Układ zasilania paliwem — Informacje ogólne (BMW X5 E53)

Podstawowy schemat układu zasilania paliwem przedstawiono na rysunku 6.16. Ma on na celu dostarczenie do komory spalania takiej ilości paliwa, która zapewni całkowite spalenie paliwa, zadany tryb pracy, wymagany poziom toksyczności spalin i składa się z następujących elementów:

• zbiornik paliwa z czujnikiem poziomu paliwa, pompą elektryczną i strumieniową pompą ssącą;
• systemy rurowe filtrów paliwa;
• główna pompa paliwowa i pompa wysokiego ciśnienia (HP);
• dystrybucja główna;
• adapter;
• wtryskiwacze;
• zawory bezpieczeństwa;
• zawór bimetaliczny;
• chłodnica paliwa;
• zbiornik wyrównawczy z filtrem przeciwpyłowym;
• systemy zarządzania paliwem (system DDE).

Elektryczna pompa paliwa (2), umieszczona w zbiorniku paliwa (1), dostarcza paliwo do pompy wspomagającej. Do wytworzenia niezbędnego ciśnienia wtrysku paliwa wykorzystywana jest pompa paliwowa wysokiego ciśnienia (21), która wytwarza je w akumulatorze hydraulicznym (24), dla wszystkich wtryskiwaczy (25). Pomiędzy pompą paliwa wysokiego ciśnienia a elektryczną pompą zbiornika paliwa zamontowana jest dodatkowa pompa - pompa główna (22), która przy dużym zużyciu paliwa wspomaga pompę zbiornika paliwa.



Paliwo dostarczane jest do pompy paliwa wysokociśnieniowego z pompy paliwa znajdującej się w zbiorniku, poprzez przewody zasilające, poprzez pompę główną i filtr paliwa. Pompa paliwa wysokiego ciśnienia dostarcza paliwo do wtryskiwaczy za pośrednictwem akumulatora hydraulicznego.

Za pomocą zaworu ograniczającego ciśnienie, umieszczonego w obwodzie zasilania silnika, ciśnienie doładowania utrzymywane jest na stałym poziomie. Zawór montowany jest na pompie paliwa wysokiego ciśnienia.

Paliwo opuszczające wtryskiwacze i pompę paliwową wysokiego ciśnienia trafia do zaworu bimetalicznego (27), który rozdziela objętość przepływu powrotnego w zależności od temperatury paliwa. Przy niskich temperaturach paliwa większa jego część ponownie trafia do przewodu zasilającego przed pompą główną poprzez adapter (20) z 5 wyjściami, co przyspiesza podgrzewanie paliwa przy niskich temperaturach zewnętrznych. Jeżeli temperatura paliwa jest wysoka, większość z niego powraca przez chłodnicę paliwa (28) i przewód powrotny do zbiornika paliwa. Zapobiega to nadmiernemu nagrzewaniu się paliwa przy wysokich temperaturach zewnętrznych.

W ekstremalnych warunkach pracy strumień powrotny paliwa może być duży i gorący. Na przykład podczas jazdy pod górę lub z przyczepą. Dzięki temu, poprzez przepustnicę umieszczoną w adapterze, część paliwa kierowana jest bezpośrednio do przewodu zasilającego. Dodatkowo środek ten zapobiega nadmiernemu nagrzewaniu się paliwa w zbiorniku.

Olej napędowy jest trudno parujący, dlatego nie ma potrzeby stosowania adsorbentu. Kondensat pary paliwa ze zbiornika wyrównawczego (15) powraca do zbiornika paliwa. Podczas tankowania zbiornik jest odpowietrzany poprzez rurkę odpowietrzającą (7) znajdującą się w króćcu wlewowym.

Zbiornik paliwa

Zbiornik paliwa (1) przeznaczony jest do magazynowania niezbędnej ilości paliwa w czasie ruchu pojazdu. Plastikowy zbiornik paliwa jest dwuczęściowy, typu siodłowego, umieszczony pod poduszką tylnego siedzenia i przymocowany do nadwozia za pomocą pasów napinających. Pojemność wynosi 93 l. Aktualne zapasy paliwa i jego zużycie monitorowane są przez dwa czujniki poziomu, każdy w swojej sekcji, informacja wyświetlana jest na urządzeniu w formie strzałki, początek rezerwy (krytyczny) ilość paliwa jest mierzona przez wskaźnik na desce rozdzielczej. Zbiornik wyposażony jest w układ wentylacyjny poprzez naczynie wyrównawcze i filtr.

Pompa paliwa i filtr

Pompa paliwa (2) rotacyjna, zanurzeniowa, z napędem elektrycznym produkcji Bosch (Niemcy) zamontowana jest w prawej połowie zbiornika paliwa (jeśli spojrzysz w kierunku ruchu).

