Продажа квадроциклов, снегоходов и мототехники
second logo
Пн-Чт: 10:00-20:00
Пт-Сб: 10:00-19:00 Вс: выходной

+7 (812) 924 3 942

+7 (911) 924 3 942

Содержание

Электронная система впрыска топлива: многообразие решений

Уважаемые читатели и подписчики, приятно, что вы продолжаете изучать устройство автомобилей! И сейчас вашему вниманию электронная система впрыска топлива, принцип действия которой я постараюсь рассказать в этой статье.

Да, именно о тех устройствах, которые вытеснили из под капотов машин проверенные временем карбюраторные системы питания, а также узнаем много ли общего у современных бензиновых и дизельных двигателей.

Электронная система впрыска топлива

Возможно, мы бы с Вами и не обсуждали данную технологию, если бы пару десятилетий назад человечество всерьёз не озаботилось экологией, и одной из серьёзнейших проблем оказались токсичные выхлопные газы автомобилей.

Главной недоработкой машин с двигателями, оборудованными карбюраторами, стало неполное сгорание топлива, а чтобы решить эту проблему понадобились системы, способные регулировать количество подаваемого в цилиндры горючего в зависимости от режима работы мотора.

Так, на арене автомобилестроения появились системы впрыска или, как их ещё называют — инжекторные системы. Помимо повышения экологичности, эти технологии улучшили эффективность двигателей и их мощностные характеристики, став настоящей находкой для инженеров.

На сегодняшний день впрыск (инжекция) топлива используются не только на дизельных, но и на бензиновых агрегатах,  что,  несомненно, их объединяет.

Объединяет их и то, что главным рабочим элементом этих систем, какого бы типа они ни были, является форсунка. Но из-за различий метода сжигания горючего, конструкции инжекторных узлов у этих двух типов моторов, конечно же, отличаются. Поэтому рассмотрим их по очереди.

Инжекторные системы и бензин

Электронная система впрыска топлива. Начнём с бензиновых двигателей. В их случае, инжекция решает задачу создания воздушно-топливной смеси, которая затем воспламеняется в цилиндре от искры свечи зажигания.

В зависимости от того, как эта смесь и горючее подаётся к цилиндрам, инжекторные системы могут иметь несколько разновидностей. Впрыск бывает:

Центральный впрыск

Главная особенность технологии, расположенной первой в списке – одна единственная форсунка на весь двигатель, которая располагается во впускном коллекторе.Надо отметить, что этот вид инжекторной системы по своим характеристикам не сильно отличается от карбюраторной, поэтому на сегодняшний день считается устаревшим.

Распределенный впрыск

Более прогрессивным является распределённый впрыск. В этой системе топливная смесь так же образуется во впускном коллекторе, но, в отличие от предыдущей, каждый цилиндр здесь может похвастаться собственной форсункой.

Данная разновидность позволяет ощутить все преимущества инжекторной технологии, поэтому наиболее любима автопроизводителями, и активно используется в современных двигателях.

Непосредственный впрыск

Но, как мы знаем, совершенству нет пределов, и в погоне за ещё более высокой эффективностью, инженерами была разработана электронная система впрыска топлива, а именно система непосредственного впрыска.

Её главной особенностью является расположение форсунок, которые, в данном случае, своими соплами выходят в камеры сгорания цилиндров.

Образование воздушно-топливной смеси, как уже можно догадаться, происходит прямо в цилиндрах, что благотворно отражается на эксплуатационных параметрах моторов, хотя этот вариант имеет не такую высокую, как у распределённого впрыска, экологичность. Ещё один ощутимый недостаток этой технологии – высокие требования к качеству бензина.

Комбинированный впрыск

Наиболее передовым с точки зрения уровня выбросов вредных веществ является комбинированная система. Это, по сути, симбиоз непосредственной и распределённой инжекции топлива.

А как дела у дизелей?

Перейдём к дизельным агрегатам. Перед их топливной системой стоит задача подачи горючего под очень высоким давлением, которое, смешиваясь в цилиндре со сжатым воздухом, воспламеняется само.

Вариантов решения этой задачи создано очень много – применяется и непосредственный впрыск в цилиндры, и с промежуточным звеном в виде предварительной камеры, помимо этого, существуют различные компоновки насосов высокого давления (ТНВД), что тоже придаёт разнообразия.

Тем не менее, современные мотористы отдают предпочтение двум типам систем, осуществляющих подачу солярки прямо в цилиндры:

  • с насос-форсунками;
  • впрыск Common Rail.

Насос-форсунка

Насос-форсунка говорит сама за себя – в нём форсунка, впрыскивающая топливо в цилиндр, и ТНВД конструктивно объединены в один узел. Главная проблема таких устройств заключается в повышенном износе, так как насос-форсунки соединены постоянным приводом с распредвалом и никогда не отключаются от него.

Система Common Rail

В системе Common Rail применён немного другой подход, делающий её более предпочтительной. Тут имеется один общий ТНВД, который подаёт дизель в топливную рампу, распределяющую горючее по форсункам цилиндров.

Это был лишь краткий обзор инжекторных систем, поэтому, друзья, проходите по ссылкам в статьях, а воспользовавшись рубрикой Двигатель, вы найдете для изучения все системы впрыска современных автомобилей.  И подписываться на рассылку, чтобы не пропустить новые публикации, в которых найдете много детальной информации по системам и механизмам автомобиля.

До новых встреч!

auto-ru.ru

Система распределенного впрыска топлива: принцип действия, достоинства и недостатки

Система распределенного впрыска – это современная и наиболее прогрессивная многоточечная система топливной подачи, применяемая на бензиновых двигателях. Особенностью подобной системы является то, что каждый цилиндр ДВС оснащен собственной форсункой, через которую происходит дозированная подача топлива.

Двигатели, оснащенные системой распределенной подачей топлива, имеют более высокие показатели экономичного расхода ТС и низкий уровень токсичности отработанных газов.

