Система питания дизельных двигателей Киа Спортейдж

Система питания дизельных двигателей

При работе дизельного двигателя в его цилиндры всасывается наружный воздух, который сжимается до высокого давления. При этом температура воздуха в результате адиабатического нагрева поднимается до уровня 700-900°С, превышающего точку воспламенения дизельного топлива. Топливо впрыскивается в цилиндр с некоторым опережением и воспламеняется. Таким образом, необходимость в использовании свечей зажигания отпадает.

Как и на бензиновых моделях система питания состоит из двух трактов: подачи топлива и подачи воздуха; управление функционированием системы осуществляет специальный электронный модуль (ECM). Более подробно принцип функционирования системы управления дизельным двигателем/снижения токсичности отработавших газов изложен в Разделе Система самодиагностики дизельных моделей (см. Часть Системы управления двигателем и снижения токсичности отработавших газов).

Система подачи воздуха

Главными особенностями конструкции впускного воздушного тракта рассматриваемого в настоящем Руководстве дизельного двигателя являются использование в нем турбокомпрессора, приводимого во вращение потоком отработавших газов, и отсутствие дросселирования на впуске (характерно для дизелей, оборудованных ТНВД распределительного типа). Дополнительное увеличение расхода воздуха наддува обеспечивается за счет его теплового сжатия в теплообменнике промежуточного охладителя (Intercooler).

Конструкция впускного воздушного тракта дизельного двигателя

1 — Воздухоочиститель
2 — Турбокомпрессор

3 — К системе выпуска отработавших газов
4 — Intercooler
5 — Выпускной коллектор

Для вращения компрессора системы наддува используется поток отработавших газов двигателя, подаваемый в корпус турбинной сборки, — рабочее колесо компрессора посажено на один вал с колесом турбины и своим вращением обеспечивает сжатие проходящего через воздухоочиститель воздуха и подачу его под напором во впускной трубопровод двигателя. Такая конструкция компрессора гарантирует незамедлительность реакции системы наддува на изменение нагрузок на двигатель, впрямую связанное с интенсивностью выпуска двигателя.

Конструкция турбокомпрессора

1 — Корпус компрессора
2 — Задняя пластина
3 — Корпус турбины
4 — Поршневое кольцо
5 — Турбина
6 — Втулка
7 — Центральный кожух 1

8 — Центральный кожух 2
9 — Центральный кожух 3
10 — Исполнительный шток
12 — Диафрагменная сборка
13 — Исполнительный механизм
14 — Резиновый шланг

В состав турбокомпрессора включены два датчика: температуры (TA) и давления воздуха наддува. На основании анализа данных, поступающих от данных датчиков PCM определяет количество поступающего в двигатель воздуха.

Промежуточный охладитель (Intercooler)

Включенный во впускной воздушный тракт турбированного двигателя теплообменник промежуточного охладителя служит для компенсации эффекта адиабатического разогрева нагнетаемого компрессором воздуха. Теплообменник установлен на выходе из компрессора и во время движения автомобиля непрерывно продувается набегающим потоком воздуха, захватываемого отформованным в крышке капота воздухозаборником, — при охлаждении воздух сжимается, что дополнительно повышает эффективность функционирования системы наддува.

Теплообменник промежуточного охладителя системы наддува установлен на выходе из турбокомпрессора.

Система подачи топлива

Система подачи топлива дизельных двигателей отличается высокой степенью надежности и при добросовестном выполнении процедур регулярного обслуживания с соблюдением требований Спецификаций Главы Системы питания, управления двигателем/снижения токсичности отработавших газов и выпуска отработавших газов к типу используемого горючего должна исправно функционировать в течение всего срока службы автомобиля.

В результате длительного использования внутренние компоненты форсунок могут изнашиваться. Выполнение восстановительного ремонта форсунок правильно будет поручить специалистам автосервиса.

Основным элементом топливного тракта дизельного двигателя рассматриваемых моделей является насос высокого давления (ТНВД) распределительного типа (VE) с электронным управлением, осуществляющий всасывание топлива через фильтр из расположенного сзади под автомобилем топливного бака и дозированную раздачу его через форсунки в камеры сгорания двигателя.

Схема организации системы подачи топлива дизельного двигателя

1 — Оборудованная предохранительным клапаном крышка заливной горловины топливного бака
2 — Двухходовой клапан
3 — Топливные форсунки
4 — Одноходовой клапан
5 — Возвратная линия

6 — В атмосферу
7 — Измеритель запаса топлива
8 — Возвратный топливопровод
9 — ТНВД
10 — Топливный фильтр

Топливный насос высокого давления (ТНВД)

Принцип всасывания и сжатия топлива в электронном ТНВД аналогичен принципу, используемому в насосах механического типа. Главным отличием электронного насоса является использование вместо центробежного корректора моментов впрыска электронного регулятора с тросовым приводом (вместо рычажного).

