Servisní školení
Samostudijní program 425
Pohon na zemní plyn EcoFuel ve spojení s motorem 1,4 l 110 kW TSI Konstrukce a funkce
Po úspěšném nasazení pohonu na zemní plyn EcoFuel v modelech Touran a Caddy se nyní nasazuje tato technika také v modelech Passat, Passat Variant a Touran - poprvé ve spojení s motorem TSI s přeplňováním turbodmychadlem. Intenzivní nasazení této techniky má smysl právě z hlediska ochrany životního prostředí, nebot´ oproti pohonu na benzín se výrazně snižují emise výfukových plynů zatěžujících životní prostředí, například v případě oxidu uhličitého (CO2) o 25 %. U modelu Passat TSI EcoFuel se 7stupňovou dvouspojkovou převodovkou tak mají emise CO2 při pohonu na zemní plyn hodnotu pouze 119 g/km. Kromě toho není při pohonu na zemní plyn ve výfukových plynech obsažena ani síra ani saze nebo jemný prach.
S425_002
Na následujících stránkách Vám představíme konstrukci a funkci pohonu na zemní plyn u modelu Passat TSI EcoFuel. Další informace k tématu zemního plynu lze nalézt v samostudijních programech čís. 262 "Zemní plyn - alternativní palivo pro motorová vozidla" a čís. 373 "Pohon na zemní plyn v modelech Touran a Caddy".
Samostudijní program informuje o konstrukci a funkci výsledků nového vývoje! Jeho obsah se neaktualizuje.
2
Aktuální pokyny kontroly, seřízení a opravy najdete v příslušné servisní literatuře.
Pozor Upozornění
Úvodní přehled Úvod . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Passat TSI EcoFuel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Motor 1,4 l 110 kW TSI se zdvojeným přeplňováním . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Mechanika motoru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Změny na mechanické části motoru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Provoz na zemní plyn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Provoz na zemní plyn u modelu Passat TSI EcoFuel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Systém řízení motoru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Přehled systému . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Řídicí jednotka motoru J623 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Snímače . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Akční členy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Elektronický regulátor tlaku plynu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Panel přístrojů . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Schéma zapojení . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Servis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Speciální nářadí . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Zvláštnosti provozu vozidel na zemní plyn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Prověřte svoje znalosti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3
Úvod Passat TSI EcoFuel Model Passat TSI EcoFuel je vybaven dvoupalivovým pohonem. Znamená to, že vozidlo lze provozovat jak na zemní plyn, tak i na benzín. Jsou k tomu kromě součásti pro provoz na benzín také konstrukční díly pro provoz na zemní plyn. Ty jsou uvedeny na vedlejším obrázku. Bližší vysvětlení k těmto konstrukčním dílům najdete v dalších částech tohoto samostudijního programu.
Všeobecná data vozidla -
kapacita nádrže na zemní plyn přibližně 21 kg zemního plynu při provozu na zemní plyn spotřeba 4,4 kg zemního plynu H* na 100 km a dojezd přibližně 480 km kapacita palivové nádrže na benzín 31 l benzínu při provozu na benzín spotřeba 6,8 l benzínu na 100 km a dojezd přibližně 460 km
*
Zemní plyn H (high) má vyšší podíl metanu než zemní plyn L (low). Čím je podíl metanu větší, tím je zemní plyn kvalitnější a o to větší je i dojezd.
elektronický regulátor tlaku plynu s vysokotlakým ventilem plynového provozu N372 a snímačem tlaku v nádrži G400
S425_002
S425_063 rozdělovací lišta plynu s ventily vefukování plynu 1 - 4 N366 - N369 a se snímačem rozdělovací lišta plynu G401
4
S425_055 relé uzavíracích ventilů plynu J908
plnicí hrdlo plynu se zpětným ventilem (pro Itálii je zapotřebí tankovací adaptér) nádrže zemního plynu s uzavíracími ventily 1 - 3 palivové nádrže N361 - N363 (uzavírací ventil 3 palivové nádrže N363 se zpětným ventilem)
S425_017
S425_043
S425_004
palivová nádrž benzínu
S425_041
S425_028 panel přístrojů s ukazatelem zásoby zemního plynu G411, palivoměrem G1, kontrolním světlem provozu na zemní plyn K192 a kontrolním světlem rezervy paliva K105
5
Úvod Motor 1,4 l 110 kW TSI se zdvojeným přeplňováním Tento motor byl již použit v různých modelech vozidel. Vzhledem k tepelnému a mechanickému zatížení při provozu na zemní plyn však byly některé konstrukční díly mechanické části motoru příslušně přizpůsobeny. Systém řízení motoru byl rozšířen o prvky související s pohonem na zemní plyn.
Technické charakteristiky ●
●
●
●
●
řídicí jednotka motoru provozu na zemní plyn a benzín homogenní provoz (lambda 1) při obou druzích provozu turbodmychadlo s regulačním ventilem (wastegate) připojitelné přeplňování mechanickým kompresorem rozdělovací lišty plynu se snímačem rozdělovací lišty a ventily vefukování plynu
S425_005
Diagramy točivého momentu a výkonu jsou pro oba druhy provozu shodné. Aby se toho dosáhlo, je při provozu na zemní plyn kompresor aktivován déle než při provozu na benzín. Kromě toho je plnicí tlak o přibližně 0,3 bar vyšší.
