Sistema Siemens SID 805 Common-Rail Motore 2WZ-TV

Sistema d’iniezione

Siemens SID 805 – 2WZ-TV Sistema d’iniezione I principali componenti del sistema Siemens SID 805 sono: La pompa di iniezione Main components of the Siemens SID 805 Common-Rail Injection system.

Siemens SID 805 – 2WZ-TV Sistema d’iniezione I principali componenti del sistema Siemens SID 805 sono: La pompa di iniezione Valvola di controllo della pressione (PCV)

Siemens SID 805 – 2WZ-TV Sistema d’iniezione I principali componenti del sistema Siemens SID 805 sono: La pompa di iniezione Valvola di regolazione della pressione (PCV) Valvola di controllo della pressione (MPROP)

Siemens SID 805 – 2WZ-TV Sistema d’iniezione I principali componenti del sistema Siemens SID 805 sono: La pompa di iniezione Valvola di regolazione della pressione (PCV) Valvola di controllo della pressione (MPROP) Sensore di Pressione Carburante

Siemens SID 805 – 2WZ-TV Sistema d’iniezione I principali componenti del sistema Siemens SID 805 sono: La pompa di iniezione Valvola di regolazione della pressione (PCV) Valvola di controllo della pressione (MPROP) Sensore di Pressione Carburante 4 Iniettori Piezo-elettrici

Siemens SID 805 – 2WZ-TV Sistema d’iniezione I principali componenti del sistema Siemens SID 805 sono: La pompa di iniezione Valvola di regolazione della pressione (PCV) Valvola di controllo della pressione (MPROP) Sensore di Pressione Carburante The ECU is water-proof and may not be opened. 4 Iniettori Piezo-elettrici ECU motore

Sistema d’iniezione Sistema Common Rail SID 805 (2WZ-TV Aygo) Siemens SID 805 – 2WZ-TV Sistema d’iniezione Iniettori Piezoelettrici Sistema Common Rail SID 805 (2WZ-TV Aygo) (pompa d’iniezione a 3 pompanti) (pompa di adescamento tipo a vani) Common-Rail Sensore pressione carburante (PCR) Pressione CR:  22 – 160 MPa Pompa manuale Pompa d’iniezione: Valvola di controllo della pressione = Valvola di Controllo del Volume (VCV) ( MPROP) Valvola regolazione pressione (PCV) Pompa di adescamento Fuel Pressure Control An “injection volume (Q) / engine speed (Ne)” map in the engine ECU is used to determine the right rail pressure (22 – 160 Mpa). It is continually adjusted on the basis of the “engine load (VPA)/ engine speed (Ne)”. Regulation is in closed loop mode with the Fuel Pressure Sensor (PCR). For each engine operation phase, the engine ECU determines an optimum rail pressure. This pressure is the target pressure. The engine ECU continually checks (every 90°) the actual pressure in the rail by means of the fuel pressure sensor (PCR). In case of a difference with the target pressure, it measures the difference and activates the flow regulator valve (VCV) and the pressure control valve (PCV), in order to set the rail pressure to the target pressure. The flow regulator valve (VCV, or Volume Control Valve) is used to adapt the high pressure pump delivery to the engine requirements and therefore reduce the power absorbed by the pump. When the fuel pressure measured by the fuel pressure sensor does cannot reach the target pressure, while the pressure control valve (PCV) signal is at it’s maximum, the ECU increases the opening of the fuel flow regulator valve (VCV) in several steps, in order to try to compensate the pressure difference. Sensore temp. Filtro carb. Serbatoio

Sistema d’iniezione Livelli di Pressione & Temperatura Siemens SID 805 – 2WZ-TV Sistema d’iniezione Livelli di Pressione & Temperatura Pressione Common-Rail : 220 – 1600 bar  22 – 160 MPa Temperatura Max. del carburante consentita : 80°C Pressione di Alimentazione: Min.: 0,7 bar Max.: 1,0 bar If the fuel temperature exceeds 80°C, the feul return lines may be damaged. The Common-rail acts an accumulator for the fuel delivered by the Supply Pump. This sufficiently high reserve is tailored to the engine size, and enables: Feed the injectors with the necessary quantity of fuel for all operating conditions. Damping of the oscillations generated by the opening of the injectors. Safety precautions with running engine: The pressure in the feul system can reach very high values (1600 bar): Take care that your eyes, hand or body are not exposed to feul that escapes in case of a leak .abs = absolute pressure

Pompa d’iniezione Identificazione Informazioni sull’etichetta: Siemens SID 805 – 2WZ-TV Pompa d’iniezione Identificazione Informazioni sull’etichetta: a: Siemens / VDO riferimento N° b: PSA riferimento N° c: Data di Produzione & N° (anno/settimana/ordine di produzione N°) Anno: W: 2003 X: 2004 Y: 2005 Z: 2006 Esempio: W20/00270 W20: Settimana 20 del 2003 00270: Ordine di Produzione N°

Pompa d’iniezione Tubazione di ritorno al serbatoio (bassa pressione) Siemens SID 805 – 2WZ-TV Pompa d’iniezione Tubazione di ritorno al serbatoio (bassa pressione) Struttura Uscita carburante (alta pressione) Ingresso carburante Pompante Valvola di controllo della pressione (MPROP) Pompa di adescamento (Integrata) Pressione interna: 4bar Fuel Flow: Inlet  Feed Pump  MPROP  HP Pump  PCV  Outlet Return Feed Pump internal pressure is 4 bar (controlled by relief valve) By regulation of the flow by the PCV, only the quantity of fuel necessary for combustion in the cylinder is compressed, which means a reduction in: Fuel heating Power consumed by high pressure pump Valve is normally closed by return spring. Valvola di regolazione della pressione (PCV)

