Распределенный впрыск многоточечный это что – , оборудование для диагностики, Гаражное оборудование, Расходные материалы, Инструмент, Литература, Производственная мебель, Пускозарядно-диагностическое оборудование, Программное обеспечение

Содержание

Распределённый многоточечный электронный впрыск | Системы энергообеспечения и пуска

На рисунках и схемах приведённых далее показаны основные схемы построения систем питания и систем управления распределённым впрыском топлива.

Первая схема построена на использовании датчика расхода воздуха лопастного (флюгерного) типа, вторая — на использовании датчика расхода воздуха типа «горячая нить» и «горячая плёнка», третья — без использования датчика расхода воздуха (метод косвенного расчёта поступившего во впускной коллектор воздуха по показаниям MAP датчика (Е1301)). На рисунке ниже приведена электросхема системы управления двигателем а\м ПЕЖО 405 М1.3.

Электросхема системы управления двигателем автмобилем ПЕЖО 405 (84-93)

Рис. Электросхема системы управления двигателем автомобилем ПЕЖО 405 (84-93): 1 — датчик измерения количества поступившего в двигатель воздуха, 3 — датчик положения дроссельной заслонки, 4 — блок управления, 6 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 8 — кислородный датчик, 9 — форсунки, 10 — модуль зажигания, 11 — системное реле, 12 — реле бензонасоса, 13 — датчик температуры воздуха, 15 — регулятор холостого хода, 17 — катушка зажигания, 20 — датчик детонации, 21 — топливный насос, 24 — датчик частоты вращения коленчатого вала, 26 — лампа самодиагностики, 36 — предохранитель.

Принцип работы систем распределённого впрыска отличается от систем МОНО тем, что количество впрыскиваемого топлива рассчитывается по показаниям расходомера воздуха и само впрыскивание производится под впускной клапан каждого цилиндра. Такая схема позволяет более точно дозировать количество и момент впрыскивания топлива.

Рабочая схема автомобиля ПЕЖО 405

Рис. Рабочая схема автомобиля ПЕЖО 405 (84-93): 1 — топливный аккумулятор, 2 — топливная рейка, 3 — регулятор давления топлива, 4 — ЭБУ двигателем, 5 — замок зажигания, 6 — катушка зажигания, 7 — распределитель зажигания, 8 — форсунка, 9 — датчик положения дроссельной заслонки, 10 — термометр, поступающего воздуха (расположен в расходомере воздуха), 11 — датчик содержания кислорода в отработанных газах, 12 — датчик детонации, 13 — термометр охлаждающей жидкости, 14 — датчик оборотов, 15 — регулятор холостого хода, 16 — вход в нейтрализатор, 17 — клапан адсорбера, 18 — адсорбер, 19 — коммутатор, 20 — системное реле, 21 — реле бензонасоса, 22 — диагностический разъем, 23 — лампа самодиагностики, 24 — подкачивающий бензонасос, 25 — основной бензонасос, 26 — топливный фильтр, 27 — свеча зажигания.

На рисунке выше приведена рабочая схема, а на рисунке ниже — локаторная схема расположения датчиков и исполнительных устройств в подкапотном пространстве.

Схема расположения элементов системы управления двигателем автомобилем ПЕЖО 405

Рис. Схема расположения элементов системы управления двигателем автомобилем ПЕЖО 405 (84-93): 1 — разъём и предохранитель топливного насоса, 2 — реле топливного насоса, 3 — разъем ЭБУ или кислородного датчика, 4 — диагностический разъём, 5 — системное реле, 6 — термометр охлаждающей жидкости, 7 — датчик оборотов, 8 — ЭБУ двигателем, 9 — форсунки, 10 — датчик детонации, 11 — регулятор холостого хода, 12 — датчик положения дроссельной заслонки, 13 — электроклапан адсорбера, 14 — расходомер воздуха и термометр, поступающего воздуха.

Рассмотрим работу такой системы управления двигателем. Точно так же, как и в системах MOНO впрыска, ЭБУ двигателем распознаёт вращение коленвала по датчику оборотов. Включается подкачивающий и основной бензонасосы(может использоваться только один) и топливо через фильтр и демпфер попадает в топливную магистраль(рейку), в которую вставлены форсунки (инжектора). На другом конце топливной рейки установлен регулятор давления топлива, пружинно-мембранный механизм, которой настроен на определённое давление топлива (Т0306). Пары топлива, скапливающиеся в бензобаке в современных автомобилях аккумулируются в адсорбере и при определённых условиях по команде ЭБУ двигателем направляются на дожиг через впускной коллектор.

Всасываемый через фильтр воздух попадает на механическую лопасть расходомера воздуха и отклоняет её на определённый угол. Ось лопасти соединена с потенциометрическим датчиком, по сигналу которого, ЭБУ двигателем и вычисляет количество воздуха поступившего во впускной коллектор. Корректировка истинного количества воздуха, поступившего во впускной коллектор, осуществляется поданным датчика температуры воздуха, расположенного на пути воздушного потока в расходомере воздуха (Е1001). Зная температуру двигателя, положение дроссельной заслонки и других датчиков, ЭБУ двигателем посылает управляющие сигналы на исполнительные элементы(форсунки, коммутатор (катушку зажигания), регулятор холостого хода и т.п.). Анализ качества управления двигателем ЭБУ производит по сигналу обратной связи — от датчика содержания кислорода в отработанных газах(онже кислородный датчик или «лямбда» — зонд). По сигналам от датчика детонации ЭБУ производит корректировку угла опережения зажиганием.