Виды систем распределенного впрыска

Современные системы распределенного типа подачи топлива разделены на несколько видов:

  • По принципу работы – системы импульсной и непрерывной подачи ТС;
  • По способу управления – системы на механическом и электронном типе управления;
  • По времени открытия топливных форсунок – системы с попарно-параллельным впрыском (при подаче топлива попарно), одновременным впрыском (при одновременной подаче топлива во все форсунки), фазированным впрыском (при индивидуальной подаче топлива для каждой форсунки), прямым впрыском (подача топлива осуществляется в камеру сгорания цилиндра, минуя впускной коллектор).

Наиболее распространенными системами распределенной подачи ТС являются системы KE-Jetronic, K-Jetronic и L-Jetronic, разработанные компанией Bosch.

Система K-Jetronic относится к механическим топливным системам с непрерывной подачей ТС.

Система типа KE-Jetronic одна из разновидностей механической топливной системы непрерывного типа с электронным способом управления.

Система L-Jetronic представляет собой систему импульсной подачи топлива с электронным типом управления.

Система распределенной подачи ТС состоит из следующих подсистем и компонентов:

  • систем подачи и очистки топлива и воздуха;
  • системы сжигания бензиновых испарений;
  • системы выпуска и сжигания отработанных газов;
  • электронного блока управления с входными датчиками

Как работает система распределенной подачи ТС

Работа основных элементов системы – форсунок напрямую зависит от центра управления – управляющего блока, состоящего из бортового компьютера. Основной функцией управляющего блока является прием электрических сигналов, поступающих от входных датчиков, с последующей обработкой и преобразованием в управляющие сигналы, которые передаются на электромагнитные клапаны топливных форсунок и механизмы исполнения.

Помимо основных функций, блок управления выполняет и дополнительные задачи – проводит своевременную диагностику топливной системы на предмет выявления любых неполадок или поломок в ее работе.

При обнаружении неполадок блок управления сообщает о них водителю через контрольные лампы на приборной панели — Check engine, Check. Информация о более сложных поломках заносится в блок памяти для дальнейшего использования при повторной диагностике.

Расчет нужного количества топлива, происходит на основании данных полученных от температурных датчиков (температуры двигателя и поступающего воздуха), расхода воздуха, подсчета скорости вращения коленвала, угла открытия заслонки и т.д.

Произведя необходимые расчеты на основании полученных данных, бортовой компьютер посылает сигналы в виде электрических импульсов на форсунки для их открытия. Принимая сигналы, форсунки открывают клапаны, через которые топливо под высоким давлением поступает в топливный коллектор.

Преимущества и недостатки системы распределенной подачи ТС

Подобный тип системы топливной подачи имеет некоторые преимущества и недостатки. Наиболее значимые из них мы отдельно выделим.

Преимущества системы:

  • долговечность и надежность;
  • высокая экономичность использования топлива;
  • низкая токсичность отработанных газов бензиновых ДВС;
  • низкая вероятность появления сбоев в работе системы в условиях экстремального вождения (например, при преодолении крутых спусков и подъемов, при езде в дождь или гололед).

Недостатки системы:

  • сложная и дорогостоящая конструкция, оснащенная чувствительной системой электронного управления;
  • высокая стоимость ремонта и замены основных электронных элементов системы;
  • особенность конструкции требует проведения ремонтных и профилактических работ только высококвалифицированными специалистами.

autodromo.ru

Каким бывает впрыск топлива

Одноточечный..

ВПРЫСК, который также иногда называют центральным, стал широко применяться на легковых автомобилях в 80-х годах прошлого века. Подобная система питания получила свое название из-за того, что топливо подавалось во впускной коллектор лишь в одной точке.

Многие системы того времени были чисто механическими, электронного управления у них не было. Частенько основой для такой системы питания был обычный карбюратор, из которого просто удаляли все “лишние” элементы и устанавливали в районе его диффузора одну или две форсунки (поэтому центральный впрыск стоил относительно недорого). К примеру, так была устроена система TBI (“Throttle Body Injection”) компании “General Motors”.

Но, несмотря на свою кажущуюся простоту, центральный впрыск обладает очень важным преимуществом по сравнению с карбюратором – он точнее дозирует горючую смесь на всех режимах работы двигателя. Это позволяет избежать провалов в работе мотора, а также увеличивает его мощность и экономичность.

Со временем появление электронных блоков управления позволило сделать центральный впрыск компактнее и надежнее. Его стало легче адаптировать к работе на различных двигателях.

Однако от карбюраторов одноточечный впрыск унаследовал и целый ряд недостатков. К примеру, высокое сопротивление поступающему во впускной коллектор воздуху и плохое распределение топливной смеси по отдельным цилиндрам. Как результат – двигатель с такой системой питания обладает не очень высокими показателями. Поэтому сегодня центральный впрыск практически не встречается.

Кстати, концерн “General Motors” также разработал интересную разновидность центрального впрыска – CPI (“Central Port Injection”). В такой системе одна форсунка распыляла топливо в специальные трубки, которые были выведены во впускной коллектор каждого цилиндра. Это был своего рода прообраз распределенного впрыска. Однако из-за невысокой надежности от использования CPI быстро отказались.

Распределенный

ИЛИ МНОГОТОЧЕЧНЫЙ впрыск топлива – сегодня самая распро¬страненная система питания двигателей на современных автомобилях. От предыдуще¬го типа она отличается прежде всего тем, что во впускном коллекторе каждого цилиндра стоит индивидуальная форсунка. В определенные моменты времени она впрыскивает необходимую порцию бензина прямо на впускные клапаны “своего” цилиндра.

Многоточечный впрыск бывает параллельным и последовательным. В первом случае в определенный момент времени срабатывают все форсунки, топливо перемешивается с воздухом, и получившаяся смесь ждет открытия впускных клапанов, чтобы попасть в цилиндр. Во втором случае период работы каждого инжектора рассчитывается индивидуально, чтобы бензин подавался за строго определенное время перед открытием клапана. Эффективность такого впрыска выше, поэтому большее распространение получили именно последовательные системы, несмотря на более сложную и дорогую электронную “начинку”. Хотя иногда встречаются и более дешевые комбинированные схемы (форсунки в этом случае срабатывают попарно).

