Szkolenia techniczne
Zeszyt do samodzielnego kształcenia nr 334
Układ zasilania silników FSI
Budowa i zasada działania
We wszystkich silnikach FSI od mocy 66 kW zastosowano udoskonalony układ zasilania.
Najważniejsze zmiany to:
- Pompa wysokiego ciśnienia i zasobnik paliwa - Brak przewodu przelewowego z pompy
mają specjalną powłokę, która daje odporność wysokiego ciśnienia.
na korozję w przypadku stosowania paliwa o
zawartości etanolu do 10%. - Przewód przelewowy z zaworu bezpieczeństwa
w zasobniku paliwa poprowadzony do obwodu
- Inny sposób sterowania pompy wysokiego niskociśnieniowego, przed pompą wysokiego
ciśnienia. ciśnienia.
S334_074
W tym zeszycie omawiamy budowę i zasadę działania udoskonalonego układu zasilania na przykładzie
silnika 2,0 l 110 kW FSI.
NOWOŚĆ Uwaga
Wskazówka
Zeszyt do samodzielnego kształcenia Aktualne informacje na temat diagnozy, regulacji i
przedstawia budowę i zasadę działania nowego naprawy prosimy zaczerpnąć z właściwej literatury
rozwiązania technicznego! serwisowej!
Jego treść nie jest póz
niej aktualizowana.
2
O czym będzie mowa
Schemat układu zasilania. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Układ zasilania o regulowanej wydajności . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4
Elementy układu zasilania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Sterownik pompy paliwa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
Elektryczna pompa paliwa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
Pompa wysokiego ciśnienia z zaworem regulacyjnym ciśnienia paliwa .8
Czujnik ciśnienia paliwa (obwodu niskociśnieniowego) . . . . . . . . . . . .14
Czujnik ciśnienia paliwa (obwodu wysokociśnieniowego) . . . . . . . . . .15
Wtryskiwacze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
Zawór bezpieczeństwa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
Złączka z dławikiem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
Sprawdzamy swoją wiedzę . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3
Schemat układu zasilania
Układ zasilania o regulowanej wydajności
Układ zasilania o regulowanej wydajności składa się z obwodu niskociśnieniowego i obwodu
wysokociśnieniowego.
Jego zaletą jest to, że zarówno elektryczna pompa paliwa, jak i pompa wysokiego ciśnienia tłoczą tylko tyle
paliwa, ile silnik potrzebuje w danej chwili. Zmniejsza to zużycie energii elektrycznej i mechanicznej, a zatem
i zużycie paliwa.
Obwód niskociśnieniowy
sterownik instalacji
elektrycznej J519,
włącznik drzwiowy do
Podczas normalnej pracy silnika w obwodzie
sterowanie wstępnym
sterowania wstępnym
niskociśnieniowym panuje ciśnienie 0,5 do 5 bar.
włączeniem pompy
włączeniem pompy paliwa
paliwa
Natomiast w czasie rozruchu zimnego i gorącego
silnika ciśnienie wzrasta do 6,5 bar.
To zwiększenie ciśnienia podczas rozruchu
akumulator
zimnego silnika powoduje także wzrost ciśnienia w
obwodzie wysokociśnieniowym. Daje to lepsze
przygotowanie mieszanki i w efekcie łatwiejszy
rozruch.
sterownik Motronic
J220
Natomiast zwiększenie ciśnienia podczas rozruchu
gorącego silnika zapobiega tworzeniu się pęcherzy
sterownik pompy
par benzyny w pompie wysokiego ciśnienia.
paliwa J538
dławik
powrót
Obwód składa się z:
filtr paliwa
z zaworem
- sterownika pompy paliwa J538,
bezpieczeństwa
- zbiornika paliwa,
- elektrycznej pompy paliwa G6,
- filtra paliwa z zaworem bezpieczeństwa (otwiera
się przy ok. 6,8 bar),
- czujnika ciśnienia paliwa (obwodu
niskociśnieniowego) G410.
