Особенности системы питания двигателя ЗМЗ-406

В системе питания двигателя с впрыском топлива давление составляет 30 МПа (3 кгс/см²)

Поэтому запрещается ослаблять соединения топливопроводов во время работы двигателя или сразу после его остановки.

Для проведения работ по ремонту системы питания на только что остановленном двигателе необходимо предварительно снизить давление в системе питания.

Через 2—3 ч после остановки двигателя давление в системе падает практически до нуля.

Принципиальной особенностью системы питания двигателя ЗМЗ—4062 является отсутствие в ней карбюратора, совмещающего функции смесеобразования и дозирования подачи топливовоздушной смеси в цилиндры двигателя.

В системе распределенного впрыска, установленной на данном двигателе, эти функции разделены — форсунки осуществляют дозированный впрыск топлива во впускную трубу, а подача необходимого в каждый момент работы двигателя воздуха осуществляется системой, состоящей из дросселя и регулятора холостого хода.

Управление системой впрыска топлива и системой зажигания осуществляется электронным блоком управления двигателем, непрерывно контролирующим с помощью соответствующих датчиков величину нагрузки двигателя, скорость движения автомобиля, тепловое состояние двигателя и окружающей среды, оптимальность процесса сгорания в цилиндрах двигателя.

Такой способ управления дает возможность обеспечивать оптимальный состав горючей смеси в каждый конкретный момент работы двигателя, что позволяет получить максимальную мощность при минимально возможном расходе топлива и низкой токсичности отработавших газов.

Схема системы впрыска топлива показана на рисунке.

Топливный бак 10 сварной штампованный, закреплен двумя стальными хомутами через прокладки под полом багажного отделения.

В верхней части топливного бака установлен топливозаборник и датчик уровня топлива.

Рядом с топливным баком под полом кузова находится электрический топливный насос, соединенный топливопроводом с топливным баком.

Для уменьшения вибрации кронштейн насоса крепится к полу через резиновые подушки.

Из насоса топливо подается в топливный фильтр, установленный в моторном отсеке, и оттуда поступает в топливопровод двигателя, закрепленный на впускной трубе двигателя.

Из топливопровода двигателя топливо впрыскивается форсунками во впускную трубу.

Излишки топлива через редукционный клапан, установленный на заднем конце топливопровода двигателя, сливаются в топливный бак.

Кроме показанной на схеме системы питания элементов, в нее входят воздушный фильтр, установленный в моторном отсеке, соединенный резиновым шлангом с датчиком массового расхода воздуха, который в свою очередь соединен с дросселем, установленным на воздушном ресивере, а также регулятор холостого хода, установленный тоже на воздушном ресивере.

Форсунка представляет собой электромеханический клапан, в котором игла запорного клапана прижата к седлу пружиной.

При подаче электрического импульса от блока управления на обмотку электромагнита игла поднимается и открывает отверстие распылителя, через которое топливо подается во впускную трубу двигателя.

Количество топлива, впрыскиваемое форсункой, зависит от длительности электрического импульса.

Редукционный клапан представляет собой емкость, разделенную диафрагмой, на которой закреплен клапан, закрывающий под действием пружины отверстие слива топлива.

Редукционный клапан поддерживает постоянное давление в системе питания около 0,3 МПа.

Верхняя часть редукционного клапана соединена с ресивером вакуумным шлангом.

При перепаде давления в ресивере не выше 0,3 МПа клапан закрыт и давление в системе питания поднимается.

Когда давление топлива достигает величины более 0,3 МПа, мембрана прогибается, открывая отверстие, и излишки топлива сливаются в топливный бак.

Как только давление топлива опускается до 0,3 МПа, мембрана возвращается в исходное положение и перекрывает отверстие слива топлива.

Датчик массового расхода воздуха служит для определения количества воздуха, поступающего в цилиндры двигателя.

Сигналы с датчика поступают в блок управления двигателем и являются одним из параметров, определяющих длительность впрыска топлива форсунками — количество топлива зависит от количества воздуха в каждый определенный момент.

Основным элементом датчика является платиновая нить, разогреваемая во время работы до 150 °С.

При прохождении через корпус датчика всасываемого двигателем воздуха нить охлаждается, а электронная схема датчика постоянно стремится поддерживать температуру нити 150 °С.

Электрическая мощность, затрачиваемая на поддержание температуры нити, является параметром, по которому блок управления двигателем определяет длительность электрического импульса, подаваемого на форсунки.

Степень охлаждения платиновой нити зависит не только от количества, но и от температуры проходящего воздуха, определяемой термокомпенсационным резистором, соответственно корректирующим сигнал, подаваемый датчиком в блок управления.

Для обеспечения возможности регулировки количества окиси углерода в отработавших газах на режиме холостого хода в электронном модуле имеется переменный резистор, винтом которого можно вручную изменить величину сигнала, подаваемого датчиком в электронный блок управления, изменив тем самым длительность импульса, подаваемого на форсунки, а следовательно, и количество впрыскиваемого топлива.

Для очистки платиновой нити от загрязнений электронный модуль периодически подает на нее повышенное напряжение, вызывающее нагрев до 1000 °С. При этом все отложения сгорают.

При выходе из строя датчика блок управления двигателем включает резервную программу, обеспечивающую работу двигателя с несколько другими, но приемлемыми мощностными и расходными характеристиками. При этом в комбинации приборов загорается контрольная лампа.

Регулятор холостого хода служит для поддержания неизменными заданной частоты вращения холостого хода двигателя при его запуске, прогреве и изменении нагрузки, вызванных включением вспомогательного оборудования.

Регулятор представляет собой золотниковый клапан с электромагнитным управлением и служит для подачи дополнительного воздуха во впускную трубу, минуя дроссельную заслонку.

При выходе из строя регулятора холостого хода или отсутствии контакта в штекерной колодке нарушается стабильность частоты вращения холостого хода (обороты «плавают»).

При этом загорается контрольная лампа в комбинации приборов.