Technická data
6
konstrukční provedení
4válcový řadový motor
zdvihový objem
1390 cm3
vrtání
76,5 mm
zdvih
75,6 mm
počet ventilů na válec
4
kompresní poměr
10:1
maximální výkon
110 kW při 5500 1/min
maximální točivý moment
220 Nm při 1500 až 4500 1/min
systém řízení motoru
Bosch Motronic MED 17,1
palivo
zemní plyn H (high) zemní plyn L (low) při zmenšeném dojezdu bezolovnatý benzín Super s okt. čís. 95
dodatečná úprava výfukových plynů
hlavní katalyzátor, regulace lambda
emisní norma
EU5
Diagram točivého momentu a výkonu
výkon (kW)
CDGA
točivý moment (Nm)
kód motoru
otáčky (1/min) S425_006
Mechanika motoru Změny na mechanické části motoru Zemní plyn jako palivo se vyznačuje ve srovnání s benzínem kromě čistšího spalování také vyšší odolností vůči klepání. Oktanové číslo zemního plynu H má tak hodnotu až 130. Je tak umožněn větší předstih zážehu, aniž by přitom docházelo k detonačnímu spalování. Zlepší se účinnost a tak stoupne i spalovací tlak a teplota ve spalovacím prostoru. Kromě toho je zemní plyn velmi suchý a nemá takové mazací vlastnosti jako benzín. Vše má za následek zvýšené zatížení motoru a vyžaduje to změny mechanické části motoru.
Písty, pístní kroužky, pístní čepy, ojnice Kované písty mají první a druhé drážky pro pístní kroužky vytvrzeny anodickou oxidací. Aby se se snížil měrný tlak v náboji pístu, je pístní čep trochu delší. První pístní kroužek je opatřen povrchovou vrstvou s vysokou odolností proti opotřebení. Horní ložiska ojnic a pouzdra ojnic jsou vyrobena z materiálu odolného vůči opotřebení.
píst
pístní kroužky pístní čep
S425_008
ojnice
Časování vačkových hřídelů
sací vačkový hřídel
Výběhová část sacích a výfukových vaček má poněkud plošší průběh. Ventily se tak zavírají poněkud pomaleji a snižuje se mechanické zatížení. výfukový vačkový hřídel výběh
Ventily, těsnění dříků ventilů, vodítka ventilů Sací a výfukové ventily jsou nitridovány a opatřeny navařenou tvrdou slitinou. Vodítka ventilů jsou vyrobena z materiálu s vysokou odolností vůči opotřebení. Těsnění dříků ventilů mají druhý těsnicí břit, zajišt´ující nucené mazání dříku ventilu ve vodítku ventilu. Materiál vložek ventilových sedel v hlavě válců byl zvolen s ohledem na odolnost vůči opotřebení a korozi.
S425_011
těsnění dříku ventilu vodítko ventilu ventilové sedlo
ventil
S425_012
7
Mechanika motoru Vysokotlaké vstřikovací ventily 1 - 4 N30 - N33 Při provozu na benzín zajišt´uje chlazení vysokotlakých vstřikovacích ventilů protékající palivo (benzín). Při provozu na zemní plyn toto chlazení schází. Protože tyto ventily vyčnívají přímo do spalovacího prostoru, vznikaly by na nich nepřípustně vysoké teploty.
hliníkové chladicí těleso
S425_030
teflonový kroužek s vysokou tepelnou vodivostí
Proto byla přijata dvě opatření: -
Druhý teflonový kroužek s vysokou tepelnou vodivostí a hliníkové chladicí těleso přenášejí teplo z vysokotlakého vstřikovacího ventilu do hlavy válců.
Olejové čerpadlo, čerpadlo chladicí kapaliny, těleso rozdělovače chladicí kapaliny Byl zvýšen čerpací výkon olejového čerpadla a čerpadla chladicí kapaliny, u olejového čerpadla zvýšením otáček pohonu a u čerpadla chladicí kapaliny zvětšením vnějšího průměru lopatkového kola z 54 na 60 mm.
termostat 1 termostat 2
těleso rozdělovače chladicí kapaliny
Aby se teplota v bloku válců udržela na nízké úrovni, otvírá termostat 2 v tělese rozdělovače chladicí kapaliny při teplotě 80 °C.
olejové čerpadlo Duocentric čerpadlo chladicí kapaliny
S425_064
Ostřikovací trysky oleje, olejový chladič Vzhledem k vysokým spalovacím teplotám při provozu na zemní plyn se dna pístů velmi silně ohřívají. Aby se teploty udržely na co nejnižší úrovni, jsou ostřikovací trysky oleje dimenzovány pro větší průtok oleje.
ostřikovací tryska oleje
olejový chladič S425_013
Olejový chladič byl kvůli vyššímu chladicímu výkonu rozšířen o dvě chladicí desky. chladicí desky
8
S425_032
Turbodmychadlo Aby se dosáhlo lepších reakčních vlastností turbodmychadla, bylo trochu zmenšeno oběžné kolo kompresoru.