elektryczna czujnik ciśnienia
pompa paliwa G6 paliwa (obwodu
niskociśnieniowego)
G410
zbiornik paliwa
Znaczenie kolorów
odpływ swobodny obwód niskociśnieniowy
niskie ciśnienie obwód wysokociśnieniowy
wysokie ciśnienie
4
Obwód wysokociśnieniowy
W tym obwodzie ciśnienie zmienia się w zakresie
30  110 bar. Zakres ciśnienia roboczego może być
odmienny dla różnych silników.
czujnik ciśnienia paliwa (obwodu
wysokociśnieniowego) G247
Ostrożnie podczas otwierania obwodu
zawór bezpieczeństwa
wysokociśnieniowego. Trzeba
przestrzegać zasad, podanych w
przewód przelewowy
instrukcji naprawy!
Obwód składa się z:
- pompy wysokiego ciśnienia
pompa
(odporność na korozję do 10% etanolu w
wysokociśnieniowa
paliwie),
- zaworu regulacyjnego ciśnienia paliwa N276,
- zasobnika paliwa
zawór regulacyjny
(odporność na korozję do 10% etanolu w
ciśnienia paliwa N276 zasobnik paliwa
paliwie),
- zaworu bezpieczeństwa (otwiera się przy ok.
S334_032 120 bar),
wtryskiwacze N30  N33
- czujnika ciśnienia paliwa (obwodu
wysokociśnieniowego) G247,
- wtryskiwaczy N30  N33.
5
Elementy układu zasilania
Sterownik pompy paliwa J538
Sterownik jest umieszczony na pokrywie
elektrycznej pompy paliwa.
Zadanie
Sterownik zasila elektryczną pompę paliwa
napięciem prostokątnym o zmiennym
współczynniku wypełnienia. W ten sposób reguluje
ciśnienie paliwa w zakresie 0,5  5 bar.
W czasie rozruchu zimnego i gorącego silnika
ciśnienie wzrasta do 6,5 bar.
S334_024
Skutki uszkodzenia sterownik pompy paliwa J538
Gdy sterownik J538 jest uszkodzony, praca silnika
jest niemożliwa.
Elektryczna pompa paliwa G6
Elektryczna pompa paliwa jest wkręcona w zbiornik
paliwa. Tworzy ona jeden podzespół z czujnikiem
poziomu paliwa.
Zadanie
Elektryczna pompa paliwa tłoczy paliwo przez
obwód niskociśnieniowy do pompy wysokiego
S334_076
ciśnienia. Jest zasilana przez sterownik J538
napięciem o zmiennym współczynniku wypełnienia.
6
Jak to działa
Elektryczna pompa paliwa tłoczy zawsze tylko tyle Zalety tego rozwiązania to:
paliwa, ile potrzebuje silnik.
- mniejsze zużycie energii, gdyż pompa tłoczy
Ciśnienie jest mierzone przez czujnik ciśnienia tylko tyle paliwa, ile potrzebuje silnik w danej
paliwa (obwodu niskociśnieniowego) a informacja chwili,
ta trafia do sterownika silnika. Gdy ciśnienie to
odbiega od wartości zadanej, sterownik silnika - słabsze nagrzewanie paliwa, ponieważ nie
zmienia wypełnienie impulsu sygnału, który występuje niepotrzebne tłoczenie dużej ilości
przesyła do sterownika pompy paliwa; paliwa,
częstotliwość sygnału wynosi 20 Hz. Ten sterownik
z kolei zmienia wysterowanie pompy paliwa (jest to - zmniejszenie hałasu, szczególnie na biegu
napięcie prostokątne o częstotliwości 20 kHz i jałowym.
zmiennym wypełnieniu).