Поначалу системы распределенного впрыска тоже управлялись механически. Но со временем электроника и здесь одержала верх. Ведь, получая и обрабатывая сигналы от множества датчиков, блок управления не только командует исполнительными механизмами, но и может сигнализировать водителю о неисправности. Причем даже в случае поломки электроника переходит на аварийный режим работы, позволяя автомобилю самостоятельно добраться до сервисной станции.

Распределенный впрыск обладает целым рядом достоинств. Помимо приготовления горючей смеси правильного состава для каждого режима работы двигателя такая система вдобавок точнее распределяет ее по цилиндрам и создает минимальное сопротивление проходящему по впускному коллектору воздуху. Это позволяет улучшить многие показатели мотора: мощность, экономичность, экологичность и т.д. Из недостатков многоточечного впрыска можно назвать, пожалуй, лишь только довольно высокую стоимость.

Непосредственный..

“Goliath GP700” стал первым серийным автомобилем, двигатель которого получил впрыск топлива.

ВПРЫСК (его еще иногда называют прямым) отличается от предыдущих типов систем питания тем, что в данном случае форсунки подают топливо прямо в цилиндры (минуя впус¬кной коллектор), как у дизельного двигателя.

В принципе такая схема системы питания не нова. Еще в первой половине прошлого века ее использовали на авиационных двигателях (например на советском истребителе “Ла-7”). На легковых машинах прямой впрыск появился чуть позже – в 50-х годах ХХ века сначала на автомобиле “Goliath GP700”, а затем на знаменитом “Mercedes-Benz 300SL”. Однако через некоторое время автопроизводители практически отказались от применения непосредственного впрыска, он остался лишь на гоночных автомобилях.

Дело в том, что головка блока цилиндров у двигателя с прямым впрыском получалась очень сложной и дорогой в производстве. Кроме того, конструкторам долгое время не удавалось добиться стабильной работы системы. Ведь для эффективного смесеобразования при прямом впрыске необходимо, чтобы топливо хорошо распылялось. То есть подавалось в цилиндры под большим давлением. А для этого требовались специальные насосы, способные его обеспечить.. В итоге на первых порах двигатели с такой системой питания получались дорогими и неэкономичными.

Однако с развитием технологий все эти проблемы удалось решить, и многие автопроизводители вернулись к давно забытой схеме. Первой была компания “Mitsubishi”, в 1996 году установившая двигатель с непосредственным впрыском топлива (фирменное обозначение – GDI) на модель “Galant”, затем подобные решения стали использовать и другие компании. В частности, “Volkswagen” и “Audi” (система FSI), “Peugeot-Citroёn” (HPA), “Alfa Romeo” (JTS) и другие.

Почему же такая система питания вдруг заинтересовала ведущих автопроизводителей? Все очень просто – моторы с прямым впрыском способны работать на очень бедной рабочей смеси (с малым количеством топлива и большим – воздуха), поэтому они отличаются хорошей экономичностью. Вдобавок подача бензина непосредственно в цилиндры позволяет поднять степень сжатия двигателя, а следовательно и его мощность.

Система питания с прямым впрыском может работать в разных режимах. Например, при равномерном движении автомобиля со скоростью 90-120 км/ч электроника подает в цилиндры очень мало топлива. В принципе такую сверхбедную рабочую смесь очень трудно поджечь. Поэтому в моторах с прямым впрыском используются поршни со специальной выемкой. Она направляет основную часть топлива ближе к свече зажигания, где условия для воспламенения смеси лучше.

При движении с высокой скоростью или при резких ускорениях в цилиндры подается значительно больше топлива. Соответственно из-за сильного нагрева частей двигателя возрастает риск возникновения детонации. Чтобы избежать этого, форсунка впрыскивает в цилиндр топливо широким факелом, ко¬торый заполняет весь объем камеры сгорания и охлаждает ее.

Если же водителю требуется резкое ускорение, то форсунка срабатывает два раза. Сначала в начале такта впуска распыляется небольшое количество топлива для охлаждения цилиндра, а затем в конце такта сжатия впрыскивается основной заряд бензина.

Но, несмотря на все свои преимущества, двигатели с непосредственным впрыском пока еще недостаточно распространены. Причина – высокая стоимость и требовательность к качеству топлива. Кроме того, мотор с такой системой питания работает громче обычного и сильнее вибрирует, поэтому конструкторам приходится дополнительно усиливать некоторые детали двигателя и улучшать шумоизоляцию моторного отсека.

Автор
Юрий УРЮКОВ
Издание
Клаксон №4 2008 год
Фото
фото из архива “Клаксона”

www.motorpage.ru

Система впрыска топлива

Система впрыска топлива

Методы впрыска топлива

Существует несколько методов впрыска топлива:
непрерывный впрыск топлива, точечный впрыск топлива, распределённый
впрыск топлива и непосредственный впрыск топлива. Непрерывный впрыск
топлива осуществлялся механическими и электромеханическими системами
впрыска топлива. Остальные электронные системы впрыска топлива подают
топливо строго дозированными порциями.

 

Системы непрерывного впрыска топлива

Наиболее распространёнными примерами непрерывного
впрыска топлива являются механическая система впрыска топлива BOSCH
K-Jetronic и электромеханическая система впрыска топлива BOSCH
KE-Jetronic. Здесь топливо впрыскивается непрерывным потоком при помощи
механических форсунок, распыляющих топливо пред впускными клапанами
каждого цилиндра. Количество топлива регулируется путём изменения
интенсивности потока впрыскиваемого топлива. Данные системы применялись
на ранних системах питания двигателя, и были вытеснены более надёжными и
точными электронными системами подачи топлива.

Системы точечного впрыска топлива

Системы точечного впрыска топлива оснащены одной
электромагнитной форсункой (иногда двумя форсунками работающими в паре,
на двигателях с раздельными группами цилиндров), впрыскивающей топливо
во впускной тракт перед дроссельной заслонкой. Как и в случае
карбюраторного питания, во время работы двигателя оборудованного
точечным впрыском, впускной коллектор двигателя весь заполняется готовой
топливовоздушной смесью.
Впрыск топлива здесь осуществляется не
непрерывной струёй, а подаётся порциями. Количество подаваемого топлива
регулируется путём изменения продолжительности открытого состояния форсунки.
Форсунка точечной системы впрыска топлива за два оборота коленчатого
вала двигателя (один полный цикл работы четырёхтактного двигателя)
впрыскивает топливо четыре раза. Недостатки такой системы приготовления
топливовоздушной смеси схожи с карбюраторными системами, связанные с
задержкой и неравномерностью подачи топливовоздушной смеси для разных
цилиндров, не столь хорошей приемистостью двигателя, оседание топлива на
стенках впускного коллектора, особенно во время холодного запуска
двигателя. Хотя для такой системы впрыска не предъявляются высокие
требования к качеству распыла топлива, так как отводится достаточно
времени на испарение и смешивание топлива с поступившим в впускной
коллектор воздухом.
 