turbodmychadlo
S425_014
Zapalovací svíčky V důsledku větších nároků na zápal a vyšší zápalné teploty při provozu na zemní plyn by se běžné zapalovací svíčky rychle opotřebovávaly. Proto byl změněn materiál zapalovacích svíček. Střední elektroda je tvořena iridiovým kolíkem tloušt´ky 0,6 mm a kostřicí elektroda je platinová.
iridiová střední elektroda
S425_031
platinová kostřicí elektroda
Výfuková soustava Výfuková soustava končí již vedle nejpřednější nádrže zemního plynu. Bylo tak možné zajistit co možná největší velikost nádrží zemního plynu a palivové nádrže benzínu. Pro splnění požadavků normy EU5 byla povrchová vrstva 3cestného katalyzátoru co do množství a složení přizpůsobena provozu na zemní plyn. Je to zapotřebí, protože při nedokonalém spalování zbývá ve výfukových plynech velmi teplotně stálý metan.
3cestný katalyzátor
S425_015
9
Provoz na zemní plyn Provoz na zemní plyn u modelu Passat TSI EcoFuel U modelu Passat TSI je provoz na zemní plyn přednostním pohonem. Znamená to, že řidič nemá možnost přepínat mezi způsoby provozu. Při splnění všech předpokladů provozu na zemní plyn se motor spouští a běží vždy na zemní plyn.
Plnicí hrdlo plynu s filtrem a zpětným ventilem Plnicí hrdlo plynu se nachází pod víkem plnicího hrdla palivové nádrže na pravé straně vozidla nad plnicím hrdlem benzínu. Součástí plnicího hrdla je ještě zpětný ventil a kovový filtr.
plnicí hrdlo plynu s filtrem a zpětným ventilem
nádrže zemního plynu 1, 2, 3 s kapacitou 21 kg
úchyt
uzavírací ventily 1 a 2 nádrže N361, N362 ochranné kryty uzavírací ventil 3 nádrže N363 spojka s dvojitým svěrným přípravkem Vysokotlaké potrubí zemního plynu a spojky Potrubí zemního plynu je vyrobeno z ušlechtilé oceli. Aby se zaručila dobrá těsnost plynových potrubí, jsou jednotlivé části spojeny dvojitými svěrnými přípravky.
10
vysokotlaké potrubí zemního plynu
Uvědomte si, že před zahájením prací na soustavě zemního plynu je nutné odbourat tlak ve vysokotlakém potrubí zemního plynu. Respektujte pokyny v systému ELSA.
Uvědomte si, že při přepnutí z provozu na zemní plyn na provoz na benzín kvůli vyčerpání zásoby zemního plynu se v nádržích zemního plynu ještě nachází zbytkové množství plynu.
rozdělovací lišta plynu se snímačem rozdělovací lišty plynu G401 a ventily vefukování plynu N366 - N369
elektronický regulátor tlaku plynu se snímačem tlaku v nádrži G400 a vysokotlakým ventilem provozu na plyn N372
přípojky okruhu chladicí kapaliny
nízkotlaké potrubí zemního plynu
S425_016
11
Systém řízení motoru Přehled systému Snímače snímač tlaku v sacím potrubí G71 se snímačem teploty nasávaného vzduchu G42 snímač tlaku v sacím potrubí 3 G583 se snímačem teploty nasávaného vzduchu 3 G520 snímač plnicího tlaku G31 se snímačem teploty nasávaného vzduchu 2 G299 snímač otáček motoru G28
kontrolní světlo závady elektrického ovládání plynu K132
Hallův snímač G40
výstražné světlo emisí výfukových plynů K83
ovládací jednotka škrticí klapky J338 snímače úhlu 1 - 2 pro pohon škrticí klapky při elektrickém ovládání plynu G187 - G188 ovládací jednotka regulační klapky J808 potenciometr regulační klapky G584
řídicí jednotka panelu přístrojů J285
snímač polohy pedálu plynu G79 a snímač polohy pedálu plynu 2 G185 snímač polohy spojky G476
snímač teploty chladicí kapaliny G62
snímač teploty chladicí kapaliny ve výstupu chladiče G83
palivoměr G1
kontrolní světlo rezervy paliva K105
snímač klepání 1 G61
kontrolní světlo provozu na zemní plyn K192
snímač tlaku paliva G247
ukazatel zásoby zemního plynu G411
snímač polohy pedálu brzdy G100
snímač tlaku v nádrži G400
lambda sonda G39
lambda sonda za katalyzátorem G130
snímač rozdělovací lišty plynu G401
snímač tlaku posilovače brzd G294 doplňkové vstupní signály
12
konstrukční díly provozu na zemní plyn
Akční členy řídicí jednotka palivového čerpadla J538 předřazené dopravní palivové čerpadlo G6
řídicí jednotka motoru J623 se snímačem tlaku okolí
vstřikovací ventily válců 1 - 4 N30 - N33
zapalovací cívky 1 - 4 s výkonovými koncovými stupni N70, N127, N291, N292
CAN Pohon
ventil 1 přestavování vačkového hřídele N205 přepouštěcí ventil turbodmychadla N249 elektromagnetický ventil omezování plnicího tlaku N75
řídicí jednotka palubní sítě J519 diagnostické rozhraní pro datové sběrnice J533
ovládací jednotka škrticí klapky J338 pohon škrticí klapky pro elektrické ovládání plynu G186 ovládací jednotka regulační klapky J808 servomotor přestavování regulační klapky V380
relé proudového napájení systému Motronic J271 diagnostická přípojka
ventil regulace tlaku paliva N276
elektromagnetický ventil 1 nádobky s aktivním uhlím N80 elektromagnetická spojka kompresoru N421
vysokotlaký ventil provozu na plyn N372
vyhřívání lambda sondy Z19
ventily vefukování plynu 1 - 4 N366 - N369
vyhřívání lambda sondy 1 za katalyzátorem Z29
relé uzavíracích ventilů plynu J908 uzavírací ventily 1 - 3 nádrže N361 - N363
relé přídavného čerpadla chladicí kapaliny J496 oběhové čerpadlo chladicí kapaliny V50 doplňkové výstupní signály S425_023
13
Systém řízení motoru Řídicí jednotka motoru J623 Řídicí jednotka motoru je umístěna uprostřed oddělovacího prostoru. Zajišt´uje všechny funkce související s provozem na benzín a zemní plyn. Při obou druzích provozu pracuje motor v režimu lambda = 1.