Obwód niskociśnieniowy
sterownik
Motronic J220
czujnik ciśnienia paliwa
(obwodu
sygnał impulsowy (20 Hz)
niskociśnieniowego)
G410
sterownik pompy
paliwa J538
0,5  6,5 bar
zasilanie
pompa wysokiego
impulsowe (20 kHz)
ciśnienia
elektryczna
pompa paliwa G6
S334_080
zbiornik paliwa
Po wymianie sterownika pompy paliwa
Skutki uszkodzenia
lub sterownika silnika trzeba
Gdy elektryczna pompa paliwa jest uszkodzona, przeprowadzić dopasowanie.
praca silnika jest niemożliwa. Informacje na ten temat są podane w
testerze VAS 5051, w funkcji
 Poszukiwanie usterek .
7
Elementy układu zasilania
Pompa wysokiego ciśnienia z zaworem regulacyjnym ciśnienia
paliwa N276
Pompa wysokiego ciśnienia jest przykręcona do głowicy silnika. Jej zadaniem jest utrzymywanie w obwodzie
wysokociśnieniowym ciśnienia 30  110 bar, zależnie od warunków pracy silnika.
Najważniejsze cechy pompy
- Jest to pompa jednotłoczkowa o regulowanej
wydajności. Jej wydajność jest tak sterowana, by
pompa tłoczyła tylko tyle paliwa, ile jest
potrzebne w danej chwili. Dzięki temu pompa
mniej obciąża silnik, co prowadzi do
zmniejszenia zużycia paliwa.
- Jest odporna na korozję do zawartości 10%
etanolu w paliwie.
Pozwala to sprzedawać samochody z silnikami
S334_018
FSI na całym świecie.
pompa wysokiego
zawór regulacyjny
- Brak przewodu przelewowego z pompy ciśnienia
ciśnienia paliwa N276
wysokiego ciśnienia. Nadmiar paliwa powraca
wewnątrz pompy na jej stronę ssawną.
Napęd pompy wysokiego ciśnienia
Pompa jest napędzana przez podwójną krzywkę
wałka zaworów dolotowych.
Lokalizacja pompy, jej napęd oraz
budowa zewnętrzna są odmienne
S334_068
wróżnych typach silników.
pompa wysokiego
podwójna
ciśnienia
krzywka
8
Odmiany pomp wysokiego ciśnienia
Pompy różnych silników są identyczne pod względem zasady działania i budowy wewnętrznej. Jednak, ze
względu na odmienną zabudowę, różnią się budową zewnętrzną. Poniżej omówiono najważniejsze różnice.
Silniki 1,4 l 66 kW i 1,6 l 85 kW
pokrywa
przyłącze przewodu
wysokiego ciśnienia
W tej pompie przewód wysokiego ciśnienia jest
metalowy i przykręcany do pompy, a przewód
niskiego ciśnienia  gumowy i zamocowany opaską
sprężystą o zwiększonej sile zacisku.
Układ zasilania odpowietrza się samoczynnie,
podczas pracy silnika.
zawór regulacyjny
ciśnienia paliwa N276
S334_020
przyłącze przewodu
znak służący do
niskiego ciśnienia
prawidłowego ułożenia
przewodu gumowego
Aby ułatwić założenie przewodu gumowego w stanie nienaprężonym, na przewodzie i na korpusie
pompy znajdują się trójkątne znaki. Po założeniu przewodu znaki te muszą być ustawione
naprzeciw siebie.
Silniki 2,0 l 110 kW i 2,0 l 147 kW
przyłącze przewodu
zawór regulacyjny
wysokiego ciśnienia
ciśnienia paliwa N276
W tych silnikach oba przewody paliwowe są
wykonane z metalu i przykręcone do pompy.
W pokrywie pompy jest odpowietrznik, który jest
potrzebny wyłącznie podczas produkcji. W czasie
eksploatacji samochodu układ zasilania
odpowietrza się samoczynnie.
S334_022
przyłącze przewodu
niskiego ciśnienia
pokrywa
z odpowietrznikiem
Pomp wysokiego ciśnienia nie wolno rozkładać, gdyż prowadzi to do powstawania nieszczelności.