Осциллограммы напряжения сигналов системы
управления двигателем BOSCHMONO-Motronic, демонстрирующие схему впрыска
топлива данной системы.

1 Осциллограмма
напряжения выходного сигнала датчика Холла, встроенного в корпус
механического распределителя зажигания. Датчик генерирует четыре
импульса за два оборота коленчатого вала двигателя.

2 Осциллограмма
напряжения управляющих импульсов топливной форсункой. За один полный
цикл работы двигателя форсунка осуществляет четыре впрыска топлива.

3 Импульс синхронизации с моментом зажигания в первом цилиндре.
 


Обмотка топливной форсунки точечной системы
впрыска, имеет низкое электрическое сопротивление — единицы Ома
(топливные форсунки с низким электрическим сопротивлением встречаются и в
других систем впрыска топлива). За счёт уменьшения сопротивления
обмотки увеличивается быстродействие форсунки, что позволяет впрыскивать
небольшие порции топлива. Для уменьшения нагрева обмотки форсунки,
применяются меры, ограничивающие величину протекающего через обмотку
форсунки тока.
 
В некоторых системах с этой целью используется
мощный токоограничивающий резистор, включённый последовательно в цепь
питания форсунки.
 

Осциллограммы напряжения питания и
управляющего импульса на выводах обмотки низкоомной форсунки (система
точечного впрыска топлива BOSCH MONO Jetronic).

1 Осциллограмма напряжения на управляющем выводе обмотки форсунки.
2 Осциллограмма напряжения на питающем выводе обмотки форсунки (после токоограничивающего резистора).
 


Как видно по приведённым осциллограммам, за счёт
возникновения падения напряжения на токоограничивающем резисторе,
напряжение питания обмотки форсунки автоматически снижается.
В некоторых системах, применяются более сложные
алгоритмы управления форсункой. В таких случаях, импульс управления
форсункой имеет более сложную форму и делится уже на две фазы: фаза
открывания клапана топливной форсунки и фаза удержания клапана топливной
форсунки в открытом состоянии.
 

Осциллограмма напряжения управляющего
импульса низкоомной форсункой системы управления двигателем с точечным
впрыском топлива Multec IEFI автомобиля производства OPEL.

A: Значение напряжения в
момент времени указанный маркером. В данном случае соответствует
напряжению питания обмотки форсунки и равно 14,6 V.

1 Момент
открытия управляющего форсункой силового транзистора. С этого момента
на обмотку форсунки действует напряжение величиной около 14 V.

2 Фаза открывания клапана топливной форсунки.
3 Момент переключения управляющего форсункой силового транзистора в режим ограничения тока в цепи форсунки.
4 Фаза
удержания клапана топливной форсунки в открытом состоянии Управляющий
форсункой силовой транзистор работает в режиме ограничения тока в цепи
форсунки, обеспечивая подвод к обмотке форсунки пониженного напряжения.

A-B: Значение разницы
напряжений между указанными маркерами моментами времени. В данном случае
соответствует величине воздействующего на обмотку форсунки напряжения
во время фазы удержания клапана топливной форсунки в открытом состоянии и
равно ~1,7 V

5 Момент закрытия управляющего форсункой силового транзистора.
 
Как можно видеть по приведённой выше
осциллограмме, в первоначальный момент времени на низкоомную обмотку
форсунки кратковременно подаётся напряжение, близкое к напряжению на
клеммах аккумуляторной батареи, что обеспечивает ускорение процесса
открытия клапана топливной форсунки. Продолжительность фазы открывания
клапана 
топливной форсунки здесь составляет около 1 mS.
Теперь, когда клапан форсунки открыт, для удержания клапана в открытом
состоянии достаточно уже меньшего тока. Величина протекающего через
обмотку тока ограничивается путём уменьшения величины воздействующего на
обмотку напряжения. В данном случае, уменьшение воздействующего на
обмотку форсунки напряжения достигается путём «призакрытия» управляющего
силового транзистора. Тем самым уменьшается чрезмерный нагрев обмотки
форсунки (дополнительное охлаждение форсунки обеспечивается за счёт
омывающего форсунку топлива). Продолжительность фазы удержания клапана
топливной форсунки в открытом состоянии может изменяться и зависит от
того, какую порцию топлива в данный момент требуется впрыснуть.

В некоторых системах, ограничение протекающего
через обмотку форсунки тока во время фазы удержания клапана в открытом
состоянии реализовано другим способом.
 

Осциллограмма напряжения управляющего
импульса низкоомной форсункой системы управления двигателем BDZ с
точечным впрыском топлива, устанавливаемого на автомобили Peugeot 405.

 


Здесь во время фазы удержания, управляющий
обмоткой форсунки силовой транзистор переключается в режим
Широтно-Импульсной Модуляции (ШИМ). Благодаря этому, обмотка форсунки
многократно подключается к источнику напряжения и отключается от него,
после чего процесс повторяется. Частота процесса подключения /
отключения обмотки настолько высока, что механическая система форсунки
(клапан) «не успевает» закрываться в моменты, когда питающее напряжение
отключено.
 