V rámci základního nastavení se lze ručně přepnout v zobrazované skupině 243 na provoz na zemní plyn a v zobrazované skupině 244 na provoz na benzín. Může to pomoci při vyhledávání závady. S425_049
Funkce studeného startu Pokud se spouští motor vozidla při teplotách chladicí kapaliny nižších než 10 °C, aktivuje se při provozu na benzín pro ventily vefukování plynu funkce studeného startu. K benzínu se při tom přidává při zavřeném vysokotlakém ventilu provozu na plyn 15 % zemního plynu z celkového potřebného množství paliva. Při spálení zemního plynu z rozdělovací lišty plynu se na přibližně 60 sekund aktivují plným proudem ventily vefukování plynu. Ve ventilech tak stoupne teplota o přibližně 35 °C a zabrání se tak zalepení ventilů vefukování plynu. Potom se aktivuje vysokotlaký ventil provozu na plyn a znovu se vytvoří tlak v rozdělovací liště plynu. Co možná nejrychleji dojde k přepnutí na provoz na zemní plyn.
Strategie nouzového startu Pokud nelze během 4 až 8 sekund (v závislosti na teplotě chladicí kapaliny) spustit motor v některém druhu provozu, spouští se motor ve druhém způsobu provozu. Znamená to např.: -
Pokud má chladicí kapalina teplotu 20 °C a zemní plyn nebyl dotankován, spouštěl by se motor v provozu na zemní plyn. Není-li to kvůli závadě v systému zemního plynu možné, probíhá spuštění v provozu na benzín.
-
Pokud má chladicí kapalina teplotu 0 °C, spouštěl by se motor v provozu benzín. Není-li to kvůli závadě v systému benzínu možné, probíhá spuštění v provozu na zemní plyn.
On-board diagnostika II On-board diagnostika kontroluje během jízdy všechny součásti a systémy, ovlivňující složení výfukových plynů. Ukládá do paměti nesprávné funkce a signalizuje závady související s výfukovými emisemi výstražným světlem emisí výfukových plynů K83.
14
Strategie spouštění motoru V tabulce je uvedena strategie spouštění motoru 1,4 l 110 kW TSI EcoFuel.
Teplota chladicí kapaliny** <
10 °C
Teplota chladicí kapaliny** > 10 °C
spouštění v provozu na benzín bez předchozího natankování zemního plynu*
s předchozím natankováním zemního plynu*
Přepojení na provoz na zemní plyn ukončena funkce studeného startu, teplota chladicí kapaliny > 10 °C a od spuštění uplynulo > 100 sekund
spouštění v provozu na zemní plyn
Spouštění v provozu na benzín
Spouštění v provozu na benzín do ukončení přizpůsobení kvalitě zemního plynu
Přepojení na provoz na zemní plyn po aktivaci regulace lambda, ukončena funkce studeného startu, teplota chladicí kapaliny > 10 °C a od spuštění uplynulo > 100 sekund
Přepojení na provoz na zemní plyn po aktivaci regulace lambda, ale nejpozději po 540 sekundách
* Natankování zemního plynu Motory na zemní plyn jsou velmi dobře schopné provozu při chudé směsi, ale poměrně obtížně v případě bohaté směsi. Kdyby se zemní plyn H (bohatá směs) vefukoval se stejnou dobou otevření ventilů jako zemní plyn L (chudá směs), mohlo by docházet k problémům se spouštěním motoru a s jízdními vlastnostmi. Aby se tomu předešlo, je provoz na zemní plyn zakázán tak dlouho, dokud není aktivní regulace lambda a nelze zjistit kvalitu zemního plynu. Pokud zjistí řídicí jednotka motoru prostřednictvím snímače tlaku v nádrži G400, že se od posledního běhu motoru zvýšil tlak v nádržích zemního plynu o 30 %, předpokládá natankování zemního plynu. Provede se přizpůsobení kvalitě zemního plynu regulací lambda a přizpůsobí se doby otevření ventilů vefukování plynu. Přizpůsobení se provádí v oblasti středního zatížení a otáček a trvá 60 sekund. Mimo oblast se přizpůsobení přeruší a načítání času zastaví. Teprve po úplném ukončení přizpůsobení se motor vždy spouští ihned v provozu na zemní plyn. ** Teplota chladicí kapaliny Při teplotě chladicí kapaliny od 10 °C je zaručeno, že chladicí kapalina je dostatečně teplá k tomu, aby se zabránilo zamrznutí regulátoru tlaku během regulace tlaku zemního plynu. Kromě toho jsou ventilová sedla ventilů vefukování vzduchu vzhledem k suchosti zemního plynu opatřena těsněními z elastomeru. Při velmi nízkých teplotách se mohou ventily přilepit a již se neotvírají. Od teploty 10 °C již k tomu nedochází. 15
Systém řízení motoru Snímače Snímač tlaku v nádrži G400 Snímač tlaku v nádrži je zašroubován do elektronického regulátoru tlaku plynu. Je spojen příčným otvorem s vysokotlakou oblastí a měří vysoký tlak zemního plynu.
