Система управления двигателя Bosch MG1

Система впрыска Bosch MG1 используется на автомобилях Skoda Karoq c двигателями 1,5 л TSI (буквенное обозначение двигателя: DADA).
Расшифровка обозначения Bosch MG1:
B = Bosch.
M = Motronic.
G = Gasoline (бензин).
1 = 1-е поколение.

Схема системы Bosch MG1
Двигатели 1,5 л 96/110 кВт TSI

Блок управления двигателя J623

На двигателях 1,5 л семейства EA211 EVO применяется блок управления двигателя последнего поколения с системой управления Bosch MG1. В 154-контактном блоке управления двигателя установлен 32-битный двухъядерный процессор с тактовой частотой 300 МГц. Этот процессор выполняет задачи управления и регулирования в различных режимах работы. Это обеспечивает высокую эффективность двигателя.

Стратегия впрыска
В то время как на двигателях EA211 топливо впрыскивалось до трёх раз за рабочий цикл, у двигателей 1,5 л EA211 EVO за такты впуска и сжатия выполняется до пяти впрысков. Это происходит прежде всего при прогреве двигателя для сокращения выбросов твёрдых частиц. За счёт такого разделения общего впрыскиваемого количества топлива оптимизируется смесеобразование.

Цикл Миллера
Процесс сгорания имеет решающее значение для повышения КПД двигателя. Хотя прежние двигатели TSI и так уже достигают очень высокой эффективности, применение цикла Миллера на двигателе 1,5 л 96 кВт TSI обеспечивает существенное дополнительное повышение КПД.

Основные сведения о цикле Миллера
Особенность цикла Миллера в том, что впускные клапаны в зависимости от запрограммированных параметров закрываются ещё задолго до достижения поршнем нижней мёртвой точки (НМТ). Большое преимущество этого в том, что при движении поршня к нижней мёртвой точке закрытая смесь расширяется и от этого остывает. Это приводит к снижению конечной температуры цикла сжатия, и степень сжатия можно повышать.

Преимущества цикла Миллера в сравнении с обычными рабочими циклами

– За счёт более холодной смеси снижается конечная температура цикла сжатия, а с ней и склонность к детонации. Степень сжатия можно повысить до 12,5 : 1, что приводит к увеличению термического КПД и более эффективному сгоранию топлива.
– Времени на впуск в цилиндр необходимой массы воздуха стало меньше, поэтому в режиме частичной нагрузки дроссельная заслонка открывается шире, улучшая газообмен в цилиндрах.
– Увеличение рабочего объёма уменьшает работу сжатия.
– Благодаря более холодной смеси сокращается детонационное сгорание в режиме полной нагрузки, что позволяет двигателю работать со значением лямбда 1 в широком диапазоне крутящего момента/нагрузки.

Фазы газораспределения

На приведённом ниже графике показано сравнение фаз газораспределения у двигателя 1,5 л 96 кВт TSI с циклом Миллера и у двигателя 1,5 л 110 кВт TSI с обычным рабочим циклом.

Основные данные впускных и выпускных клапанов

Условия для применения цикла Миллера

Из-за раннего закрытия, короткой фазы открытия и меньшего хода впускных клапанов остаётся совсем мало времени на наполнение цилиндров достаточным зарядом воздуха. Чтобы это всё же удавалось, нужны высокое давление наддува и эффективное охлаждение наддувочного воздуха.

Турбонагнетатель с изменяемой геометрией турбины

С учётом низкой конечной температуры цикла сжатия на этом двигателе может применяться турбонагнетатель с изменяемой геометрией турбины.
Уже на низких оборотах он создаёт высокое давление наддува и, несмотря на короткие фазы открытия впускных клапанов, обеспечивает достаточное наполнение цилиндров двигателя свежим воздухом. Максимальное давление наддува у этого двигателя составляет около 2,3 бар (абсолютное значение), что примерно на 0,5 бар выше, чем у двигателя 1,4 л 92 кВт TSI.

