Принцип работы инжекторного двигателя автомобиля — теория

Автомобили

Каталитический нейтрализатор

Этот элемент системы инжекторного двигателя предназначен для контроля выхлопов авто. Для его работы необходим датчик содержания кислорода в выхлопных газах (лямбда-зонд). При превышении допустимых значений проводится корректировка впрыска топлива, а также проводится процесс рециркуляции отработанных газов. Кроме того, в системе предусмотрены специальные катализаторы, уменьшающие содержание вредных примесей после сжигания топлива.

Токсичными компонентами отработавших газов являются
углеводороды (несгоревшее топливо), окись углерода и окись азота. Для
преобразования этих соединений в нетоксичные служит трехкомпонентный
каталитический нейтрализатор, установленный в системе выпуска сразу за приемной
трубой глушителей. Нейтрализатор применяется только в системе впрыска топлива с
обратной связью.

В нейтрализаторе (рис. 9-33) находятся керамические элементы
с микроканалами, на поверхности которых нанесены катализаторы: два
окислительных и один восстановительный. Окислительные катализаторы (платина и
палладий) способствуют преобразованию углеводородов в водяной пар, а окиси
углерода в безвредную двуокись углерода. Восстановительный катализатор (родий)
ускоряет химическую реакцию восстановления оксидов азота и превращения их в
безвредный азот.

Для эффективной нейтрализации токсичных компонентов и
наиболее полного сгорания воздушно-топливной смеси необходимо, чтобы на 14,
6-14, 7 частей воздуха приходилась 1 часть топлива.

Такая точность дозирования обеспечивается электронной системой
впрыска топлива, которая непрерывно корректирует подачу топлива в зависимости
от условий работы двигателя и сигнала от датчика концентрации кислорода в
отработавших газах.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ.

Принцип работы инжекторного двигателя автомобиля - теория

 Не допускается работа двигателя с нейтрализатором на этилированном
бензине. Это приведет к быстрому выходу из строя нейтрализатора и датчика
концентрации кислорода.

1 — керамический блок с катализаторами

История

Она позволяет подавать топливо непосредственно в каждый цилиндр автомобиля и приводить его в движение. Что касается расположения, то изначально карбюратор устанавливался перед впускным коллектором и готовил качественную смесь.

С некоторым временем потребности современных водителей и конструкторов возросли в несколько раз. Из-за этого система не могла выдавать того желаемого результата, который хотели видеть все. Особенно это касается кораблестроения и самолетостроения. Дело в том, что в этих отраслях нужна огромная мощность и высокий КПД.

В результате этого конструкторы придумали совершенно новую систему, которая немного походила на дизельный двигатель, но имела стандартные свечи зажигания. Все это произошло в начале 40-х годов, именно в это время были сконструированы первые инжекторные двигатели.

Данный скачок позволил получить желаемый результат по мощности, но немного не подходил под экологическую безопасность. В результате, разработки пришлось на время прекратить до начала 70-х годов. Именно в это время американские конструкторы решили возродить подачу топлива непосредственно в цилиндры двигателя и сделать более усовершенствованную систему.

Первоначальный впрыск топлива

Электронный блок управления (ЭБУ) 11 (рис. 9-34), расположенный
под панелью приборов с правой стороны, является управляющим центром системы
впрыска топлива. Этот блок называют еще контроллером. Он непрерывно
обрабатывает информацию от различных датчиков и управляет системами, влияющими
на токсичность отработавших газов и на эксплуатационные показатели автомобиля.

—  о положении и частоте вращения коленчатого вала;

—  о массовом расходе воздуха двигателем;

—  о температуре охлаждающей жидкости;

— о положении дроссельной заслонки;

— о содержании кислорода в отработавших газах (в системе с
обратной связью);

—  о наличии детонации в двигателе;

—  о напряжении в бортовой сети автомобиля;

—  о скорости автомобиля;

— о запросе на включение кондиционера (если он установлен на
автомобиле).

— топливоподачей (форсунками и электробензонасосом);

—  системой зажигания;

—  регулятором холостого хода;

— адсорбером системы улавливания паров бензина (если — эта
система есть на автомобиле);

—  вентилятором системы охлаждения двигателя;

—  муфтой компрессора кондиционера (если он есть на
автомобиле);

—  системой диагностики.

1 — воздушный фильтр; 2 — датчик массового расхода
воздуха; 3 — шланг впускной трубы; 4 — шланг подвода охлаждающей жидкости; 5 —
дроссельный патрубок; 6 — регулятор холостою хода; 7 — датчик положения
дроссельной заслонки; 8 — канал подогрева системы холостого хода; 9 — ресивер;
10 — шланг регулятора давления;

11 — электронный блок управления; 12 — реле
включения электробензонасоса; 13 — топливный фильтр; 14 — топливный бак: 15 —
электробензонасос с датчиком уровня топлива; 16 — сливная магистраль; 17 —
подающая магистраль; 18 — регулятор давления: 19 — впускная труба: 20 — рампа
форсунок: 21 — форсунка;

Блок управления включает выходные цепи (форсунки, различные
реле, и т. д. ) путем замыкания их на массу через выходные транзисторы блока
управления. Единственное исключение — цепь реле топливного насоса. Только на
обмотку этого реле ЭБУ подает напряжение 12 В.

Блок управления имеет встроенную систему диагностики. Он
может распознавать неполадки в работе системы, предупреждая о них водителя
через контрольную лампу «CHECK ENGINE». Кроме того, он хранит диагностические
коды, указывающие области неисправности, чтобы помочь специалистам в проведении
ремонта.

