ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫ
Система впрыска топлива под высоким давлением обеспечивает точно дозированную подачу топлива в
определенный момент времени.
Система впрыска топлива под высоким давлением с общей топливораспределительной рампой с
пьезоэлектрическими форсунками Siemens VDO, установленная на двигателе K9K Step 2 является системой
впрыска топлива с общей топливораспределительной рампой второго поколения. Давление топлива в рампе
может максимально увеличиваться до 1650 бар. В системе применены форсунки с пьезоэлектрическими
исполнительными механизмами. ТНВД подает топливо под высоким давлением в
топливораспределительную рампу, откуда оно поступает к форсункам.
Система состоит из двух подсистем, которые различаются по уровню давления топлива в них:
– ветви низкого давления, в состав которой входят топливный бак, топливный фильтр,
топливоподкачивающий насос и сливные топливопроводы форсунок,
– ветви высокого давления, состоящей из ТНВД, топливораспределительной рампы, форсунок и
топливопроводов высокого давления.
Кроме того, имеется также некоторое количество датчиков и регуляторов, обеспечивающих управление и
контроль всей системы.
В состав системы входит 112-канальный ЭБУ марки SIEMENS типа SID301.
Система включает в себя:
– ручной подкачивающий насос,
– топливный фильтр,
– ТНВД с электромагнитным клапаном регулирования давления топлива, электромагнитным клапаном
регулирования подачи топлива и встроенным перекачивающим насосом (топливоподкачивающим
насосом),
– топливораспределительную рампу,
– датчик давления топлива,
– четыре пьезоэлектрических форсунки,
– датчик температуры топлива,
– датчик температуры охлаждающей жидкости,
– датчик положения распределительного вала,
– датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя,
– датчик давления наддува
– электромагнитный клапан рециркуляции отработавших газов с датчиком положения,
– датчик положения педали управления подачей топлива,
– датчик атмосферного давления, встроенный в ЭБУ системы впрыска.
– датчик массового расхода воздуха со встроенным датчиком температуры воздуха,
– заслонку остановки двигателя.
СИСТЕМА ПОДАЧИ ТОПЛИВА
Насос общей топливораспределительной рампы
Насос общей топливораспределительной рампы состоит из следующих элементов:
– Встроенный топливоперекачивающий насос:
Ротационный крыльчатый насос подает топливо из бака через топливный фильтр в ТНВД.
– Электромагнитный клапан регулирования подачей топлива:
Электромагнитный клапан регулирует подачу топлива на вход ТНВД и позволяет, в зависимости от условий
эксплуатации, подать оптимальное количество топлива, увеличив тем самым производительность насоса
топливораспределительной рампы и соответственно отдачу двигателя.
– ТНВД:
Это радиальный трехплунжерный насос, обеспечивающий необходимое давление топлива в
топливораспределительной рампе.
– Электромагнитный клапан регулирования давления топлива.
Данный электромагнитный клапан служит для регулирования давления на выходе ТНВД.
Пьезоэлектрические форсунки
Пьезоэлектрические форсунки обеспечивают быструю и точную дозировку впрыскиваемого топлива с очень
высоким уровнем повторяемости процесса впрыска.
Пьезоэлектрический исполнительный механизм работает как конденсатор. При управлении форсункой ЭБУ
посылает в виде одиночного импульса определенное количество энергии достаточное для деформации
исполнительного механизма и открытия форсунки.
В течение впрыска пьезоэлектрический исполнительный механизм сохраняет эту энергию.
По окончанию впрыска ЭБУ получает обратно посланную в начале цикла управления энергию.
Пьезоэлектрический исполнительный механизм разряжается и восстанавливает первоначальную форму.
Форсунка закрывается.
Для улучшения КПД возвращенная пьезоэлектрическим исполнительным механизмом энергия используется
повторно, что позволяет ограничить поступление дополнительной энергии для последующего цикла впрыска.

ВНИМАНИЕ!
