Система питания бензиновых двигателей
Требования предъявляемые к системе питания: n Точное дозирование топлива n Хорошее смесеобразование n Гибкое изменение состава и количества горючей смеси n Надежный пуск двигателя n Стабильность установленных регулировок системы питания n Самоадаптация (возможностью изменения регулировки в зависимости от условий эксплуатации и технического состояния двигателя) n Простота и надежность конструкции, удобство монтажа, регулировки, обслуживания и ремонта.
Классификация систем питания : n n n Карбюраторная система питания Системы питания со впрыскиванием во впускной трубопровод Система питания с непосредственным впрыском в цилиндр
Состав смеси Горючая смесь – смесь паров бензина с воздухом. Рабочая смесь – смесь, состоящая из паров бензина, воздуха и остаточных газов цилиндра. Идеальное теоретически полное сгорание смеси происходит при пропорции воздуха и топлива, равной 14, 7 – 1. Такое соотношение называется стехиометрическим. Это означает, что, например, для сгорания 1 кг топлива требуется 14, 7 кг воздуха. Для обозначения степени отличия действительной топливовоздушной смеси от теоретически необходимой (стехиометрической) используется коэффициент избытка воздуха α.
Коэффициент избытка воздуха n n Коэффициент избытка воздуха α отношение фактического количества воздуха приходящегося на кг топлива к теоретически необходимому количеству воздуха для полного сгорания 1 кг топлива Gвозд. факт. – весовое количество воздуха, поступившего в цилиндры двигателя за 1 час или 1 цикл. n G возд. теор. – весовое количество воздуха теоретически необходимое для полного сгорания топлива, поступившего в цилиндры за это же время. n Gт. – часовой расход топлива. n l 0 – весовое количество воздуха, теоретически необходимое для полного сгорания одного килограмма топлива l 0= 14. 5 15, 0 [кг. воздуха/1 кг. топлива]
Состав смеси при различных значениях коэффициента α: n При α =1 масса подаваемого в цилиндры воздуха равна теоретически необходимой; При α < 1 имеется дефицит воздуха, т. е. смесь является обогащенной. (Обогащение смеси топливом необходимо при пуске холодного двигателя ) 0, 6< α <1, 0; n При α > 1 имеется избыток воздуха, т. е. смесь является обедненной. (Максимально достижимое значение α, соответствующее границе устойчивой работы двигателя на обедненных смесях, в большой степени зависит от конструкции двигателя и применяемой системы смесеобразования ) 1, 0< α <1, 4. n
Необходимый состав смеси при различных режимах нагрузки: При пуске холодного двигателя смесь должна быть очень богатой (α =0, 5— 0, 4); n На холостом ходу – значительно обогащенной (α =0, 65— 0, 75); n На средних нагрузках при открытии дроссельной заслонки до 80% ее хода – обедненной (α = 1, 1— 1, 15); n На полной мощности, при полном открытии дроссельной заслонки, – обогащенной (α = 0, 8— 0, 9); n При резком открытии дроссельной заслонки смесь должна получать кратковременное обогащение (α = 0, 8— 0, 9). n
Карбюраторная система питания двигателя
Достоинства двигателей с карбюраторной системой питания: n Простота в обслуживании; n Хорошее смесеобразование; n n Недорогой ремонт и при необходимости замена агрегата; Низкая себестоимость;
Классификация карбюраторных систем питания: n По направлению потока рабочей смеси с восходящим потоком; с нисходящим (падающим потоком; с горизонтальным потоком. n По количеству камер однокамерные карбюраторы; двухкамерные карбюраторы; четырёхкамерные карбюраторы. n По типу привода дроссельных заслонок с последовательным открытием; с параллельным открытием.
Принципиальная схема системы питания карбюраторного двигателя:
Принципиальная схема системы питания карбюраторного двигателя: 1 – указательуровня топлива; 2 – датчик указателя уровня топлива; 3 – крышка горловины топливного бака; 4 – топливный бак; 5 – глушитель; 6 – фильтр отстойник; 7 – приемная труба; 8 – двигатель; 9 – топливный насос; 10 – фильтр тонкой очистки топлива; 11 – выпускной трубопровод; 12 – впускной трубопровод; 13 – воздушный фильтр; 14 – карбюратор.