Pompa d’iniezione Funzionamento Siemens SID 805 – 2WZ-TV Pompa di adescamento Valvola di controllo della pressione (MPROP*) Pompanti Valvola di regolazione della pressione (PCV) Valvola Limitatrice (4 bar) Valvola Lubrificazione per albero a camme (2,5 - 3 bar) Filtro protettivo Filtro Lamellare Ingresso Carburante Alta Pressione Recupero del carburante b c 4 3 2 8 1 3 3 7 In contradiction to the the Denso HP2 supply pump, it’s not needed to set the timing of this pump. *MPROP: Magnetic Proportioning Valve 6 a 5

Siemens SID 805 – 2WZ-TV Pompa d’iniezione Pompanti Pompante

Pompa d’iniezione Aspirazione Funzionamento del Pompante (1) Siemens SID 805 – 2WZ-TV Pompa d’iniezione Funzionamento del Pompante (1) Immissione del Carburante Inizio aspirazione (depressione) La valvola d’ingresso apre Valvola d’ingresso Aspirazione None of the components of the Supply Pump may be replaced, not even the MPROP or the PCV). It might be possible that later, replacement of the solenoids (MPROP or PCV) will be possible.

Pompa d’iniezione Aspirazione Funzionamento del Pompante (2) Siemens SID 805 – 2WZ-TV Pompa d’iniezione Funzionamento del Pompante (2) Ingresso carburante Aspirazione Aspirazione

Pompa d’iniezione Aspirazione Funzionamento del Pompante (3) Siemens SID 805 – 2WZ-TV Pompa d’iniezione Funzionamento del Pompante (3) Ingresso carburante Aspirazione (riduzione della depressione) Aspirazione

Pompa d’iniezione Funzionamento del Pompante (4) Siemens SID 805 – 2WZ-TV Pompa d’iniezione Funzionamento del Pompante (4) BDC (punto morto inferiore) Fine aspirazione

Pompa d’iniezione HP Funzionamento del Pompante (5) Valvola di scarico Siemens SID 805 – 2WZ-TV Pompa d’iniezione Funzionamento del Pompante (5) Mandata del carburante Inizio compressione (incremento della pressione) La valvola di scarico apre HP Valvola di scarico

Pompa d’iniezione HP Funzionamento del Pompante (6) Siemens SID 805 – 2WZ-TV Pompa d’iniezione Funzionamento del Pompante (6) Mandata del carburante Compressione HP

Pompa d’iniezione HP Funzionamento del Pompante (7) Siemens SID 805 – 2WZ-TV Pompa d’iniezione Funzionamento del Pompante (7) Mandata del carburante Compressione (pressione max.) HP

Pompa d’iniezione Funzionamento del Pompante (8) Siemens SID 805 – 2WZ-TV Pompa d’iniezione Funzionamento del Pompante (8) TDC (punto morto superiore) Fine compressione La valvola di scarico chiude

Valvola di controllo della pressione (MPROP) Siemens SID 805 – 2WZ-TV Valvola di controllo della pressione (MPROP) MPROP MPROP (Magnetic Proportioning Valve) Funzione: Controlla il flusso del carburante dalla pompa di adescamento verso i pistoni della pompa ad alta pressione. 1: Molla di richiamo 2: Scorrevole 3: Pistone 4: Avvolgimento (15  +/- 10%) 5: Indotto Controllo PWM* (Resistenza: 2,5 à 2,8 Ω) Immissione Pompa di Trasferta Carburante trasferito ai componenti di HP Flow regulation means that only the quantity of fuel necessary for combustion in the cylinder is compressed, which means a reduction in: Fuel heating Power consumed by high pressure pump Valve is normally closed by return spring. * Pulse Width Modulation

Valvola di controllo della pressione (MPROP) Siemens SID 805 – 2WZ-TV Valvola di controllo della pressione (MPROP) MPROP Dalla pompa di adescamento Disattivata PWM 0% Dalla pompa di adescamento Regulator not actuated: PWM 0%  Valve is closed by return spring. Ai pompanti Dalla pompa di adescamento

Valvola di controllo della pressione (MPROP) Siemens SID 805 – 2WZ-TV Valvola di controllo della pressione (MPROP) MPROP Dalla pompa di adescamento Aperta PWM 0-30% Dalla pompa di adescamento Regulator actuated: PWM  0%  Coil sets up a magnetic field whose power is proportional to the power of the current. The core moves and creates a passage between (a) and (b). Dalla pompa di adescamento Ai pompanti

Valvola di controllo della pressione (MPROP) Siemens SID 805 – 2WZ-TV Valvola di controllo della pressione (MPROP) MPROP Controllo: Quantità erogata (Giri motore costanti) The Engine ECU applies a modulable current by PWM control (OCR or Opening Cyclic Ratio). The PWM signal is proportional to the quantity of fuel required by the system. The hihger the fuel requirements, the higher the PWM signal must be. The shape of the tube makes that the flow rate is proportional to the opening of the valve. PWM (%)