онструкция электронного ТНВД распределительного типа

Электронный регулятор (GE)

Исполнительный механизм GE закреплен на камере регулятора в верхней части сборки ТНВД.

Конструкция электронного регулятора ТНВД распределительного типа

1 — Катушка
2 — Магнит
3 — Возвратная пружина
4 — Ротор

5 — Сердечник
6 — Шаровая шпилька
7 — Вал
8 — Управляющий вал
9 — Магнитный фильтр

В основу функционирования регулятора положен феномен возникновения магнитного поля при подаче на обмотку катушки электрического тока. Напряженность индуцируемого поля будет прямо пропорциональна силе пропускаемого через обмотку тока, что обеспечивает возможность разворачивания ротора регулятора в требуемое положение с преодолением развиваемого возвратной пружиной усилия, — за счет вращения ротора обеспечивается контролируемое линейное перемещение управляющей муфты.

Принцип функционирования регулятора.

Входящий в состав регулятора магнитный фильтр обеспечивает защиту рабочих камер насосной сборки от попадания в них посторонних предметов.

Клапан управления распределением моментов впрыска (TCV)

TCV помещается между высоконапорной и низконапорной камерами и обеспечивает регулировку давления за счет открывания при подаче электропитания.

Когда питание на клапан не подается, камеры остаются изолированными. Открывание TCV приводит к их объединению, в результате распределительный поршень смещается под воздействием развиваемого пружиной усилия в положение, обеспечивающее выравнивание давлений, — корректировка момента впрыска осуществляется за счет одновременного поворачивания роликового держателя.

Датчик положения управляющей муфты (CSP)

Датчик помещается в верхней части сборки регулятора и поставляет ECM информацию о положении управляющей муфты, перемещение которой приводит к поворачиванию на определенный угол чувствительного элемента датчика за счет изменения разности индуктивностей в его верхней и нижней обмотках. ECM сравнивает полученные данные с требуемым значением и в случае необходимости выдает команду на выполнение соответствующей корректировки путем изменения силы пропускаемого через обмотки тока.

Специальная фиксированная пластина обеспечивает компенсацию температурных изменений индуктивности.

Датчик положения распределительного поршня (TPS)

TPS подсоединен к низковольтной стороне распределительного устройства, состоит из стержневого сердечника и бобины и служит для оповещения ECM о перемещении распределительного поршня, -перемещение поршня приводит к изменению индуктивности катушки датчика в результате соответствующего перемещения сердечника.

Датчик оборотов ТНВД (Np)

Датчик Np поставляет ECM информацию об оборотах ТНВД. Датчик представляет собой соленоид, реагирующий на прохождение мимо его магнита каждого из 4-х зубьев вращающейся сигнальной пластины. Вырабатываемый при прохождении зубьями через магнитное поле переменный ток преобразуется в импульсные сигналы, выдаваемые на модуль управления.

Дизельный 2.0 Hyundai/Kia — двигатель D4EA

Первый дизель южнокорейских производителей, оснащённый системой Common Rail и называвшийся D4EA увидел свет ещё в далёком 2000 году. Следом за ним появился 3-х цилиндровый, меньший двигатель, в 1,5 литра, получивший обозначение D3EA. Следующим стал 4-х цилиндровый, объёмом 2,2 литра, созданный на базе 2-х литрового CRDI мотора, это D4EB. Рассмотрим подробнее D4EA — 2-х литровый дизель ставший первенцем в их ряду.

Характеристики двигателя D4EA

Дизель корейского производства D4EA имеет такие характеристики:

• Его объём составляет — 1991 кубический сантиметр.
• Система питания Д4ЕА — непосредственный впрыск.
• При этом он имеет мощность — от 112, до 151 л.с.
• А крутящий момент у него — от 245, до 350 Нм.
• Блок 4-х цилиндровый с рядным расположением, выполнен из чугуна.
• Головка блока цилиндров (ГБЦ) — 16-ти клапанная, выполнена из алюминиевого сплава.
• Его цилиндры имеют диаметр — 83 миллиметра.
• Ход поршней при этом 92 миллиметра.
• Характеристика степени сжатия D4EA — 17,7.
• К особенностям этого мотора относится — наличие интеркулера.
• На этом моторе используются гидрокомпенсаторы.
• Привод ГРМ — ременной.
• Масло — 5W-30.
• Объём же масла, заливаемый в двигатель — 6,5 литров.
• Топливом для него служит — дизель.

Расход топлива

Такие характеристики как расход топлива должны рассматриваться с учётом характеристик автомобиля, на который он установлен, а также некоторых других факторов. Рассмотрим же потребление топлива двух моделей автомобилей на которые устанавливался двигатель D4EA.