Принцип работы инжектора

Количество топлива, подаваемого форсунками, регулируется
электрическим импульсным сигналом от электронного блока управления (ЭБУ). ЭБУ
отслеживает данные о состоянии двигателя, рассчитывает потребность в топливе и
определяет необходимую длительность подачи топлива форсунками (длительность
импульса). Для увеличения количества подаваемого топлива длительность импульса
увеличивается, а для уменьшения подачи топлива — сокращается.

ЭБУ обладает способностью оценивать результаты своих
расчетов и команд, а также запоминать опыт недавней работы и действовать в
соответствии с ним. «Самообучение» ЭБУ является непрерывным процессом,
продолжающимся в течение всего срока эксплуатации автомобиля.

Топливо подается по одному из двух разных методов:
синхронному, т. е. при определенном положении коленчатого вала, или
асинхронному, т. е. независимо или без синхронизации с вращением коленчатого
вала. Синхронный впрыск топлива — преимущественно применяемый метод.
Асинхронный впрыск топлива применяется, в основном, на режиме пуска
двигателя.

Независимо от метода впрыска подача топлива определяется
состоянием двигателя, т. е. режимом его работы. Эти режимы обеспечиваются ЭБУ и
описаны ниже.

Когда коленчатый вал двигателя начинает прокручиваться
стартером, первый импульс от датчика положения коленчатого вала вызывает
импульс от ЭБУ на включение сразу всех форсунок. Это служит для ускорения пуска
двигателя.

Первоначальный впрыск топлива происходит каждый раз при
пуске. Длительность импульса впрыска зависит от температуры. На холодном
двигателе импульс впрыска увеличивается, для увеличения количества топлива, а
на прогретом — длительность импульса уменьшается. После первоначального впрыска
ЭБУ переключается на соответствующий режим управления форсунками.

После пуска двигателя (когда обороты более 400 об/мин) ЭБУ
управляет системой подачи топлива в рабочем режиме. На этом режиме ЭБУ
рассчитывает длительность импульса на форсунки по сигналам от датчика положения
коленчатого вала (информация о частоте вращения), датчика массового расхода
воздуха, датчика температуры охлаждающей жидкости и датчика положения
дроссельной заслонки.

Рассчитанная длительность импульса впрыска может давать
соотношение воздух/топливо, отличающееся от 14, 7: 1. Примером может служить
непрогретое состояние двигателя, т. к. при этом для обеспечения хороших ездовых
качеств требуется обогащенная смесь.

Принцип работы инжекторного двигателя автомобиля - теория

В этой системе ЭБУ сначала рассчитывает длительность
импульса на форсунки на основе сигналов от тех же датчиков, что и в системе
впрыска без обратной связи. Отличие состоит в том, что в системе с обратной
связью ЭБУ еще использует сигнал от датчика кислорода для корректировки и
тонкой регулировки расчетного импульса, чтобы точно поддерживать соотношение
воздух/топливо на уровне 14, 6—14, 7: 1. Это позволяет каталитическому
нейтрализатору работать с максимальной эффективностью.

Электровентилятор включается и выключается ЭБУ в зависимости
от температуры двигателя, частоты вращения коленчатого вала, работы кондиционера
(если он есть на автомобиле) и других факторов. Электровентилятор включается с
помощью вспомогательного реле К9, расположенного в монтажном блоке.

При работе двигателя электровентилятор включается если
температура охлаждающей жидкости превысит 104 °С или будет дан запрос на
включение кондиционера. Электровентилятор выключается после падения температуры
охлаждающей жидкости ниже 101°С, после выключения кондиционера или остановки
двигателя.

Устройство

Как показывает приведенная информация, главным отличием от более старых карбюраторных моделей является автоматическая подача топлива. Это ключевой момент, определяющий преимущества использования инжекторного устройства. Кроме того, существует еще несколько пунктов, которые выгодно отличают разницу между инжектором и карбюратором.

Ключевые отличия:

  • За счет того, что в карбюраторном двигателе создается определенный уровень давления, позволяющий засасывать воздушно-топливную смесь, а в инжекторе она подается автоматически, экономится мощность отдачи. Это позволяет в целом увеличить производительность авто на 10%. Показатель небольшой, но при длительной эксплуатации это существенная экономия топлива.
  • Быстрое реагирование на изменение условий движения. В инжекторе практически моментально происходит увеличение или уменьшение подачи топлива. Это позволяет маневрировать на дороге гораздо быстрей.
  • Система впрыскивания топлива обеспечивают легкий запуск двигателя.
  • Инжекторное устройство менее чувствительно к измененным погодным условиям. Расход топлива будет экономиться за счет того, что не требуется длительный прогрев двигателя.
  • Также такие устройства соответствуют более строгим современным экологическим стандартам. Уровень вредных выбросов, как правило, ниже на 50-70%, что в современном мире просто необходимо.

Среди главных недостатков — полная зависимость системы от исправности всех элементов. Инжектор снабжен несколькими датчиками, которые анализируют параметры топлива и условия эксплуатации. При выходе электроники из строя может понадобиться дорогостоящий ремонт.

Также при эксплуатации авто с инжекторным двигателем необходимо тщательней следить за состоянием используемого топлива. Форсунки, обеспечивающие подачу и распыление воздушно-топливной смеси, часто забиваются при использовании некачественного бензина. Вместе с тем, этот критерий очень сложно контролировать, особенно при длительной поездке, когда приходится заправляться на непроверенных точках.