vstup plynu pod vysokým tlakem z nádrží zemního plynu snímač tlaku v nádrži G400
Použití signálu Pomocí tohoto signálu zjišt´uje řídicí jednotka motoru: -
stav naplnění nádrží zemního plynu, dotankování zemního plynu a těsnost uzavíracích ventilů nádrží. Ventily se kvůli tomu jednou za jízdní cyklus při otáčkách blízkých volnoběhu až na 4 sekundy zavřou. Plyn zbývající v potrubích zemního plynu se spálí a tlak musí klesnout. Neklesne-li, je alespoň jeden z ventilů netěsný.
Snímač rozdělovací lišty plynu G401
S425_062
Následky výpadku signálu Při výpadku signálu signalizuje ukazatel zásoby zemního plynu plné nádrže. Vozidlo pokračuje v jízdě na zemní plyn, další spuštění motoru se však provede v provozu na benzín, jako by se uskutečnilo natankování. Při aktivní regulaci lambda se přepne do provozu na zemní plyn.
snímač rozdělovací lišty plynu G401
Snímač rozdělovací lišty plynu G401 je přišroubován k čelní straně rozdělovací lišty. Zjišt´uje tlak zemního plynu na nízkotlaké straně. Použití signálu Řídicí jednotka motoru potřebuje signál: -
k rozhodnutí, zda tlak zemního plynu postačuje pro provoz na zemní plyn, k regulaci tlaku zemního plynu v rozdělovací liště plynu na 5 - 9 bar a k výpočtu dob otevření ventilů vefukování plynu.
S425_061
Následky výpadku signálu Při výpadku signálu snímače rozdělovací lišty plynu dojde ihned k přepnutí na provoz na benzín.
16
Akční členy Uzavírací ventily 1 -4 nádrží N361 - N363 uzavírací ventil nádrže
Každá nádrž zemního plynu je opatřena uzavíracím ventilem nádrže. Pomocí nich se nádrže zemního plynu uzavírají při vypnutém zapalování. Úloha Ventily jsou ve stavu bez přívodu proudu zavřeny a brání výtoku plynu z nádrží zemního plynu. Při provozu na zemní plyn se ventily pomocí relé uzavíracích ventilů plynu J908 společně aktivují a uvolní cestu k elektronickému regulátoru tlaku plynu. Při tankování se otvírají plnicím tlakem.
S425_018
Následky výpadku Při výpadku některého z ventilů pokračuje jízda při provozu na zemní plyn, dokud je ještě k dispozici dostatek zemního plynu. Identifikuje-li se pomocí snímače tlaku v nádrži G400 netěsný ventil, dojde k zápisu do paměti závad a zapne se výstražné světlo emisí výfukových plynů K83.
Ventily vefukování plynu N366 - N369 Ventily vefukování plynu jsou zasunuty do sacích kanálů válců. Při provozu na zemní plyn jsou ovládány řídicí jednotkou motoru. Úloha S425_021
Jejich úkolem je vefukovat zemní plyn do sacího potrubí. ventil vefukování plynu
Doby otevření ventilů vefukování plynu závisejí na: -
otáčkách motoru, zatížení motoru, kvalitě zemního plynu a tlaku zemního plynu v rozdělovací liště plynu.
S425_054
Následky výpadku Při výpadku některého z ventilů vefukování plynu dojde k přepnutí na provoz na benzín.
17
Systém řízení motoru Elektronický regulátor tlaku plynu Elektronický regulátor tlaku plynu je namontován na podélném nosníku vpředu vpravo v motorovém prostoru. Pomocí něho se reguluje nízkotlaký systém zemního plynu na tlak 5 - 9 bar (absolutně). U dosavadních modelů Touran/Caddy EcoFuel se tlak reguloval mechanicky na pevnou hodnotu přibližně 7 bar (absolutně).
S425_025 elektronický regulátor tlaku plynu
Elektronický regulátor tlaku plynu se skládá z těchto součástí: vstup plynu pod vysokým tlakem z nádrže zemního plynu
Snímač tlaku v nádrži G400 Je spojen příčným otvorem s vysokotlakou oblastí a měří vysoký tlak zemního plynu.
1. a 2. redukční stupeň
přípojky chladicí kapaliny
výstup plynu nízkým tlakem k motoru snímač tlaku v nádrži G400
První redukční stupeň snižuje tlak zemního plynu na 20 bar a druhý na 5 - 9 bar.
