Меню

Настройка объема предварительного впрыска

Mitsubishi Pajero Sport › Бортжурнал › Форсунки. Часть 1, теоретическая: Обучение малому впрыску, корректировки

У нас и у эльководов регулярно публикуются отчеты вида: «Провел обучение малому впрыску, такие цифры корректировок — это хорошо или плохо?» В поисках ответов на вопрос, я прочитал различные документы от Denso, плюс накопилось некоторое количество экспериментальных данных по двум комплектам форсунок. Результатами хочу поделиться в этом отчете. Отчет я разделил на две части — теоретическую и экспериментальную. В этой, теоретической, некий обзор про обучение и корректировки. В экспериментальной выложу хронику корректировок по двум комплектам форсунок, с отчетом по диагностике и замене: где-что-почем: Форсунки. Часть 2, практическая: Диагностика на стенде, замена, обучение малому впрыску

Обучение малому впрыску

Зачем нужно обучение малому впрыску? Что именно значат и как используются корректировки малого впрыска? Рекомендую почитать сервис мануал от Denso: Operation. Common Rail System, часть информации я взял из него.

Проблема первая. Чем выше давление в топливной рампе, тем быстрее, а значит больше и/или в наиболее оптимальный момент времени можно подать топливо в цилиндр. На нашем моторе 4D56U рабочий диапазон давлений в рампе составляет от 30MПа (300атм) на холостом ходу до, в теории, 180МПа (1800атм) при максимальной нагрузке, хотя я не наблюдал значений выше 160МПа даже при пиковых нагрузках. С другой стороны, большое давление в системе создает следующую проблему: От момента начала подачи топлива в цилиндр до момента воспламенения смеси проходит некоторое время, сократить которое нельзя конструктивно. Чем выше давление топлива в системе, тем больше топлива успевает поступить в цилиндр за этот промежуток времени, и тем взрывообразней происходит воспламенение топлива. По официальной версии Denso, работа в таком режиме сопровождается увеличенным выбросом NO и неприятным «детонационным» звуком. Не удивлюсь, если кроме звука с мотором приключается какая-нибудь более серьезная незадокументированная печаль )

Для решения этой проблемы за некоторое время до основного впрыска в цилиндр подается небольшое количество топлива — предварительный впрыск (pilot injection). В таком режиме импульс основного впрыска уже не вызывает взрывной рост давления с его негативными последствиями. В некоторых моторах предварительный впрыск осуществляется в виде нескольких импульсов.

Проблема вторая. Даже новые форсунки сходят с конвейера с индивидуальными особенностями, влияющими на их фактическую подачу топлива. То есть, подключив новые форсунки к стенду с заданным фиксированным давлением топлива и подав на них одинаковые управляющие импульсы, даже новые форсунки в общем случае выдадут разное количество топлива. Поэтому форсунки калибруют еще на заводе: измеряют фактическую подачу форсунки в нескольких режимах, и сравнивают с эталонной подачей, которая ожидается от форсунок в этих режимах.

Именно эти отклонения от эталонной подачи зашифрованы и нанесены в виде цифрового и QR кода на разъемах наших форсунок. Данный код прописывают в энергонезависимую память блока управления (ECU) для каждой форсунки на заводе или при замене/ремонте форсунок. Опираясь на данные в этом коде ECU определяет на сколько именно необходимо открыть каждую форсунку с учетом ее индивидуальных особенностей, чтобы подать в цилиндр расчетное количество топлива.