Рассмотрим другой тип системы управления, построенный на использовании расходомера воздуха, избавленного от подвижных элементов. В качестве измерительных элементов используются платиновые нити или плёночные резисторы (Е1001). В системах управления используются датчик оборотов и датчик фазы для более точного управления двигателем. В современных системах управления по датчикам оборотов и фазы ЭБУ двигателем вычисляет проблемный цилиндр и тип проблемы: зажигание или впрыск. На рисунке приведена элсктросхема системы управления двигателем ФОРД Эскорт.

Электросхема системы управления двигателем автомобиля ФОРД Эскорт

Рис. Электросхема системы управления двигателем автомобиля ФОРД Эскорт (90-98): 31 — датчик измерения количества поступившего в двигатель воздуха, 33 — датчик положения дроссельной заслонки, 100 — блок управления, 42 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 37 — кислородный датчик, 1 — форсунки, 49 — датчик скорости, 91 — реле бензонасоса, 43 — датчик температуры воздуха, 6 — регулятор холостого хода, 11 — катушка зажигания, 2 — клапан адсорбера, 3 — топливный бензонасос, 83 — диагностический разъём, 39 — датчик частоты вращения коленчатого вала, 38 — датчик распредвала, 159 — инерционный выключатель бензонасоса.

Схема расположения элементов управления двигателем автомобиля ФОРД Эскорт

Рис. Схема расположения элементов управления двигателем автомобиля ФОРД Эскорт (90-98): 1 — регулятор холостого хода, 2 — датчик температуры поступающего воздуха, 3 — датчик дроссельной заслонки, 4 — регулятор давления топлива, 5 — датчик фазы, 6 — расходомер воздуха, 7 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 8 — воздушный фильтр, 10 — клапан адсорбера.

Сравнивая системы с расходомером воздуха можно заметить, что принципиальных отличий нет. Разница лишь в конструкции некоторых составляющих системы управления. Некоторые модели автомобилей выпускались с системами управления без использования расходомера воздуха.

Рабочая схема автомобиля ФОРД Эскорт

Рис. Рабочая схема автомобиля ФОРД Эскорт (90-98): 1 — электробензонасос, 2 — топливный фильтр, 3 — термометр поступающего воздуха, 4 — клапан холостого хода, 5 — датчик положения дроссельной заслонки, 6 — инерционный выключатель бензонасоса (аварийный), 7 — реле включения бензонасоса, 8 — расходомер воздуха, 9 — диагностический разъём. 10 — сервисный разъём, 11 — разъем для корректировки угла опережения зажиганием, 13 — ЭБУ двигателем, 14 — главное реле, 15 — электровакуумный клапан дожига топлива, 17 — замок зажигания, 18 — датчик фаps (распредвал), 19 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 20 — датчик содержания кислорода в отработанных газах, 21 — индуктивный датчик оборотов / положения коленвала, 22 — модуль зажигания, 23 — катушка зажигания, 24 — форсунка (инжектор), 25 — электроклапан адсорбера, 26 — адсорбер, 27 — регулятор давления топлива.

Далее приведена электросхема а\м СИТРОЕН Ксантия 1,8 л, Мотроник MP 5.1. Система управления с распределенным впрыска топлива и с датчиком разрежения во впускном коллекторе в качестве измерителя нагрузки.

Электросхема системы управления двигателем автомобиля СИТРОЕН Ксантия

Рис. Электросхема системы управления двигателем автомобиля СИТРОЕН Ксантия (92-95): 1 — форсунки, 2 — клапан адсорбера, 3 — топливный насос, 6 — регулятор холостого хода, 12 — подогреватель топливовоздушной смеси, 32 — датчик разрежения во впускном коллекторе (МАР), 33 — датчик положения дроссельной заслонки, 37 — кислородный датчик, 39 — датчик частоты вращения коленчатого вала, 42 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 43 — датчик температуры воздуха, 83 — диагностический разъём, 100 — ЭБУ двигателем.

Рабочая схема этой же системы управления приведена на рисунке ниже.

Рабочая схема автомобиля СИТРОЕН Кеаптия

Рис. Рабочая схема автомобиля СИТРОЕН Ксантия (92-95): 1 — диагностический разъём, 2 — подогреватель топливовоздушной смеси, 3 — ЭБУ двигателем, 4 — топливный фильтр, 5 — модуль зажигания, 6 — регулятор давления топлива, 7 — узел дроссельной заслонки, 8 — термометр входящего воздуха, 9 — клапан холостого хода, 10 — лампа самодиагностики, 11 — электробензонасос, 12 — кислородный датчик, 13 — датчик оборотов двигателя, 14 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 15 — клапан перепуска паров бензина из адсорбера во впускной коллектор, 16 — датчик разрежения во впускном коллекторе (MAP), 17 — датчик дроссельной заслонки, 18 — датчик скорости, 19 — двойное реле, 20 — топливный бак, 21 — адсорбер, 22 — аккумулятор, 23 — форсунка (инжектор).

Такой тип систем управления использует метод косвенного определения количества воздуха поступившего во впускной коллектор. Для расчёта учитывается температура воздуха, положение дроссельной заслонки, интенсивность нажатия педали акселератора, разрежение во впускном коллекторе. Подобные системы очень чувствительны к работе датчика разрежсния(МАР). Многие производители двигателей и систем управления выпускают системы с расходомером воздуха и с MAP датчиком. По усмотрению разработчика для разных типов двигателей используются разные системы управления.