Системы распределённого впрыска топлива

Каждый цилиндр системы распределённого впрыска
топлива обслуживается собственной электромагнитной форсункой. Каждая
форсунка такой системы впрыскивает топливо во впускной коллектор пред
впускными клапанами каждого цилиндра. Таким образом, только часть
внутреннего объёма впускного коллектора работающего двигателя
заполняется подготовленной топливной смесью. Как и в системе точечного
впрыска топлива, здесь впрыск осуществляется не непрерывной струёй
топлива, а подаётся порциями. Количество подаваемого топлива
регулируется путём изменения продолжительности открытого состояния
форсунки.
Электромагнитные топливные форсунки имеют
некоторую инерционность. Проявляется эта инерционность как задержка
открытия и задержка закрытия клапана форсунки относительно управляющего
напряжения. Задержка открытия клапана форсунки может составлять около
1,5 mS, кроме того, она может изменяться с изменением величины
напряжения на аккумуляторной батарее. Задержка закрытия клапана форсунки
может составлять около 1,0 mS. Когда двигатель работает под нагрузкой,
длительность впрыска топлива может составлять несколько единиц или даже
десятки миллисекунд, то есть -длительность впрыска топлива при этом
значительно превышает время задержки срабатывания клапана форсунки, и за
счёт этого инерционность форсунки сказывается мало заметно.

Когда двигатель работает при малых нагрузках или
на холостом ходу, длительность впрыска значительно уменьшается, и
становится сравнимой с временем задержки срабатывания клапана форсунки.
Из-за этого, инерционность форсунки может сказываться значительно
сильнее и точность дозирования количества впрыскиваемого топлива может
сильно снизиться. Поэтому, для таких форсунок не используют управляющие
импульсы продолжительностью менее 1,5 mS. Кроме того, инерционность
форсунок, обслуживающих разные цилиндры одного и того же двигателя со
значительным пробегом может заметно различаться, что вносит
дополнительную погрешность дозирования малых порций топлива.

Классификация систем распределённого впрыска топлива

Распределённые системы впрыска топлива
различаются по схеме работы впрыска топлива: параллельный впрыск,
попарно-параллельный, фазированный (последовательный).

Параллельный впрыск топлива

Топливные форсунки многих ранних распределённых
систем впрыска топлива соединены параллельно. При такой схеме,
управление форсунками двигателя происходит одновременно — все форсунки
такой системы работают синхронно.
 

Осциллограммы напряжения сигналов системы
управления 4-х цилиндрового 4-х тактного двигателя, осуществляющей
параллельный впрыск топлива, демонстрирующие схему впрыска топлива
данной системы.

1 Осциллограмма напряжения управляющих импульсов топливной форсункой 1-го цилиндра.
2 Осциллограмма напряжения управляющих импульсов топливной форсункой 2-го цилиндра.
3 Осциллограмма напряжения управляющих импульсов топливной форсункой 3-го цилиндра.
4 Осциллограмма напряжения управляющих импульсов топливной форсункой 4-го цилиндра.
7 Импульс синхронизации с моментом зажигания в первом цилиндре.
 
В системах параллельного впрыска, за один полный
цикл работы двигателя (за два оборота коленчатого вала 4-х тактного
двигателя), каждая форсунка впрыскивает топливо дважды. То есть, каждая
порция топлива, попадающего впоследствии в цилиндр во время 
такта впуска, впрыскивается «за два приёма».
Из-за того, что подача каждой порции топлива осуществляется за два
впрыска, в сравнении с точечным впрыском, точность дозирования
получается несколько лучшей; но в сравнении с фазированным впрыском,
точность дозирования получается несколько хуже, особенно на переходных
режимах работы двигателя.
Блок управления параллельной системы впрыска
топлива должен учитывать инерционность открытия клапана форсунки,
которая сильно зависит от величины напряжения в бортовой сети
автомобиля. При больших порциях впрыскиваемого топлива, к примеру, во
время ускорения автомобиля или во время холодного пуска, часть топлива
оседает на стенках впускного коллектора и попадает в цилиндр с некоторой
задержкой, что сказывается на приемистости двигателя. Но к качеству
распыла топлива здесь предъявляются немного меньшие требования, так как
отводится достаточно времени на испарение топлива и смешивание его с
воздухом.
Недостаток параллельного впрыска заключается в
неодинаковом для всех цилиндров времени от начала впрыскивания топлива
форсункой до момента открытия впускного клапана цилиндра. При
одновременном впрыске топлива порядок работы цилиндров не учитывается,
соответственно время подготовки топливовоздушной смеси (время испарения
топлива) для каждого цилиндра получается разным.

Попарно-параллельный впрыск топлива

Для уменьшения зависимости качества подготовки
топливовоздушной смеси от момента впрыска топлива, а так же для
улучшения точности дозирования топлива на переходных режимах работы
двигателя, топливные форсунки были разделены на группы согласно порядку
работы цилиндров и соединены попарно-параллельно — половина форсунок
соединена параллельно и управляется своим выходным силовым транзистором
блока управления двигателем, другая половина форсунок так же соединена
параллельно и управляется своим, вторым выходным силовым транзистором
блока управления двигателем.
Управление форсунками одной группы происходит
одновременно — все форсунки одной группы работают синхронно. Когда
форсунки первой группы впрыскивают топливо, форсунки второй группы
закрыты, и наоборот. При этом, первая и вторая группы форсунок, так же
как и в системе параллельного впрыска топлива, впрыскивают топливо
дважды за один цикл работы 4-х тактного двигателя (за два оборота
коленвала).
 

Осциллограммы напряжения сигналов системы
управления 4-х цилиндрового 4-х тактного двигателя, осуществляющей
попарно-параллельный впрыск топлива, демонстрирующие схему впрыска
топлива данной системы. Порядок работы цилиндров 1 — 3 — 4 — 2. В данном
случае в первую пару объединены форсунки, обслуживающие цилиндры №1 и
№4, а во вторую пару объединены форсунки, обслуживающие цилиндры №2 и
№3. Но встречаются системы, где при таком же порядке работы цилиндров
двигателя, форсунки объединены в пары по-другому.

напряжения управляющих импульсов топливной
напряжения управляющих импульсов топливной
напряжения управляющих импульсов топливной
напряжения управляющих импульсов топливной
форсункой форсункой форсункой форсункой
1 Осциллограмма 1-го цилиндра.
2 Осциллограмма 2-го цилиндра.
3 Осциллограмма 3-го цилиндра.
4 Осциллограмма 4-го цилиндра.
5 Осциллограмма
напряжения выходного сигнала датчика положения / частоты вращения
коленчатого вала. За один полный оборот коленвала датчик генерирует 58
импульсов и один пропуск, продолжительность которого соответствует
продолжительности двух импульсов. Соответственно, за один полный цикл
работы 4-х тактного двигателя (за два оборота коленвала) датчик
генерирует такие пропуски дважды.