Третья проблема. Общий объем топлива подаваемый в цилиндр на нашем моторе 4D56U составляет: на холостом ходу — 6-8мм3/р.такт, в режиме средней нагрузки — 40-50 мм3/р.такт, в пиковой нагрузке — 90-100мм3/р.такт. Типичный объем предвпрыска составляет 2.0-2.5 мм3 на один рабочий такт. Если даже заранее откалибровать столь малый объем подачи на заводе при изготовлении форсунки и затем внести поправки в ECU, они достаточно быстро «поплывут» в ходе эксплуатации форсунки из-за износа и загрязнения. Если фактический объем топлива предвпрыска будет некорректным, то вернется первая проблема: при переподаче топлива будет «греметь» и отравлять экологию уже сам предвпрыск, при недоподаче снова «загремит» основной впрыск. Снимать и калибровать форсунки каждые N километров на стенде — дорогое удовольствие. Для решения этой проблемы инженеры Denso придумали некий обходной маневр — процедуру обучения малому впрыску.

Читайте также:  Как сбросить смартфон fly к заводским настройкам

Допустим у нас есть мотор, работающий на холостом ходу без полезной нагрузки. Все форсунки подают топливо в строгом соответствии с таблицами, прописанными в ECU и их индивидуальными корректировками (кодами), сам мотор создает строго нормативную нагрузку (трение, генератор, итд). Тогда корректировки подачи топлива вообще не потребуются – такой идеальный мотор будет работать с заданными оборотами ХХ. Со временем из-за износа или загрязнения форсунки начнут подавать количество топлива, не соответствующее расчетному. Из-за этого обороты двигателя будут ниже или выше заданных оборотов ХХ. Для приведения скорости вращения коленвала к заданной потребуется откорректировать общую подачу топлива путем изменения длительности открытия форсунок. Этот эффект и используется при обучении малому впрыску. То есть при обучении в роли калибровочного стенда выступает сам мотор, а ECU подбирает значения корректировок, добиваясь равномерного вращения коленвала на холостом ходу с заданной частотой.

Вроде все просто. Но мотор то тоже неидеальный. Вряд ли есть два мотора, полностью одинаковых по внутренним потерям (трение, компрессия), плюс может возникнуть дополнительная нагрузка (генератор, ГУР, ваккумник). Эти потери/нагрузка потребует дополнительного количества топлива, которое тоже учтется в проведенной ECU корректировке продолжительности впрыска. Но нам для корректировки предварительного впрыска нужна только та часть, которая компенсирует особенности подачи форсунок и не нужна часть корректировки, обусловленная дополнительной внешней нагрузкой или отсутствием масла индивидуальными особенностями мотора. Нагрузочную часть корректировки необходимо как-то исключить. Denso придумала и запатентовала следующее решение patents.google.com/patent/US6694945. В процессе обучения малому впрыску на холостом ходу на форсунки подается серия из нескольких одинаковых импульсов.

«Форсуночная» составляющая корректировки, обусловленная индивидуальными изменениями характеристик форсунок, постоянна для каждого импульса и не зависит от числа импульсов в серии. То есть если форсунка «тормозит» при открытии на 10 микросекунд относительно новой, она будет это делать одинаково на каждом импульсе в серии. «Нагрузочная» составляющая корректировки наоборот будет убывать обратно пропорционально числу импульсов в серии, так как дополнительный объем топлива, обусловленный доп. нагрузкой, не зависит от числа импульсов, и ECU распределит его равномерно по всем импульсам в серии. За счет разного характера зависимости от числа импульсов в серии, проведя измерения при разном числе импульсов в серии, можно отделить форсуночную составляющую от нагрузочной. Забегая вперед, в практическую часть, я провел следующий эксперимент: выполнил обучение с включенными доп. потребителями (свет, моторчик печки) и без них — корректировки в пределах погрешности не изменились. То есть при обучении малому впрыску дополнительная нагрузка действительно «отфильтровывается». Главное, чтобы эта доп. нагрузка была постоянной — не менялась в процессе обучения. Поэтому кондей, музыку и другие «нестабильные» потребители необходимо выключить.