Valvola di regolazione della pressione (PCV) Siemens SID 805 – 2WZ-TV Valvola di regolazione della pressione (PCV) PCV Funzione: Regola la pressione nel Common-Rail variando il volume di carburante verso il circuito di ritorno. 1: Sede della Valvola 2: Sfera 3: Indotto 4: Avvolgimento 5: Statore (fissato all’indotto) 6: Molla di richiamo (tarata a 50 bar) Pressione Rail Pressione di ritorno The PCV is normally closed by areturn spring. This means that when no signal is applied to the coil, the pressure in the Common-Rail wil be not be 0. In this way the valve provides a minimum pressure of 50 bar, and damps the pulses. To Lift the ball from the seat, the pressure in the rail must be higher than 40-50 bar. Although the spring setting is fixed, with no electrical control, the pressure may increase with the engine speed, due to the small cross-section of the relief valve duct (nozze effect). When a current is applied to the coil, a additional force is added to that of the spring. This force is proportional to the control current of the coil. The control signal is a PWM, and the average current is 0,6 A with peeks of 2A. The resistance of the coil is 2,8 - 3,1 ohm. Controllo PWM* (Resistenza 2,8-3,1 Ω) (Corrente media: 0,6 a 2 A max.) * Pulse Width Modulation

Valvola di regolazione della pressione (PCV) Siemens SID 805 – 2WZ-TV Valvola di regolazione della pressione (PCV) PCV Disattivata PWM 0% Tenuta chiusa dalla molla di richiamo Min. 50 bar Attenua le pulsazioni Pressione di ritorno Al Rail Pressione Min. Solo forza della molla Dai pompanti Pressione di ritorno

Valvola di regolazione della pressione (PCV) Siemens SID 805 – 2WZ-TV Valvola di regolazione della pressione (PCV) PCV Attivata PWM  0% Forza Addizionale si aggiunge a quella della molla 0,6 – 2 A Pressione di ritorno Al Rail Pressione variabile Max. 1600 bar Forza della molla + forza campo magnetico dell’avvolgimento Dai pompanti Pressione di ritorno

Valvola di regolazione della pressione (PCV) Siemens SID 805 – 2WZ-TV Valvola di regolazione della pressione (PCV) PCV Controllo: Pressione carburante (Rail) The pressure in the rail is proportional to the control current of the coil of the PCV. The Engine ECU activates the PCV in closed loop with the signal from the Fuel Pressure Sensor (Common-Rail Pressure). PWM (%)

Componenti della pompa d’iniezione Siemens SID 805 – 2WZ-TV Componenti della pompa d’iniezione I seguenti componenti non possono essere rimossi dalla pompa d’iniezione: Valvola di controllo della pressione (MPROP) Valvola di regolazione della pressione (PCV)

Tubazioni di alta pressione Siemens SID 805 – 2WZ-TV Tubazioni di alta pressione In caso di rimozione, I seguanti componenti devono essere sostituiti: (la tenuta è garantita dalla deformazione realizzata dal serraggio dei dadi) Tubazione di mandata al common rail Le 4 tubazioni degli iniettori Tubazione di ritorno

Sensore di pressione (PCR) Siemens SID 805 – 2WZ-TV Sensore di pressione (PCR) Caratteristiche Elettriche: (Sensore Piezo-elettrico) Alimentazione elettrica : 5V +/- 5% Temperatura ottimale di esercizio : - 40°C - 120°C Intervallo di funzionamento : 0 bar - 1800 bar Pressione di rottura : 3000 bar NON utilizzare l’ohmetro per controllare il sensore! Checking the Piezo element with an Ohmmeter (supplies a small 9V current) could cause its destruction ! Ω

Sensore di pressione (PCR) Siemens SID 805 – 2WZ-TV Sensore di pressione (PCR) Segnale 4.5 V (accelerazione) The voltage output is proportional to the pressure. The ECU uses this signal to: Calculate the injection time. Regulate the high pressure in closed loop mode. 0.5 V 100 bar 1800 bar (saturazione)

Piezo-elettrico Iniettore Costruzione 1: Attuatore Piezo-elettrico Siemens SID 805 – 2WZ-TV Iniettore Costruzione 1: Attuatore Piezo-elettrico 2: Connettore Elettrico 3: Connessione Idraulica 4: Ritorno al serbatoio (trafilamento) 5: Corpo dello spillo dell’iniettore 6: Dado dell’Iniettore 7: Spillo Piezo-elettrico

Iniettore Specifiche tecniche Mancano le categorie dell’iniettore Siemens SID 805 – 2WZ-TV Iniettore Specifiche tecniche Mancano le categorie dell’iniettore Data di Produzione: c: Anno: C = 2003 D = 2004 … d: Mese: A = Gennaio B = Febbraio C = Marzo … e: Giorno: 1 – 31 f: 00019: Ordine di Produzione N° There are no Injector categories. In case of Injector replacement, the Injector Pipe and the copper Injector nozzle seat must be replaced together. The retainer Spring is fragile and must be replaced each time to prevent leakage. Its very important to respect the injector tightening torque. It has an influence on the internal tension of the injector. A incorrect torque (too high or too low) would have a negative effect on its operation. When removing/installing the injector, don’t pull or turn the connector part, as this could cause damage. The connect is just inserted and not secured to prevent rotation of it. Pilot injection + main injection are performed till +/- 3000 rpm (Reduction of combustion noise and smoke) At higher rpm, depending on the operation conditions, only main injection takes place. a: Siemens riferimento N° b: PSA riferimento N°