Еще по теме  Что сокращает срок службы шаровых опор

Главным центром управления инжектора является ЭБУ — электронный блок управления. В его задачи входит непосредственный контроль над работой всех систем, расходом и подачей топлива, а также сигнализирование о возможных неполадках в работе автомобиля. Отчеты о возможных сбоях в системе и алгоритм правильной работы храниться в специальных ячейках памяти,

В зависимости от модели, обычно есть три типа памяти устройства:

  1. ППЗУ требует однократного программирования, после чего сохраняются все алгоритмы действия для управления системой. Чип хранится на плате блока, при необходимости подлежит замене. Информация не подлежит удалению при сбоях сети, корректированию не поддается.
  2. ОЗУ — оперативное запоминающее устройство. Относится к временному хранилищу файлов. Также служит местом для расчета и анализа полученной информации. Располагается ОЗУ на печатной плате блока, при сбоях в сети информация стирается.
  3. ЭПЗУ представляет собой электрически программируемое запоминающее устройство. В основном используется для хранения информации для противоугонной системы (коды и пароли владельца). При нарушении ввода данных, двигатель не заведется. Такое хранилище не зависит от данных сети, информация сохраниться при любых ситуациях.

В современных инжекторных двигателях топливо подается не самотеком, а при помощи небольшой системы, под названием форсунка.

Ее работа основана на считывании всевозможных датчиков, которые располагаются в двигателе. Благодаря этому топливовоздушная смесь дозируется небольшими порциями и подается именно в тот момент, когда это необходимо.

Что касается самого управления, то все держится на простом блоке управления, так называемом компьютере. Именно он и раздает небольшие команды каждой форсунке.

Инжекторная система имеет следующие компоненты:

  1. Топливная форсунка;
  2. Топливная рампа;
  3. Насос;
  4. Сам блок управления;
  5. И небольшая система датчиков.

Подробнее о каждом компоненте:

  • Топливная форсунка является основным компонентом, который и называют инжектором. Она позволяет своевременно подавать топливо и распылять его непосредственно в каждый цилиндр. В основе форсунки лежит простой корпус и электромагнитный клапан, который и осуществляет процесс открытия и закрытия форсунки. Что касается самого распыления, то оно происходит через специальное отверстие, управляемое клапаном.
  • Топливную рампу можно найти в любом современном инжекторном двигателе. Ее главное предназначение состоит в подводе топлива ко всем форсункам. Если говорить просто, то она соединяет все форсунки в единое целое.
  • Что касается топливного насоса, то он просто подает топливовоздушную смесь под давлением, сравнимую с давлением в несколько атмосфер. Без него бы топливо подавалось просто самотеком, как и в карбюраторном двигателе.
  • Мозгом системы является блок управления, который и отдает команды всем форсункам. По сути, это небольшой микроконтроллер, соединенный с большим количеством датчиков, форсунками, топливным насосом, системой зажигания, регулятором холостого хода и другими системами. Его главная задача состоит в сборе всей информации по состоянию двигателя и распределении топлива.
  • Датчики отвечают за измерение основных параметров силовой установки в реальном времени. В основном это расход воздуха, расположение коленвала, образование детонации в цилиндрах, температура, скорость транспортного средства и другое. Также можно встретить датчики, которые определяют включен ли кондиционер, ровная ли дорога и как располагается распределительный вал.

Память

 В электронном блоке управления имеется три вида памяти:
оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), однократно программируемое
постоянное запоминающее устройство (ППЗУ), и электрически программируемое
запоминающее устройство (ЭПЗУ).

Оперативное запоминающее устройство это «блокнот»
электронного блока управления. Микропроцессор ЭБУ использует его для временного
хранения измеряемых параметров для расчетов и для промежуточной информации.
Микропроцессор может по мере необходимости вносить в него данные или считывать
их.

Принцип работы инжекторного двигателя автомобиля - теория

Микросхема ОЗУ смонтирована на печатной плате ЭБУ. Эта
память является энергозависимой и требует бесперебойного питания для
сохранения. При прекращении подачи питания содержащиеся в ОЗУ диагностические
коды неисправностей и расчетные данные стираются.

Программируемое постоянное запоминающее устройство. В ППЗУ
находится общая программа, в которой содержится последовательность рабочих
команд (алгоритмы управления) и различная калибровочная информация. Эта
информация представляет собой данные управления впрыском, зажиганием, холостым
ходом и т. п.

1 — программируемое постоянное запоминающее устройство
(ППЗУ)

Содержимое ППЗУ не может быть изменено после
программирования. Эта память не нуждается в питании для сохранения записанной в
ней информации, которая не стирается при отключении питания, т. е. эта память
является энергонезависимой. ППЗУ устанавливается в панельке на плате ЭБУ (рис.
9-35) и может выниматься из ЭБУ и заменяться.

ППЗУ индивидуально для каждой комплектации автомобиля, хотя
на разных моделях автомобилей может быть применен один и тот же унифицированный
ЭБУ. Поэтому при замене ППЗУ важно установить правильный номер модели и
комплектации автомобиля. А при замене дефектного ЭБУ необходимо оставлять
прежнее ППЗУ (если оно исправно).

Электрически программируемое запоминающее устройство
используется для временного хранения кодов-паролей противоугонной системы
автомобиля (иммобилизатора). Коды-пароли, принимаемые ЭБУ от блока управления
иммобили-затором (если он имеется на автомобиле), сравниваются с хранимыми в
ЭПЗУ и при этом разрешается или запрещается пуск двигателя. Эта память является
энергонезависимой и может храниться без подачи питания на ЭБУ.