На форсунки подается очень высокое напряжение (гораздо выше чем на обычные
форсунки)
Величина напряжения может достигать 150 В.

Синхронизация рабочего процесса двигателя
Одной из важнейших информаций, необходимой для управления впрыском топлива является информация о
положении в каждый момент времени каждого из поршней в соответствующем цилиндре.
Измерение углового положения выполняется с помощью магнито-индуктивного датчика, установленного
напротив зубчатого венца маховика, датчика ВМТ или положения коленчатого вала. На маховике имеется 60
зубьев, отстоящих друг от друга на шесть градусов, 2 зуба отсутствуют, образуя маркетный участок.
Второй датчик (датчик Холла), возбуждаемый при прохождении перед ним зуба на распределительном валу,
который вращается с частотой равной половине частоты вращения коленчатого вала, выдает информацию о
протекании цикла впрыска. Когда поршень первого цилиндра находится в ВМТ, он может находиться либо
конце такта сжатия, либо в конце такта выпуска, и датчик положения распределительного вала позволяет
точно определить такт.
Сравнивая полученные от этих двух датчиков сигналы, ЭБУ передает на все элементы системы параметры
синхронизации: угловое положение и частота вращения коленчатого вала, номер форсунки, на который
подается управляющий сигнал, и фазу цикла впрыска топлива.
Блок также выдает в систему информацию о частоте вращения коленчатого вала.
Датчик положения распределительного вала используется только в момент запуска двигателя. Как только
двигатель начинает работать самостоятельно (без прокручивания стартером), то достаточно получать
информацию от датчика ВМТ. Неисправность датчика положения распределительного вала, возникшая во
время работы двигателя, не влияет на нормальную работу двигателя.
Управление количеством впрыскиваемого топлива и моментом впрыска
Параметрами управления впрыском для каждого цилиндра являются количество впрыскиваемого топлива и
момент впрыска.
Эти параметры рассчитываются ЭБУ системы впрыска на основании следующей информации:
– Частота вращения коленчатого вала двигателя
– Положение педали управления подачей топлива
– Давление наддува
– Температура охлаждающей жидкости
– Температура воздуха
– Температура топлива
– Расход воздуха
– Давление топлива в топливораспределительной рампе
Поочередное регулирование подачи
Данное регулирование направлено на обеспечение равномерной работы двигателя, компенсируя разброс
характеристик системы (характеристики форсунок, компрессии в цилиндрах двигателя и т. п.), влияющих на
вырабатываемый каждым цилиндром при сгорании рабочей смеси крутящий момент.
Регулирование осуществляется только на холостом ходу и при достаточно стабильной частоте вращения
коленчатого вала. Для каждого цилиндра устанавливается поправочный коэффициент продолжительности
впрыска, который вырабатывается при задействовании регулирования; если оно не производится, то
коэффициент остается равным последнему установленному значению.
При каждом новом цикле значения коэффициентов устанавливается равными 1.
В ходе регулирования также выполняется диагностика для отслеживания отклонений каждого из
коэффициентов. Эта диагностика позволяет, в частности, обнаружить неисправность одной или нескольких
форсунок.

ПОДАЧА ВОЗДУХА
Измерение массового расхода воздуха
Количество поступающего в двигатель свежего воздуха определяется датчиком массового расхода воздуха
(термоанометрическим датчиком с горячей нитью).
Датчик температуры поступающего воздуха встроен в датчик массового расхода воздуха.
Информация от датчика массового расхода воздуха используется для расчета оптимального количества
отработавших газов, направляемых на рециркуляцию. Информация о массовом расходе воздуха
используются для регулирования с обратной связью через электромагнитный клапан рециркуляции ОГ.
Управление электромагнитным клапаном рециркуляции отработавших газов
Система рециркуляции отработавших газов включает электромагнитный клапан постоянного тока, который
снабжен датчиком положения клапана. Управление работой клапана рециркуляции отработавших газов
осуществляется с обратной связью по сигналам датчика положения клапана. Рециркуляция ОГ позволяет до
определенного уровня значительно снизить выбросы окислов азота (NOx).