Значения корректировок малого впрыска у одной отдельно взятой форсунки будут разными при разных давлениях топлива. В общем случае, чем выше давление при обучении — тем меньше длительность импульса, а значит меньше (по модулю) и сама корректировка этого импульса. Поэтому процедуру обучения проводят при различных значениях давления в топливной рампе. На нашем моторе процедура обучения выполняется для пяти базовых значений давлений: 30, 60, 90, 120 и 150 МПа. Величина корректировок для промежуточных давлений в рабочих режимах определяется интерполяцией.

Читайте также:  Как сбросить нокиа люмия до заводских настроек windows

Сама процедура обучения запускается либо «вручную», командой по OBD разъему, либо автоматически по достижению критериев: превышению пробега с момента предыдущего обучения или некорректной работе мотора. По завершении обучения корректировки сохраняются в энергонезависимую память ECU и не меняются до успешного завершения следующей процедуры обучения. Учет значений корректировок ведется в виде миллисекунд. В рабочих режимах двигателя ECU применяет данные корректировки с поправочными коэффициентами к длительности импульса предварительного впрыска.

Корректировки основного впрыска

Перед экспериментальной частью стоит еще затронуть тему корректировок основного впрыска и диагностки по ним. На эту тему есть хорошая статья на дизельном форуме.

При работе мотора в реальных условиях нагрузка на мотор варьируется даже в режиме ХХ. Например, если включить ближний свет, это будет стоить папаше Дорсету еще 500$ около 1.5мм3 топлива на рабочий такт. ECU должен уметь корректировать подачу топлива для компенсации этой доп нагрузки на холостом ходу. За это отвечает логический модуль Idle Speed Control (ISC). Идея проста — добавлять или убавлять объем впрыскиваемого топлива пока усредненные обороты ХХ не совпадут с требуемыми. Похоже на обучение малому впрыску, но вместо «учебной» серии из N импульсов на форсунки уже идут «боевые» двойки импульсов предвпрыск + основной впрыск. В данном примере ISC подаст дополнительный объем топлива 1.5мм3/р.такт, то есть по каждой форсунке будет плюсовая корректировка +1.5мм3. Это уже достаточно большое количество, сравнимое с объемом предварительного впрыска. ECU распределяет эту корректировку между основным и предварительным впрыском: основная доля корректировки добавляется к объему основного впрыска и лишь небольшая часть – к объему предварительного впрыска.

Допустим в нашем моторе форсунки в режиме ХХ подают избыточное количество топлива, не соответствующее их калибровкам (переливают). Тогда ISC подберет корректировку равную разности между топливом требуемым дополнительной нагрузкой и избыточным, неучтенным, количеством топлива, подаваемым форсунками. Например, если на холостом ходу все форсунки переливают на 2мм3/р.такт и доп нагрузки нет, то корректировка ISC составит ‑2мм3/р.такт. При включении доп нагрузки 1.5мм3/р.такт суммарная корректировка составит ‑0.5мм3/р.такт. Отслеживая параметр корректировки ISC или изменение суммарной подачи топлива на ХХ можно сделать некоторые выводы о состоянии форсунок. Отрицательная корректировка ISC, или внезапно уменьшившийся общий объем топлива, рассчитанный ECU “к подаче”, на холостом ходу — признак льющих форсунок. С плюсовой корректировкой или увеличившимся объемом топлива на ХХ не все однозначно — это могут быть и загрязненные форсунки и доп. нагрузка на мотор.

В ряде электронных систем управления параметры суммарной корректировки топлива на ХХ (ISC) и межцилиндровой корректировки (FCCB) на ХХ можно мониторить в диагностических целях. Например у TLC на моторах 1GD-FTV, 1KD-FTV — это параметры Injection Feedback Value for Idle и Injection Feedback Value #. В некоторых системах, например BMW, межцилиндровую корректировку можно мониторить и под нагрузкой, параметр selective mass adjustment.

А теперь плохая новость: Все это — не про наш мотор 4D56U. По крайней мере я не нашел каких-либо упоминаний о поцилиндровой корректировке в режиме нагрузки, равно как и PID’ов для мониторинга поцилиндровых корректировок хотя бы на холостом ходу. Все что у нас есть — это значения корректировок малого впрыска. Можно ли как-то оценить состояние форсунок с помощью них — в следующем отчете.

Читайте также:  Настройка экспорта в artisteer

При обучении малому впрыску ECU подбирает значения корректировок малого (1-2мм3) впрыска, используя в качестве калибровочного стенда сам мотор. Данные корректировки необходимы ECU для подачи точного количества топлива в импульсе предварительного впрыска. Корректировки компенсируют изменения характеристик форсунок, возникающие со временем из-за износа и/или загрязнения.

Кроме корректировок малого впрыска в некоторых системах управления применяются общие и поцилиндровые корректировки основного впрыска, измеряемые в режиме ХХ и/или под нагрузкой. Данные корректировки можно использовать для предварительной диагностики состояния форсунок. В ECU двигателя 4D56U данный тип корректировок отсутствует / недоступен для мониторинга.

Выражаю благодарность Эдуарду napic за ответы на ряд вопросов при подготовке отчета.

Источник

Качественный ремонт Вашего автомобиля в Твери

Часы работы с 9 до 18

8 900 111 84 11
г. Тверь ул. Дарвина д.21 Как проехать
Breadcrumbs MasterCar

Отзывы о MasterCar

Клиент на автомобиле Toyota Land Cruiser Prado (3.0 TD) обратился к нам с проблемой неравномерной работы двигателя на холостом ходу, неустойчивой работы двигателя при наборе скорости и специфического звона при работе двигателя. На автомобиле горел Check Engine и имелась ошибка P1601. На автомобилях с дизельными двигателями данная ошибка расшифровывается, как DTC P1601 неисправность цепи коррекции форсунки (EEPROM). Данная ошибка возникает, если на автомобиле неправильно введены или отсутствуют коды компенсационных кодов форсунок, либо не произведена настройка объёма предварительного впрыска топлива. В современных дизельных системах на автомобиле топливо в цилиндр впрыскивается под высоким давлением и порциями, то есть до наступления ВМТ ЭБУ двигателя может осуществить до 5 предвпрысков топлива для обеспечения более качественного и эффективного сгорания топлива. Таким образом из-за необходимости большой точности в расчете объема подаваемого в цилиндр топлива ЭБУ должен точно знать какой объем по его команде подается в цилиндр.

Именно поэтому на каждой форсунке имеется компенсационный код из 30 цифр который наносится производителем и свидетельствует от индивидуальной характеристики конкретно взятой форсунки. При помощи данного кода ЭБУ понимает индивидуальные возможности конкретной форсунки и подает топлива в соответствии с ее характеристиками. Если в ЭБУ не внесена информация о компенсационном коде форсунок то двигатель будет работать, но не будет развивать обороты двигателя это сделано чтобы не повредить двигатель из-за отсутствия информации о объеме топлива подаваемого форсункой. В данном автомобиле Toyota Land Cruiser Prado компенсационные коды присутствовали, но после ремонта в другом сервисе владельцу не настроили объём предварительного впрыска топлива который позволяет ЭБУ в совершенстве подавать в необходимое количество топлива в цилиндр получая максимальную эффективность и избегая детонации. Из-за того что в данном автомобиле не была проведена настройка предвпрыска, двигатель детонировал под нагрузкой, что пагубно сказывается на ресурсе двигателя и в случае длительной эксплуатации с такой ошибкой может вывести его из строя. Нашими специалистами была проведена настройка объема предварительного впрыска топлива после чего ошибка P1601 полностью пропала без удаления и двигатель стал работать равномерно, детонации так же больше не возникало. После этого автомобиль был передан владельцу. Проблема решена, владелец автомобиля результатом остался доволен. Таким образом если Вы ездите на дизельном автомобиле то ряд ошибок является критичным и эксплуатация с ними автомобиля может вылиться в конечном счете в дорогостоящий ремонт.

Источник