Принцип работы

  1. В силовом агрегате топливная смесь подготавливается вне камеры сгорания при помощи специального устройства. В результате движения поршня вниз определенное количество топлива всасывается в камеру сгорания.
  2. Далее идет основной процесс, так называемый рабочий ход. В это время происходит сжимание топлива и поджигание при помощи искры.
  3. В итоге все топливо сгорает и выделяется огромное количество тепла, которое идет на мощность инжекторного двигателя.
  4. В конце такта поршень движется вверх и открывается выпускной клапан, который и выводит отработавшие газы. Далее приоткрывается впускной клапан, и новая порция топлива поступает в цилиндр.

Данный процесс происходит в течение долгого времени, пока двигатель работает. Специалисты называют такой газообмен четырехтактным. То есть все это происходит за четыре такта:

  1. Впуск;
  2. Сжатие;
  3. Сгорание;
  4. Выпуск.

Чтобы совершить один такой цикл требуется два оборота коленвала. Чтобы потери мощности были минимальны, конструкторы придумали многоцилиндровые системы. Они позволяют выдавать огромное количество тепла и мощности.

В современном мире большую популярность получил четырехтактный инжекторный двигатель, что неудивительно. Дело в том, что он отличается не только техническими характеристиками, но и самими габаритами. В основе данной системы лежит порядок работы цилиндров.

Использование устройств с подобным алгоритмом действия поначалу коснулся авиастроительного производства. Ужесточение экологических норм привело к тому, что многие производители автомобилей отказались от применения карбюраторных двигателей, дальнейшее усовершенствование которых не приводило к желаемому результату.

Управление системой впрыскивания топлива проводится автоматизированной системой или бортовым компьютером. Проводится проверка состояния воздушно-топливной смеси и при ее соответствии происходит последовательный впуск топлива непосредственно во впускной клапан. Так обеспечивается более точный расход, а также быстрое сгорание топлива.

Устройство инжекторного двигателя можно охарактеризовать выполнением следующей последовательности:

  1. Нажатие на педаль газа открывает дроссельную заслонку. Это обеспечивает поступление воздуха в двигатель.
  2. Компьютер анализирует объем поступающего воздуха (в зависимости от усилия нажатия педали), после чего дает команду для подачи оптимального объема топлива.
  3. Специальный датчик контролирует количество поступающего в двигатель кислорода и его соответствие объему топлива.
  4. Топливный нанос перекачивает необходимый объем, после чего происходит его впрыск под давлением. В результате образуется мелкодисперсный туман, который быстро сгорает, приводя в движение механизмы вращения движущихся частей мотора.

Самый простой инжектор имеет в своей конструкции следующие элементы:

  1. Электронный блок управления;
  2. Бензонасос (электрический);
  3. Форсунки;
  4. Датчики;
  5. Регуляторы давления.

Как видно, ничего слишком сложного в конструкции инжектора нет, по крайней мере, это касается его механической части. Если коротко, то работа инжекторной системы впрыска происходит следующим образом:

  • Датчик расхода воздуха измеряет массу воздуха, поступающего в мотор.
  • Далее эта информация передается в блок управления инжектора, вместе с другими данными (температура силового агрегата, скорость вращения коленвала, температура воздуха, скорость и степень открытия дроссельной заслонки, и другие параметры).
  • Компьютер анализирует всю эту информацию и точно высчитывает то количество топлива (бензина, дизтоплива, газа), которое требуется для сжигания в поступившей массе воздуха.
  • Далее происходит подача электрического разряда (определенной длительности) на форсунки инжектора, которые открываются, пропуская топливо из топливной магистрали во впускной коллектор.

Наиболее сложная часть всей инжекторной системы – это электронный блок управления (сокращенно – ЭБУ). Он представляет собой микрокомпьютер, производящий вычисления по программе, внесенной в его память. Программа составлена таким образом, что успевает анализировать все параметры работы двигателя и реагировать на изменение информации, полученной от внешних датчиков.

Именно поэтому для корректной работы инжектора крайне важны следующие два компонента: каталитический нейтрализатор отработанных газов и датчик кислорода (лямбда-зонд).

  1. Каталитический нейтрализатор. Внешне он имеет сходство с сотами, которые покрыты специальным слоем. Его задача состоит в дожигании несгоревшего топлива, вылетающего из камеры сгорания вместе с выхлопными газами. Но он теряет эту способность в результате всего нескольких заправок этилированным бензином. Однако не только топливо может стать причиной неисправности. Часто нейтрализатор просто оплавляется в результате длительной езды на обогащенной смеси – соты попросту забиваются нагаром. Это происходит в результате поломки датчика кислорода или неисправностей в системе зажигания.
  2. Датчик кислорода. Чаще всего автомобили оснащают циркониевыми датчиками, которые прогреваются до рабочей температуры (свыше 300 °С) и подают блоку управления информацию о состоянии смеси, ориентируясь на состав выхлопа. Если смесь слишком богатая или бедная – компьютер корректирует подачу топлива, соответственно увеличивая или уменьшая его количество.
Еще по теме  Как пользоваться толщиномером: видео, принцип работы, модели и основные правила эксплуатации

Как вы могли убедиться, инжектор представляет собой весьма сложный механизм. Поэтому такие операции, как чистка инжектора или его ремонт, мы не рекомендуем проводить самостоятельно.