Управление турбокомпрессором
Система наддува включает установленный в ветви вакуумного насоса электромагнитный клапан, который с
помощью пневмопривода осуществляет управление направляющими лопатками для создание повышенного
давления или разрежения в тракте впуска свежего воздуха.
Управление заслонкой впуска воздуха
В исходном положении заслонка постоянно открыта и используется только при выключении двигателя для
прекращения подачи воздуха и облегчения его остановки.

УПРАВЛЕНИЕ ЧАСТОТОЙ ВРАЩЕНИЯ ХОЛОСТОГО ХОДА
ЭБУ системы впрыска регулирует частоту вращения холостого хода в зависимого рассчитанного им
заданного режима холостого хода.
Заданный режим холостого хода зависит от:
– температуры охлаждающей жидкости,
– алгоритма снижения токсичности отработавших газов,
– потребностей климатической установки,
– включенной передачи,
– включенных потребителей электроэнергии,
– напряжения аккумуляторной батареи.
УПРАВЛЕНИЕ КРУТЯЩИМ МОМЕНТОМ ДВИГАТЕЛЯ
Система регулирования крутящего момента является системой, которая преобразует запросы водителя в
определенный крутящий момент двигателя. Такое регулирование необходимо для работы некоторых систем
автомобиля, таких как система стабилизации траектории движения (ESP), автоматическая коробка передач
или роботизированная МКП (если она есть).
Каждая из этих систем (ESP, АКП, роботизированная МКП) по мультиплексной сети выдает на ЭБУ системы
впрыска запрос на определенную величину крутящего момента.
ЭБУ передает приоритетность запросов на крутящий момент, поступающими от указанных систем и от
водителя (от педали управления подачей топлива или регулятора-ограничителя скорости движения).
В результате этого вырабатывается заданная величина крутящего момента,
На основании этой величины крутящего момента ЭБУ определяет количество впрыскиваемого топлива
(продолжительность впрыскивания и число циклов впрыска) и количество необходимого воздуха (потребное
давление наддува и количество рециркулируемых ОГ), чтобы двигатель мог обеспечить требуемый
крутящий момент в наилучших условиях (по удобству вождения, токсичности ОГ и т. п.).
УПРАВЛЕНИЕ ПРЕД- И ПОСЛЕПУСКОВЫМ ПОДОГРЕВОМ
Управление пред- и послепусковым подогревом заключается в подаче управляющих команд на свечи
предпускового подогрева и на сигнальную лампу предпускового подогрева на щитке приборов (по
мультиплексной сети). Включение свечей предпускового подогрева осуществляется с помощью блока реле,
который подает ток от аккумуляторной батареи.
После включения "зажигания". начинается отсчет времени предпускового подогрева. Продолжительность
включения сигнальной лампы зависит от напряжения аккумуляторной батареи, атмосферного давления и
температуры охлаждающей жидкости.
Если температура охлаждающей жидкости ниже определенного значения, послепусковой подогрев
позволяет улучшить стабильность сгорания и, следовательно, работы двигателя (снижается содержание
несгоревших частиц и токсичность отработавших газов).
УПРАВЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРОЙ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ
Охлаждение двигателя обеспечивается электровентилятором, который имеет две скорости вращения
(малая: GMV1 и большая: GMV2).
ЭБУ системы впрыска посылает по мультиплексной сети запрос в блок защиты и коммутации на включение
электровентиляторов.
Принцип работы системы охлаждения:
– Двигатель работает
Электровентилятор включается на малой скорости GMV1, когда температура охлаждающей жидкости
превышает 96°C и выключается, когда температура снижается до менее чем 94° ° ° °C.
Электровентилятор включается на большой скорости GMV2, когда температура охлаждающей жидкости
превышает 104°C и выключается, когда температура снижается до менее чем 102° ° ° °C.