Если частота вращения холостого хода нестабильна, а контрольная лампа не загорелась, необходимо проверить герметичность присоединения соединительных шлангов.

Датчик положения дроссельной заслонки, представляющий собой сдвоенный переменный полупроводниковый резистор, установлен на дросселе на одной оси с дроссельной заслонкой.

По сигналу датчика блок управления двигателем определяет положение дроссельной заслонки с целью расчета длительности электрического импульса, подаваемого на форсунки, и оптимального угла опережения зажигания.

Определяющим сигналом является величина падения напряжения на переменном резисторе датчика, которая изменяется в зависимости от положения дроссельной заслонки (полностью закрыта, частично открыта, полностью открыта).

При выходе из строя датчика блок управления двигателем работает по заложенной в ((память)) резервной программе, используя данные других датчиков. При этом в комбинации приборов загорается контрольная лампа.

Датчик частоты вращения и синхронизации расположен в передней части двигателя с правой стороны.

По сигналу датчика блок управления двигателем определяет угловое положение коленчатого вала и частоту его вращения.

По частоте сигналов, формируемых датчиком при вращении диска синхронизации, закрепленного на шкиве коленчатого вала, блок управления определяет число оборотов коленвала двигателя, синхронизируя подачу топлива форсунками и момент зажигания с рабочим процессом двигателя.

При выходе из строя датчика положения коленчатого вала двигатель не заведется, так как блок управления, не получив сигнала с датчика, не включит системы впрыска и зажигания.

Датчик детонации расположен в верхней части блока цилиндров двигателя с правой стороны и закреплен гайкой с пружинной шайбой.

Он служит для определения момента возникновения детонации при работе двигателя на бензине с меньшим, чем требуется, октановым числом при перегреве двигателя, неправильном выборе водителем режима движения автомобиля.

В основу работы датчика детонации положен принцип пьезоэффекта.

При механическом воздействии на пьезоэлемент, изготовленный из металлокерамики, в нем возникает электрический ток.

Механическое воздействие осуществляется инерционной шайбой, которая воспринимает ударную волну, возникающую в камере сгорания и цилиндре двигателя при детонационном сгорании топливной смеси.

При этом в датчике возникает импульс напряжения, который он передает в блок управления со штекера.

По этому сигналу блок управления корректирует угол опережения зажигания до прекращения детонации.

Выход из строя датчика или наличие неисправности в его электрической цепи приведет к отсутствию оптимального изменения угла опережения зажигания при наличии детонации. При этом в комбинации приборов загорится контрольная лампа.

Датчик фазы расположен в задней части головки блока цилиндров с левой стороны.

Принцип работы датчика основан на эффекте Холла.

При прохождении мимо торца сердечника датчика металлической пластины, закрепленной на распределительном валу, формируется импульс, позволяющий блоку управления определить момент нахождения

поршня 1-го цилиндра в верхней мертвой точке при такте сжатия и подать сигнал впрыска на форсунку именно этого цилиндра.

Дальнейшая подача импульсов осуществляется блоком управления в соответствии с заложенным в его программу порядком работы цилиндров.

При выходе из строя датчика фазы блок управления переключается в резервный режим с подачей топлива одновременно во все цилиндры. При этом сохраняется работоспособность двигателя, но существенно повышается расход топлива.

О неисправности датчика сигнализирует контрольная лампа в комбинации приборов.

Воздушный фильтр с сухим сменным фильтрующим элементом, изготовленным из гофрированного фильтрующего картона, расположен в правой передней части моторного отсека.

Фильтрующий элемент закреплен на крышке фильтра гайкой-барашком, а крышка закреплена на корпусе тремя пружинными зажимами.

Электрический топливный насос роторного типа с приводом от электродвигателя постоянного тока расположен непосредственно в корпусе насоса и работает в топливе.

В связи с этим какие-либо уплотнения подвижных деталей в насосе отсутствуют, а смазка трущихся поверхностей осуществляется протекающим топливом.

Обратный клапан, установленный в насосе, предотвращает стекание топлива из топливопровода высокого давления в бак после выключения зажигания.

Электрический топливный насос — неразборной конструкции и при выходе из строя подлежит замене.

Топливный фильтр установлен в моторном отсеке над вакуумным усилителем тормоза.

Замена штатного фильтра каким-либо другим, например унифицированным, в пластмассовом корпусе, категорически запрещена из-за высокого давления топлива в системе.

Система вентиляции картера двигателя закрытого типа принудительная, действующая за счет разрежения во впускном трубопроводе.

При работе двигателя на холостом ходу и с малыми нагрузками, когда дроссельная заслонка прикрыта, картерные газы засасываются через шланг малой ветви системы непосредственно во впускной трубопровод двигателя и затем в цилиндры.

На остальных режимах отсос картерных газов осуществляется через шланг основной ветви системы в дроссель и оттуда во впускной трубопровод.

При эксплуатации необходимо следить за герметичностью присоединения и чистотой трубопроводов, так как при неработающей системе вентиляции картера происходит быстрое окисление и старение масла в двигателе.

Засорение трубопроводов системы приводит к течи масла через сальники и уплотнения двигателя из-за чрезмерного повышения давления картерных газов.

Система питания топливом двигателя ЗМЗ-4062, устройство, номера

Система питания топливом

17.08.2017 Auto Оставить комментарий

В систему питания топливом двигателя ЗМЗ-4062 входят бензобак, бензопроводы, электробензонасос, топливные фильтры, топливопровод двигателя, регулятор давления топлива и электромагнитные форсунки. 

Система питания топливом двигателя ЗМЗ-4062, устройство, принцип работы, обслуживание, каталожные номера узлов и деталей системы питания топливом ЗМЗ-4062.

Топливопровод 406.1104058-11 или 406.1104058-12 системы питания топливом двигателя ЗМЗ-4062 отлит из алюминиевого сплава и закреплен на впускной трубе двумя болтами М6. Для подвода бензина, в его торец ввернут штуцер, на другом торце закреплен регулятор давления топлива.