При рассмотрении различных систем управления мы специально взяли информацию по различным производителям, чтобы показать, что принцип построения систем у подавляющего большинства производителей одинаков, поэтому главное:

  • понять работу системы управления;
  • знать устройство и принцип работы датчиков и исполнительных элементов;
  • научиться правильно применять эти знания.

Для закрытия темы многоточечный распределённый электронный впрыск приведём описание более сложной системы управления двигателем а\м СИТРОЕН Ксантия Мотроник MP 3.2.

Электросхема системы управления двигателем автомобилем СИТРОЕН Ксантия

Рис.  Электросхема системы управления двигателем автомобилем СИТРОЕН Ксантия (92-95): 4 — датчик положения дроссельной заслонки, 6 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 8 — кислородный датчик, 9 — форсунки, 10 — модуль зажигания, 11 — системное реле, 12 — реле бензонасоса, 13 — датчик температуры воздуха, 15 — регулятор холостого хода, 17-катушка зажигания, 20 — датчик детонации, 21 — топливный насос, 22 — диагностический разъём, 24 — датчик частоты вращения кол.вала, 26 — лампа самодиагностики, 36 — предохранитель, 35 — датчик скорости, 36 — предохранитель,49 — датчик фазы (распредвал), 57 — электровакуумный клапан изменения длины впускного коллектора.

Рабочая схема автомобилем СИТРОЕН Ксантия

Рис.  Рабочая схема автомобиля СИТРОЕН Ксантия (92-95): 1 — модуль зажигания, 2 — катушка зажигания, 3 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 4 — форсунка (инжектор), 5 — регулятор давления топлива, 6 — клапан холостого хода, 7 — узел дроссельной заслонки, 8 — подогреватель топливовоздушной смеси, 9 — клапан перепуска паров бензина из адсорбера во впускной коллектор, 10 — датчик дроссельной заслонки, 11 — электробензонасос, 12 — адсорбер, 13 — двойное реле, 14 — вакуумный аккумулятор, 15 — электровакуумный клапан изменения длины впускного коллектора, 16 — датчик скорости, 17 — вакуумный привод механизма изменения длины впускного коллектора, 18 — датчик оборотов двигателя, 19 — лампа самодиагностики предупреждает водителя о том, что ЭБУ двигателем обнаружил электрическое несоответствие параметров, записанных в памяти с реальными характеристиками, получаемыми от датчиков (СНЕСК ENGINE), 20 — диагностический разъём, 21 — датчик детонации, 22 — кислородный датчик, 23 — ЭБУ двигателем.

Рассмотрим работу такой системы управления. Отличительные особенности описанных ранее системных решений:

  • в системе зажигания используются индивидуальные катушки зажигания (СОР) для каждого цилиндра, позволяющие отказаться от высоковольтных проводов;
  • управление моментом искрообразования производится из ЭБУ двигателем двумя модулями зажигания — 1,4 цилиндры и 2,3 цилиндры;
  • датчик разрежения во впускном коллекторе(МАР) расположен внутри ЭБУ двигагелем;
  • на впускном распределительном валу расположен датчик фазового положения распредвала;
  • используется принцип изменения длины впускного коллектора для регулирования скорости воздушного потока на разных оборотах двигателя и наполняемости цилиндров.

Программы, находящиеся в ЭБУ двигателем, анализируют параметры датчиков и посылают импульсы управления на исполнительные элементы. Современные системы управления двигателем позволяют максимально эффективно использовать все возможности механики и электроники.

В зависимости от оборотов двигателя и нагрузки:

  • изменяется момент подачи зажигания на каждый цилиндр;
  • изменяется количество впрыскиваемого топлива;
  • оптимизируется момента и величина открытия впускных клапанов;
  • меняется угол перекрытая клапанов;
  • длинa впускного коллектора и пр.

Подведём итоги

Число форсунок в системах распределённого впрыска равно числу цилиндров. Форсунки крепятся на специальных топливных рейках (рампах) непосредственно на впускном коллекторе или головке блока. Нижние(выходные) части форсунок, через уплотнительные кольца вставлены во впускной коллектор над впускным клапаном. Топливный насос расположен в баке или под кузовом а\м. Рабочее давление в таких системах имеет значение от 2 до 4 bar.

В системах распределённого впрыска топлива используются расходомеры различных типов:

  • лопастной
  • проволочный(HLM)
  • плёночный(HFM)
  • вихревой (Karman).

Если система без расходомера воздуха, то обязательно должен быть MAP датчик, стоящий отдельно или встроенный в ЭБУ двигателем; во впускном патрубке перед дроссельной заслонкой обычно установлен датчик температуры всасываемого воздуха. Алгоритм управления исполнительными устройствами систем с MAP датчиком построен на косвенном вычислении количества поступившего во впускной коллектор воздуха: основными критериями является:

  • температура воздуха
  • интенсивность нажатия на дроссельную заслонку
  • положение дроссельной заслонки
  • температура двигателя
  • обороты двигателя

Системы впрыска топлива — моно, распределенный, непосредственный

Системы впрыска топлива с внешним смесеобразованием

В системах впрыска топлива с внешним смесеобразованием приготовление топливовоздушной смеси происходит вне камеры сгорания двигателя (во впускном тракте).

Одноточечный (центральный, моно) впрыск топлива (SPI)

Одноточечный впрыск – это электронно-управляемая система впрыска топлива, в которой электромагнитная форсунка периодически впрыскивает топливо во впускной трубопровод перед дроссельной заслонкой (подробнее об этой системе смотрите в статье Моновпрыск)

Многоточечный (распределенный) впрыск топлива (MPI)

Многоточечный впрыск создает условия для более оптимальной, по сравнению с одноточечным впрыском, работы системы смесеобразования.