Molla di richiamo dello spillo Siemens SID 805 – 2WZ-TV Iniettore Costruzione interna 1: Connessione idraulica 2: Ritorno al serbatoio (trafilamento) 3: Connettore elettrico 4: Elemento piezo-elettrico 5: Pistone di controllo 6: Valvola 7: Pistone di controllo dello spillo 8. Spillo 9: Camera di alta pressione dello spillo 10: Fori d’iniezione Pressione della molla di richiamo dello spillo > pressione della molla di richiamo della PCV Ressort The injector needle return spring tension is set to 70 bar. This pressure is higher than the pressure of the Pressure Control Valve (PCV) which is set at 50 bar. In this way, the injector will not open if the PCV does not operate. Molla di richiamo dello spillo

Iniettore - + + - Principi dei sistemi piezoelettrici Siemens SID 805 – 2WZ-TV Iniettore Principi dei sistemi piezoelettrici Piezo dal Greco “piezin”, significa premere Effetto Piezo: La compressione del cristallo di quarzo genera tensione Effetto Piezo Inverso: La tensione applicata al cristallo di quarzo genera una deformazione - EFFETTO PIEZO + + Materials with piezo-electrical effects were discovered by the Curie’s in 1880. They consist of crystals which produce an electrical current when they are distorted. Inversely, when a voltage is applied to the crystal, there is distortion (Dr G. Lippmann, 1881). The word piezo comes from Geek word “piezin”, which means “to press”. More precisely, if a compression or traction is exerted on certain sides of a crystal (the quartz is the most well-known), we can see the occurrence of electrical charges of opposite polarity on the opposite sides of the crystal (the sides perpendicular to the former in the case of the quartz). Inversely, if a potential difference is set up, and therefore an electric field, between two sides of the crystal, the crystal is distorted, and this is the “inverse piezo-electric” effect. Once distorted, the crystal needs a new pulse in the opposite (inverse) direction to return to its initial state. Therefore, by applying an alternating current, the crystal is compressed and stretched. It is these oscillations which are used to produce the sound in a buzzer. EFFETTO PIEZO INVERSO -

Iniettore G G - G + Stress A riposo Compresso Siemens SID 805 – 2WZ-TV Iniettore Stress Principi dei sistemi piezoelettrici Effetto piezoelettrico: Polarizzazione dovuta a stress meccanico La tensione è proporzionale alla distorsione - + - + G G - - G + + - + As there is no symmetrical center when at rest, when subjected to a compression, the centers of gravity of the positive and negative charges - initially merged - separate, creating an electrical dipole. The piezo-electrical effect occurs. A riposo Compresso

Iniettore + _ Modulo Piezo: Attuatore a strato singolo Siemens SID 805 – 2WZ-TV Iniettore Modulo Piezo: Attuatore a strato singolo Quando viene applicato un campo elettrico (con la stessa polarità e orientamento del campo di polarizzazione originaria) sul singolo strato piezo-ceramico: Espansione in direzione trasversale o "longitudinale" (i.e., lungo l’asse di polarizzazione) Contrazione in direzione trasversale (perpendicolare all’asse di polarizzazione) Quando il campo elettrico s’inverte il movimento s’inverte T Vin + Fout T Espansione P _ W L Single Layer Actuator (Longitudinal and Transverse Actuator): When an electrical field having the same polarity and orientation as the original polarization field is placed across the thickness of a single sheet of piezo-ceramic, the piece expands in the thickness or "longitudinal" direction (i.e., along the axis of polarization) and contracts in the transverse direction (perpendicular to the axis of polarization). When the field is reversed, the motions are reversed. So, a Piezo Injector has a polarity: If a voltage in opposite direction is applied, the crystals contracts instead of elongating. This could destroy it.

Attuatore multistrato a batteria piezo-ceramica Siemens SID 805 – 2WZ-TV Iniettore Modulo Piezo: Attuatore multistrato Incremento del volume piezo-ceramico incremento dell’energia che può essere utilizzata per contrastare il carico Attuatore Batteria a piezo-ceramica: Attivazione della batteria: Un grosso numero di strati piezo-ceramici vengono assemblati e cablati in un’unica struttura Lievi spostamenti di ogni singolo strato contribuiscono all’allungamento totale Allungamento della batteria: dell’ordine di  - 0,1  Forza: dell’ordine di 100-1000 N Fout Tout t T = n t P _ + Vin W Multi-Layer actuator Stack Actuators: Any number of piezo layers may be stacked on top of one another. Increasing the volume of piezo-ceramic increases the energy that may be delivered to a load. The co-fired stack is a practical way to assemble and wire a large number of piezo layers into one monolithic structure. The tiny motions of each layer contribute to the overall displacement. Stack motion on the order of microns to tens of microns, and force from hundreds to thousands of Newtons is typical. L Attuatore multistrato a batteria piezo-ceramica

Generatore a batteria piezo Siemens SID 805 – 2WZ-TV Iniettore Modulo Piezo: Generatore multistrato Generatore a batteria piezo: Comprende un grande numero di strati Struttura molto rigida e ad alta capacitanza Adatto per gestire forze elevate accumulare un grande volume di cariche Tin Fin t T = n t P _ + Vout W Multi-Layer generator Stack Generator: The stack comprises a large number of piezo layers and has a high capacitance. It is suitable for handling high force and collecting a large volume of charge. L Generatore a batteria piezo

Iniettore Modulo Piezo: Modulo Piezo-elettrico Resistenza ≈ 200 kΩ Siemens SID 805 – 2WZ-TV Iniettore Modulo Piezo: Modulo Piezo-elettrico +/- 200 strati di quarzo Allungamento di +/- 50 μm Bassissimo tempo di commutazione Può essere considerato come un condensatore Resistenza*: 200 k Capacità*: 6,3 μF a 20°C Resistenza ≈ 200 kΩ Capacità = 6,3 μF a 20°C Elemento-piezo *da confrontare con gli altri iniettori