9
Elementy układu zasilania
Zasada sterowania
Jest to pompa jednotłoczkowa o regulowanej
wydajności. Tłoczy ona tylko tyle paliwa, ile
komora pompy
zawór regulacyjny
potrzeba do zrealizowania wtrysku. ciśnienia paliwa N276
Sterownik silnika wyznacza  na podstawie
z obwodu
potrzebnej dawki paliwa  punkt początku
niskociśnieniowego
tłoczenia.
Gdy ten punkt zostanie osiągnięty, zawór
regulacyjny ciśnienia paliwa zamyka zawór
dolotowy i rozpoczyna się robocze tłoczenie paliwa.
do zasobnika paliwa
zawór
zawór wylotowy
dolotowy
tłok
S334_058
podwójna krzywka na wałku
zaworów dolotowych
Poniżej schematu pompy przedstawiono wykres, podzielony na trzy fragmenty. Są to kolejne fazy pracy
pompy: ssanie, tłoczenie zwrotne i tłoczenie robocze.
Za każdym razem omawiany fragment jest zaznaczony na szaro.
tłoczenie zwrotne tłoczenie robocze
ssanie
- Niebieska linia przedstawia wznios krzywki
napędzającej pompę, a zatem pokazuje skok
tłoka pompy.
- Czerwona linia to ciśnienie, panujące w komorze
pompy.
S334_070
10
Zasysanie paliwa.
Podczas zasysania paliwa sprężyna iglicy zaworu
komora pompy
iglica zaworu
utrzymuje zawór w pozycji otwartej.W ten sposób
sprężyna iglicy
przez cały czas ruchu tłoka paliwo napływa do
komory pompy.
zawór dolotowy
ruch tłoka
otwarty
kierunek obrotu
S334_060
wałka z krzywką
ssanie
Podczas ssania
koniec ssania
- tłok porusza się w dół,
- ciśnienie w komorze pompy jest w przybliżeniu
równe ciśnieniu w obwodzie niskociśnieniowym.
S334_038
11
Elementy układu zasilania
Tłoczenie zwrotne
tłumik uderzeń hydraulicznych
Aby dopasować ilość tłoczonego paliwa do
obszar niskiego
bieżącego zużycia, zawór dolotowy jest
ciśnienia
utrzymywany w stanie otwartym także po zwrocie
tłoka i rozpoczęciu przez niego ruchu powrotnego.
Paliwo jest wtedy tłoczone z powrotem do obwodu
niskociśnieniowego.
Powstające przy tym pulsacje ciśnienia w
przewodzie zasilającym są tłumione przez tłumik
uderzeń hydraulicznych i dławik w złączce.
zawór wylotowy
zamknięty
zawór dolotowy
otwarty
ruch tłoka w górę
S334_056
tłoczenie zwrotne
Podczas tłoczenia zwrotnego
koniec
początek
tłoczenia
tłoczenia
zwrotnego
- tłok jest już po dolnym zwrocie i porusza się w
zwrotnego
górę,
- jednak zawór dolotowy wciąż jest otwarty, więc
ciśnienie w komorze pompy jest mniej więcej
równe ciśnieniu w obwodzie niskociśnieniowym.
S334_040
12
Tłoczenie robocze
sprężyna zaworu
dolotowego
iglica zaworu
komora pompy
W wyznaczonym punkcie początku tłoczenia
zawór regulacyjny
roboczego sterownik zaczyna zasilać zawór
ciśnienia paliwa N276
regulacyjny ciśnienia paliwa. Iglica cofa się,
do zasobnika
pokonując opór sprężyny, a sprężyna zaworu paliwa
dolotowego zamyka ten zawór. Dalszy ruch tłoka w
górę wywołuje teraz wzrost ciśnienia w komorze
pompy. Gdy ciśnienie to przekroczy ciśnienie w
zasobniku paliwa, otwiera się zawór wylotowy.
zawór wylotowy
otwarty
Paliwo przepływa wtedy z pompy do zasobnika.
zawór dolotowy
zamknięty
ruch tłoka w górę
sprężyna iglicy
S334_058
tłoczenie
robocze
Podczas tłoczenia roboczego
koniec
początek
tłoczenia
tłoczenia
roboczego
roboczego
- tłok wciąż porusza się w górę,
- ciśnienie w komorze pompy rośnie. Opadnie ono
dopiero wtedy, gdy tłok przejdzie przez górny
martwy punkt i rozpocznie ruch w dół.
zmienny
S334_042
Punkt początku tłoczenia roboczego jest zmienny.