Для каждого цилиндра предусмотрена топливная форсунка, через которую топливо впрыскивается непосредственно перед впускным клапаном. В качестве примера такого использования многоточечного впрыска можно назвать системы KE- и L-Jetronic.

Механическая система впрыска топлива

В механической системе впрыска топлива масса впрыскиваемого топлива определяется топливо-распределительным устройством (дозатором), от которого топливо направляется к форсунке, автоматически открывающейся при определенном давлении. Примером использования механического впрыска является система K-Jetronic с непрерывным впрыскиванием топлива.

Комбинированная электронно-механическая система впрыска топлива

Комбинированная система впрыска базируется на механической, которая для более точного управления впрыскиванием снабжена электронным блоком, управляющим режимом работы насоса и форсунок с топливо распределительным устройством. Примером комбинированного впрыска служит система KE-Jetronic.

Электронные системы впрыска топлива

Электронно управляемые системы впрыска обеспечивают прерывистый впрыск топлива форсунками с электромагнитным управлением. Масса впрыскиваемого топлива определяется временем открытия форсунки.

Примеры таких систем: L-Jetronic, LH-Jetronic и подсистема впрыска топлива системы управления двигателем Motronic.

Необходимость соблюдения жестких норм содержания вредных веществ в отработавших газах диктует высокие требования к регулированию состава топливовоздушной смеси и конструкции системы впрыска. При этом важно обеспечить как точность момента впрыска, так и точность дозировки массы впрыскиваемого топлива в зависимости от количества подаваемого воздуха.

Для выполнения этих требований в современных системах многоточечного (распределенного) впрыска топлива на каждый цилиндр двигателя приходится по электромагнитной форсунке, причем управление каждой форсункой осуществляется индивидуально. Количество впрыскиваемого топлива и корректировка момента впрыска рассчитываются для каждой форсунки в электронном блоке управления (ECU). Процесс смесеобразования улучшается за счет впрыскивания точно отмеренного количества топлива непосредственно перед впускным клапаном (или клапанами) в точно установленный момент времени. Это, в свою очередь, в значительной степени предотвращает попадание топлива на стенки впускного трубопровода, что может привести к временным отклонениям коэффициента избытка воздуха от среднего значения в неустановившемся режиме работы двигателя. Так как в многоточечной системе впрыска через впускной трубопровод проходит только воздух, трубопровод может быть выполнен таким образом, чтобы в оптимальной степени соответствовать газодинамическим характеристикам наполнения цилиндров двигателя.

Непосредственный впрыск — системы с внутренним смесеобразованием

В таких системах, называемых системами с непосредственным впрыском (DI), топливные форсунки с электрома

Как функционирует распределенный впрыск топлива?

Впрыск топлива На сегодня, распределённый впрыск топлива стал своеобразной «оппозицией» к непосредственному впрыску, когда подача топлива производится прямо в цилиндры двигателя. История возникновения данной системы довольно «прозаична». Изобретателем первого в истории приспособления, которое по своей природе напоминало современную систему распределенного впрыска топлива, в конце XIX века стал английский инженер Герберт Стюарт, который стал использовать его для своих двигателей.

Его последователями стали Роберт Бош и Клесси Камминс, которые в дальнейшем взялись за развитие и усовершенствование данной конструкции. Успех не заставил себя ждать, и уже в двадцатые годы вышеупомянутая система стала массово применяться в топливной системе дизельных двигателей.

Впрыск топлива

Уже в 1916 году мир увидела первая российская система впрыска для бензиновых авиационных двигателей, над разработкой которой поработали известные конструкторы Микулин и Стечкин. В 1925 году уже довольно известная система распределенного впрыска впервые нашла применение на двигателе, который стал изобретением инженера из Швеции Йонаса Хессельмана. Согласно идее Хессельмана, впрыск топлива должен был осуществляться в каждый цилиндр ближе к концу такта сжатия, для того чтобы процесс воспламенения происходил уже непосредственно перед стартом движения поршня вниз. Как правило, запускался двигатель Хессельмана на бензине, а затем во время работы пользовался керосином или дизелем.

В 1940 году итальянская фирма Caproni-Fuscaldo укомплектовала своей разработанной системой распределенного впрыска, которая управлялась электроникой, гоночный автомобиль Alfa Romeo 6C2500 (шестицилиндровый двигатель был укомплектован индивидуальными форсунками).

После этого все больше и больше автомобилей стали сходить с конвейеров с новым «обмундированием». На сегодня большинство автомобилистов отдают предпочтение распределенному впрыску топлива, так как он дешевле обходится, прост в эксплуатации, и возиться с ним, как с непосредственным впрыском топлива, вы уж точно не будете… Итак, давайте рассмотрим, по какому же принципу работает данная система, из каких механизмов она состоит и благодаря чему осуществляется управление распределенным впрыском топлива. Что ж, начнем…

1. Как работает система

Форсунки Как известно каждому автолюбителю, система распределенного впрыска (как ее еще называют, многоточечная система впрыска) является одним из видов систем впрыска топлива, которые принято использовать в двигателях, работающих на бензине. Если говорить в целом, вся работа системы основывается на впрыске топлива в каждый отдельный цилиндр соответствующей отдельной форсункой.

Следовательно, исходя из принципа действия, все системы распределенного впрыска топлива условно разделяют на два вида: системы импульсного и непрерывного впрыска. Также, данная система в зависимости от вида управления может быть системой с механическим и электронным управлением.