Промежуточный охладитель наддувочного воздуха

Более высокое давление наддува, конечно, повышает и температуру наддувочного воздуха. Для максимально эффективного охлаждения этого воздуха применяется промежуточный охладитель новой конструкции. Он установлен перед впускным коллектором, блоком дроссельной заслонки GX3 и датчиком давления наддува GX26.
Преимущество такого расположения в том, что рабочая температура этих узлов снижается, а размеры и, следовательно, эффективность промежуточного охладителя можно значительно повысить. В отличие от охладителя на двигателе 1,4 л 92 кВт TSI конструкция стала более продолговатой, а входное сечение — квадратным.
Этот промежуточный охладитель способен снижать температуру наддувочного воздуха до уровня всего на 15 °C выше наружной температуры

Динамическая система старт-стоп с функцией движения накатом

В случае двигателя 1,5 л 96 кВт TSI с 7-ступенчатой коробкой передач DSG система старт-стоп была дополнена функцией движения накатом с динамической системой старт‐стоп, которая позволяет ещё
лучше использовать энергию движения автомобиля в так называемых фазах наката * и экономить топливо до 0,4 л/100 км. Прежде в фазах наката коробка передач DSG отсоединялась, а двигатель продолжал работать на холостом ходу. Теперь при движении накатом с динамической системой старт‐стоп двигатель выключается.
* Во время фазы наката водитель убирает ногу с педали акселератора и автомобиль катится по инерции.

Диапазон активности функций

Движение накатом с динамической системой старт-стоп с выключенным двигателем
Эта функция активна в диапазоне скорости от 40 до 130 км/ч. Если в этом диапазоне скорости двигатель выключается, он может оставаться выключенным вплоть до остановки автомобиля.

Накат с включённым двигателем и системой старт-стоп
Если функция движения накатом активируется при скорости от 15 до 40 км/ч, коробка передач DSG отсоединяется, но двигатель продолжает работать на холостом ходу. При скорости ниже 15 км/ч активна система старт-стоп.

Условия для движения накатом с динамической системой старт-стоп
– Должны быть выполнены условия для активации системы старт-стоп.
– Должен быть выбран профиль движения «Эко», «Обычный» или «Индивидуальный».
– Селектор находится в положении D.
– Педаль акселератора не нажата.
– Дополнительная АКБ функции движения накатом имеет достаточно энергии.

Повторный пуск двигателя водителем
Двигатель запускается нажатием педали акселератора или тормоза. Лёгкое притормаживание не приводит к повторному запуску.

Обзор системы
Для применения функции движения накатом с динамической системой старт‐стоп система старт-стоп
была дополнена 12-вольтовой литий-ионной аккумуляторной батареей и защитным диодом.
Дополнительная АКБ функции движения накатом A8
Если в режиме движения накатом с динамической системой старт‐стоп коробка передач DSG
отсоединяется, а двигатель выключается, питание бортовой сети автомобиля возможно только
от стартерной АКБ 12 В. Чтобы при этом обеспечивалось надёжное электропитание систем, важных с точки зрения безопасности, например электроусилителя рулевого управления, тормозной системы или системы освещения, установлена дополнительная АКБ.
Это 12-вольтовая литий-ионная батарея с номинальной ёмкостью 6,9 А·ч. Дополнительная АКБ с блоком силовой электроники находится под левым передним сиденьем. Она подключается только в режиме движения накатом с динамической системой старт‐стоп и питает бортовую сеть. Благодаря встроенному регулятору зарядки во время рекуперации она заряжается в первую очередь.
Защитный диод бортовой сети для функции движения накатом J1159
Защитный диод — это электронный ключ с интегрированной функцией диода. При работающем двигателе он закрыт, так что генератор может заряжать стартерную и дополнительную АКБ, а также снабжать током бортовую сеть автомобиля. В режиме движения накатом с динамической системой старт‐стоп, когда двигатель выключен, защитный диод открывается и бортовая сеть питается током от дополнительной АКБ.
Стартерная АКБ теперь служит только для последующего повторного пуска двигателя. Отсоединение цепи стартерной АКБ предотвращает недопустимые просадки напряжения в остальной бортовой сети и к тому же разгружает литий-ионную батарею. После запуска двигателя защитный диод снова закрывается.