Jego położenie zależy od żądanej wydajności
pompy.
13
Elementy układu zasilania
Czujnik ciśnienia paliwa (obwodu niskociśnieniowego) G410
Czujnik znajduje się w przewodzie,
doprowadzającym paliwo do pompy wysokiego
ciśnienia. Jego zadaniem jest pomiar ciśnienia
paliwa w obwodzie niskociśnieniowym
i przekazanie tej informacji sterownikowi silnika.
S334_012
czujnik ciśnienia paliwa
(obwodu niskociśnieniowego) G410
Zastosowanie sygnału Skutki uszkodzenia
Sygnał jest niezbędny do regulacji ciśnienia paliwa Gdy nie ma informacji o ciśnieniu paliwa, sterownik
w obwodzie niskociśnieniowym. zasila pompę sygnałem o stałym współczynniku
wypełnienia. Ciśnienie w obwodzie jest wtedy
Ciśnienie jest utrzymywane na poziomie pomiędzy podwyższone.
0,5 a 5 bar, zależnie od typu silnika.
14
Czujnik ciśnienia paliwa (obwodu wysokociśnieniowego) G247
Czujnik znajduje się obok dolnej części kolektora
dolotowego i jest wkręcony w zasobnik paliwa.
Jego zadaniem jest pomiar ciśnienia w zasobniku
i przekazanie tej informacji sterownikowi silnika.
S334_014
czujnik ciśnienia paliwa (obwodu
wysokociśnieniowego) G247
Zastosowanie sygnału Skutki uszkodzenia
Na podstawie tego sygnału sterownik silnika Gdy brak sygnału czujnika, sterownik silnika
reguluje ciśnienie w zasobniku paliwa, wysterowuje zawór regulacyjny ciśnienia sygnałem
wysterowując zawór regulacyjny. Ciśnienie jest o stałej wartości.
utrzymywane na poziomie pomiędzy 30 a 110 bar,
zależnie od typu silnika.
15
Elementy układu zasilania
Wtryskiwacze N30  N33
Wtryskiwacze są włożone w gniazda głowicy.
Ich zadaniem jest wtryskiwanie paliwa pod dużym
ciśnieniem bezpośrednio do cylindra.
Zadanie
Zadaniem wtryskiwaczy jest doskonałe rozpylenie
paliwa i wtryśnięcie go w odpowiednie miejsce
komory spalania.
Zależnie od aktualnego stanu pracy silnika, paliwo
S334_054
gromadzi się wokół elektrod świecy zapłonowej
wtryskiwacze
(w trybie mieszanki uwarstwionej) lub wypełnia
równomiernie całą komorę spalania (tryb mieszanki
jednorodnej ubogiej i jednorodnej).
pierścień
podkładka
pierścień
uszczelniający
komory spalania
pierścień uszczelniający
połączenie wtryskiwacza
z zasobnikiem paliwa
rowek do zaczepienia
ściągacza S334_082
element centrujący,
utrzymuje prawidłową pozycję
wtryskiwacza w gniez
dzie
16
Jak to działa
filtr siatkowy
Przepływ prądu przez cewkę elektromagnesu
wywołuje pole magnetyczne. Wciąga ono rdzeń
elektromagnesu z iglicą, otwierając w ten sposób
wtryskiwacz i rozpoczynając wtrysk paliwa.