Это Kia Sportage 2.0D AT 4WD Elegance выпускавшийся с апреля 2007-го по июль 2010-го года и оборудовавшийся автоматической 4-х ступенчатой автоматической коробкой передач.

Также рассмотрим расход топлива автомобилем Hyundai Santa Fe 2.0D MT 4WD GLS выпускавшимся с августа 2004-го года по март 2006-го года с установленной на нём механической коробкой передач.

Kia Sportage 2.0D AT 4WD Elegance

Kia Sportage 2.0D AT 4WD Elegance.

При разных режимах расход топлива будет следующим:

• город — 10,3;
• трасса — 6,6;
• смешанный цикл — 8,0.

Hyundai Santa Fe 2.0 D4EA MКПП 4WD GLS

У Hyundai Santa Fe 2.0 D4EA MКПП 4WD GLS.

При разных режимах расход топлива будет следующим:

• город — 9,0 литров;
• трасса — 6,1;
• смешанный цикл — 7,1.

Технические особенности

4-х цилиндровый дизельный двигатель D4EA корейцы разрабатывали совместно с VM Motori, где он обозначался RA 420 SOHC.

4-х цилиндровый дизельный двигатель D4EA

Раньше всех Д4ЕА стали устанавливать Kia и Hyundai, а после к ним присоединились Opel и Daewoo/Chevrolet где он именовался 2.0 VCDI Z20DMH. Базой D4EA стал блок цилиндров выполненный из чугуна, в котором установлен коленчатый вал обеспечивающий ход поршней в 92мм. Диаметр его цилиндров составляет 83мм. Этот диаметр, вкупе с таким ходом и даёт объём порядка 2-х литров.

Шестнадцатиклапанная ГБЦ с одним распределительным валом

Этот блок цилиндров накрывается алюминиевой шестнадцати клапанной ГБЦ с одним распределительным валом и установленными гидрокомпенсаторами, так что дополнительно регулировать клапана не потребуется. Вращение распределительного вала осуществляется ременным приводом ресурсом в 90000км. После этого ремень ГРМ следует заменить. Замена производится с заменой всех сопутствующих деталей, и проведением всех необходимых регулировок.

Блок цилиндров D4EA выполненный из чугуна

Нагнетание воздуха в такой двигатель каким является Д4ЕА дизель, может осуществлять турбина. Такое решение повышает мощность.

Номер же мотора следует искать в районе стыка мотора и КПП над стыком.

Если произойдёт обрыв ремня ГРМ, то двигатели этого семейства при такой аварии гнут клапана!

Модификации D4EA

Двигатель Д4ЕА имеет несколько модификаций.

Так с 2000-го года и до самого конца 2005-го года производились моторы D4EA первой серии. В них использовали впрыск Common Rail, с давлением в 1350 бар, нагнетанием воздуха в цилиндр тут занималась турбина MHI TD-025M, работало всё это железо под управлением ЭБУ Bosch EDC15. Здесь устанавливался катализатор и EGR, мотор соответствует классу Евро-3

Мощность ДВС составляла 112, или 113 лошадиных сил при 4000 об/мин, что зависело от настройки оборудования. Крутящий момент же равнялся 245 Нм, при 1800-2500 об/мин.

Но с 2003-го года появляется 125-ти сильная модификация этого двигателя. Здесь уже устанавливалась турбина модели Garrett GT-1752V.

С 2003-го года уже устанавливалась турбина модели Garrett GT-1752V

В 2005-ом году, место на производственной линии занял мотор 2-го поколения, здесь уже использован впрыск Common Rail при давлении в 1600 бар. Применена турбина Garrett GTB-1549V. Разработчики понизили степень сжатия до 17,3, здесь также применена охлаждаемая система EGR, а для некоторых стран был установлен ещё и сажевый фильтр. ЭБУ применённая на таких моторах Bosch EDC16. Экологический класс Евро-4, а мощность этих двигателей поднялась и теперь находится на отметке 120-150 л.с. при 4000 об/мин.

Обслуживание

D4EA двигатель требует периодического технического обслуживания и замены некоторых расходных материалов. Плановое ТО, а также замена расходных материалов, должны производится не реже чем это прописано в документах.

Так например ремень ГРМ следует менять спустя 90000 км пробега, или спустя 6 лет.

Ремень и ролик ГРМ D4EA

А вот масло и масляный фильтр меняются каждые 15000км пробега, или раз в год. При этом заменяться масло должно на то, которое рекомендовано производителем, а именно классом не ниже ACEA B4. Выбор масла скажется не только на экономии топлива, но и на ресурсе D4EA.

Воздушный фильтр также рекомендуется заменить после прохождения автомобилем 15000 км, или же рекомендована ежегодная замена.