Схема системы движения накатом с динамической системой старт-стоп

Условные обозначения
1 Аккумуляторная батарея A
2 Дополнительная АКБ функции движения накатом A8
3 Блок предохранителей A
4 Блок управления двигателя J623
5 Генератор с регулятором напряжения CX1
6 Блок управления для контроля АКБ J367
7 Защитный диод бортовой сети для функции движения накатом J1159
8 Стартер В
9 Диагностический интерфейс шин данных J533
10 12-вольтовые потребители, например рулевое управление, тормозная система, освещение

Контур высокого давления топливной системы

Контур высокого давления топливной системы устроен в основном так же, как у двигателей TSI семейства EA211. Однако впервые топливо впрыскивается под давлением до 350 бар. Вместе с улучшенным по форме факелом распыла форсунок с пятью отверстиями получается очень хорошее смесеобразование во всех режимах нагрузки и при любых оборотах. В результате уменьшаются расход топлива и токсичность ОГ, меньше топлива попадает в моторное масло, а также существенно сокращается выброс несгоревших частиц топлива.

Технические особенности
• Топливный насос высокого давления с клапаном дозирования топлива N290.
• Давление впрыска от 170 до 350 бар.
• Многократный впрыск (до пяти впрысков за цикл).
• Датчик давления топлива G247.
• Топливная рампа из нержавеющей стали.
• Форсунки с пятью отверстиями N30–N33.

Изменения в контуре высокого давления топливной системы

Топливный насос высокого давления
– Увеличенный до 3,75 мм ход плунжера насоса для быстрого создания давления при пуске двигателя и подачи необходимого количества топлива.
– Уменьшенный с 10 до 8 мм диаметр плунжера насоса для снижения нагрузки на распредвал.
– Снижение трения за счёт уменьшения диаметра роликового толкателя до 26 мм.
Форсунки
– Центровочный штифт для упрощения установки.
– Повышение прочности и снижение температуры дефлектора за счёт уменьшения диаметра распылителя до 6 мм.
– Индивидуально адаптированные диаметры пяти сопел для сокращения выброса несгоревшего топлива и уменьшения смачивания топливом камеры сгорания.

Датчики и исполнительные механизмы

Модуль расходомера воздуха GX35

На двигателе 1,5 л 96 кВт TSI применяется модуль расходомера воздуха. Он состоит из расходомера
воздуха G70 и датчика температуры в расходомере воздуха G1005. Модуль установлен во впускном
тракте после воздушного фильтра. Чтобы сигнал нагрузки двигателя был максимально точным,
в дополнение к датчику впускного коллектора применяется расходомер воздуха
с распознаванием обратного потока.
Он определяет не только массу поступающего в двигатель воздуха, но и сколько воздуха устремляется назад из-за открытия и закрытия клапанов. Температура воздуха на впуске служит в качестве корректировочного значения.

Использование сигналов
По сигналам адаптируется определение наполнения цилиндров датчиком впускного коллектора GX9.

Последствия отсутствия сигнала
При отказе расходомера воздуха сигнал датчика впускного коллектора GX9 используется в качестве сигнала нагрузки. При отказе датчика температуры применяется фиксированное резервное значение.

Модуль регулирования давления наддува GX34

Модуль регулирования давления наддува состоит из регулятора давления наддува V465 и датчика положения регулятора давления наддува G581. Он закреплён винтами прямо на турбонагнетателе. С его помощью регулируется давление наддува в двигателе.
– У двигателя 1,5 л 96 кВт TSI регулятор давления наддува поворачивает направляющие лопатки турбонагнетателя с изменяемой геометрией турбины.
– У двигателя 1,5 л 110 кВт TSI регулятор давления наддува изменяет положение перепускного клапана обычного турбонагнетателя.

Регулятор давления наддува V465

Назначение
Регулятор предназначен для регулирования давления наддува. Регулятор давления наддува с электроприводом обеспечивает быстрое регулирование и тем самым быстрое создание давления наддува.

Последствия при выходе из строя
При отказе регулятора давления наддува направляющие лопатки или перепускной клапан открываются либо под напором отработавших газов, либо с помощью регулятора давления наддува. В обоих случаях давление наддува не создаётся

Датчик положения регулятора давления наддува G581

Использование сигналов
Сигнал датчика даёт блоку управления двигателя информацию о текущем положении направляющих лопаток турбонагнетателя. Этот сигнал вместе с сигналом датчика давления наддува G31 даёт полную информацию о регулировании турбонаддува.

Последствия отсутствия сигнала
При отказе датчика регулятор давления наддува активируется и полностью открывает направляющие лопатки или перепускной клапан. В обоих случаях давление наддува не создаётся.