Molla di richiamo dell’iniettore Siemens SID 805 – 2WZ-TV Iniettore Iniettore chiuso (Motore in moto) Il tappo di ritorno (verde) viene pressato dalla molla di richiamo, che chiude il condotto di recupero  Camera di pressione = Camera controllo Superficie di contatto del pistone di controllo > Superficie di contatto della punta dello spillo F1 + FR  F2 l’iniettore chiude per effetto della molla di richiamo Tappo di ritorno Molla di richiamo Camera di controllo Ugello F1 + FR > F2 Camera di pressione FR Molla di richiamo dell’iniettore As the piezo-electric actuator is not actuated, the blanking cap blanks the return pipe due to its return spring. High pressure is set up identically in the pressure chamber and in the conrol chamber through the nozzle. The pressure is the same everywhere, the return pipe being blanked by the blanking cap. As the contact surface of the control piston is bigger than the contact surface of the needle tip, the injector is held closed by its return spring. In this case: F1 + FR > F2 F1 = Rail pressure on the control spring F2 = Rail pressure on the needle section FR = Injector return spring setting

Iniettore F2 > F1 + FR Iniettore aperto Siemens SID 805 – 2WZ-TV Iniettore Iniettore aperto La ECU alimenta l’attuatore piezo-elettrico Allungamento del piezo Il pistone spinge il tappo di scarico Si abbassa la pressione della camera di controllo La pressione della camera di pressione è costante F2  F1 + FR L’iniettore apre Ritorno Ritorno F2 > F1 + FR FR At the right moment, the ECU powers the piezo-electric actuator with 70 Volt (current 10 A). By the relaxation of the piezo, the piston moves to the blanking cap. The control chamber is than connected to the fuel return circuit. This creates a leak of the fuel on top of the piston, which creates a pressure drop in the control chamber and therefore the hydraulic pressure F1 drops to F1x. The balance between the pressure on the needle F2, which has not varied, and the pressure on the control piston F1 is interrupted. The injector needle opens under a rail pressure of approximately 160 bar. Once the injector is open, the fuel reaches the combustion chamber through the 5 sparay ports. In this case: F2 > F1 + FR F1 = Return pressure on the control spring F2 = Rail pressure on the needle section FR = Injector return spring setting The good operation of the injectors can be checked by checking the return quantity: If there is no return feul, or if the return of one injector is very low compared to the others, the injector does not open enough. If there is too much return fuel, compared to the others, the injector stay open.

Iniettore ECU Circuito di alimentazione: Chopper Elettronico: Siemens SID 805 – 2WZ-TV Iniettore Circuito di alimentazione: Chopper Elettronico: Fornisce 70 V di sovratensione Tre transistors di commutazione: T1, T2, T3 Controllati dalla ECU Due condensatori C1 (uno per ogni coppia di iniettori) C1 T1 V amplificato: +/- 70 V T2 ECU Transistors di commutazione T3

Iniettore Iniettore Piezo-elettrico Siemens SID 805 – 2WZ-TV Iniettore Iniettore Piezo-elettrico Rappresentato da un diagramma equivalente: Condensatore + Resistore 6,3 F at 20°C 200 k Piezo Iniettore

Siemens SID 805 – 2WZ-TV Iniettore Segnale di Controllo: Iniettore chiuso  T1, T2 e T3 sono OFF C1 Piezo Iniettore Tr1 + - A V 6,3 F at 20°C V amplificato: +/- 70 V + 200 k Tr2 ECU Transistors di Commutazione - Tr3 V Inj (V) I Inj (A) Injector closed: Tr1, Tr2 and Tr3 are open. Injector opening: ECU closes transistors Tr1 and Tr3. End Injector opening: ECU opens transistors Tr1 and Tr3. Injector closing: ECU closes transistors Tr2 and Tr3. End Injector closing: ECU opens transistors Tr2 and Tr3. Iniettore chiuso

Siemens SID 805 – 2WZ-TV Iniettore Segnale di Controllo: Iniettore in apertura  T1 e T3 attivati ON C1 10A Piezo Iniettore Tr1 + - A V 6,3 F at 20°C V amplificato: +/- 70 V + 200 k Tr2 ECU 140 V max. - Tr3 140 V max 10 A V Inj (V) I Inj (A) Injector opening: ECU turn transistors Tr1 and Tr3 ON. The piezo-electric injector is powered, establishing a charge current of 10 A. This very short switching time (around 200 micro-seconds), is the time necessary for the total relaxation of the piezo-electric actuator and the opening of the injector. Its the time it takes to set up 140 Volts on the injector terminals and charge the capacitor C1. So the injector opens. Note: For piezo-electric injectors, « piezo » and « inverted piezo » effects are combined: A first layer of quarts is fed by the engine ECU with 70 Volts, and the distorsion generated will in turn mechanically constrain its adjacent layer, which distorted mechanically will provide a voltage. This voltage will be added to the power supply voltage supplied by the ECU, and thus the phenomenon will be produced around 200 times (depending on the number of layers). In the case of piezo-electric injectors, the drive voltage cause distortion which in turn gives a voltage. Therefore, the power supply increases from 70 Volt to 140 Volts. The distortion of approximately 50 m. The 140 Volts are variable: This voltage depends of the high pressure level, since, the higher this pressure, the more the piezo-element must push to open the the leak to the return. Iniettore chiuso Apertura Iniettore 200 s