В топливопроводе установлены электромагнитные форсунки DEKA-1D 406.1132711-02, другие концы которых установлены во впускную трубу. Концы топливных форсунок уплотняются резиновыми кольцами круглого сечения.

Система питания топливом двигателя ЗМЗ-4062 обеспечивает подачу необходимого количества топлива в цилиндры двигателя на всех рабочих режимах. Топливо подается в двигатель четырьмя электромагнитными форсунками, установленными во впускной трубе.

Регулятор давления топлива 406.1160000-01 системы питания топливом двигателя ЗМЗ-4062.

Регулятор давления топлива 406.1160000-01 совместно с электробензонасосом обеспечивает рабочее давление бензина в форсунках. Регулятор давления представляет собой объем, образованный корпусом и крышкой, разделенный диафрагмой с клапаном на две камеры, вакуумную и топливную. Вакуумная камера резиновой трубкой соединена с ресивером, топливная — через резиновое кольцо крепится к топливопроводу двигателя.

Клапан, при перепаде давления в топливопроводе и ресивере З кгс/см2 или менее, перекрывает обратный слив бензина в топливный бак. Регулятор давления обеспечивает постоянный перепад давления топлива (3 кгс/см2) у распылителя форсунки при различных разрежениях в ресивере.

Каталожные номера узлов и деталей системы питания топливом двигателя ЗМЗ-4062, системы вентиляции картера и системы питания воздухом.

Обслуживание и уход за системой питания топливом двигателя ЗМЗ-4062.

Наличие в системе питания топливом двигателя ЗМЗ-4062 электромагнитных форсунок, электробензонасоса и регулятора давления топлива повысило требование к чистоте и последующей очистке бензина. Заливать в бак следует только чистый бензин, а также периодически, лучше всего осенью, сливать из бака отстой и воду.

Следует тщательно проверять герметичность соединений топливопроводов при хорошем освещении и работающем на холостом ходу двигателе. Подтекание топлива создает опасность пожара. Неплотности резьбовых соединений устраняются подтяжкой гаек и штуцеров ключом с умеренным усилием.

Сброс давления в системе питания топливом двигателя ЗМЗ-4062 перед ее ремонтом или обслуживанием.

При обслуживании или ремонте системы питания топливом двигателя ЗМЗ-4062 следует помнить, что на участке от электробензонасоса до регулятора давления топлива система находится под давлением 3 кгс/см2. Перед обслуживанием системы питания на указанном участке следует сбросить давление для предотвращения пожара и травм. Для сброса давления в системе необходимо :

— Отключить электробензонасос, сняв предохранитель защиты его цепи.
— Запустить двигатель и дать ему поработать на холостом ходу до остановки.
— Прокрутить двигатель стартером в течение 4-6 секунд при отпущенной педали дроссельной заслонки.
— Выключить зажигание, отключить минусовой провод аккумуляторной батареи, восстановить цепь питания электробензонасоса.
— Демонтировать топливопроводы, не допуская пролива или разбрызгивания бензина, для чего обмотайте демонтируемые штуцеры ветошью.

После завершения обслуживания или ремонта системы питания топливом двигателя ЗМЗ-4062 заполните топливную магистраль бензином, для чего подключите минусовой провод аккумуляторной батареи, ключом зажигания включите электробензонасос на 8-10 секунд. Проконтролируйте отсутствие подтеканий топлива.

Двигатели УАЗ и ГАЗСправочникТО и ремонт УАЗ и ГАЗ

Статьи о классических внедорожниках УАЗ, ГАЗ, автомобили повышенной проходимости, SUV, кроссоверы, вездеходы, эксплуатация, ремонт, запчасти

Заявка на патент США для полевого устройства с питанием через Ethernet. Заявка на патент (заявка № 20070057783, выданная 15 марта 2007 г.) сер. № 60/700785, поданной 20 июля 2005 г., содержание которой полностью включено в настоящий документ посредством ссылки.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Системы контроля и управления технологическими процессами, например используемые в химических процессах, нефтяной промышленности или других типах промышленных процессов, обычно включают централизованную систему контроля и управления, коммуникативно связанную с рабочей станцией оператора или пользователю и к одному или нескольким полевым устройствам по аналоговым или цифровым каналам связи. Полевые устройства могут быть датчиками, приспособленными для контроля параметров процесса (такими как температура, давление, скорость потока и т.п.), и/или преобразователями, приспособленными для выполнения операций в промышленном процессе (таких как открытие и закрытие клапанов и т.д.).

Как правило, централизованная система мониторинга и управления получает сигналы, свидетельствующие об измерениях процесса, выполненных полевыми устройствами, и/или другую информацию, относящуюся к полевым устройствам, через устройство ввода/вывода (I/O) или модуль, который может быть аналоговым или цифровой. Системы мониторинга получают сигналы, свидетельствующие об измерениях процесса, и отслеживают различные аспекты процесса на основе полученных сигналов. Системы мониторинга могут быть адаптированы для сравнения измеренных данных процесса с заранее установленными пределами и для инициирования действия (например, генерирования сигнала тревоги) в случае превышения предела.

Контроллер процесса системы мониторинга и управления может использовать измерения и другую информацию для мониторинга процесса и реализации программы управления. Контроллер процесса может генерировать управляющие сигналы, которые можно отправлять по шинам или другим путям или каналам связи через аналоговое или цифровое устройство ввода-вывода на полевые устройства для управления работой конкретного процесса.

Традиционно были разработаны различные протоколы связи, позволяющие контроллерам и полевым устройствам разных производителей обмениваться данными. Различные протоколы связи включают, например, протоколы HART®, PROFIBUS®, интерфейс датчика привода («AS-Interface»), WORLDFIP®, Device-Net®, CAN и FOUNDATION™ FIELDBUS (далее «полевая шина»). Некоторые из этих протоколов способны обеспечить всю необходимую рабочую мощность для подключенных полевых устройств.