Датчики

Датчик температуры охлаждающей жидкости представляет собой
термистор, (резистор, сопротивление которого изменяется от температуры). Датчик
завернут в выпускной патрубок охлаждающей жидкости на головке цилиндров. При
низкой температуре датчик имеет высокое сопротивление (100 кОм при -40 °С), а
при высокой температуре — низкое (177 Ом при 100 °С).

Температуру охлаждающей жидкости ЭБУ рассчитывает по падению
напряжения на датчике. Падение напряжения высокое на холодном двигателе и
низкое на прогретом. Температура охлаждающей жидкости влияет на большинство
характеристик, которыми управляет ЭБУ.

Датчик детонации заворачивается в верхнюю часть блока
цилиндров (рис. 9-36) и улавливает аномальные вибрации (детонационные удары) в
двигателе.

Чувствительным элементом датчика является
пьезокристаллическая пластинка. При детонации на выходе датчика генерируются
импульсы напряжения, которые увеличива-

ются с возрастанием интенсивности детонационных ударов. Блок
управления по сигналу датчика регулирует опережение зажигания, для устранения
детонационных вспышек топлива.

1 — датчик детонации

Датчик концентрации кислорода применяется в системе впрыска
с обратной связью и устанавливается на приемной трубе глушителей. Кислород,
содержащийся в отработавших газах, реагирует с датчиком кислорода, создавая
разность потенциалов на выходе датчика. Она изменяется приблизительно от 0, 1 В
(высокое содержание кислорода — бедная смесь) до 0, 9 В (мало Кислорода —
богатая смесь).

Для нормальной работы датчик должен иметь температуру не
ниже 360°С. Поэтому для быстрого прогрева после пуска двигателя, в датчик
встроен нагревательный элемент. »

Отслеживая выходное напряжение датчика концентрации
кислорода, блок управления определяет какую команду по корректировке состава
рабочей смеси подавать на форсунки. Если смесь бедная (низкая разность
потенциалов на выходе датчика), то дается команда на обогащение смеси. Если
смесь богатая (высокая разность потенциалов) — дается команда на обеднение
смеси.

Датчик массового расхода воздуха расположен между воздушным
фильтром и шлангом впускной трубы. Он термоанемометрического типа. В датчике
используются три чувствительных элемента. Один из элементов определяет
температуру окружающего воздуха, а два остальные нагреваются до заранее
установленной температуры, превышающей температуру окружающего воздуха.

Во время работы двигателя проходящий воздух охлаждает
нагреваемые элементы. Массовый расход воздуха определяется путем измерения
электрической мощности, необходимой для поддержания заданного превышения
температуры нагреваемых элементов над температурой окружающего воздуха. Сигнал
датчика — частотный. Большой расход воздуха вызывает сигнал высокой частоты, а
малый расход — сигнал низкой частоты.

ЭБУ использует информацию от датчика массового расхода
воздуха для определения длительности импульса открытия форсунок.

Принцип работы инжекторного двигателя автомобиля - теория

СО-потенциометр (рис. 9-37) установлен в моторном отсеке на
стенке коробки воздухопритока и представляет собой переменный резистор. Он
выдает в ЭБУ сигнал, который используется для регулировки состава
топливо-воздушной смеси с целью получения нормированного уровня концентрации
окиси углерода (СО) в.

Рис. 9-37. СО-потенциометр

Датчик скорости автомобиля устанавливается на коробке
передач между приводом спидометра и наконечником гибкого вала привода
спидометра. Принцип действия датчика основан на эффекте Холла. Датчик выдает на
ЭБУ прямоугольные импульсы напряжения с частотой, пропорциональной скорости
вращения ведущих колес.

Датчик положения дроссельной заслонки установлен сбоку на
дроссельном патрубке и связан с осью дроссельной заслонки.

Датчик представляет собой потенциометр, на один конец
которого подается плюс напряжения питания (5 В), а другой конец соединен с
массой. С третьего вывода потенциометра (от ползунка) идет выходной сигнал с
электронному блоку управления.

Когда дроссельная заслонка поворачивается, (от воздействия
на педаль управления), изменяется напряжение на выходе датчика. При закрытой
дроссельной заслонке оно ниже 0, 7 В. Когда заслонка открывается, напряжение на
выходе датчика растет и при полностью открытой заслонке должно быть более 4 В.

Отслеживая выходное напряжение датчика блок управления
корректирует подачу топлива в зависимости от угла открытия дроссельной заслонки
(т. е. по желанию водителя).

Датчик положения дроссельной заслонки не требует никакой
регулировки, т. к. блок управления воспринимает холостой ход (т. е, полное
закрытие дроссельной заслонки) как нулевую отметку.

Датчик положения коленчатого вала — индуктивного типа,
предназначен для синхронизации работы блока управления с верхней мертвой точкой
поршней 1-го и 4-го цилиндров и угловыми положениями коленчатого вала..

Датчик установлен на крышке масляного насоса напротив
задающего диска на шкиве привода генератора. Задающий диск представляет собой
зубчатое колесо с 58 равноудаленными (6°) впадинами. При таком шаге на диске
помещается 60 зубьев, но два зуба срезаны для создания импульса «в» (рис. 9-38)
синхронизации («Опорного» импульса), который необходим для согласования работы
блока управления с ВМТ поршней в 1-ом и 4-ом цилиндрах. ЭБУ по сигналам датчика
определяет частоту вращения коленчатого вала и выдает импульсы на форсунки.