Все системы распределенного впрыска топлива работают по такому принципу: вся подача воздуха способна регулироваться дроссельной заслонкой и, перед тем как разделяться на определенное количество потоков, она способна накапливаться в ресивере. Благодаря последнему, производится точное измерение массового расхода воздуха, исходя из того, что, как правило, мы вымериваем общий массовый расход или же давление в ресивере.

Для того чтобы предупредить недостачу воздуха в цилиндрах при значительном употреблении воздуха и сглаживание пульсаций на пуске, ресивер должен обладать достаточным объёмом. Как правило, установка форсунок осуществляется в канале, в непосредственной близости от впускных клапанов. Наиболее популярными и общепринятыми конструкциями распределенного впрыска топлива позиционируются системы KE-Jetronic, L-Jetronic и K-Jetronic. Фирма Bosch на сегодня является главным производителем систем впрыска.

Впрыск топлива Если говорить о системе распределенного впрыска K-Jetronic, то можно сказать, что она представляет собой механическую систему непрерывного впрыска топлива. О системе KЕ-Jetronic можно сказать, что она представляет собой механическую систему непрерывного впрыска топлива с электроуправлением. Система распределенного впрыска L-Jetronic являет собой систему импульсного впрыска с электроуправлением.

2. Из каких механизмов состоит система

Теперь давайте разбираться, из каких же механизмов состоит система распределенного впрыска топлива. Для начала стоит отметить, что вышеупомянутая система позиционируется как более современная и отличается от других систем установкой отдельной форсунки во впускном тракте каждого цилиндра. Данная форсунка, как мы уже говорили, способна в определенный момент впрыскивать дозированную порцию бензина на впускной клапан соответствующего цилиндра. Поступивший в цилиндр бензин, как правило, испаряется и перемешивается с воздухом, вследствие чего образовывает горючую смесь.

В конструкцию системы входит форсунка, которая является электромагнитным клапаном с нормированной производительностью. Главная задача форсунки в том, что она эксплуатируется для впрыска определенного количества топлива, вычисленного именно для определенного режима движения. Еще одним механизмом в системе распределенного впрыска топлива, который предназначается для нагнетания топлива в топливную рампу, является бензонасос.

Как правило, с помощью вакуумно-механического регулятора давления поддерживается давление в топливной рампе. В некоторых системах прослеживается совмещение регулятора давления топлива с бензонасосом.

Регулятор холостого хода Также в систему входит и модуль зажигания, который является электроустройством управления искрообразованием. Сам по себе модуль зажигания включает в себя пару независимых каналов, используемых с целью розжига в цилиндрах смеси. Последние модификации отличаются расположением низковольтных элементов модуля зажигания в электронном блоке управления. Для того чтобы добиться высокого напряжения, как правило, используют либо выносную двухканальную катушку зажигания, либо катушку зажигания, которая располагается непосредственно на свече.

Следующим механизмом, без которого система попросту не обходится, является регулятор холостого хода. Функцией данного регулятора является поддержание установленных оборотов холостого хода. Что он собой представляет? Это шаговый двигатель, который в корпусе дроссельной заслонки осуществляет регулировку обводного канала воздуха. Вся его работа направлена на обеспечение двигателя воздухом, который крайне необходим последнему для того, чтобы поддерживать холостой ход в момент, когда дроссельная заслонка закрыта.

Также в конструкцию системы распределенного впрыска топлива входит и вентилятор системы охлаждения. Он, в свою очередь, способен руководствоваться электронным блоком управления, благодаря поступлениям сигналов от датчика температуры охлаждающей жидкости. Как правило, средняя разница между включением и выключением должна составлять от 4 до 5°С.

Еще одним не менее важным механизмом, который входит в конструкцию системы является сигнал расхода топлива. Как правило, он поступает на маршрутный компьютер в размере 16000 импульсов на 1 расчетный литр израсходованного топлива.

Датчик скорости Конечно же, все эти данные являются приблизительными, так как их расчет производится, базируясь на суммарном времени открытия форсунок и учитывая некоторый эмпирический коэффициент, который крайне необходим в плане компенсации всех неточностей в измерении. На практике, данные неточности вызваны работой форсунок в нелинейном участке диапазона, также асинхронной топливоподачей и иными менее значительными факторами.

Завершает ряд важных составляющих системы распределенного впрыска топлива адсорбер, который, в свою очередь, рассматривается как элемент замкнутой цепи рециркуляции паров бензина. Интересным является тот факт, что, исходя из норм Евро-2, контакт вентиляции бензобака с атмосферой не предусматривается, а все пары бензина должны собираться (адсорбироваться) и посылаться в цилиндры на дожиг при продувке.

Итак, после того как мы разобрались в том, из каких же механизмов состоит система распределенного впрыска топлива, мы постепенно добрались и до управления самой системой. Что ж, давайте разбираться…

3. Управление системой

В современных автомобилях управление системой впрыска топлива осуществляется компьютером, который в автомобильной терминологии носит название электронный блок управления двигателем. Весь принцип работы непосредственно электронного блока управления заключается в вычислении оптимального момента для открытия топливных форсунок и времени, в период которого они должны оставаться в открытом состоянии. Для этих целей он пользуется показаниями различных датчиков, о которых речь пойдет ниже.

Итак, важно знать, что по стандарту, система насчитывает девять датчиков, но для того чтобы электронный блок управления двигателем исправно функционировал, наличие всех датчиков совсем не обязательно. Как правило, большинство комплектаций главным образом зависят от норм токсичности и системы впрыска.