Антифриз же в системе охлаждения заменяется спустя 45000 километров пробега, либо раз в 3 года.

Недостатки и слабые места D4EA

Двигатель Д4ЕА конечно же имеет свои слабые места.

Так например самая дорогая проблема — поломка топливной аппаратуры (как впрочем и в любом дизеле).

Ресурс ремня ГРМ у двигателя D4EA не особо большой, но его замена необходима, ибо при его обрыве погнёт клапана. Лучше менять привод газораспределения раз в 60 — 70 тыс.

Со временем прогорают шайбы под форсунками, а из-за этого образуется сильный нагар.

Клапан ЕГР D4EA

Клапан ЕГР заклинивает в открытом положении.

При солидных пробегах случается растрескивание Головки Блока Цилиндров.

Забившийся приёмник влечёт за собой масляное голодание, последствиями этого становится проворот вкладышей.

Как видите, минусы у Д4ЕА есть.

Возможные причины масложора

В базовой версии 112-ти сильный двигатель D4EA не имеет маслоуловителя в системе вентилирования картерного газа. В этой версии на клапанной крышке установлена только пластина-маслоотделитель. Некоторые водители ставили маслоуловители своей собственной конструкции, но его простота приводит к тому, что масло попадает в камеры сгорания, где и сгорает вместе с топливом. Это одна из причин масложора. Следует периодически очищать клапанную крышку для устранения повышенного расхода масла.

К парению из маслозаливной горловины может привести засорение сапуна в системе вентилирования газов картера. Этого нельзя запускать, жор масла может быстро прогрессировать, из-за чего уровень смазки может опуститься ниже допустимого. Нарушится смазка шеек коленчатого вала, с последствиями в виде проворота вкладышей, а иногда, может вызвать разрушение шатунных шеек.

К клапану ВГК двигателя 2.0 CRDI претензий нет никаких. Здесь он применён мембранной конструкции, а такие клапаны имеют очень большой срок службы.

Система подачи топлива

Топливная система фирмы Bosch, которой оборудован D4EA капризно относится к качеству топлива. Изношенная форсунка начинает сливать много топлива в обратку. Из-за чего Д4ЕА начинает неустойчиво работать и испытывает проблемы с пуском. При этом неустойчивая работа вызывается даже износом одной форсунки из 4-х. Если же форсунка начнёт впрыскивать много топливо, то это может повлечь даже капитальный ремонт.

Топливная форсунка

Форсунки двигателя D4EA требуют тщательной и регулярной проверки на стенде.

Регулятор давления топлива также вызывает много проблем. При неисправности как регулятора, так и датчика давления мотор начинает глохнуть при разгоне и плохо заводится.

Медная огнеупорная шайба установленная под форсункой также может прогореть, при этом закоксовывается как гнездо форсунки так и полость ГБЦ. А это приводит к образованию избыточного давления не только под клапанной крышкой, но и в системе вентилирования газов картера.

Отзывы

Уважаемые Читатели на нашем сайте пока нет отзывов о моторе D4EA. Если Вы хотите поделиться своим опытом, мнением, то оставляйте их в виде комментариев в любой форме.

На какие автомобили устанавливался Д4ЕА

Двигатель D4EA устанавливался на автомобили марок Hyundai и Kia.

Kia: Sportage GE и Magentis MG.

Модели Kia:

1. Sportage GE
2. Magentis MG.

Hyundai: Santa Fe SM и Hyundai Tucson JM

Hyundai:

1. Santa Fe SM,
2. Hyundai Tucson JM,
3. Hyundai Elantra XD.

Заключение

Много противоречивых заключений вызывает надёжность D4EA. Много двигателей этой модели надёжно работают и при пробегах в 400000 км, но также много не преодолели рубеж в 150000 км. Ресурс ДВС Д4ЕА сильно зависит от наблюдательности владельца, а также качества и своевременности техобслуживания.

Вам также может понравиться

Общие проблемы безнаддувных двигателей

Есть ли проблемы с двигателями без наддува?

Поперечный и продольный двигатель

Тот, кто любит водить машину и имеет машину в гараже

Как понять, что заправился плохим топливом и что делать

Горючее в баке автомобиля должно соответствовать предусмотренному

Как определить наличие присадок в масле двигателя?

Присадки для двигателя помогают «оживить» устаревший

Как определить, что стучит в двигателе

Стук в двигателе обычно является признаком проблем

Как в двигателе определить подсос воздуха

Если во время работы двигателя возникают странные моменты

Что делать, если вода попала в двигатель, и чем это может грозить?

Система работающего двигателя достаточно защищена от

Сломался термостат: чем это опасно для двигателя, и как определить причину неисправности?

Работу двигателя обеспечивают сразу несколько важнейших