Aby utrzymać wymagane ciśnienie paliwa w trybach dużej mocy, w układzie paliwowym zainstalowano główną pompę paliwa, która dostarcza większą ilość paliwa, przekraczając jego zużycie przez silnik. Pompa ta sterowana jest przez jednostkę elektroniczną systemu "EKR" i znajduje się w bagażniku po prawej stronie. Jednostka sterująca rejestruje parametry zapotrzebowania na paliwo, które służą do obliczenia całkowitej ilości wymaganego paliwa na podstawie następujących wartości: zapotrzebowania silnika na paliwo zgodnie z żądaniem sterownika DDE oraz paliwa wymaganego do smarowania i chłodzenia pompy wysokiego ciśnienia (HP).

Filtr paliwa montowany jest na przewodzie wylotowym za główną pompą paliwową. Obudowa filtra zawiera porowaty element filtrujący o pojemności retencji 8–10 µm i powierzchni filtrującej wynoszącej około 7500 cm². Filtr paliwa wyposażony jest w czujnik ciśnienia, który zapewnia włączenie głównej pompy.

Układ wtrysku paliwa

Silniki wyposażone są w elektroniczny cyfrowy układ sterowania silnikiem (DECS).

Uwaga!

• Odłączanie przewodów od zacisków akumulatora jest dopuszczalne wyłącznie w przypadku, gdy przewiduje to procedura pracy. Po odłączeniu akumulatora kody błędów, ustawienia sprzętu audio i blokady systemu antykradzieżowego zapisane w pamięci ECU-KSUD zostają usunięte.
• Odłączanie połączeń wtykowych (PC) należy wykonywać wyłącznie przy wyłączonym zapłonie.
• W przypadku awarii układu wtryskowego, przed przystąpieniem do określania przyczyn usterek w module ECU-CSUD lub innym elemencie sterującym należy sprawdzić stan układu wtryskowego.

Centralny układ sterowania ma za zadanie kontrolować wszystkie procesy pracy silnika, zapewniając w ten sposób zadane parametry mocy, ekonomii i toksyczności pojazdu. Odpowiada również za sterowanie automatyczną skrzynią biegów, elementami układu hamulcowego – ABS, DSC, RDC, EDC, AGR i szeregiem innych funkcji.

Pojazdy BMW są wyposażone w cyfrowe systemy zarządzania silnikiem typu "DDE 4.0" w modelu M57 i typu "DDE 5.06" w modelu M57TU – ("Digitale Diesel Elektronic").

Podsystem sterowania wtryskiem paliwa

Podsystem sterowania wtryskiem paliwa to zaawansowany elektroniczny układ wtrysku paliwa z przepływomierzem masowym powietrza typu gorącego drutu.

Zasada działania podsystemu sterowania wtryskiem paliwa jest następująca. Elektryczna pompa paliwowa (2) pobiera paliwo ze zbiornika i tłoczy je pod ciśnieniem poprzez pompę główną (22) i filtr paliwa (23) do pompy paliwowej wysokiego ciśnienia (21), a następnie do akumulatora hydraulicznego (24), połączonego z każdym cylindrem poprzez elektromagnetyczny zawór wtrysku paliwa - wtryskiwacz (25).



Regulator ciśnienia paliwa zamontowany na korpusie pompy paliwa wysokiego ciśnienia utrzymuje stałe ciśnienie wtrysku wytwarzane w akumulatorze hydraulicznym oraz odprowadza nadmiar paliwa do zbiornika, czyli zapewnia cyrkulację paliwa w układzie i zapobiega tworzeniu się w nim korków parowych. Pompa paliwa w zbiorniku włączana jest poleceniem sterownika ECU-DDE, które następuje przy prędkości obrotowej wału korbowego silnika wynoszącej 30 min⁻¹, w momencie włączenia rozrusznika, po rozgrzaniu świec zapłonowych. Jeżeli silnik nie pracuje, w przypadku zgaśnięcia silnika na skutek wypadku lub kolizji drogowej nastąpi awaryjne odcięcie dopływu paliwa.

Każdy wtryskiwacz jest sterowany przez oddzielny stopień wyjściowy wzmacniacza ECU-KSUD. Zapewnia to dokładność dawkowania wtryskiwanego paliwa i jego szybką regulację przy zmianach obciążenia silnika.

Akumulator hydrauliczny (24) jest komorą z gniazdami (dziury) do montażu przewodów ciśnieniowych wtryskiwaczy, czujnika ciśnienia oraz łączników przyłączeniowych przewodów od pompy paliwa wysokiego ciśnienia. Akumulator hydrauliczny zapewnia dostarczanie paliwa pod stałym ciśnieniem do wtryskiwaczy. Jego głośność została specjalnie obliczona tak, aby zapewnić redukcję hałasu podczas zmiany trybu pracy i spadków ciśnienia.