Siemens SID 805 – 2WZ-TV Iniettore Segnale di Controllo: Mantenimento Iniettore aperto - T1 è OFF C1 Piezo Iniettore Tr1 + - A V 63 F V amplificato: +/- 70 V + 2  Tr2 ECU 140 V max. - Tr3 140 V max 10 A ! ATTENZIONE ! Se scollegato, l’iniettore resta aperto V Inj (V) I Inj (A) Holding Injector open: After the switching time (approx. 200 micro-seconds, the ECU turn transistor Tr1 OFF. The charge current is cut off, the piezo-electric injector remains powered by C1 and remains open. The hold time is managed by the Engine ECU. This corresponds to the injection time (Ti), determined in advance, depending on the amount to be injected. Iniettore chiuso Apertura Iniettore Mantenimento Apertura Iniettore Ti

Mantenimento Apertura Iniettore Siemens SID 805 – 2WZ-TV Iniettore Segnale di Controllo: Iniettore in chiusura  T2 è ON (T1 è OFF) C1 -10A Piezo Iniettore Tr1 + - A V 63 F V amplificato: +/- 70 V + 2  Tr2 ECU - Tr3 140 V max 10 A V Inj (V) I Inj (A) Injector closing: Injector closing is determined by engine ECU. The ECU will turn transistor Tr2 ON at the right moment which will cause the injector and the capacitor C1 discharge via Tr2 with a discharge current in the opposite direction of around 10 A. After a very rapid discharge time (approx. 200 micro-seconds), the piezo-electric actuator is returned to its initial state. Fuel injection stops. Iniettore chiuso Apertura Iniettore Mantenimento Apertura Iniettore Chiusura Iniettore

Mantenimento Apertura Iniettore Siemens SID 805 – 2WZ-TV Iniettore Segnale di Controllo: Iniettore chiuso  T2 e T3 disattivati OFF C1 Piezo Iniettore Tr1 + - A V 6,3 F at 20°C V amplificato: +/- 70 V + 200 k Tr2 ECU - Tr3 140 V max 10 A V Inj (V) I Inj (A) Injector closed: Once the piezo-electric actuator is returned to its initial state, the ECU turns Tr2 and Tr3 OFF. Iniettore chiuso Apertura Iniettore Mantenimento Apertura Iniettore Chiusura Iniettore Iniettore chiuso

Mantenimento Apertura Iniettore Siemens SID 805 – 2WZ-TV Iniettore Segnale di Controllo Iniettore in apertura: Carica elemento piezo-elettrico Iniettore in chiusura: Scarica elemento piezo-elettrico 140 V max 10 A V Inj (V) I Inj (A) Iniettore chiuso Apertura Iniettore Mantenimento Apertura Iniettore Chiusura Iniettore Iniettore chiuso

Iniettore Misurazioni dei segnali con oscilloscopio ECU Siemens SID 805 – 2WZ-TV Iniettore Misurazioni dei segnali con oscilloscopio ECU Canale 1 Canale 2 Caution: Never make a short of the injectors, not to the engine ground, not to in between injectors! Exampe: If signals are measured with a 2 channel oscilloscope, the 2 probes are connected to the + terminals of the injecdtors. If the ground points of the probes are chared, this means that the 2 injector ground points are short-circuited ! Injection Cycle: The ECU performs can perform several close-together injections during a cycle on the same cylinder. The quantity of the pre-injected fuel represents 1 to 2 % of the main volume under full load. The gap between the pre-injection and the main injection is around 1 millisecond, and this gap increases in an angular fashion with engine speed. Pre-injection is used up to around 3000 rpm. È vietato condividere i punti di massa dell’oscilloscopio Oscilloscopio 2 canali

Iniettori & Tubazioni ATTENZIONE (1): Siemens SID 805 – 2WZ-TV Iniettori & Tubazioni ATTENZIONE (1): Sostituire i condotti degli iniettori, ogni volta che vengono rimossi Gli iniettori sono controllati con tensioni di 70 - 140 V ! Non invertire la polarità degli iniettori, questo può distruggerli. Non collegare alimentazione direttamente agli iniettori da una sorgente elettrica diversa dalla ECU. Non attivare gli iniettori se non posti in connessione diretta a massa. Rischi di scarica elettrostatica! Non cortocircuitare gli iniettori, ne a massa, e nemmeno tra iniettori stessi!

Iniettore ATTENZIONE (2): Siemens SID 805 – 2WZ-TV Iniettore ATTENZIONE (2): I componenti descritti di seguito non devono essere rimossi dall’iniettore: Giunzione di alta pressione dell’iniettore Dado principale dell’iniettore Non tentare di separare il connettore elettrico dalla propria sede metallica Non pulire l’iniettore utilizzando attrezzi per la pulizia ad ultrasuoni.

Sensore Temperatura Carburante Siemens SID 805 – 2WZ-TV Sensore Temperatura Carburante Termistore (NTC) Funzione: Usato per calcolare la densità del carburante (per regolare il flusso di carburante) Usato per proteggere la Pompa (Riduce la pressione) Fuel Temperature Sensor is mounted on the fuel return line.