Датчик кислорода Одним из наиболее важных показателей является датчик массового расхода воздуха. Для чего он нужен в системе и по какому принципу он работает? Как правило, данный датчик осуществляет определение массового расхода воздуха, который поступает в двигатель. В его обязанности входит расчет циклового наполнения цилиндров. С помощью этого датчика производится измерение массового расхода воздуха, который потом пересчитывается программой в цилиндровое цикловое наполнение. В случае выхода датчика из строя происходит игнорирование всех его показаний, и расчет осуществляется непосредственно по аварийным таблицам.

Кроме вышеупомянутого датчика, в момент определения количества топлива, компьютер, как правило, использует данные по температуре всасываемого воздуха, по температуре двигателя, а также угла открытия дроссельной заслонки, динамике ее открытия и скорости, с которой вращается коленчатый вал.

Давайте рассмотрим каждый из датчиков более подробно. Итак, если брать во внимание датчик кислорода (ДК), можно сказать, что он эксплуатируется для расчета содержания О2 в отработанных газах. Как правило, данный датчик используют исключительно в системах с катализатором под нормы токсичности Евро-2 и Евро-3, причем в Евро-3 используют пару датчиков кислорода (один из них находится до катализатора, а один — после него).

Следующим датчиком, который считывает положение коленвала, а также частоту его вращения, является датчик положения коленвала (ДПКВ). Главной задачей для этого рода датчика является общая синхронизация всей системы, расчет в определенные моменты времени оборотов двигателя и положения коленвала. Важно учитывать тот факт, что датчик положения коленвала является полярным датчиком. Это говорит о том, что при неверном включении откажется заводиться и сам двигатель.

Датчик температуры охлаждающей жидкости Если же датчик выйдет из строя, остановится и вся работа системы. Этот датчик по своей природе является единственным «жизненно важным» устройством в системе, без которого автомобиль попросту не будет производить какого-либо движения. Чего не скажешь о других датчиках. Ведь при поломке любых других из них, все-таки можно будет кое-как добраться до центра технической поддержки своим ходом.

Также система не обходится и без датчика температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ). Данный датчик следит за температурными показателями охлаждающей жидкости. Главной его задачей является определение коррекции топливоподачи и зажигания по температуре, а также управление электровентилятором.

Во время поломки вышеупомянутого датчика, как и в случае с датчиком массового расхода топлива, все показания игнорируются, а температурные показатели берутся из таблицы в зависимости от времени работы двигателя. Важно учитывать, что сигнал от ДТОЖ поступает исключительно на электронный блок управления. Для того чтобы произвести индикацию на панель, принято использовать совсем другой датчик.

Стоит упомянуть и о датчике положения дроссельной заслонки (ДПДЗ), который, в свою очередь, способен определить расположение дросселя (нажата ли педаль «газа» или же нет). Вышеупомянутый датчик используется для проведения расчетов фактора нагрузки на двигатель и его изменения в зависимости от угла открытия дроссельной заслонки, оборотов двигателя, а также циклового наполнения.

Датчик детонации Еще одним датчиком, который производит контроль над детонацией двигателя, является датчик детонации. В тот момент, когда детонация все же обнаружена, блок управления двигателем включает в себя алгоритм гашения детонации и тем самым оперативно корректирует угол опережения зажигания. Если вспомнить первые системы впрыска, они комплектовались резонансными датчиками детонации. На сегодняшний день, широкую популярность приобрели широкополосные датчики, которые используются теперь повсеместно.

Невозможно упустить из виду и датчик скорости (ДС), который определяет скорость движения автомобиля. Данный датчик вводится в эксплуатацию во время расчетов блокировки/возобновления топливоподачи при движении. Также сигнал от датчика транспортируется на приборную панель с целью расчета пробега. 6000 сигналов с датчика скорости приблизительно соответствуют 1 км пробега автомобиля.

Завершают ряд датчиков в системе датчик фазы (ДФ) и датчик неровной дороги. Первый используется для определения положения распредвала. Главной задачей данного датчика является точнейшая синхронизация по времени впрыска в системах с фазированным (последовательным, как его еще называют) впрыском. Во время какой-либо неисправности, или же при полном отсутствии датчика, вся система переключается на попарно — параллельную (как ее еще называют – групповую) систему подачи топлива.

О втором датчике можно сказать, что он используется для того, чтобы оценивать уровень вибрации двигателя. Этот датчик крайне необходим для корректной работы системы обнаружения пропусков воспламенения, дабы определить причину неравномерности. Данный датчик нашел применение в связи с вводом норм токсичности Евро-3.

Впрыск топлива Подведя итоги, можно сказать, что благодаря датчикам, в блок управления поступает информация о расположении и частоте, с которой вращается коленчатый вал, о температурных показателях охлаждающей жидкости и температуре охлаждающей жидкости, а также расположении дроссельной заслонки. Также компьютер принимает сигналы о концентрации кислорода в отработавших газах (или о значении регулировки СО, для комплектации без датчика кислорода), напряжении в бортовой сети автомобиля, наличии детонации в моторе, скорости автомобиля, а также о запросе на включение кондиционирования воздуха.

Основываясь на полученной информации, компьютер производит управление топливоподачей (форсунками и электробензонасосом), регулятором холостого хода, системой зажигания, вентилятором системы охлаждения мотора, адсорбером системы улавливания паров бензина (если есть в комплектации), муфтой компрессора кондиционера (если он есть на автомобиле), а также системой диагностики.