7 Импульс синхронизации с моментом зажигания в первом цилиндре.
 
Следует заметить, что в момент пуска двигателя
блок управления двигателем переключается на параллельную схему впрыска
топлива, то есть, включает и выключает все топливные форсунки
одновременно.

Фазированный впрыск топлива

Для дальнейшего повышения точности дозирования
впрыскиваемого топлива при малых длительностях впрыска путём уменьшения
негативного влияния инерционности электромагнитных топливных форсунок,
каждую форсунку стали обслуживать собственным выходным транзистором
блока управления двигателем. Такая схема впрыска называется фазированным
впрыском или последовательным впрыском топлива. За счёт уменьшения
частоты срабатывания форсунки по сравнению с параллельным и
попарно-параллельным впрыском в два раза, потребовалось уже более
продолжительное открытие форсунки для обеспечения подачи того же
количества топлива. То есть, схема управления форсунками была
модернизирована так, что вместо двух коротких впрысков топлива
осуществляется один более продолжительный впрыск. Таким образом, замена
параллельной схемы впрыска топлива на фазированную позволила заметно
повысить точность дозирования впрыскиваемого топлива при малых
длительностях впрыска.
 

Осциллограммы
напряжения сигналов системы управления 4-х цилиндрового 4-х двигателя,
осуществляющей фазированный впрыск топлива, демонстрирующие схему
впрыска топлива данной системы.

1 Осциллограмма напряжения управляющих импульсов топливной 1-го цилиндра.
2 Осциллограмма напряжения управляющих импульсов топливной 2-го цилиндра.
3 Осциллограмма напряжения управляющих импульсов топливной 3-го цилиндра.
4 Осциллограмма напряжения управляющих импульсов топливной 4-го цилиндра.
5 Осциллограмма напряжения
выходного сигнала датчика положения / частоты вращения коленчатого
вала. За один полный оборот коленвала датчик генерирует 58 импульсов и
один пропуск, продолжительность которого соответствует продолжительности
двух импульсов. Соответственно, за один полный цикл работы 4-х тактного
двигателя (за два оборота коленвала) датчик генерирует такие пропуски
дважды.

6 Осциллограмма
напряжения выходного сигнала датчика положения распределительного вала
(датчика фаз). За два полных оборота коленвала датчик генерирует один
импульс.

7 Импульс синхронизации с моментом зажигания в первом цилиндре.
 
Здесь, впрыск топлива осуществляется тогда, когда
обслуживаемый данной форсункой цилиндр находится на такте выпуска
отработавших газов, то есть, незадолго до такта впуска. За два полных
оборота коленчатого вала двигателя соответствующих одному полному циклу
работы четырёхтактного двигателя, каждая форсунка впрыскивает топливо
только один раз. То есть, по сравнению с параллельным и
попарно-параллельным впрыском, здесь частота срабатывания форсунки
уменьшена в два раза. За счёт этого, для обеспечения подачи заданного
количества топлива потребовалось более продолжительное открытие
форсунки, а за счёт увеличения продолжительности открытого состояния
форсунки уменьшилось негативное влияние инерционности электромагнитных
топливных форсунок на точность дозирования топлива. Таким образом,
замена попарно-параллельной схемы впрыска топлива на фазированную
позволила ещё больше повысить точность дозирования впрыскиваемого
топлива при малых длительностях впрыска.
Для реализации фазированной схемы впрыска топлива
потребовались заметные доработки системы управления двигателем,
обеспечивающие привязку алгоритма управления форсунками к фазам рабочего
цикла цилиндров. По этому, двигатели, оборудованные фазированным
впрыском топлива, дополнительно оснащены датчиком положения
распределительного вала (датчиком фаз). Кроме того, блок управления
такого двигателя потребовалось дооснастить ещё несколькими силовыми
транзисторами, для управления каждой форсункой индивидуально. Кроме
внесения изменений в блок управления двигателем, потребовалось
применение форсунок с более тонким распылом топлива, так как уменьшилась
продолжительность процесса испарения топлива и смешивания его с
воздухом. На некоторых двигателях, дополнительно, это позволило
использовать режим работы при более бедной смеси (дополнительно
потребовалось изменение конструкции впускного коллектора и применение
заслонок завихрителей, для формирования вертикальных потоков воздуха в
цилиндре).

Следует заметить, что в момент пуска двигателя
блок управления двигателем переключается на параллельную схему впрыска
топлива, то есть, включает и выключает все топливные форсунки
одновременно до тех пор, пока не распознает сигнал от датчика положения
распределительного вала.

Дополнительно применяется асинхронный режим
впрыска. В момент, когда водитель очень резко нажимает на педаль
акселератора, некоторые блоки управления могут осуществлять впрыскивание
дополнительного количества топлива несколькими малыми порциями в
цилиндры, которые в данный момент находятся перед или вначале такта
впуска.
 

Осциллограммы напряжения сигнала управления
форсункой и сигнала от датчика положения дроссельной заслонки системы
фазированного впрыска топлива в момент резкой перегазовки.

4 Осциллограмма напряжения выходного сигнала датчика положения дроссельной заслонки.
6 Осциллограмма напряжения управляющих импульсов топливной форсункой одного из цилиндров.


Как видно из приведённым выше осциллограммам, на
переходных режимах работы двигателя, в данном примере в момент резкого
открытия дроссельной заслонки, система фазированного впрыска топлива
может осуществлять дополнительные циклы впрыска топлива, дополнительно
обогащая таким образом состав приготовляемой топливовоздушной смеси.
Благодаря этому снижается вероятность возникновения пропусков
воспламенения топливовоздушной смеси в цилиндрах при работе двигателя на
переходных режимах.

В системах точечного впрыска топлива подавляющего
большинства двигателей современных автомобилей реализован именно
фазированный впрыск топлива.
 