Mechanický přetlakový ventil Je zašroubován do nízkotlaké oblasti regulátoru tlaku plynu a otvírá se při tlaku přibližně 16 bar. Brání se tak proniknutí zemního plynu pod vyšším tlakem do nízkotlaké oblasti a následným poškozením.
Přípojky chladicí kapaliny Při snižování tlaku zemního plynu se z okolí odebírá mnoho tepla. Vznikají při tom velmi nízké teploty, které mohou mít za následek zamrznutí. Aby se tomu zabránilo, je regulátor tlaku plynu připojen k okruhu chladicí kapaliny a je chladicí kapalinou ohříván.
18
S425_047
2. redukční stupeň vysokotlaký ventil provozu na plyn N372 1. redukční stupeň
mechanický přetlakový ventil otvírá se při tlaku přibližně 16 bar
odvětrávací otvor přetlakového ventilu
Regulace tlaku zemního plynu Regulací tlaku zemního plynu na 5 - 9 bar (absolutně) se oproti regulaci na konstantní tlak 7 bar (absolutně) u modelů Touran/Caddy EcoFuel dosahuje následujících výhod: V oblasti středního zatížení a otáček se vefukuje pod tlakem 5 bar. V důsledku nízkého tlaku může provoz na zemní plyn trvat déle. Má to za následek prodloužení dojezdu až o 25 km.
V horní oblasti zatížení a otáček se vefukuje pod tlakem 9 bar. Lze tak při maximálně možné době otevření ventilů vefukování plynu na pracovní cyklus vefouknout více plynu. Pouze to umožňuje dosáhnout výkonu 110 kW, resp. točivého momentu 220 Nm.
tlak v systému (bar)
elektronický regulátor tlaku plynu max. průtok plynu při plném zatížení 35 kg/h mechanický regulátor tlaku plynu max. průtok plynu při plném zatížení přibližně 27 kg/h
hmotnostní průtok plynu (kg/h)
S425_053
Přepínání mezi druhy provozu Aby proudilo stále dostatečné množství zemního plynu do nízkotlakého systému, musí být tlak ve vysokotlakém systému zemního plynu vyšší než tlak, pod nímž se vefukuje. Musí mít v oblasti nízkého zatížení a otáček hodnotu alespoň 6 bar a v horní oblasti zatížení a otáček alespoň 15 - 17 bar. Při nižším tlaku by se zemní plyn nemohl "dotlačovat" tak rychle, jak je vefukován a spalován motorem. Poklesne-li tlak zemního plynu v určitých režimech pod tuto prahovou hodnotu, dojde k přepnutí na provoz na benzín. V horní oblasti zatížení a otáček má nyní řidič možnost uvolnit pedál plynu a jet dále v oblasti nízkého zatížení a otáček. Pokud je nyní tlak zemního plynu opět dostatečný (alespoň 6 bar), zapne řídicí jednotka motoru znovu provoz na zemní plyn. Toto zpětné přepnutí se může uskutečnit dvakrát. Při opětovném poklesu tlaku se pokračuje v jízdě při provozu na benzín.
19
Systém řízení motoru 1. redukční stupeň Snížení tlaku zemního plynu na přibližně 20 bar Tlak plynu se v elektronickém regulátoru tlaku plynu snižuje dvoustupňově. V prvním redukčním stupni se přitom tlak snižuje mechanicky na přibližně 20 bar.
vstup plynu pod vysokým tlakem
Tlak plynu má za dutým pístem hodnotu nižší než 20 bar
proudící zemní plyn
dutý píst
Zemní plyn proudí z nádrží zemního plynu přes vstup plynu pod vysokým tlakem do elektronického regulátoru tlaku plynu. Tam proudí oběma dutými písty na pravou stranu talířů. Účinkem narůstajícího tlaku působícího na talíře se tyto talíře posunou společně s písty směrem doleva proti směru proudění zemního plynu a proti síle pružiny.
S425_026 talíř pružina
Tlak plynu má za dutým pístem hodnotu 20 bar Pokud má tlak na pravé straně talíře hodnotu přibližně 20 bar, dosedne dutý píst na těsnění a plyn již nemůže přitékat. Tlak zemního plynu je v prvním redukčním stupni snížen na přibližně 20 bar.
Příčný otvor ústí u snímače tlaku v nádrži. Pomocí tohoto snímače se měří tlak v nádržích plynu a zjišt´uje, zda byl dotankován zemní plyn. těsnění
20
snímač tlaku v nádrži G400
tlak zemního plynu za 1. redukčním stupněm přibližně 20 bar
příčný otvor ke snímači tlaku v nádrži G400 vysokotlaká oblast
S425_027
2. redukční stupeň Regulace tlaku zemního plynu na 5 - 9 bar Ve druhém redukčním stupni se tlak zemního plynu elektronicky reguluje vysokotlakým ventilem provozu na plyn na 5 - 9 bar. Tlak v nízkotlakém systému zemního plynu je zjišt´ován snímačem tlaku rozdělovací lišty plynu G401.