Итак, исходя из сигналов, которые поступают от вышеупомянутых датчиков, компьютер рассчитывает количество топлива, нужное для полного согрева при данной массе воздуха в цилиндрах и подает форсункам сигнал на открытие. В таком случае, сигнал является электрическим импульсом причем необходимой длительности. В то время, как подается сигнал, форсунки «замирают» в открытом положении, а топливо, которое находится в магистрали под давлением, попросту впрыскивается во впускной коллектор.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Распределенный и послойный впрыск топлива

Специальная система, подающая в цилиндры двигателя топливную жидкость, называется распределенный впрыск топлива. Компонент устанавливается на все автомобили без исключения, она может носить следующий характер:

  • Механический;
  • Распределенный;
  • Непосредственный;
  • Моновпрыск.

Наиболее распространенной моделью этой системы является послойный впрыск топлива, который позволяет подавать топливную жидкость отдельно для каждого цилиндра. Эта подача осуществляется с помощью специальных распределительных форсунок.

Система распределенного впрыска топливаСистема распределенного впрыска топлива

Что значит последовательность впрыска

Последовательность или фазы впрыска топлива обусловлена следующими показателями:

  • За один отработанный цикл двигателя каждая специальная форсунка отрабатывает одну фазу впрыска;
  • Время этой фазы для каждой модели автомобиля может быть разным, но при этом количество топлива в большинстве случаев одинакова.

Распределенный впрыск топлива внедряется не на каждый автомобиль, поскольку он отличается тем, что подходит только для инжекторных автомобилей. Автовладельцы, которые сталкиваются с этой системой, отмечают, что она позволяет достичь до 15 % экономии топлива.

Как работает система

Чтобы было понятно, как работает комплекс впрыска, следует рассмотреть ее подробно. Если сказать коротко, то система работает следующим образом:

  • Для двигателя подается смесь из топлива и воздуха;
  • Подача воздуха контролируется с помощью дроссельной заслонкой;
  • Прежде чем попасть в двигатель воздух распределяется на четыре потока;
  • Потом потоки накапливаются в специальном ресивере;
  • Кроме накопления ресивер применяется также для измерения количества воздуха;

Ресивер на двигатель устанавливается такого размера, чтобы предупредить воздушное голодание цилиндров, то есть, чтобы система обладала, все время достаточным количеством воздуха для работы. Для того чтобы впрыск воздушно-топливной осуществлялся качественно и бесперебойно на компонент установлены специальные форсунки, они располагаются поблизости от впускных клапанов.

Система распределенного впрыска топливаСистема распределенного впрыска топлива

Из каких механизмов состоит система

Следует перечислить, из каких исполнительных механизмов состоит комплекс впрыска топлива инжекторного автомобиля:

Бензонасос работает на нагнетание топливной смеси в специальную рампу. Чтобы давление в этой рампе было все время на определенном уровне на ней установлен механический регулятор давления. Иногда бензонасос и регулятор совмещены.

Форсунки специальные клапаны с регулируемой производительностью, которые имеют электромагнитные прецензионный характер.

Зажигательный модуль специальное устройство, предназначенное для регуляции искрообразования. Включает в себя два независимо работающих канала, которые направлены на поджиг смеси, отдельно в 1 и 4, а также во 2 и 3 цилиндрах.

Клапан предохранения – направлен на защиту всех элементов системы от впрыска повышенного давления. Давление впрыска повышается от температурного расширения топлива, сам клапан устанавливается на рампе.

Регулирование холостого хода эта часть системы обусловлено специальным регулятором, который поддерживает заданные обороты. Сам регулятор представляет собой двигатель шагового типа, он регулирует канал воздуха обводного типа в дроссельную заслонку. Это необходимо для того чтобы двигатель постоянно получал необходимое количество воздуха.

Вентилятор системного охлаждения имеет управление от электрической составляющей автомобиля и работает в зависимости от сигналов ДТОЖ.

Датчик топливного расхода подает постоянный сигнал на маршрутный компьютер или на панель управления и сообщает водителю необходимые показатели. Надо отметить, что этот датчик может работать с погрешностями, так как данный высчитываются по приблизительным показателям.

Адсорбер еще один компонент замкнутой цепи, которая регулирует пары бензина. Чаще всего такой элемент устанавливается на зарубежные автомобиля.

Схема распределенного впрыска топливаСхема распределенного впрыска топлива

Управление системой

Система впрыска регулируется электронным блоком управления, которые представляет собой специальный компьютер. В нем происходить определенный алгоритм обработки данных, которые показывают датчики системы. Для качественной работы этого блока необходимы следующие показатели:

  • Качественно и исправно работающие датчики;
  • Отрегулированная подача данных;
  • Отсутствие неполадок в прошивке блока.

Как происходит послойное смесеобразование

Во время работы послойного типа дроссельная заслонка системы практически открыта полностью, при этом заслонки впуска закрыты полностью. Поступление воздуха в камеры сгорания происходит на большой скорости, при этом образуется воздушный вихрь. Топливо при этом впрыскивается в зону свечей сгорания, на последнем этапе такта сжатия. Когда топливновоздушная смесь воспламеняется, вокруг нее образуется теплоизоляция из чистого воздуха.

Система питания двигателя с впрыском топлива — 6 Декабря 2014 — АвтоБлог

 

Инжекторная система

Данная система вытеснила карбюраторную систему за счет ряда преимуществ. В отличие от карбюратора, в инжекторной системе впрыска подача топлива в цилиндры двигателя осуществляется за счет форсунок, которые управляются электронным блоком управления. Благодаря этому, изменить параметры можно буквально за считанные секунды.