Sensore Temperatura Carburante Siemens SID 805 – 2WZ-TV Sensore Temperatura Carburante Termistore: Protezione della Pompa: Temp. Carburante  115°C:  Riduzione di Pressione (a 200 bar) Temp. Carburante  128°C:  Ulteriore riduzione della pressione Sensore Temperatura Carburante (NTC) 6,000 1 000 000 5,000 100 000 4,000 10000 Tensione Tensione (V) 3,000 1000 Resistenza Resistenza () 2,000 100 1,000 10 0,000 1 -40 -20 20 60 100 130 Temperatura (°C)

Fitro carburante Senza pompa di trasferimento Siemens SID 805 – 2WZ-TV Fitro carburante Senza pompa di trasferimento Intervalli di sostituzione: 60 000 km / 72 mesi

Pompa Manuale ! Ubicazione: Siemens SID 805 – 2WZ-TV Pompa Manuale Ubicazione: Tra linea di alimentazione e linea di recupero Ubicata sopra la copertura della testata cilindri (Lato Pompa di Iniezione) !

Altri Segnali

Sensore Posizione Pedale Acceleratore Siemens SID 805 – 2WZ-TV Sensore Posizione Pedale Acceleratore Sensore tipo ad effetto Hall Doppio segnale: Due differenti caratteristiche V U1 = 3,73V U2 = 1,87V 0,4 0,2 100 Posizione pedale %

Sensore Posizione Pedale Acceleratore Siemens SID 805 – 2WZ-TV Sensore Posizione Pedale Acceleratore Segnali Alimentazione: 5V Massa U2 = 0,4 - 1,87V U1 = 0,2 - 3,73V U2 U1

Sensore Posizione Albero Motore Siemens SID 805 – 2WZ-TV Sensore Posizione Albero Motore Sensore tipo ad effetto Hall Rotore ad anello magnetico per la puleggia dell’albero motore 60 coppie di poli (58 + 2 poli mancanti) Anello magnetico The magnetic ring may not be damaged and may not be placed in the vicinity of a magnetic source. Otherwise, the crankshaft pulley should be replaced. Sensore albero motore tipo effetto Hall

Sensore Posizione Albero Motore Siemens SID 805 – 2WZ-TV Sensore Posizione Albero Motore Segnale Alimentazione: 5V Massa Segnale in uscita Anello magnetico Segnale magnetico Segnale in uscita 6° CA 115° before TDC Cyl. N° 1/4

Sensore Posizione Albero a Camme Siemens SID 805 – 2WZ-TV Sensore Posizione Albero a Camme Sensore tipo ad effetto Hall Una sporgenza integrata nella puleggia dell’albero a camme fa da punto di trigger per la fase d’iniezione Sensore posizione albero a camme tipo ad effetto Hall

Sensore Posizione Albero a Camme Siemens SID 805 – 2WZ-TV Sensore Posizione Albero a Camme Segnale Alimentazione: 5V Massa Segnale in uscita Output ° CA TDC Cyl 1 Comp. TDC Cyl 3 Comp. TDC Cyl 4 Comp. TDC Cyl 2 Comp.

Sensore Posizione Albero a Camme Siemens SID 805 – 2WZ-TV Sensore Posizione Albero a Camme Regolazione del sensore Spostare il sensore posizione albero a camme per regolare il gioco tra sensore e sporgenza (C = 1,2 mm)

Sistema di aspirazione

Sistema di aspirazione Siemens SID 805 – 2WZ-TV Sistema di aspirazione 6 7 Componenti: 1: Flussometro a filo caldo (MAF) con Sensore di Temperatura (Prima del Turbocompressore) 2: Turbocompressore 3: Valvola EGR 4: Sensore Temperatura Aria (Dopo il Turbocompressore) 5: Sensore Pressione Turbo (MAP) 6: Scambiatore di calore EGR 7: Valvola Elettrica EGR con Sensore di Posizione 8: Valvola Waste Gate per Turbo 5 3 8 Liste des éléments constitutifs du circuit. 4 1 2

Flussometro Output in Frequenza Funzione: Siemens SID 805 – 2WZ-TV Calcola la massa d’aria aspirata e la Temperatura Aria prima del Turbocompressore Funzionamento: Tensione costante applicata alla pellicola riscaldata o filo caldo. La pellicola o filo è posto lungo il flusso dell’aria in un canale in cui è convogliata l’aria ed è riscaldato da corrente elettrica. Il flusso dell’aria tende a raffreddarlo. Il filo caldo è un resistore a coefficiente positivo di temperatura (PTC). La resistenza si abbassa al ridursi della temperatura. La resistenza ridotta consente un maggior flusso di corrente per mantenere la temperatura programmata. Output in Frequenza The frequency type Air Mass Meter (MAF) integrates an Intake Air Temperature Sensor, which has a different function than the Air Temperature sensor after the Turbo Charger. Operation: A constant voltage is applied to the heated film or heated wire. This film or wire is positioned in the air stream or in an air flow sampling channel and is heated by the electrical current that the voltage produces. As air flows across it, it cools down. The heated wire or film is a positive temperature coefficient (PTC) resistor. This means that it's resistance drops when it's temperature drops. The drop in resistance allows more current to flow through it in order to maintain the programmed temperature.

Flussometro Segnale in frequenza: Sensore MAF di tipo digitale. Siemens SID 805 – 2WZ-TV Flussometro Segnale in frequenza: Sensore MAF di tipo digitale. Il segnale in frequenza è inversamente proporzionale all’aumento della massa dell’aria aspirata. (Un sensore MAF di tipo analogico emette segnale in tensione) There are two common types of MAF sensors used in today's vehicles. One produces a variable voltage output (analogue) and the other produces a frequency output (digital). In either case their operation is similar. In case of the frequency type MAF sensor, the current of the hot wire is changed to a frequency signal (in stead of a voltage), which is sent to the ECU and interpreted as air flow. For example, at idle rpm, the sensor will output a high frequency signal and at high rpm, high air flow, it will send a low frequency signal to the ECU.