Системы непосредственного впрыска топлива

Наиболее современными системами управления
двигателем являются системы с непосредственным впрыскиванием топлива.
Здесь топливная форсунка впрыскивает топливо непосредственно в камеру
сгорания, то есть, во внутренний объём цилиндра. Благодаря этому, при
работе двигателя с низкой нагрузкой (холостой ход, равномерное движение
автомобиля с небольшой скоростью…) удалось достичь приготовления
внутри цилиндра топливовоздушной смеси с неоднородным соотношением
воздух-топливо. Вблизи электродов свечи зажигания образуется нормальная
или немного обогащённая смесь, за счёт чего происходит устойчивое
воспламенение этой смеси от искрового разряда между электродами свечи
зажигания. В остальном объёме цилиндра образуются бедные и сверхбедные
смеси, которые сгорают от пламени горения нормальной по составу смеси
вблизи электродов свечи зажигания. За счёт послойного приготовления
топливовоздушной смеси (состав смеси в объёме камеры сгорания
неоднороден), усреднённый состав приготовляемой и сжигаемой таким
образом топливовоздушной смеси оказывается сверхбедным — соотношение
воздух-топливо при работе двигателя в таком режиме может достигать
значений 30:1…40:1. Для сравнения, на бензиновом двигателе с подачей
топлива во впускной коллектор и оборудованном специальными завихрителями
потока воздуха (для создания послойной смеси в камере сгорания) не
удаётся достичь обеднения топливовоздушной смеси с соотношением
воздух-топливо более 25:1. А, как известно, обеднение топливовоздушной
смеси позволяет заметно снизить количество расходуемого двигателем
топлива.

Системы управления двигателем с непосредственным
впрыскиванием топлива, да и сами двигатели, обслуживаемые подобными
системами, имеют ряд отличий от обычных систем с точечным впрыскиванием
топлива. Это: вертикальные каналы ввода потока воздуха в цилиндры,
поршни с закругленной выборкой для направления топливной смеси в сторону
свечи зажигания, вихревые инжекторы высокого давления, топливный насос
высокого давления. Кроме того, при работе двигателя на сверхбедных
смесях, впрыскивание топлива в камеру сгорания происходит в конце такта
сжатия. Из-за высокого давления в камере сгорания в момент впрыска
топлива, а так же для обеспечения направленного перемещения впрыснутого
топлива к свече зажигания, давление топлива в топливной рейке здесь
существенно увеличено, соответственно изменена и конструкция топливной
форсунки. С целью повышения давления в топливной рейке, кроме
электрического топливного насоса, размещённого внутри бака, здесь
дополнительно применён механический топливный насос высокого давления,
приводимый от распределительного вала двигателя. Механический топливный
насос высокого давления обеспечивает поддержание давления в топливной
рейке на уровне нескольких десятков Bar.

Для обеспечения правильного послойного
образования топливовоздушной смеси, движение воздушного потока внутри
цилиндра было оптимизировано за счёт изменения конструкции двигателя —
изменены форма и направление впускного воздушного канала для создания в
камере сгорания вертикально направленных воздушных потоков. Так же здесь
применена специальная форма днища поршня. За счёт изменённой формы
днища поршня, струя впрыскиваемого форсункой топлива «отражается» от
наклонного углубления в днище поршня и направляется к свече зажигания,
где образуется область с достаточно богатым содержанием топлива.

В связи с повышением давления топлива в топливной
рейке, потребовалось значительно сократить длительность открытия
топливной форсунки, измеряемое здесь в единицах десятых долей милли
Секунды. Для уменьшения инерционности топливных форсунок, величина
управляющего форсунками напряжения была значительно увеличена и
достигает нескольких десятков Вольт. Для управления топливными
форсунками многих систем непосредственного впрыска топлива применяется
специальный модуль, преобразующий низковольтные импульсы от блока
управления двигателем в высоковольтные импульсы для управления
топливными форсунками.
 

Осциллограммы напряжений сигналов управления топливной форсункой системы непосредственного впрыска топлива.
1 Осциллограмма напряжения на одном из выводов топливной форсунки системы непосредственного впрыска топлива.
2 Осциллограмма напряжения на втором из выводов топливной форсунки системы непосредственного впрыска топлива.
3 Осциллограмма напряжения, воздействующего на обмотку топливной форсунки системы непосредственного впрыска топлива.
 


Следует отметить, что при работе двигателя на
холостом ходу, для поддержания необходимой температуры нейтрализатора
выхлопных газов приготовление сверхбедной топливовоздушной смеси
периодически чередуется с приготовлением обычный однородной смеси
(послойное смесеобразование чередуется с гомогенным смесеобразованием).
При гомогенном смесеобразовании впрыск топлива в камеру сгорания
происходит не во время такта сжатия, а на такте впуска. Переключения
между послойным и гомогенным смесеобразованием заметны по
незначительному изменению частоты вращения двигателя на холостом ходу.
На определенных режимах работы двигателя возможен
комбинированный режим приготовления смеси, когда топливо впрыскивается
форсунками на такте впуска и дополнительно в конце такта сжатия.

Из-за низкого качества топлива, повышается
степень износа деталей некоторых узлов системы непосредственного
впрыскивания топлива. Высокое содержание серы и нерегламентированных
присадок в бензине фактически сводит на нет экономические, экологические
и мощностные показатели данных двигателей. Поэтому, не многие
производители автомобилей одобряют эксплуатацию таких двигателей в
странах СНГ.

auto-master.su

3. Системы с центральным впрыском топлива

Используются одна
или две форсунки, устанавливаемые перед
дроссельной заслонкой (рис.3.5).
Электробензона­сос постоянно
прокачивает топливо через форсунку 2.
Регулятор давления топли­ва I
поддерживает давление топлива постоянным
на уровне 0,71 бар. Топливо по­дается
через ввод 7 и сливается обратно в бак
по возвратной линии 3. По команде ЭБУ
форсунка включается один раз за два
оборота КВ. Соп­ло сконструировано
так, чтобы топливо проходило между
стенками трубопровода и краями дроссельной
заслонки. На ХХ ТВ-смесь пода­ется во
впускной коллектор через байпасный
канал 5, сечение которого регулиру­ется
шаговым двигателем 4.