Tlak zemního plynu má před vysokotlakým ventilem provozu na plyn hodnotu přibližně 20 bar
přechod z redukčního stupně 1, přibližně 20 bar
nízkotlaká oblast
První a druhý redukční stupeň jsou vzájemně spojeny kanálem. Znamená to, že do vysokotlakého ventilu provozu na plyn je nyní přiváděn rovněž tlak přibližně 20 bar.
S425_050
kulička ventilu sedlo kuličky ventilu
vedení kuličky
jehla ventilu vysokotlaký ventil provozu na plyn N372
Regulace tlaku zemního plynu na 5 - 9 bar Při regulaci zemního plynu na 5 - 9 bar aktivuje řídicí jednotka motoru vysokotlaký ventil provozu na zemní plyn signálem s modulací šířkou impulzu (signálem PWM). Jehla ventilu se přitáhne a kulička ventilu se nadzdvihne ze sedla. Plyn nyní může přitékat tak dlouho, až je dosaženo požadovaného tlaku v nízkotlakém systému zemního plynu.
výstup plynu pod nízkým tlakem k motoru
S425_051 přitékající zemní plyn
vysokotlaký ventil provozu na plyn N372
21
Systém řízení motoru Panel přístrojů V panelu přístrojů jsou umístěny následující ukazatele a kontrolní světla pro provoz na zemní plyn jakož i na benzín:
●
● ●
ukazatel zásoby zemního plynu G411 jako analogový ukazatel palivoměr G1 jako analogový ukazatel multifunkční displej
● ●
kontrolní světlo provozu na zemní plyn K192 kontrolní světlo rezervy paliva K105
Ukazatel zásoby zemního plynu nahradil ukazatel teploty chladicí kapaliny. ●
●
Kontrolní světlo teploty chladicí kapaliny K43 se zapíná při zapnutí zapalování a vypíná při dosažení teploty 45 °C. Kontrolní světlo chladicí kapaliny K28 se po zapnutí zapalování zapne na 3 sekundy a potom se opět zapíná jako výstraha při dosažení teploty chladicí kapaliny 124 °C.
multifunkční displej kontrolní světlo teploty chladicí kapaliny K28
kontrolní světlo teploty chladicí kapaliny K43
S425_028
kontrolní světlo rezervy paliva K105
kontrolní světlo provozu na zemní plyn K192 ukazatel zásoby zemního plynu G411
22
palivoměr G1
Zobrazované informace a kontrolní světla v panelu přístrojů Ukazatel zásoby zemního plynu G411 (analogový) - Ukazatel zásoby zemního plynu ukazuje aktuální zásobu plynu v nádržích zemního plynu. S425_033 Palivoměr G1 (analogový) - Palivoměr ukazuje aktuální zásobu benzínu v palivové nádrži.
S425_034 Kontrolní světlo provozu na zemní plyn K192 - Zelené kontrolní světlo provozu na zemní plyn signalizuje, že vozidlo je provozováno na zemní plyn. S425_033 Kontrolní světlo rezervy paliva K105 - Žluté kontrolní světlo rezervy paliva se zapíná pouze tehdy, pokud zásoba obou druhů paliva je alespoň na úrovni rezervy. Znamená to, že tlak v nádržích zemního plynu je nižší než 30 bar a zásoba v palivové nádrži je menší než 7 l benzínu.
S425_035
S425_036
Multifunkční displej MFA Při provozu na zemní plyn se následujícím způsobem zobrazují stavy naplnění, dojezdy a spotřeby: -
„Natankujte zemní plyn!“ "Provoz na benzín! Natankujte zemní plyn!" "Natankujte!" "Start na plyn! Natankujte benzín!"
zásoby zemního plynu a benzínu jsou na úrovni rezervy při přepnutí na provoz na benzín je zásoba benzínu větší než rezerva při přepnutí na provoz na benzín je zásoba benzínu na úrovni rezervy motor vozidla by se býval měl spouštět v provozu na benzín, kvůli spotřebovanému benzínu to však není možné, proto se motor spouští v provozu na zemní plyn
Při zobrazení každé z těchto informací zazní jednou gong. Dalšími zobrazovanými informacemi při provozu na zemní plyn jsou dojezd na CNG (Compressed Natural Gas = zemní plyn) v km, při rychlosti nižší než 3 km/h okamžitá spotřeba v kg/h a při rychlosti vyšší než 3 km/h okamžitá spotřeba a průměrná spotřeba v kg/100 km. Dojezd se zobrazuje pouze pro aktuální druh provozu. Spustí-li se motor vozidla v provozu na benzín, protože teplota chladicí kapaliny je nižší než 10 °C nebo po dotankování, dojezd se neznázorní.