Przerwanie zasilania cewki powoduje zanik pola
magnetycznego. Rdzeń z iglicą są dociskane
sprężyną do gniazda i wtrysk kończy się.
cewka
iglica z rdzeniem
elektromagnesu
Skutki uszkodzenia
Uszkodzony wtryskiwacz jest rozpoznawany dzięki
funkcji kontroli wypadania zapłonów. Taki
teflonowy pierścień
wtryskiwacz nie jest dalej wysterowywany.
uszczelniający
kanalik rozpylacza
S334_083
Po wymianie wtryskiwacza trzeba skasować wyuczone wartości w sterowniku silnika.
Informacje na ten temat są podane w funkcji  Poszukiwanie usterek testera.
17
Elementy układu zasilania
Zawór bezpieczeństwa
Zawór bezpieczeństwa, wkręcony w zasobnik
przyłącze
przewód pompa
paliwa, chroni układ przed nadmiernym wzrostem
niskiego ciśnienia
zasilający wysokociśnieniowa
ciśnienia na skutek usterki albo silnego nagrzania.
Jest to zawór mechaniczny, otwierający się przy
ciśnieniu 120 bar. Otwarcie zaworu powoduje
przepływ paliwa z zasobnika przez przewód
przelewowy do przewodu zasilającego. Stąd paliwo
trafia do pompy wysokiego ciśnienia.
Wprowadzenie krótkiego przewodu przelewowego
pozwoliło zrezygnować z długiego przewodu,
odprowadzającego paliwo do zbiornika.
S334_016
zawór
bezpieczeństwa
zasobnik paliwa
przewód
przelewowy
Złączka z dławikiem
złączka
W złączce pomiędzy przewodem zasilającym a
przewód zasilający
z dławikiem
przelewowym jest umieszczony dławik o średnicy
1,5 mm.
Jego zadaniem jest wytłumienie uderzeń
hydraulicznych, które powstają:
- podczas tłoczenia zwrotnego paliwa z pompy
wysokiego ciśnienia,
- w razie otwarcia zaworu bezpieczeństwa.
Zapobiega to pulsacjom ciśnienia w przewodzie
zasilającym, które wywoływałyby hałas,
przenoszący się następnie na nadwozie przez
uchwyty przewodu.
S334_086
przewód przelewowy
18
Sprawdzamy swoją wiedzę
1. Do czego służy zawór w filtrze paliwa?
a) Do utrzymywania ciśnienia w obwodzie niskociśnieniowym na stałym poziomie 5 bar.
b) Do ochrony układu przed nadmiernym wzrostem ciśnienia (powyżej 6,8 bar).
c) Podczas rozruchu zimnego i gorącego silnika zwiększa ciśnienie w układzie do 6,5 bar.
2. Jaka jest częstotliwość sygnałów ze sterownika silnika do sterownika pompy paliwa i ze
sterownika pompy paliwa do pompy paliwa?
a) Oba sygnały mają częstotliwość 20 kHz.
b) Sterownik silnika wysyła sygnał o częstotliwości 20 Hz, a sterownik pompy paliwa sygnał o
częstotliwości 20 kHz.
b) Sterownik silnika wysyła sygnał o częstotliwości 20 kHz, a sterownik pompy paliwa sygnał o
częstotliwości 20 Hz.
3. Po wymianie których elementów układu zasilania trzeba przeprowadzać dopasowanie przez
funkcję  Poszukiwanie usterek testera?
a) W żadnym wypadku nie przeprowadza się dopasowania.
b) Po wymianie sterownika silnika lub sterownika pompy paliwa.
c) Po wymianie każdego elementu.
19
b
)
3.
;
b
)
) b; 2.
1.
zania:
ą
Rozwi
334
� VOLKSWAGEN AG, Wolfsburg, VK-21 Service Training
Wszelkie prawa zastrzeżone. Zmiany zastrzeżone.
000.2811.49.11 Stan techniczny 09/04
@' Papier wyprodukowany z celulozy
bielonej bez użycia chloru.