Модуль системы терморегулирования двигателя GX33

Модуль системы терморегулирования двигателя состоит из исполнительного механизма системы
терморегулирования двигателя N493 и датчика положения системы терморегулирования двигателя G1004. Он закреплён винтами на головке блока цилиндров со стороны маховика. С его помощью регулируется температура охлаждающей жидкости в двигателе. Тем самым обеспечиваются быстрый прогрев двигателя и оптимальная температура ОЖ в любых режимах работы.

Исполнительный механизм системы терморегулирования двигателя N493

Назначение
Этот механизм активируется ШИМ-сигналом блока управления двигателя. Через вал он приводит в действие поворотную заслонку, которая через зубчатый сегмент связана со второй поворотной заслонкой. Активация исполнительного механизма осуществляется в зависимости от нагрузки, частоты вращения и температуры ОЖ.

Последствия при выходе из строя
Если исполнительный механизм выйдет из строя, перемещение поворотных заслонок будет невозможным. Обе поворотные заслонки останутся в своём текущем положении. Если отказ случится в тот момент, когда обе поворотные заслонки закрыты, то возможен перегрев двигателя. Если в момент отказа обе поворотные заслонки будут полностью открыты, это может привести к более долгому прогреву двигателя или протапливанию салона.

Датчик положения системы терморегулирования двигателя G1004

Использование сигналов
С помощью сигнала датчика положения блок управления двигателя целенаправленно активирует исполнительный механизм.

Последствия отсутствия сигнала
Если сигнал датчика положения отсутствует, регулирование посредством исполнительного
механизма становится невозможным. Исполнительный механизм перемещает поворотные заслонки в положение полного закрытия.

Датчик температуры ОЖ на выходе из двигателя G82

Датчик температуры ОЖ на выходе из двигателя ввёрнут в блок цилиндров со стороны маховика. Он измеряет температуру охлаждающей жидкости в блоке цилиндров.

Использование сигналов
Сигнал используется для защиты двигателя от перегрева. Если температура ОЖ становится слишком высокой, вентилятор радиатора включается и работает, пока температура не снизится до нормального значения. Регулирование температуры ОЖ в двигателе осуществляется с помощью датчика температуры ОЖ G62 в головке блока цилиндров.

Последствия отсутствия сигнала
При отказе датчика температуры ОЖ на выходе из двигателя температура ОЖ определяется через
вычисление. В этом вычислении учитывается также сигнал датчика температуры ОЖ G62.

Датчик 1 давления ОГ G450

Датчик 1 давления ОГ ввёрнут в корпус распредвалов со стороны выпускного коллектора. Через канал он соединяется со встроенным выпускным коллектором и измеряет давление отработавших газов.

Использование сигналов
Сигналы используются для более точного определения наполнения цилиндров. По давлению ОГ блок управления двигателя определяет, сколько отработавших газов выходит из цилиндров. Это значение блок управления двигателя учитывает при определении наполнения цилиндров.

Последствия отсутствия сигнала
При отказе датчика давления в регистратор событий записывается ошибка.

Клапан 1 регулятора фаз газораспределения впускных клапанов N727

Клапан 1 регулятора фаз газораспределения впускных клапанов закреплён винтами на держателе манжетного уплотнения со стороны зубчатого ремня. Он активируется блоком управления двигателя с помощью сигнала с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ-сигнала)

Принцип действия

При активации клапана регулятора фаз газораспределения в управляющем клапане приводится в действие плунжерный узел с обратными клапанами. Плунжеры открывают поток масла из одной камеры в другую, обратные клапаны предотвращают поток масла в обратном направлении. В зависимости от того, какой масляный канал открывается, внутренний ротор поворачивается в направлении «рано» или «поздно» или удерживается в исходном положении. Поскольку внутренний ротор привинчен к распредвалу впускных клапанов, распредвал тоже поворачивается соответствующим образом.
Положение распредвалов контролируется обоими датчиками положения распредвалов

Последствия при выходе из строя

Если клапан регулятора фаз газораспределения впускных клапанов выйдет из строя, регулирование фаз газораспределения станет невозможным. Распредвал впускных клапанов останется в положении «поздно», а распредвал выпускных клапанов — в положении «рано».
Крутящий момент двигателя снижается.