Рис. 1. Топливная рейка современного бензинового двигателя

 

Первый инжекторный двигатель

Мотор с впрыском был изготовлен в России в 1916 году Стечкиным и Микулиным. Инжекторный АШ-82ФН оказался настолько удачным, что выпускалcя еще долгие десятилетия, использовался на вертолете Ми-4 и до сих пор используется на самолетах Ил-14.

Рис. 2. Двигатель АШ-82ФН

 

Первые системы питания не нашли широкого применения. Вновь вспомнили о них в 60-х годах XX века. Тогда эти системы были исключительно механическими, затем им на смену пришли современные системы впрыска с электронным управлением. А уже в 90 годах XX века стали широко внедрять электронику. Это позволило усовершенствовать и систему питания двигателя, кроме того возникал возможность координации ее действий с остальными частями двигателя.

Системы управления двигателем в автомобилестроении начали применяться с 1951 года, когда механической системой непосредственного впрыска бензина производства западногерманской фирмы Bosch был оснащён двухтактный двигатель микролитражного купе 700 Sport, выпущенного фирмой Goliath.

Это позволило уменьшить вертикальную высоту двигателя и создать очень красивую машину для того времени.

Рис. 3. Первый автомобиль с инжекторным двигателем — купе Goliath 700 Sport

 

Устройство впрыска

Рис. 4. Инжекторная система: 1-топливный бак; 2-электробензонасос; 3-топливный фильтр; 4-регулятор давления топлива; 5-форсунка; 6-электронный блок управления; 7-датчик массового расхода воздуха; 8-датчик положения дроссельной заслонки; 9-датчик температуры ОЖ; 10-регулятор ХХ; 11-датчик положения коленчатого вала; 12-датчик кислорода; 13-нейтрализатор; 14-датчик детонации; 15-клапан продувки адсорбера; 16-адсорбер

 

Воздух под давлением поступает в двигатель. Но предварительно поток анализируется специальным датчиком, который вычисляет объем воздуха в данный момент времени. Эти данные передаются на контроллер, который анализирует не только данные с датчика расхода воздуха, но и другие данные по работе двигателя, такие как частота вращения коленчатого вала двигателя, температура двигателя и воздуха.

После того как вся полученная информация обработана, компьютер определяет количество топлива, которое является оптимальным для данного объема воздуха и при этом было получено максимальное КПД (коэффициент полезного действия) от двигателя.

После обработки всей информации на форсунки подается электрически разряд определенной продолжительности. Форсунки открываются на необходимый период времени и впрыскивают заданную дозу топлива во впускной коллектор.

 

Типы выпрыска систем питания

Рис. 5. Системы впрыска: а-моновпрыск; б-распределенный впрыск

 

Моновпрыск — электронно управляемая система впрыска топлива, в которой электромагнитная форсунка периодически впрыскивает топливо во впускной трубопровод перед дроссельной заслонкой.

Распределенный впрыск — система подачи топлива во впускной коллектор через отдельную для каждого цилиндра топливную форсунку

Система распределенного впрыска (многоточечная система впрыска) относится к системам впрыска топлива бензиновых двигателей. Работа системы основана на впрыске топлива в каждый цилиндр отдельной форсункой.

По принципу действия системы распределенного впрыска топлива разделяются на системы непрерывного и импульсного впрыска. В зависимости от вида управления различают системы распределенного впрыска с механическим и электронным управлением.

Известными конструкциями системы распределенного впрыска топлива являются системы K-Jetronic, KE-Jetronic и L-Jetronic. Основным производителем систем впрыска является фирма Bosch.

 

Подтипы систем распределенного впрыска

  • Одновременный — когда за один рабочий такт (два оборота коленвала — 720 градусов) двигателя все 4 форсунки отрабатывают два раза одновременно.

Рис. 6. Диаграмма работы одновременного впрыска

  • Попарно-параллельный или групповой — когда за один рабочий такт двигателя форсунки отрабатывают парами (1-4 и 2-3) параллельно два раза за рабочий такт

Рис. 7. Диаграмма работы попарно-параллельного впрыска

  • Фазированный или последовательный — когда за один рабочий такт двигателя каждая форсунка отрабатывает по одному разу в соответствии с фазой впрыска. Естественно, что время впрыска во всех системах различно, при этом количество поданного в цилиндры за один рабочий такт топлива примерно одинаково.

Рис. 8. Диаграмма работы фазированного впрыска

 

На диаграммах работы желтым обозначен впуск, черным — впрыск топлива, молнией — зажигание. В системах впрыска Bosch MP7.0H используется несколько другой алгоритм фазированного впрыска, вместо привычного 1-3-4-2 топливо подается последовательно 1-2-3-4. 

Суммарное время впрыска на одновременном и попарно-параллельном способе одинаково, на фазированном — в два раза выше, т.к за 1 цикл одновременного и попарно-параллельного впрыска форсунка включается 2 раза, а на фазированном — 1, поэтому время ее работы увеличено в 2 раза.

Инжекторные агрегаты обладают несомненными плюсами, по сравнению с карбюраторными. Они менее токсичны, более экономичны, легко запускаются. Кроме того, крутящий момент таких моторов доступен в широком диапазоне оборотов.

Имеет данная система питания и минусы: более сложная конструкция, высокая чувствительность агрегата к качеству горючего. Кроме того, форсунки являются не ремонтируемыми узлами, что удорожает ремонт. Для диагностики же их состояния и очистки, СТО должно иметь современное дорогое оборудование.

 

источники: wikipedia.org ; amastercar.ru ; popmech.ru ; systemsauto.ru

 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *