насоса BMW Х5 Е53, контролем напряжения АБ, связь с другими системами, такими как – АКПП, ABS, ASC, RDC, регулятором дорожного просвета, датчиком интенсивности дождя, надувными подушками безопасности.
Система самодиагностики обнаруживает нарушения в работе ЭБУ-ЦСУД и вводит их в память в виде кодов. При неисправности датчиков температуры охлаждающей жидкости, измерителя расхода воздуха, происходит переключение системы на работу по усредненным значениям, заложенным в программу управления двигателем. Считывание кодов на СТОА позволяет быстро выявить причину неисправности и устранить ее.
Как только частота вращения вала двигателя достигает максимального значения, по команде с ЭБУ-ЦСУД прерывается подача топлива в цилиндры двигателя за счет отключения инжекторов.
Расширительный бачок топливного бака
И хотя степень испаряемости дизельного топлива очень низка, конструкцией предусмотрен расширительный бачок (15) паров топлива, который предназначен для конденсации паров дизельного топлива, за счет их расширения и возврата дизельного топлива в его бак. Расширительный бачок связан с атмосферой через пылеулавливающий фильтр (17).