Konstrukce a funkce Pohon na zemní plyn EcoFuel ve spojení s

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