Sensore Pressione Atmosferica Siemens SID 805 – 2WZ-TV Sensore Pressione Atmosferica Funzione: È sensibile alla pressione atmosferica (prima del Turbocompressore) Usato per escludere l’EGR quando la pressione atmosferica è bassa (in altitudine) Interno al modulo ECU

Sensore Pressione Turbo Siemens SID 805 – 2WZ-TV Sensore Pressione Turbo Funzione: Misura la pressione dell’aria (dopo il Turbocompressore) Usato per la diagnosi della valvola a farfalla (valvola a farfalla priva di sensore di posizione) Una riduzione della pressione viene rilevata quando la farfalla chiude al 60% Throttle Valve has no position sensor for feed-back: Manifold pressure drop is measured when Throttle is closed at 60%.

Sensore Pressione Turbo Siemens SID 805 – 2WZ-TV Sensore Pressione Turbo Segnale:

comando elettrico Valvola EGR Azionata da motore elettrico Siemens SID 805 – 2WZ-TV Valvola EGR Azionata da motore elettrico Sensore Posizione Valvola EGR tipo ad effetto Hall integrata (senza reostato) Normalmente chiusa da una molla di richiamo Sensore posizione (Hall) Motore Elettrico comando elettrico R = 3,5-4,5  EGR Valve is normally closed by a return spring. However, a control signal « forces » the valve to close when the opening becomes lower than 10%. The EGR Position Sensor is of the Hall type (No variable resistance). The voltage output is proportional to the position of the valve. A cleaning of the valve is regulary performed during the Power Latch phase, but without position check (no position related DTC in this phase). During deceleration, a control of the air flow is performed (1 time per driving cycle). This control is done by comparing the calculated theoretical amount of air drawn into the cylinder with the amount of air measured by the Air Flow Meter.

Valvola EGR Segnale: La valvola EGR è controllata da un segnale PWM Siemens SID 805 – 2WZ-TV Valvola EGR Segnale: La valvola EGR è controllata da un segnale PWM La valvola EGR viene chiusa da una molla di richiamo. Un segnale PWM « forza » la valvola a chiudere quando l’apertura diventa inferiore al 10% EGR attivato (Valvola aperta) EGR non attivato (Valve chiusa)

Valvola a farfalla (per l’EGR) Siemens SID 805 – 2WZ-TV Valvola a farfalla (per l’EGR) Funzione: È normalmente aperta. È priva di sensore di posizione Perfeziona il funzionamento della EGR riducendo la pressione del collettore di aspirazione. (Quando la valvola a farfalla risulta chiusa al 60%) La diagnosi è effettuata indirettamente misurando la pressione del collettore (Pressione turbo). ECU + 12V R = 6-7  The Throttle Valve (for EGR) is normally open. There is no Position Sensor. Diagnosis is performed by measuring the Intake Manifold pressure (Turbo pressure): Pressure drop is measured when Throttle is closed at 60%.

Valvola a farfalla (per l’EGR) Siemens SID 805 – 2WZ-TV Valvola a farfalla (per l’EGR) La valvola EGR è controllata da un segnale a impulsi a modulazione di ampiezza PWM. Sensore Posizione Valvola EGR tipo Hall integrato

Pressione Aspirazione Pa Siemens SID 805 – 2WZ-TV EGR Fattori che influenzano il rapporto del flusso EGR: passaggio EGR S Pressione Collettore Aspirazione Pa Pressione Collettore Scarico Pe Pr = Pe-Pa Pressione Aspirazione Pa Pressione Gas EGR Pr Passaggio EGR S The EGR flow rate depends not only on the opening of the Electric EGR Valve, but also of the the difference in pressure between the Exhaust and Intake Manifold. To create a flow of exhaust gas to the Intake Manifold, the pressure in the Intake Manifold must be lower than that of the Exhaust Manifold. Pressione Scarico Pe

Pressione Aspirazione Pa Siemens SID 805 – 2WZ-TV EGR Caso 1: Rapporto di flusso EGR zero: Passaggio EGR S è zero  Rapporto di flusso EGR è zero Pr = Pe-Pa Pressione Aspirazione Pa Passaggio EGR S When the EGR Valve is closed, there is no EGR flow. Pressione Scarico Pe

Pressione Aspirazione Pa Siemens SID 805 – 2WZ-TV EGR Caso 2: Rapporto di flusso EGR è normale: passaggio EGR S Non è zero + Pr normaleRapporto di flusso EGR è normale Pr = Pe-Pa Pressione Aspirazione Pa Passaggio EGR S When the EGR Valve opens, exhaust gas flows to the Intake Manifold. Pressione Scarico Pe

Pressione Aspirazione diminusce Siemens SID 805 – 2WZ-TV EGR Caso 3: Rapporto di flusso EGR è rilevante: passaggio EGR S Non è zero + Pr è rilevante  Rapporto di flusso EGR è rilevante Pressione Aspirazione diminusce Pr = Pe-Pa incrementa Passaggio EGR S Reducing the Throttle valve opening angle, creates a pressure drop in the Intake Manifold. This improves the flow of exhaust gas to the Intake Manifold. Pressione Scarico Pe

Grazie