Wtryskiwacze (wtryskiwacze elektromagnetyczne) służą do dozowania paliwa wtryskiwanego do komory spalania silnika. Montowane są na głowicy cylindra. Ilość wtryskiwanego paliwa zależy od czasu otwarcia wtryskiwacza, który jest określany przez ECU-KSUD na podstawie informacji otrzymanych z czujników.



Trudności z uruchomieniem, niemożność uruchomienia i niestabilna praca silnika na biegu jałowym mogą świadczyć o usterce wtryskiwaczy. Czujnik położenia wału korbowego zamontowany jest na głowicy cylindra, połączony z położeniem wałka rozrządu. Jego zadaniem jest określenie położenia tłoków w cylindrach, co pozwala określić moment i ilość dostarczanego paliwa. Działanie układu opiera się na efekcie Halla i generuje impuls położenia pierwszego cylindra w górnym martwym punkcie (GMP) suwu sprężania, który stanowi sygnał odniesienia dla rozpoczęcia zliczania. Czujnik prędkości obrotowej wału korbowego zamontowany jest na bloku cylindrów, nad kołem zamachowym. Jego zadaniem jest określanie prędkości obrotowej wału korbowego silnika w celu wygenerowania sygnału sterującego otwieraniem wtryskiwaczy. Wykorzystuje ona efekt Halla i generuje impuls równy jednemu pełnemu obrotowi wału korbowego, który stanowi sygnał odniesienia do obliczania prędkości obrotowej wału korbowego silnika i jego chwilowego położenia kątowego.

Czujnik temperatury płynu chłodzącego jest rezystorem o ujemnym współczynniku temperaturowym, co oznacza, że jego rezystancja maleje wraz ze wzrostem temperatury. Podczas rozgrzewania silnika ECU-KSUD zapewnia wzbogacenie mieszanki paliwowej na podstawie sygnału elektrycznego pochodzącego z czujnika temperatury zamontowanego w głowicy cylindra.

Czujnik ciśnienia doładowania ma za zadanie zmienić geometrię turbosprężarki, co pozwala na optymalny dobór ciśnienia doładowania w zależności od prędkości obrotowej wału korbowego silnika. Czujnik zasilany jest napięciem 5,0±0,25 V i ma zakres pomiarowy 50–240 kPa.

Wszystkie elementy doprowadzające paliwo do silnika połączone są ze sobą przewodami i wężykami paliwowymi zakończonymi złączami zaciskowymi lub nyplowymi. Jeżeli silnik nie uruchamia się, uruchamia się z trudem lub gaśnie po uruchomieniu, a także występuje zwiększone zużycie paliwa i zwiększona zawartość związków toksycznych w spalinach, należy sprawdzić sprawność czujnika temperatury płynu chłodzącego.

Dodatkowe funkcje centralnego układu sterowania obejmują autodiagnostykę, monitorowanie maksymalnej dopuszczalnej prędkości obrotowej wału korbowego silnika, aktywację pompy paliwowej BMW X5 E53, monitorowanie napięcia akumulatora, komunikację z innymi systemami, takimi jak automatyczna skrzynia biegów, ABS, ASC, RDC, kontrola wysokości jazdy, czujnik intensywności deszczu i poduszki powietrzne.

System autodiagnostyki wykrywa nieprawidłowości w pracy sterownika ECU-CSUD i zapisuje je w pamięci w postaci kodów. W przypadku uszkodzenia czujników temperatury płynu chłodzącego i przepływomierza powietrza układ przełącza się na pracę w oparciu o średnie wartości ustawione w programie sterującym silnikiem. Odczytanie kodów na stacji serwisowej pozwala na szybką identyfikację przyczyny usterki i jej usunięcie.

Gdy tylko prędkość obrotowa wału silnika osiągnie wartość maksymalną, dopływ paliwa do cylindrów silnika zostaje przerwany poprzez wyłączenie wtryskiwaczy na polecenie z ECU-CSUD.

Zbiornik wyrównawczy zbiornika paliwa

Chociaż szybkość parowania oleju napędowego jest bardzo niska, konstrukcja obejmuje zbiornik wyrównawczy (15) na opary paliwa, którego zadaniem jest skraplanie oparów oleju napędowego poprzez ich rozprężanie i powrót oleju napędowego do zbiornika. Zbiornik wyrównawczy połączony jest z atmosferą poprzez filtr przeciwpyłowy (17).

Oryginalna wersja znajduje się na portalu: BMWMAN