а — угловые импульсы; б — опорный импульс

При вращения коленчатого вала зубья изменяют магнитное
поле датчика, наводя импульсы напряжения переменного тока. Установочный зазор
между сердечником датчика и зубом диска должен находиться в пределах (1 0,2)
мм.

Что такое инжектор

Сигнал запроса на включение кондиционера. Если на автомобиле
установлен кондиционер, то сигнал поступает от выключателя кондиционера на
панели приборов. В данном случае ЭБУ получает информацию о том, что водитель
желает включить кондиционер.

Получив такой сигнал ЭБУ сначала подстраивает регулятор
холостого хода, чтобы компенсировать дополнительную нагрузку на двигатель от
компрессора кондиционера, а затем включает реле, управляющее работой
компрессора кондиционера.

Сложная система электронного управления подразумевает проверку и регулировку нескольких датчиков. При выходе из строя хотя бы одного элемента, ЭБУ выдает ошибку.

  • ДМРВ (датчик массового расхода воздуха). Обеспечивает информацию о массе воздуха, поступающего в двигатель.
  • Лямбда-зонд (датчик кислорода). Определяет содержание кислорода в воздушно-топливной смеси. При помощи такой информации ЭБУ может выявить изменения топливной смеси и откорректировать ее значения.
  • Датчик дроссельной заслонки. Контролирует положение дроссельной заслонки, согласно которому блок управления может реагировать, увеличивая или сокращая подачу топлива по мере необходимости.
  • Датчик напряжения. Контролирует напряжение бортовой сети машины. Показания датчика при необходимости заставляют блок управления увеличить число оборотов холостого хода, если напряжение понижено (чаще всего при высоких электрических нагрузках).
  • Датчик контроля температуры охлаждающей жидкости. Дает сигнал о прогреве двигателя, после чего ЭБУ запускает работу других систем.
  • Датчик абсолютного давления. Следит за показателем давления во впускном коллекторе. От количества воздуха, которое поступает в двигатель, меняется потребление топливной смеси. Также этот показатель используется при определении производительности авто.
  • Датчик вращения коленвала. Скорость вращения коленчатого вала – один из определяющих факторов, которые влияют на расчет необходимой длительности импульса.

Преимущества инжектора уже оценили многие автолюбители. Снижается расход топлива, повышается производительность автомобиля, а также облегчается процесс его управления. Работа инжекторного двигателя обеспечивается непосредственным впрыском топлива в систему, на основании проанализированных данных о параметрах топливной смеси и режиме эксплуатации двигателя. Как работает инжекторный двигатель, его преимущества и недостатки по сравнению с карбюраторным устройством рассмотрены в нашей статье.

Преимущества и недостатки

Инжектор получил огромную популярность в современном мире. Это обусловлено следующими плюсами:

  1. Режим работы меняется автоматически, без использования человеческого фактора;
  2. Полностью отсутствует необходимость в ручной настройке;
  3. Двигатель очень экономичный;
  4. Полностью соответствует всем экологическим нормам;
  5. Очень легко запускать в любую погоду, нет потери мощности.

Кончено, без недостатков никуда. О них тоже стоит рассказать:

  1. Довольно высокая стоимость и обслуживание;
  2. Многие детали непригодны к ремонту. То есть их придется полностью выкидывать и менять на новые;
  3. Производить ремонт и обслуживание в домашних условиях практически невозможно. Для этого требуется специальное оборудование и опыт;
  4. Двигатель очень зависим от напряжения сети.

Компенсация напряжения питания

Воздушный фильтр установлен в передней части моторного
отсека на резиновых фиксаторах. Фильтрующий элемент — бумажный, с большой
площадью фильтрующей поверхности. При замене фильтрующего элемента его
необходимо устанавливать так, чтобы гофры были расположены параллельно осевой линии
автомобиля.

1 — патрубок подвода охлаждающей жидкости; 2 — патрубок
системы вентиляции картера на холостом ходу; 3 — патрубок для отвода
охлаждающей жидкости; 4 — датчик положения дроссельной заслонки; 5 — регулятор
холостого хода; 6 — штуцер для продувки адсорбера; 7 – заглушка

Типы инжекторных форсунок

Дроссельный патрубок (рис. 9-39) закреплен на ресивере. Он
дозирует количество воздуха, поступающего во впускную трубу. Поступлением
воздуха в двигатель управляет дроссельная заслонка, соединенная с приводом
педали акселератора.

В состав дроссельного патрубка входят датчик 4 положения
дроссельной заслонки и регулятор 5 холостого хода. В проточной части
дроссельного патрубка (перед дроссельной заслонкой и за ней) находятся
отверстия отбора разрежения, необходимые для работы системы вентиляции картера
и адсорбера системы улавливания паров бензина. Если последняя система не
применяется, то штуцер для продувки адсорбера глушится резиновой заглушкой 7.

1 — пробка штуцера для контроля давления топлива; 2 —
рампа форсунок; 3 — скоба крепления топливных трубок- 4 — регулятор давления
топлива; 5 — электробензонасос; 6 — топливный фильтр; 7 — сливной
топливопровод; 8 — подающий топливопрорвод;  9 – форсунки

Регулятор 5 холостого хода регулирует частоту вращения
коленчатого вала на режиме холостого хода, управляя количеством подаваемого
воздуха в обход закрытой дроссельной заслонки. Он состоит из двухполюсного
шагового электродвигателя и соединенного с ним конусного клапана. Клапан
выдвигается или убирается, по сигналам ЭБУ.