Недавно появился новый протокол связи (IEEE 802.3af), относящийся к подаче питания в распределенные системы. В частности, стандарт предусматривает подачу питания по существующим кабелям Ethernet с использованием неиспользуемых пар (или сигнальных пар) проводов в кабеле. Такая подача электроэнергии по кабелям Ethernet называется «Power over Ethernet» (PoE). Стандарт IEEE позволяет передавать 48 В и 350 мА по тому же кабелю Ethernet (обычно по кабелю CAT5E), что и связь Ethernet.

Таким образом, существует постоянная потребность в полевых устройствах, которые могут использовать преимущества новых технологий подачи энергии и существующих кабелей для подключения новых полевых устройств к системам контроля и управления процессами.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Обеспечивается полевое устройство, которое обменивается данными в соответствии с сигнализацией Ethernet. Полевое устройство питается благодаря соединению Ethernet. Полевое устройство предпочтительно включает в себя функциональную плату, которая включает в себя подключение к сети Ethernet и подключение к полевому устройству. Функциональная плата настроена на питание полевого устройства питанием, полученным через сетевое соединение Ethernet. Функциональная плата взаимодействует с полевым устройством с помощью стандартного протокола связи. Также предусмотрен способ работы полевого устройства.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

РИС. 1 представлена ​​блок-схема системы контроля или управления технологическим процессом, с которой особенно полезны варианты осуществления настоящего изобретения.

РИС. 2 представляет собой упрощенный частичный вид в разобранном виде датчика давления в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

РИС. 3 представляет собой упрощенный частичный вид в разобранном виде датчика давления в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.

РИС. 4 представляет собой блок-схему функциональной платы для использования с полевым устройством в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЛЛЮСТРАТИВНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ

РИС. 1 показана упрощенная блок-схема системы 100 управления технологическим процессом или мониторинга, имеющей множество полевых устройств 108 A- 110 N, где может использоваться любое количество полевых устройств.

Технологическая сеть 106 состоит из системы управления или мониторинга 118 с интерфейсом оператора 120 (например, рабочей станцией пользователя или компьютером), который может быть подключен через инжектор Power over Ethernet (инжектор POE) 122 через Ethernet-кабель 124 к одному или нескольким полевым устройствам 1082 A- 110 N. Инжектор POE 122 получает питание от источника питания 123 и подает напряжение на одну или несколько неиспользуемых пар проводов в кабеле Ethernet 124 . В качестве альтернативы инжектор POE 122 может подавать напряжение на те же пары проводов, по которым передается сигнал Ethernet. Кроме того, инжектор , 122, может подавать потенциал напряжения на одну или несколько неиспользуемых пар, а также на одну или несколько пар данных.

Каждое полевое устройство 108 A- 110 N предпочтительно приспособлено для получения рабочей мощности от потенциала напряжения кабеля Ethernet 124 . Питание может подаваться по тому же кабелю 124 в качестве связи Ethernet. Кабель Ethernet 124 может быть, например, кабелем CAT5E.

В одном варианте источник питания на 24 В может использоваться для питания ряда полевых устройств. Стандарт Power over Ethernet (IEEE 802.3af) позволяет передавать до 48 вольт и до 350 мА по кабелю Ethernet 124 . В зависимости от архитектуры питания, длины кабелей, требований к питанию полевых устройств, требований по искробезопасности и т. п. стандарт PoE позволяет использовать ряд полевых устройств. Ethernet-кабели 124 обычно обеспечивает 48 В и ток 350 мА для подключенных полевых устройств. С полевыми устройствами меньшей мощности количество полевых устройств можно увеличить еще больше. Таким образом, большое количество переменных процесса может передаваться по тому же кабелю, что и источник питания.

При подаче питания по кабелю Ethernet 124 можно отказаться от одной пары кабелей (например, кабелей питания) и упростить установку. Во многих случаях порты Ethernet и кабели уже могут быть установлены, что упрощает установку. Кроме того, более новые стандарты PoE в ближайшем будущем могут обеспечить подачу более высокого напряжения и/или более высокого тока, тем самым обеспечивая подачу питания в большее количество сегментов или сетей и большее количество полевых устройств.

В целом, используя протоколы связи типа Ethernet, можно получить доступ к функциям управления и/или мониторинга, например, через интерфейс языка гипертекстовой разметки (веб-страницы) с использованием стандартного интернет-браузера. В этом случае полевые устройства могут быть доступны с помощью любых средств адресации, включая адресацию протокола управления передачей/протокола Интернета (TCP/IP), адресацию управления доступом к среде (MAC), адресацию сетевого уровня или любые другие электронные средства адресации, поддерживаемые Интернет-браузер, например. Полевые устройства могут быть запрограммированы с помощью программного обеспечения веб-сервера и могут иметь уникальный сетевой адрес. Конфигурация каждого полевого устройства может быть достигнута с помощью кабеля Ethernet 124 с использованием, например, программного обеспечения веб-браузера, доступного на любом персональном компьютере, такого как интерфейс оператора 120 .

MAC-адрес, например, традиционно представляет собой 48-битное число (или 64-битное число), уникальное для каждой сетевой карты (NIC) локальной вычислительной сети (LAN). MAC-адрес состоит из двух отдельных идентификаторов (ID). Первый идентификатор — это уникальный 24-битный идентификатор производителя, а второй идентификатор — это 24-битный (или 40-битный) идентификатор расширения (или идентификатор платы), который назначается производителем. Идентификатор платы идентифицирует конкретную сетевую карту, относящуюся к устройству. В пакете LAN, передаваемом по сети, MAC-имена адресата и источника содержатся в заголовке и используются сетевыми устройствами для фильтрации и пересылки пакетов.