– При неработающем двигателе
Электровентилятор включается на малой скорости GMV1 после выключения "зажигания", если
температура охлаждающей жидкости в этот момент превышает 105°C в течение 6 минут.
Если температура охлаждающей жидкости превышает порог в 120°C, ЭБУ системы впрыска посылает
запрос на включение сигнальной лампы аварийной температуры охлаждающей жидкости по мультиплексной
сети в ЭБУ щитка приборов. Сигнальная лампа выключается, если температура становится ниже 117°C.
Если температура охлаждающей жидкости превышает 114° C, ЭБУ системы впрыска запрашивает
отключение компрессора климатической установки по мультиплексной сети у ЦЭКБС, для снижения нагрузки
на двигатель чтобы ограничить увеличение температуры охлаждающей жидкости. Запрос на отключение
снимается, если температура охлаждающей жидкости становится ниже 102° C.
При обнаружении неисправности в цепи датчика температуры охлаждающей жидкости ЭБУ системы
впрыска посылает запрос на включение сигнальной лампы аварийной температуры охлаждающей жидкости
и на включение электровентилятора на большой скорости GMV2.
Кроме управления двигателем, ЭБУ системы впрыска в централизованном порядке учитывает потребность в
охлаждении для обеспечения работы кондиционера и АКП или роботизированный МКП (если они входят в
комплектацию автомобиля).
ОСТАЛЬНЫЕ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ФУНКЦИИ
Остальные находящиеся под управлением ЭБУ также обеспечивает работу следующих систем и функций:
– мультиплексная сеть,
– бортовой компьютер,
– система электронной противоугонной блокировки запуска двигателя,
– подушки безопасности - при ударе,
– управление сигнальными лампами неисправности двигателя,
– Управление остановками двигателя,
– Управление стартером,
– Климатическая установка,
– Регулятор и ограничитель скорости.
ОБМЕН ИНФОРМАЦИЕЙ МЕЖДУ СИСТЕМАМИ
Межсистемные связи, связанные с потребностями системы впрыска топлива, следующие:
– Запрос на включение сигнальной лампы бортовой системы диагностики, выданный ЭБУ щитка приборов
для информации о наличии неисправности системы снижения токсичности отработавших газов,
– Запрос на включение сигнальной лампы 1-й степени тяжести для информирования о наличии
неисправности, затрагивающей безопасность работы системы управления двигателем, что может
привести к снижению мощностных характеристик двигателя,
– Запрос на включение сигнальной лампы 2-й степени тяжести для информации о наличии неисправности,
затрагивающей безопасность работы системы управления двигателем, что может привести к остановке
двигателя,
– Запрос на включение сигнальной лампы "аварийной температуры охлаждающей жидкости" для
информирования о перегреве двигателя или неисправности датчика температуры охлаждающей жидкости,
– Запрос на включение электровентиляторов для охлаждения двигателя, а также для работы климатической
установки,
– Запрос на выключение компрессора кондиционера в связи с потребностями двигателя такими, как трогание
с места, повышение динамических показателей, предотвращение остановки двигателя, превышение
максимально допустимых оборотов и т. п.,
– Запрос на отключение потребителей электроэнергии (нагревательных элементов отопления салона,
элемента обогрева заднего стекла и т. п.) в связи с потребностями двигателя, таким как трогание на
подъеме, повышение динамических показателей, предотвращение остановки двигателя, превышение
максимально допустимых оборотов и т. п.,
– Выработка запросов на работу рампы при включении потребителей электроэнергии или на ограничение
потребляемой мощности.
Последняя функция стала возможной благодаря применению управляемого генератора. Это позволило
снизить нагрузку на двигатель в ответственные фазы работы, в особенности на холостом ходу и при
трогании с места. Эти запросы поступают по мультиплексной сети в блок защиты и коммутации, где они
преобразуются и направляются в генератор.