23
Systém řízení motoru Schéma zapojení
Legenda A G1 G400 G401 G411 J271 J285 J329 24
akumulátor palivoměr snímač tlaku v nádrži snímač rozdělovací lišty plynu ukazatel zásoby zemního plynu relé proudového napájení systému Motronic řídicí jednotka v panelu přístrojů relé napět´ového napájení svorky 15
J519 J533 J623 J908 K105 K192 N361 N362
řídicí jednotka palubní sítě diagnostické rozhraní pro datové sběrnice řídicí jednotka motoru relé uzavíracích ventilů plynu kontrolní světlo rezervy paliva kontrolní světlo provozu na zemní plyn uzavírací ventil 1 nádrže uzavírací ventil 2 nádrže
S425_024
N363 N366 N367 N368 N369 N372 S
uzavírací ventil 3 nádrže ventil vefukování plynu 1 ventil vefukování plynu 2 ventil vefukování plynu 3 ventil vefukování plynu 4 vysokotlaký ventil provozu na plyn pojistka
vstupní signál výstupní signál plus kostra datová sběrnice CAN diagnostická přípojka
25
Servis Speciální nářadí Označení
Nástroj
Použití
T50025 klíč na ventily plynových lahví
Klíč k demontáži a montáži uzavíracích ventilů nádrže
S425_058 T50026 ruční kolečko
Pomocí ručního kolečka lze mechanicky zavírat uzavírací ventily nádrže. S425_059
VAS 6131/15 souprava upínek nádrže zemního plynu S425_060
Obě zadní nádrže zemního plynu se demontují společně se svým úchytem. Demontáž nádrží zemního stupně se provádí pomocí nůžkového zvedacího stolu VAS 6131 A. Souprava upínek při tom zajišt´uje úchyt s nádrží zemního plynu proti spadnutí.
Zvláštnosti provozu vozidel na zemní plyn Tlak v nádržích zemního plynu při teplotě nádrží zemního plynu a zemního plynu 15 °C má být nejvýše 200 bar. Protože tlak v nádržích zemního plynu se podle teploty okolí a v důsledku tepla vznikajícího stlačováním při tankování mění, tankuje se popřípadě na základě výpočtového modelu s vyšším tlakem. Po ochlazení na 15 °C by měl mít tento tlak hodnotu 200 bar. Pro řidiče je rozhodující natankovaná hmotnost zemního plynu v kg a nikoli plnicí tlak. Při tankování se nádrže zemního plynu a zemní plyn ohřívají. Když se vozidlo nyní odstaví, nádrže i plyn se ochladí a tlak v nádržích zemního plynu klesne. Ukazatel zásoby zemního plynu tak může ukazovat menší stav naplnění než před odstavením. Při nízkých teplotách nebo po natankování benzínu se motor vždy spouští v provozu na benzín. To může vést k tomu, že se benzín postupně spotřebovává, ačkoli samotná zásoba zemního plynu se zcela nespotřebuje nikdy. Existují dva stupně kvality zemního plynu, zemní plyn H a zemní plyn L. Zemní plyn H má větší podíl metanu a tak i vyšší výhřevnost, což má za následek nižší spotřebu paliva. Ale i uvnitř obou stupňů kvality existují ještě rozdíly, které ovlivňují spotřebu paliva a dojezd. Kvalitu zemního plynu lze zjistit v zobrazované skupině 243, v poli 4. Hodnota 1,00 označuje zemní plyn H s nejlepší kvalitou a hodnota 1,29 zemní plyn L s nejhorší kvalitou.
26
Prověřte svoje znalosti Která odpověď je správná? U navržených odpovědí může být správná jedna nebo více odpovědí.
1.
Na jaký tlak zemního plynu reguluje elektronický regulátor tlaku zemního plynu vozidla Passat TSI EcoFuel nízký tlak? a)Reguluje na tlak zemního plynu mezi 5 a 9 bar (absolutně). b) Reguluje na konstantní tlak zemního plynu 6 bar. c) Reguluje na tlak zemního plynu, který odpovídá přímému vstřikování benzínu.
2.
Co signalizuje zelené kontrolní světlo v ukazateli zásoby zemního plynu v panelu přístrojů? a) Zelené kontrolní světlo signalizuje, že je k dispozici dostatek plynu a benzínu. b) Zelené kontrolní světlo signalizuje, že motor je provozován na zemní plyn. c) Zelené kontrolní světlo signalizuje, že v systému zemního plynu neexistuje žádná závada.
3.
Který výrok týkající se strategie spouštění motoru je správný? a) Jakmile je v nádržích zemního plynu k dispozici dostatek zemního plynu, motor se vždy spouští v provozu na zemní plyn. b) Do provozu na zemní plyn se přepíná teprve při teplotě chladicí kapaliny 60 °C. c) Při dostatečném tlaku zemního plynu, teplotě chladicí kapaliny vyšší než 10 °C a neprovedlo-li se od posledního běhu motoru dotankování zemního plynu se motor vždy spouští v provozu na zemní plyn. Podle čeho pozná řídicí jednotka motoru, že došlo k dotankování a jakou kvalitu má zemní plyn v nádržích? a) Dotankování se pozná pomocí snímače rozdělovací lišty plynu a kvalita zemního plynu prostřednictvím regulace lambda. a) Dotankování se pozná pomocí snímače tlaku v nádrži a kvalita zemního plynu prostřednictvím regulace lambda. c) Dotankování a kvalitu zemního plynu není nutné zjišt´ovat, protože kvalita zemního plynu je stále stejná.
Řešení: 1. a; 2. b; 3. c; 4. b
4.
27
425
© VOLKSWAGEN AG, Wolfsburg Všechna práva a technické změny vyhrazeny. 000.2812.19.15 Technický stav 03.2009 Volkswagen AG Zvyšování kvalifikace poprodejních služeb Servisní školení VSQ-1 poštovní přihrádka 1995 D - 38436 Wolfsburg