Принципиальная схема простейшего карбюратора: 1 – поплавковая камера; 2 – рычаг; 3 – поплавок; 4 – игла; 5 – топливный клапан; 6 – топливный канал; 7 – распылитель; 8 – главный воздушный канал; 9 – диффузор; 10 – дроссельная заслонка; 11 – топливный жиклер.
Изменение коэффициента избытка воздуха от нагрузки на двигатель: 1 – характеристика простейшего карбюратора; 2 – требуемая характеристика.
Главная дозирующая система (ГДС) Назначение: обеспечивает исправление характеристики простейшего карбюратора до требуемой при работе двигателя на средних нагрузках. Представляет собой смесеобразующее устройство простейшего карбюратора с дополнительными корректирующими приспособлениями. Схема современного ГДС: 1 – большой диффузор; 2 – малый диффузор; 3 – главный воздушный канал; 4 – распылитель; 5 – воздушный жиклер; 6 – эмульсионная трубка; 7 – поплавковая камера; 8 – главный топливный жиклер; 9 – эмульсионный колодец.
Эмульсионная трубка: Назначение: предварительное перемешивание топлива с воздухом. 1 – посадочный буртик; 2 – выходные отверстия; 3 – уплотнительный буртик; 4 – корпус.
Система холостого хода (СХХ) Назначение: обеспечивает работу двигателя без нагрузки на холостом ходу. Чтобы перевести двигатель на холостой ход, дроссельную заслонку закрывают и этим уменьшают количество горючей смеси, которая поступает в цилиндры. 1 – поплавковая камера; 2 – воздушный жиклер холостого хода; 3 – топливный жиклер холостого хода, 4 – эмульсионный канал; 5 – верхнее отверстие в стенке смесительной камеры; 6 – винт регулировки качества смеси; 7 – нижнее отверстие в стенке смесительной камеры; 8 – дроссельная заслонка; 9 – винт регулировки количества смеси; 10 – горизонтальный канал системы холостого хода; 11 главный жиклер.
Система пуска и прогрева Назначение: служит для обогащения смеси при пуске холодного двигателя. 1 – воздушная заслонка; 2 – пружина клапана; 3 – предохранительный клапан; 4 – дроссельная заслонка;
Ускорительный насос Назначение: служит для обогащения смеси при резком открытии дроссельной заслонки и увеличении нагрузки на двигатель. 1 – поплавковая камера; 2 – планка привода ускорительного насоса; 3 – жиклер эконостата; 4 – распылитель эконостата; 5 – жиклер ускорительного насоса; 6 – распылитель ускорительного насоса; 7 – нагнетательный клапан; 8 – топливный канал; 9 – дроссельная заслонка; 10 – рычаг дроссельной заслонки; 11 – шток привода ускорительного насоса; 12 – обратный клапан; 13 – поршень ускорительного насоса; 14 – пружина поршня.
Экономайзер принудительного холостого хода (ЭПХХ) Назначение: обеспечивает отключение подачи топлива через систему холостого хода во время движения автомобиля под уклон, во время торможения автомобиля двигателем, при переключении передач, а также при остановке двигателя; Условия отключения подачи: n Дроссельная заслонка полностью закрыта; n Обороты двигателя превышают 1500 об/мин. Исключается выброс окиси углерода и несгоревших углеводородов в атмосферу; Позволяет осуществить постепенный выход на режим ХХ. Принципиальная схема ЭПХХ: 1 – запорный ЭМК; 2 – концевой выключатель; 3 – упорный винт; 4 – катушка зажигания; 5 – электронный блок; 6 – монтажный блок.
Экономайзер Назначение: служит для обогащения горючей смеси при полной нагрузке двигателя или при плавном разгоне; Предотвращает изменение степени обогащения смеси за счет пульсации разрежения под дроссельной заслонкой. Схема экономайзера с механическим приводом: 1 – поплавковая камера; 2 – планка привода клапана экономайзера; 3 – толкатель клапана экономайзера; 4 – дроссельная заслонка; 5 – рычаг дроссельной заслонки; 6 – жиклер экономайзера; 7 – шток привода клапана экономайзера; 8 – клапан экономайзера.
Эконостат Назначение: обеспечивает необходимое обогащение горючей смеси при повышенной частоте вращения коленчатого вала при полностью открытых дроссельных заслонках. Схема эконостата, совмещенного с ГДС: 1 – распылитель; 2 – малый диффузор; 3 – большой диффузор; 4 – эмульсионный канал; 5 – эмульсионный жиклер; 6 – канал; 7 – воздушный жиклер; 8 – топливный жиклер; 9 – топливный клапан; 10 – топливный фильтр; 11 – штуцер; 12 – игла; 13 – поплавок; 14 – поплавковая камера; 15 – топливный жиклер; 16 – эмульсионный колодец; 17 – эмульсионная трубка; 18 – дроссель.
Двухкамерный карбюратор с параллельным открытием дроссельных заслонок: 1 – поплавковая камера; 2 – смесительные камеры; 3 – дроссельные заслонки; 4 – выпускные патрубки карбюратора.
ГДС двухкамерных карбюраторов: 1, 13 – главные топливные жиклеры; 2 – поплавковая камера; 3 – главный воздушный канал; 4, 6 – главные воздушные жиклеры; 5 – малые диффузоры; 7, 3 – эмульсионные трубки 8 – балансировочная трубка; 9 – топливный фильтр; 10 – топливный клапан; 11 – поплавок; 12 – заглушки; 14, 15 – дроссельные заслонки.
Недостатки двигателей с карбюраторной системой питания: n Дозирование осуществляется по объемному расходу воздуха; n Плохой запуск двигателя в зимнее время года; n Большой расход топлива; n Высокие выбросы вредных веществ в атмосферу; n n Малая долговечность из-за наличия большого количества дополнительных систем; Морально устарели.
Системы впрыскивания топлива
Преимущества систем впрыскивания бензина относительно карбюраторов: n n n Раздельное дозирование топлива и воздуха, в результате чего одной и той же подаче воздуха может соответствовать разная подача бензина; Коррекция основной программы дозирования по многим факторам; Возможность точного дозирования смеси для нейтрализации ОГ в системах с — зондом; Улучшение мощностных и экономических показателей двигателя на 5 15%; Встроенная диагностика.
Классификация систем с впрыскиванием топлива: Внешнее смесеобразование 1. Система центрального (одноточечного) впрыска (Mono Jetronic и Mono Motronic); 2. Системы распределенного (многоточечного) впрыска; 2. 1. Механическая система впрыска топлива (K Jetronic); 2. 2. Комбинированная электронно механическая система впрыска топлива (KE Jetronic); 2. 3. Электронные системы впрыска топлива (L Jetronic, LH Jetronic, Motronic, и др. ); Внутренне смесеобразование 1. Непосредственный впрыск в цилиндр (Med Motronic).
Развитие систем управления двигателем
Система центрального (одноточечного) впрыскивания Mono-Jetronic (1987 г. )
Схема центрального впрыскивания топлива 1 – регулятор давления топлива; 2 – канал возврата топлива; 3 – форсунка; 4 – фильтр.
Особенности системы: Система впрыска управляется электронным блоком управления; n Имеет одну на весь двигатель магнитоэлектрическую форсунку и регулятор давления топлива; n Также в системе присутствуют: датчик температуры всасываемого воздуха, потенциометр дроссельной заслонки и лямбда зонд. n Основное дозирование осуществляется по трем параметрам: n по положению дроссельной заслонки; n по температуре всасываемого воздуха; n по частоте вращения коленчатого вала.
Преимущества центрального впрыскивания по сравнению с карбюраторной системой: n n n Обеспечивает высокую точность дозирования топлива (топливо дозируется по массовому расходу воздуха); Облегчается запуск холодного двигателя; Снижается выброс токсичных компонентов: CO, CH и NOx. Возможна установка лямбда зонда; n Улучшается разгонная динамика автомобиля; n Улучшается топливная экономичность.
Система Mono-Jetronic
Схема системы впрыскивания "Mono-Jetronic": 1 – топливный бак; 2 – топливоподающий насос; 3 – топливный насос; 4 – топливный фильтр; 5 – узел центральной форсунки; 6 – регулятор холостого хода с шаговым электродвигателем; 7 – потенциометр дроссельной заслонки; 8 – лямбда зонд; 9 – электронный блок управления впрыском; 10 – датчик температуры охлаждающей жидкости; 11 – прибор коммутирующий сигнал информации о частоте вращения коленчатого вала двигателя получаемый из системы зажигания; 12 – выключатель зажигания; 13 – аккумуляторная батарея; 14 – датчик распределитель.