При падении напряжения питания система зажигания может
давать слабую искру, а механическое движение «открытия» форсунки может занимать
больше времени. ЭБУ компенсирует это путем увеличения времени накопления
энергии в катушках зажигания и длительности импульса впрыска.

Соответственно при возрастании напряжения аккумуляторной
батареи (или напряжения в бортовой сети автомобиля) ЭБУ уменьшает время
накопления энергии в катушках зажигания и длительность впрыска.

Еще по теме  Коробка передач автомобиля tiptronic - что это такое и как работает

Типы инжекторной системы

Сейчас можно встретить три типа:

  1. Одноточечный впрыск;
  2. Многоточечный впрыск;
  3. Непосредственный впрыск.

Первый является самым простым и очень распространённым. Он не очень сильно начинен электроникой, что приводит к меньшему эффекту. Большим недостатком такой системы является то, что некая часть топлива теряется во время впрыска. То есть топливная смесь подается через форсунку во впускной коллектор, где происходит распределение по цилиндрам.

Следом идет многоточечный впрыск, который позволяет подавать топливо индивидуально в каждый цилиндр. Благодаря этому у вас не будет возникать вопрос: нужно ли прогревать инжекторный двигатель. Что касается самого распределения, то он мощнее и экономичнее. По многочисленным тестам можно увидеть, что мощность увеличивается на 7 процентов. К основным преимуществам можно отнести автоматическую настройку подачи топлива и впрыскивание вблизи клапана.

Непосредственный впрыск используется во многих современных автомобилях. Его особенность состоит в том, что подача топлива происходит непосредственно в каждый цилиндр. Ни одной капли смеси не будет расходоваться впустую. Если у вас возникает вопрос надо ли прогревать двигатель, то ответ очень простой.

Режим отключения подачи топлива при торможении двигателем

Система подачи топлива включает в себя электробензонасос 5
(рис. 9-40), топливный фильтр 6, топливопроводы и рампу 2 форсунок в сборе с
форсунками 9 и регулятором 4 давления топлива.

Электробензонасос -двухступенчатый, роторного типа,
неразборный установлен в топливном баке. Он обеспечивает подачу топлива под
давлением более 284 кПа.

Электробензонасос расположен непосредственно в топливном
баке, что снижает возможность образования паровых пробок, т. к. топливо
подается под давлением, а не под действием разрежения.

Топливный фильтр встроен в подающую магистраль между
электробензонасосом и топливной рампой, и установлен под полом кузова за
топливным баком. Фильтр — неразборный, имеет стальной корпус с бумажным
фильтрующим элементом.

Рампа 2 форсунок представляет собой полую планку с
установленными на ней форсунками и регулятором давления топлива. Рампа форсунок
закреплена двумя болтами на впускной трубе. С левой стороны (на рисунке) на
рампе форсунок находится штуцер для контроля давления топлива, закрытый
резьбовой пробкой 1.

Форсунки 9 крепятся к топливной рампе, от которой к ним
подается топливо, а своими распылителями входят в отверстия впускной трубы. В
отверстиях топливной рампы и впускной трубы форсунки уплотняются резиновыми
уплотнительными кольцами.

Форсунка представляет собой электромагнитный клапан. Когда
на нее от ЭБУ поступает импульс напряжения, то клапан открывается и топливо
через распылитель тонко распыленной струёй под давлением впрыскивается во
впускную трубу на впускной клапан. Здесь топливо испаряется, соприкасаясь с
нагретыми деталями, и в парообразном состоянии попадает в камеру сгорания.
После прекращения подачи электрического им-

пульса подпружиненный клапан форсунки перекрывает подачу
топлива.

1 — корпус; 2 — крышка; 3 — патрубок для вакуумного
шланга; 4 — диафрагма; 5 — клапан; А — топливная полость; Б — вакуумная полость

Регулятор 4 давления топлива установлен на топливной рампе и
предназначен для поддержания постоянного перепада давления между давлением
воздуха во впускной трубе и давлением топлива в рампе.

Регулятор состоит из клапана 5 (рис. 9-41) с диафрагмой 4,
поджатого пружиной к седлу в корпусе регулятора. На работающем двигателе регулятор
поддерживает давление в рампе форсунок в пределах 284-325 кПа.

На диафрагму регулятора с одной стороны действует давление
топлива, а с другой — давление (разрежение) во впускной трубе. При уменьшении
давления во впускной трубе (дроссельная заслонка закрывается) клапан регулятора
открывается при меньшем давлении топлива, перепуская избыточное топливо по
сливной магистрали обратно в бак.

 При включении зажигания ЭБУ включает реле
электробензонасоса, и он создает давление в магистрали подачи топлива к
топливной рампе. ЭБУ проверяет сигнал от датчика температуры охлаждающей
жидкости и определяет правильное соотношение воздух/топливо для пуска.

Принцип работы инжектора

После начала вращения коленчатого вала ЭБУ работает в
пусковом режиме пока обороты не превысят 400 об/мин или не наступит режим
продувки «залитого» двигателя.

Если двигатель «залит топливом» (т. е. топливо намочило
свечи зажигания)’, он может быть очищен путем полного открытия дроссельной
заслонки при одновременном проворачивании коленчатого вала. При этом ЭБУ не
подает импульсы впрыска на форсунки и двигатель должен «очиститься». ЭБУ
поддерживает этот режим до тех пор, пока обороты двигателя ниже 400 об/мин, и
датчик положения дроссельной заслонки показывает, что она почти полностью
открыта (более 75%).