рис.
3.5. Форсунка
центрального впрыска

4. Системы с распределенным впрыском топлива

Топливо подается
вблизи впускных клапанов каждого
цилиндра с помощью механических или
электромеханических форсунок. Преимущества
распределенно­го впрыска по сравнению
с центральным:

    • экономия топлива
      за счет его более равномерного
      распределения по ци­линдрам. В
      системах с центральным впрыском подача
      топлива регулирует­ся под цилиндр,
      получающий наиболее бедную смесь, в
      результате суммар­ное потребление
      топлива возрастает;

    • в системах с
      распределенным впрыском есть возможность
      оптимизировать конструкцию впускного
      коллектора под подачу максимального
      количества воздуха, в результате с
      двигателя снимается большая мощность;

    • за счет подачи
      топлива непосредственно в зону впускных
      клапанов умень­шается транспортное
      запаздывание, двигатель быстрее
      реагирует на изме­нение положения
      дроссельной заслонки;

    • за счет сокращения
      транспортного запаздывания в системе
      стабилизации стехиометрического
      состава топливовоздушной смеси по
      сигналу с датчика кислорода повышена
      частота переключений «бедная смесь —
      богатая смесь». Это улучшает работу
      каталитического нейтрализатора,
      уменьшается содержание токсичных
      веществ в выхлопных газах.

В системах
распределенного постоянного впрыска,
нр. K-Jetronic
фир­мы BOSCH,
количество подводимого воздуха непрерывно
измеряется расходо­мером, а масса
впрыскиваемого топлива пропорциональна
объему поступающего воздуха. Система
поддерживает стехиометрическое
соотношение 1:14,7 в ТВ-смеси, кроме
переходных режимов и работы двигателя
с полной нагрузкой. Топливо впрыскивается
постоянно, его количество регулируется
дозатором-рас­пределителем, управляемым
расходомером воздуха и регулятором
управляющего давления. В свою очередь
воздействие регулятора управляющего
давления определяется величиной
подводимого к нему разрежения
во
впускном коллекторе и температурой ОЖ.
В этой чисто механической системе
используются датчики температуры на
основе биметаллических пластин. Датчики
управляют работой дозатора-распределителя
через систему диафрагм и патрубков.

В системах
распределенного постоянного впрыска
с электронным управле­нием, нр. в
KE-Jetronic,
используется больше датчиков, информация
с которых обрабатывается в микропроцессорном
ЭБУ. Управляющее давление в
дозаторе-распределителе меняется
электрогидравлическим регулятором по
командам ЭБУ. За счет электронного
управления лучше оптимизировано
дозирование топлива.

Наиболее совершенными
являются системы прерывисто­го
распределенного впрыска топлива. В них
давление подводимого к форсункам топлива
поддерживается постоянным по отношению
к впускному коллектору. Ко­личество
подаваемого топлива регулируется
временем включения электромагнит­ных
форсунок, управляемых непосредственно
от ЭБУ, чем достигается высокое
быстродействие и точность дозирования.
Неотъемлемыми частями современных
систем подачи топлива с прерывистым
впрыском являются:

• датчик массового
расхода воздуха (массметр), обычно
термоанемометриче-ский;

• система дозирования
топлива: электробензонасос, топливный
фильтр, рам­па форсунок, электромагнитные
форсунки, регулятор давления топлива.
Бензонасос подает топливо в рампу под
давлением 250…350 кПа. Регулятор давления
поддерживает постоянный перепад давления
между впускной тру­бой и нагнетающей
магистралью рампы, излишки топлива
возвращаются в бензобак по линии слива.
Соленоиды форсунок управляются силовыми
транзисторами эбу.
В некоторых
системах имеется дополнительная
пуско­вая форсунка, которая
устанавливается за дроссельной заслонкой
и вклю­чается при холодном пуске
двигателя;

• датчик кислорода,
сигнал которого используется ЭБУ для
работы в замкну­том режиме стабилизации
стехиометрического состава топливовоздушной
смеси.

studfiles.net

Системы распределённого впрыска топлива.

Каждый цилиндр системы распределённого впрыска топлива обслуживается собственной электромагнитной форсункой. Каждая форсунка такой системы впрыскивает топливо во впускной коллектор пред впускными клапанами каждого цилиндра. Таким образом, только часть внутреннего объёма впускного коллектора работающего двигателя заполняется подготовленной топливной смесью. Как и в системе точечного впрыска топлива, здесь впрыск осуществляется не непрерывной струёй топлива, а подаётся порциями. Количество подаваемого топлива регулируется путём изменения продолжительности открытого состояния форсунки.
    Электромагнитные топливные форсунки имеют некоторую инерционность. Проявляется эта инерционность как задержка открытия и задержка закрытия клапана форсунки относительно управляющего напряжения. Задержка открытия клапана форсунки может составлять около 1,5 mS, кроме того, она может изменяться с изменением величины напряжения на аккумуляторной батарее. Задержка закрытия клапана форсунки может составлять около 1,0 mS. Когда двигатель работает под нагрузкой, длительность впрыска топлива может составлять несколько единиц или даже десятки миллисекунд, то есть -длительность впрыска топлива при этом значительно превышает время задержки срабатывания клапана форсунки, и за счёт этого инерционность форсунки сказывается мало заметно.     Когда двигатель работает при малых нагрузках или на холостом ходу, длительность впрыска значительно уменьшается, и становится сравнимой с временем задержки срабатывания клапана форсунки. Из-за этого, инерционность форсунки может сказываться значительно сильнее и точность дозирования количества впрыскиваемого топлива может сильно снизиться. Поэтому, для таких форсунок не используют управляющие импульсы продолжительностью менее 1,5 mS. Кроме того, инерционность форсунок, обслуживающих разные цилиндры одного и того же двигателя со значительным пробегом может заметно различаться, что вносит дополнительную погрешность дозирования малых порций топлива. Классификация систем распределённого впрыска топлива Распределённые системы впрыска топлива различаются по схеме работы впрыска топлива: параллельный впрыск, попарно-параллельный, фазированный (последовательный). Непосредственный впрыск топлива

auto-master.su

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

ustroistvo-avtomobilya.ru

Автолюбителям

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о