Пакеты Ethernet представляют собой единицы переменной длины, в которых информация может передаваться по сети Ethernet. Каждый пакет Ethernet включает в себя преамбулу синхронизации, адрес получателя (TCP/IP, MAC, сетевой уровень и т. д.), адрес отправителя, поле, содержащее индикатор кода типа, поле данных размером от 46 до 1500 байт и циклическая проверка избыточности, которая обеспечивает значение для подтверждения точности данных. В одном варианте осуществления адрес назначения является конкретным адресом устройства, соответствующим конкретному интерфейсному модулю 9.0003 102 . В альтернативном варианте поле данных содержит адрес, специфичный для конкретного полевого устройства.

Независимо от используемого протокола адресации различные полевые устройства 108 A- 110 N приспособлены для передачи и приема информации в пакетах по одному и тому же кабелю Ethernet 124 , от которого они получают питание. Сигналы управления, сигналы измерения и т. д. могут быть упакованы в поле данных кадра Ethernet, например, для передачи по сети.

РИС. 2 представляет собой упрощенный частичный вид в разобранном виде датчика 214 давления, который является одним из примеров полевого устройства. Другие примеры полевых устройств включают клапаны, приводы, контроллеры, модули сигнализации, диагностические устройства и т.д. Многие полевые устройства включают в себя или соединены с датчиком, который взаимодействует с процессом. Преобразователь может быть датчиком для измерения характеристики процесса или контроллером клапана или соленоидом для внесения некоторых изменений в процесс.

Датчик давления 214 соединяется с двухпроводным контуром управления технологическим процессом 216 и включает в себя корпус датчика 62 . Корпус 262 включает торцевые крышки 270 и 272 , которые можно привинтить к корпусу 262 . Установленные торцевые крышки 270 и 272 обеспечивают искробезопасный корпус для цепей преобразователя 260 .

Контур управления процессом 216 подключается к клеммам 256 , установленным на клеммной колодке 258 . Датчик 264 давления, который является одним из примеров преобразователя, выполнен с возможностью соединения с технологическим фитингом для измерения перепада давления, возникающего в технологической текучей среде. Выход датчика 264 подается на измерительную схему 266 , которая соединена со схемой 268 полевого устройства. Схема полевого устройства 268 настроена для связи с измерительной схемой 266 для определения значения переменной процесса, измеренного датчиком 264 , и для передачи значения по контуру связи процесса 216 .

Функциональная плата 222 соединяется со схемой полевого устройства 268 и может, в некоторых вариантах осуществления, соединиться с контуром управления технологическим процессом 216 . Функциональная плата — это любая схема, модуль или группа компонентов, которые сконфигурированы для подключения к интерфейсу и предоставления функции. Известно, что функциональные платы для полевых устройств обеспечивают беспроводную связь, а также локальные операторские интерфейсы. В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения информационная панель 222 настроен на работу в соответствии с протоколом PoE и позволяет взаимодействовать с полевым устройством 214 по каналу связи PoE. Варианты осуществления настоящего изобретения также могут быть реализованы со встроенной схемой PoE, но использование функциональной платы важно, поскольку она позволяет снабдить уже установленные устаревшие полевые устройства этой новой возможностью связи.

РИС. 3 представляет собой упрощенный частичный вид в разобранном виде датчика давления 9 в разрезе.0003 314 , который является еще одним примером полевого устройства. Датчик 314 подобен датчику 214 , и аналогичные компоненты пронумерованы аналогично. В отличие от преобразователя 214 , преобразователь 314 не подключается непосредственно к контуру технологической связи. Вместо этого функциональная плата 222 функционально соединяет передатчик 314 с сетевым соединением 124 PoE. В зависимости от конфигурации функциональной платы 222 , преобразователь 314 может полностью получать питание от платы функций 222 по сетевому соединению PoE 124 . Кроме того, связь между функциональной платой 222 и схемой полевого устройства 268 может осуществляться в соответствии с любым подходящим протоколом связи процесса, включая, помимо прочего, HART®, PROFIBUS®, интерфейс датчика привода («AS-Interface»), WORLDFIP. ®, Device-Net®, FOUNDATION™ FIELDBUS и локальной сети контроллеров (CAN). Таким образом, полевые устройства, которые иначе не адаптированы для связи в соответствии с протоколом PoE, могут обмениваться данными по своему собственному протоколу с функциональной платой 9.0003 222 , который может транслировать или иным образом адаптировать такую ​​связь для передачи по сети PoE 124 .

РИС. 4 представляет собой блок-схему функциональной платы для использования с полевым устройством в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Функциональная плата 222 включает разъем Ethernet 400 , настроенный для подключения к сети Ethernet в соответствии со стандартом PoE. Предпочтительно разъем 400 имеет форму известного разъема RJ-45, но может иметь и другие подходящие формы для облегчения использования в промышленных условиях. Примеры адаптации разъема 400 включают выбор материала, размер соединителя, удерживающие механизмы или защелки или другие подходящие критерии. Разъем 400 соединен с модулем физического уровня Ethernet 402 и модулем питания PoE 404 . Физические уровни или ядра Ethernet известны и обеспечивают низкоуровневое взаимодействие сигналов в среде Ethernet. Модуль питания 404 подключен к разъему 400 , что позволяет функциональной плате 222 получать электропитание от соединения Ethernet в соответствии со стандартом PoE. Таким образом, при необходимости силовой модуль может потреблять до 350 мА при напряжении 48 вольт. Силовой модуль 404 подключен к модулю физического уровня Ethernet 402 , контроллеру 406 и интерфейсному модулю ввода/вывода полевых устройств 408 для подачи всей необходимой рабочей энергии этим компонентам.

Контроллер 406 предпочтительно представляет собой микропроцессор и может включать в себя память, такую ​​как постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ). Кроме того, функциональная плата 222 может включать в себя дополнительную память (показана пунктиром под номером 410 ), которая подключена к контроллеру 9.0003 406 . Дополнительная память может быть полезна, чтобы позволить контроллеру 406 выполнять более сложные функции. Например, контроллер 406 может выполнять инструкции, хранящиеся в нем или в памяти 410 , для выполнения любой из следующих функций: веб-сервер; FTP-сервер; сервер защищенной оболочки (ssh). Более того, контроллер , 406, и память , 410, могут даже содержать встроенный информационный сервер, на котором может работать операционная система. Пример такой системы продается под торговым наименованием Etherstix и доступен от Gumstix Inc, Portola Valley, Калифорния. Дополнительную информацию можно найти в Интернете по адресу www.gumstix.com. Кроме того, память 410 можно использовать для хранения информации о ряде имеющихся в продаже полевых устройств, например, когда функциональная плата 222 в конечном итоге подключена к определенному полевому устройству, на функциональной плате можно просто указать, к какому конкретному полевому устройству она подключена. , а затем получить доступ к дополнительной информации об этом конкретном устройстве в памяти 410 , чтобы определить, как взаимодействовать с полевым устройством. Способ, которым функциональная плата 222 информируется о полевом устройстве, может принимать любую подходящую форму, включая установку перемычек на функциональной плате 9.0003 222 , отправка команд на функциональную плату 222 через сеть Ethernet; и/или доступ к элементарному интерфейсу оператора (не показан) на функциональной плате 222 .

Контроллер 406 соединен с интерфейсным модулем ввода-вывода полевого устройства 408 , который соединен с разъемом для полевого устройства 412 . Соединитель , 412, предпочтительно сконфигурирован для физического соединения с периферийным устройством таким же образом, как известные функциональные платы, в настоящее время соединенные с периферийными устройствами. Однако варианты осуществления настоящего изобретения также могут применяться на практике, когда соединитель 412 представляет собой любое подходящее соединение, включая простое соединение функциональной платы 222 с клеммами контура технологической связи полевого устройства с помощью проводов и т.п.

Модуль интерфейса ввода-вывода полевого устройства 408 сконфигурирован для взаимодействия с полевым устройством, подключенным к функциональной плате 222 через разъем 412 , с использованием любого подходящего протокола связи процесса. Таким образом, если полевое устройство может обеспечить индикацию значения переменной процесса только путем установки тока в диапазоне от 4 до 20 мА, модуль 408 может генерировать подходящий ток для полевого устройства. Предпочтительно модуль 408 подает ток питания на подключенное полевое устройство через соединитель 412 . Например, датчик давления 4–20 мА может получать рабочий ток от функциональной платы 222 через разъем 412 . Для модуля 408 можно использовать любой подходящий протокол обмена данными, включая 4-20 мА, как показано пунктиром в 414 , удаленный преобразователь с адресацией по шоссе (HART®), как показано пунктиром в блоке 9.0003 416 , Fieldbus, обозначенный пунктиром в блоке 418 , сеть контроллеров, указанный пунктиром в блоке 420 , или любой другой подходящий протокол. Кроме того, множество модулей 414 , 416 , 418 и 420 , специфичных для протокола, можно использовать для обеспечения функциональной платы 222 , совместимой с рядом различных протоколов связи обрабатывающей промышленности. Таким образом, один тип функциональной платы может производиться серийно для использования с широким набором полевых устройств. Кроме того, функция доска 222 может быть проинструктирован техническим специалистом о включении определенного модуля для конкретного протокола.

Функциональная плата 222 может включать дополнительные коммуникационные модули, такие как модуль 422 , показанный пунктиром. Модуль 422 может обеспечивать дополнительные способы связи, такие как беспроводная связь с функциональной платой 222 и, следовательно, с полевым устройством 412 . Коммуникационный модуль 422 также получает всю свою рабочую мощность через модуль питания PoE 9.0003 404 и позволяет или облегчает связь в соответствии с другим протоколом связи, таким как известный протокол связи Bluetooth, точки беспроводного доступа IEEE 802.11b и беспроводные сетевые устройства, созданные Linksys из Ирвина, Калифорния), сотовые или цифровые сетевые технологии. (например, Microburst® от Aeris Communications Inc. из Сан-Хосе, Калифорния), сверхширокополосная связь, оптика в свободном пространстве, глобальная система мобильной связи (GSM), общие услуги пакетной радиосвязи (GPRS), множественный доступ с кодовым разделением каналов (CDMA) , технология с расширенным спектром, методы инфракрасной связи, SMS (служба обмена короткими сообщениями/текстовые сообщения) или любая другая подходящая технология беспроводной связи. Эта дополнительная связь может способствовать локальному взаимодействию между полевым устройством с функциональной платой и обслуживающим персоналом рядом с устройством, который может взаимодействовать с полевым устройством с использованием беспроводного протокола.

Хотя настоящее изобретение было описано со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления, специалисты в данной области техники признают, что могут быть внесены изменения в форму и детали без отклонения от сущности и объема изобретения.

Диагностика впрыска топлива через центральный порт — UnderhoodService

Еще в 1992 году компания General Motors представила новый тип системы впрыска топлива, известный как «центральный впрыск топлива» (CPI), который GM также называет «центральным многоточечным впрыском топлива». (СМФИ). Система использовалась на 4,3-литровых двигателях V6 Vortec до 1995, а в 1996 году был переработан и переименован в «Центральный последовательный впрыск топлива» (CSFI). Система также была добавлена ​​​​к двигателям Vortec V8 объемом 5,0 и 5,7 л.

Хотя система CPI подает топливо к каждому из впускных каналов двигателя, как и другие системы многоточечного впрыска топлива, она имеет только одну расположенную в центре топливную форсунку, называемую форсункой MAXI. Вероятно, какой-то счетчик бобов в GM придумал эту идею, чтобы снизить затраты. Топливные форсунки стоят дорого, поэтому в то время казалось хорошей идеей использовать одну форсунку вместо шести.

Вот как это работает:

Форсунка MAXI устанавливается в центре впускного коллектора на двигателе 4,3 л и спрятана внутри разделенного нагнетательного коллектора. Вместо того, чтобы распылять топливо непосредственно в коллектор, как инжектор с корпусом дроссельной заслонки, инжектор MAXI направляет топливо в шесть нейлоновых топливопроводов, на концах которых установлены тарельчатые распылительные форсунки. Когда давление внутри трубопроводов достигает давления открытия тарельчатых клапанов (43 фунта на кв. дюйм), топливо выбрасывается из форсунок во впускные каналы двигателя.

В системе CPI первого поколения все форсунки распыляют одновременно при открытии форсунки MAXI (три раза за один оборот коленчатого вала). В системе CSFI второго поколения форсунки управляются индивидуально и срабатывают только один раз за каждый второй оборот коленчатого вала. Это позволяет системе обеспечить последовательный впрыск топлива для улучшения выбросов, производительности и экономии топлива.

В некотором роде эти системы функционируют как старомодная система впрыска дизельного топлива, за исключением того, что в них нет механического топливного насоса, впрыск топлива управляется электронным способом, а рабочее давление намного ниже. Давление топлива в системе CPI при включенном зажигании и выключенном двигателе (KOEO) должно составлять от 58 до 62 фунтов на квадратный дюйм. В некоторых спецификациях говорится, что от 54 до 60 фунтов на квадратный дюйм нормально, но некоторые эксперты по впрыску топлива настаивают на том, что для правильного запуска и работы большинству систем CPI действительно требуется не менее 58 фунтов на квадратный дюйм. Давление создается электрическим топливным насосом, установленным на баке. Регулятор давления топлива в верхней части форсунки MAXI поддерживает рабочее давление примерно от 55 до 57 фунтов на квадратный дюйм при работающем двигателе.

Система CPI является системой плотности скорости, поэтому датчик воздушного потока отсутствует. Модуль управления силовым агрегатом (PCM) оценивает поток воздуха, используя входные данные от датчика MAP, датчика положения дроссельной заслонки, датчика температуры и частоты вращения двигателя. Подача топлива регулируется широтно-импульсной модуляцией. PCM изменяет время включения или задержку форсунки MAXI для управления воздушно-топливной смесью. Схема драйвера форсунки использует метод пикового уровня и удержания, обеспечивая 4 ампера для открытия форсунки и около 1 ампера для ее удержания в открытом состоянии.

Важный момент, который следует отметить в отношении системы CPI, заключается в том, что если что-либо в системе CPI выходит из строя (короткое замыкание, открытие или утечка форсунки MAXI, утечка в регуляторе давления топлива, любая из линий, соединяющих форсунку MAXI с форсунками утечка или поломка, или любая из отдельных форсунок протекает или засоряется), вся система должна быть заменена как единый узел.

Предупреждение: Если в моторном отсеке пахнет бензином, снимите клапан настройки коллектора, расположенный в верхней части впускного коллектора, и загляните внутрь с фонариком. Если внутренняя часть коллектора блестит или вы видите пятна или утечки топлива, CPI негерметичен и его необходимо заменить без промедления.

Для замены узла CPI необходимо снять верхнюю часть камеры впускного коллектора. Есть 10 застежек Torx, которые удерживают его на месте. Как только это устранено, шесть отдельных распылительных форсунок можно вытащить из нижней половины коллектора, сжав пластиковые штыри вместе и потянув (что-то вроде разъединения электрического разъема).

Внимание! При установке системы CPI убедитесь, что тарельчатые сопла надежно зафиксированы в нижней части впускного коллектора. Если один из них ослабнет, он может разбрызгать топливо там, где его не должно быть, и создать потенциальную опасность возгорания.

CSFI второго поколения
В системе центрального последовательного впрыска топлива (CSFI) второго поколения (1996 г. и новее) форсунка MAXI в центральном корпусе заменена шестью отдельными форсунками, каждая из которых подает топливо на свой тарелочный клапан. форсунки. В системе также используется датчик массового расхода воздуха для контроля воздушного потока. Давление топлива в системе CSFI немного выше, чем в системе CPI (от 60 до 66 фунтов на квадратный дюйм при выключенном двигателе), а регулятор поддерживает рабочее давление на уровне от 55 до 57 фунтов на квадратный дюйм. Тарельчатые клапаны в распылительных форсунках также открываются при несколько более низком давлении (около 40 фунтов на квадратный дюйм). Форсунки срабатывают непосредственно перед открытием каждого впускного клапана.

Плохая сторона установки CSFI заключается в том, что форсунки засоряются сильнее, чем форсунки в старых системах CPI, потому что они распыляют реже. Период прогрева между форсунками позволяет топливному налету накапливаться внутри форсунок и ограничивать подачу топлива, что приводит к обеднению топлива, пропускам зажигания, колебаниям и потере мощности. Преимущество системы CSFI заключается в том, что форсунки и форсунки можно заменить по отдельности в случае выхода из строя какой-либо из них.

В последние годы для этих приложений была разработана система замены послепродажного обслуживания, которая преобразует систему CSFI в обычную систему многоточечного впрыска топлива. Система послепродажного обслуживания выглядит аналогично, но проблемные форсунки с тарельчатым клапаном на концах топливопроводов были заменены обычными электронными мини-форсунками.

Утечка в системе
Общие проблемы в системе CPI первого поколения включают утечки топлива в регуляторе давления (которые могут привести к утечке топлива на стороне пассажира во впускном коллекторе и создать потенциальную опасность возгорания), утечки топлива в системе подачи топлива и обратные линии (из которых происходит утечка топлива на впускной коллектор со стороны водителя), утечки или электрические неисправности в форсунке MAXI, утечки в топливопроводах между форсункой MAXI и распылительными форсунками, а также заклеивание тарельчатых клапанов.

Если одна тарельчатая форсунка протекает, это также приведет к падению давления в других тарельчатых форсунках. Цилиндр с протекающей форсункой будет работать на обогащенной смеси и может иметь мокрую загрязненную свечу зажигания. Другие, скорее всего, будут работать скудно и могут дать осечку.

Общие проблемы в системе CSFI второго поколения включают неплотности уплотнительных колец, негерметичность регулятора давления топлива, негерметичность топливного пульсатора или демпфера внутри топливного бака (вызывает потерю давления топлива), а также негерметичность или залипание распылительных форсунок. .

General Motors выпустила несколько бюллетеней по техническому обслуживанию, посвященных этим вопросам, в том числе TSB 99-06-01-022, в котором описаны процедуры очистки распылителей тарельчатых клапанов CPI, TSB 00-06-04-003B для очистки распылителей тарельчатых клапанов CSFI. форсунки, TSB 56-63-06 и TSB 66-63-09, которые охватывают диагностику проблем с затрудненным запуском/незапуском системы CPI, и специальную политику 99034A, которая продлевает заводскую гарантию на системы CPI только для Калифорнии (RPO L35 VIN Код W) до 10 лет или 100 000 миль.

Последний возлагает вину за проблемы с индексом потребительских цен на использование калифорнийского реформулированного бензина и покрывает как ремонт, так и очистку.

GM также отозвала (99066F) системы CSFI с 1996 по 2003 год и продлила гарантию до 10 лет или 200 000 миль (в зависимости от того, что наступит раньше), чтобы покрыть проблемы с тарельчатыми форсунками. Отзыв распространяется на бесплатную чистку и/или замену форсунок, если это необходимо для устранения проблем с управляемостью или выбросами.

Проблемы с давлением топлива
Системы CPI и CSFI очень чувствительны к любой потере давления топлива. Если топливный насос неисправен, не получает достаточного напряжения для работы на нормальной скорости или линия подачи топлива ограничена из-за засорения топливного фильтра, падения всего на несколько фунтов на квадратный дюйм может быть достаточно, чтобы вызвать затрудненный запуск или вообще его отсутствие. -стартовое состояние. Таким образом, первым шагом в диагностике затрудненного запуска или отсутствия запуска грузовика GMC или Chevy с одной из этих систем будет проверка давления топлива.

Если давление топлива ниже спецификации KOEO, необходимо проверить топливный насос и его цепь питания.

Давление мертвого напора топливного насоса должно составлять от 70 до 80 фунтов на квадратный дюйм или выше, а насос должен обеспечивать подачу кварты топлива за 30 секунд. Если насос не обеспечивает требуемое давление или объем, проверьте напряжение насоса и заземление. Вы должны увидеть напряжение аккумулятора на насосе при включенном ключе с падением напряжения не более чем в 1,5 раза для всей цепи (в идеале менее 0,5 вольта). Отсутствие напряжения на насосе может быть связано с перегоревшим предохранителем, обрывом проводки цепи насоса или неисправным реле топливного насоса. Если реле не замыкается, проверьте датчик давления масла. Питание на реле подается через датчик давления масла, чтобы отключить насос, если двигатель не работает (мера безопасности для прекращения подачи топлива в случае аварии).

Иногда провода насоса внутри бака также могут перегружаться и замыкаться. Провода имеют маленькое сечение и не предназначены для работы с высокими амперными нагрузками (что может произойти, когда изношенный насос начинает тянуть больше, чем его нормальный ток). Вот почему некоторые сменные топливные насосы на вторичном рынке теперь включают новый жгут проводов бака для этих проблемных приложений. Если с топливным насосом все в порядке, то следует проверить регулятор давления топлива. При выключенном ключе давление в топливной магистрали должно держаться не менее пяти минут. Если давление падает, возможно, негерметичен регулятор давления топлива или обратный клапан топливного насоса. Если пережатие линии возврата топлива приводит к тем же результатам, проблема заключается в обратном клапане в топливном насосе (замените насос). Если пережатие обратной линии останавливает потерю давления, проблема заключается в негерметичном регуляторе.

Следующим шагом будет проверка клапана MAXI (CPI) или отдельных форсунок (CSFI) и тарельчатых клапанов. Если форсунки MAXI или форсунки CSFI не гудит, проверьте подачу питания на форсунку (форсунки) от PCM. Вы можете использовать световой индикатор, чтобы увидеть, подаются ли импульсы на форсунки, или подключить цифровой запоминающий осциллограф к жгуту проводов форсунок, чтобы увидеть, что происходит в цепи.

Инжектор MAXI также можно проверить с помощью омметра. Спецификация сопротивления 1,9до 2,1 Ом, а напряжение катушки должно быть от 3,3 до 4,8 вольт. В системах CSFI напряжение катушки форсунки должно составлять от 5,4 до 7,5 вольт.

Если форсунка или тарельчатая форсунка в системе CSFI неисправны и вам необходимо их заменить, убедитесь, что тарельчатая форсунка надежно зафиксирована в нижней части впускного коллектора.

В системах CSFI грязный или неисправный датчик массового расхода воздуха также может вызывать проблемы (обычно коды обеднения, колебания, пропуски зажигания или неравномерный холостой ход). Датчик воздушного потока можно проверить с помощью диагностического прибора, и он должен показывать расход воздуха от 5 до 7 граммов в секунду на холостом ходу на прогретом двигателе. Если показания датчика низкие, его можно очистить, распылив на элемент датчика чистящее средство для электроники (не используйте никакие другие типы чистящих средств или растворителей, так как это может повредить датчик). Если он по-прежнему плохо себя ведет после очистки, замена — ваш единственный вариант.

Настройка впуска
Еще несколько моментов, которые следует упомянуть о старой системе CPI: в ней используется клапан настройки впускного коллектора (IMTV) для открытия камеры впускного коллектора, когда обороты двигателя выше 3000 об/мин, а положение дроссельной заслонки выше 36%. Усиление дыхания помогает двигателю развить больше лошадиных сил. Настроечный клапан был снят с производства в системе CSFI второго поколения (без сомнения, еще одна мера по сокращению затрат).

Нет конкретного диагностического кода неисправности для цепи IMTV до 1996 грузовиков, а сканер показывает только состояние включения/выключения регулирующего клапана. Но если система не работает, двигатель не будет развивать свою нормальную мощность выше 3000 об/мин.