Если дроссельная заслонка удерживается почти полностью
открытой при пуске двигателя, то он не запустится, т. к. при полностью открытой
дроссельной заслонке импульсы впрыска на форсунку не подаются.

 При торможении автомобиля с закрытой дроссельной заслонкой
могут увеличиться выбросы в атмосферу

токсичных компонентов. Чтобы не допустить этого, электронный
блок управления следит за уменьшением угла открытия дроссельной заслонки и за
сигналом датчика массового расхода воздуха и своевременно уменьшает количество
подаваемого топлива путем сокращения импульса впрыска.

При торможении двигателем с включенной передачей и
сцеплением ЭБУ может на короткие периоды времени полностью отключить импульсы
впрыска топлива. Отключение и включение подачи топлива на этом режиме
происходит при выполнении определенных условий по температуре охлаждающей
жидкости, частоте вращения коленчатого вала, скорости автомобиля и углу
открытия дроссельной заслонки.

При выключенном зажигании топливо форсункой не подается,
чем исключается самовоспламенение смеси при перегретом двигателе. Кроме того,
импульсы впрыска топлива не подаются, если ЭБУ не получает опорных импульсов от
датчика положения коленчатого вала, т. е. это означает, что двигатель не
работает.

Отключение подачи топлива также происходит при превышении
предельно допустимой частоты вращения коленчатого вала двигателя, равной 6510
об/мин, для зашиты двигателя от перекрутки.

Система зажигания

В системе зажигания не используются традиционные
распределитель и катушка зажигания. Здесь применяется модуль 5 (рис. 9-42)
зажигания, состоящий из двух катушек зажигания и управляющей электроники
высокой энергии. Система зажигания не имеет подвижных деталей и поэто-му не
требует обслуживания. Она также не имеет регулировок (в том числе и угла
опережения зажигания), т. к. управление зажиганием осуществляет ЭБУ.

1 — аккумуляторная батарея; 2 — выключатель зажигания; 3
— реле зажигания; 4 — свечи зажигания; 5 — модуль зажигания; 6 электронный блок
управления; 7 — датчик положения коленчатого вала; 8 — задающий диск; А —
устройства согласования

В системе зажигания применяется метод распределения
искры, называемый методом «холостой искры». Цилиндры двигателя объединены в
пары 1-4 и 2-3 и искрообразование происходит одновременно в двух цилиндрах: в
цилиндре, в котором заканчивается такт сжатия (рабочая искра) и в цилиндре, в
котором происходит такт выпуска (холостая искра).

—  частота вращения коленчатого вала;

—  нагрузка двигателя (массовый расход воздуха);

— температура охлаждающей жидкости;

—  положение коленчатого вала;

—  наличие детонации.

Система улавливания паров бензина

Эта система применяется в системе впрыска с обратной связью.
В системе применен метод улавливания паров угольным адсорбером. Он установлен в
моторном отсеке и соединен трубопроводами с топливным баком и дроссельным
патрубком. На крышке адсорбера расположен электромагнитный клапан, которым по
сигналам блока управления переключаются режимы работы системы.

Когда двигатель не работает, электромагнитный клапан закрыт
и пары бензина из топливного бака по трубопроводу идут к адсорберу, где они
поглощаются гранулированным активированным углем. При работающем двигателе
адсорбер продувается воздухом и пары отсасываются к дроссельному патрубку, а
затем во впускную трубу для сжигания в ходе рабочего процесса.

ЭБУ управляет продувкой адсорбера включая электромагнитный
клапан, расположенный на крышке адсорбера. При подаче на клапан напряжения, он
открывается, выпуская пары во впускную трубу. Управление клапаном
осуществляется методом широтно-импульсной модуляции. Клапан включается и
выключается с частотой 16 раз в секунду (16 Гц). Чем выше расход воздуха, тем
больше длительность импульсов включения клапана.

— температура охлаждающей жидкости выше 75°С;

—  система управления топливоподачей работает в. режиме
замкнутого цикла (с обратной связью);

В чём особенности устройства инжектора?

— скорость автомобиля превышает 10 км/ч. После включения клапана критерий скорости меняется. Клапан отключится только при снижении
скорости до 7 км/ч;

— открытие дроссельной заслонки превышает 4%. Этот фактор в
дальнейшем не играет значения если он не превышает 99%. При полном открытии
дроссельной заслонки ЭБУ отключает клапан продувки адсорбера.

Режим мощностного обогащения

ЭБУ следит за резкими изменениями положения дроссельной
заслонки (по датчику положения дроссельной заслонки) и за сигналом датчика массового
расхода воздуха и обеспечивает подачу добавочного количества топлива за счет
увеличения длительности импульса впрыска. Режим обогащения при ускорении
применяется только для управления топливоподачей в переходных условиях (при
перемещении дроссельной заслонки).

ЭБУ следит за сигналом датчика положения дроссельной
заслонки и частотой вращения коленчатого вала для определения моментов, в
которые водителю необходима максимальная мощность двигателя. Для достижения
максимальной мощности требуется обогащенная горючая смесь, и ЭБУ изменяет
соотношение воздух/топливо приблизительно до 12: 1.

Оцените статью
Авторейтинг
Добавить комментарий

Нажимая на кнопку "Отправить комментарий", я даю согласие на обработку персональных данных и принимаю политику конфиденциальности.