Другой вариант системы Mono-Jetronic
Схема системы впрыскивания "Mono-Jetronic": 1 – измеритель расхода воздуха; 2 – форсунка; 3 – блок электронного управления; 4 – клапан добавочного воздуха; 5 – датчик положения дроссельной заслонки (потенциометр); 6 – регулятор давления топлива в системе; 7 – топливный фильтр; 8 – топливный насос; 9 – датчик темпера туры охлаждающей жидкости В этом варианте исполнения системы появились: n расходомер воздуха; n клапан добавочного воздуха.
Недостатки центрального впрыскивания: Неравномерное распределение топлива по цилиндрам, в следствии неодинаковых параметров, таких как: n n Компрессия по цилиндрам; n Длина впускных патрубков; n Температура впускных патрубков.
Системы многоточечного (распределенного) впрыскивания топлива
Классификация систем многоточечного (распределенного) впрыскивания 1. Механическая система впрыскивания топлива (K Jetronic); 2. Комбинированная электронно механическая система впрыскивания топлива (KE Jetronic); 3. Электронные системы впрыскивания топлива (L Jetronic, LH Jetronic, Motronic, и др. )ю
Механическая система впрыскивания топлива K-Jetronic (1973 г. )
Особенности системы K-Jetronic: Система представляет собой механическую систему постоянного впрыска топлива. n Топливо под давлением поступает к форсункам, установленным перед впускными клапанами во впускном коллекторе. n Давление топлива зависит от нагрузки двигателя (от разряжения во впускном трубопроводе) и от температуры охлаждающей жидкости. n Топливо подается дозатором распределителем, который управляется расходомером воздуха и регулятором управляющего давления. n Также есть пусковая форсунка, управляемая термореле. n
Преимущества K-Jetronic по сравнению Mono-Jetronic более равномерное распределение топливо воздушной смеси по цилиндрам; n появился механический расходомер, регулирующий количество подводимого воздуха; n количество впрыскиваемого топлива строго пропорционально (1: 14, 7) количеству поступающего воздуха. n
Схема системы K-Jetronic
Схема главной дозирующей системы и системы холостого хода системы впрыскивания "K-Jetronic": 1 – топливный бак; 2 – топливный насос; 3 – накопитель топлива; 4 – топливный фильтр; 5 – напорный диск расходомера воздуха; 6 – дозатор распределитель количества топлива; 7 – регулятор давления питания; 8 – регулятор управляющего давления; 9 – форсунка (инжектор); 10 – регулировочный винт холостого хода; 11 – дроссельная заслонка. Каналы: А – подвод топлива к дозатору распределителю; В – слив топлива в бак; С – канал управляющего давления; D – канал толчкового клапана; E – подвод топлива к форсункам.
Схема дозатора-распределителя Назначение: дозирует и распределяет топливо по цилиндрам в зависимости от режимов работы двигателя. Давление топлива в системе составляет примерно 4, 7 5, 4 атм. а общая схема; б регулятор давления, слив топлива в бак; в состояние покоя; г холостой ход, частичные нагрузки; д полная нагрузка; 1 – верхняя камера дифференциального клапана; 2 – нижняя камера дифференциального клапана; 3 – трубка форсунки впрыска; 4 – диафрагма клапана; 5 – пружина клапана; 6 – плунжер распределителя; 7 – гильза распределителя; 8 – демпфирующий дроссель; 9 – дроссель подпитки; 10 – поршень регулятора давления; 11 – толчковый клапан; A, B, C, D, E –топливные каналы
Регулятор управляющего давления Назначение: изменяет противодействующее движению плунжера дозатора распределителя давление для обеднения или обогащения смеси а — прогрев двигателя на холостом ходу; б — график изменения управляющего давления (заштрихован допустимый диапазон); 1 — регулятор управляющего давления; 2 — атмосферное давление; 3 — вакуум; 4 — к каналу D регулятора давления; 5 — верхняя диафрагма; 6 — биметаллическая пластинчатая пружина; 7 — нижняя диафрагма; 8 — плунжер распределителя; 9 — демпфирующий дроссель; 10 — дроссель подпитки; 11 — дифференциальный клапан; А, Е — клапаны.
Форсунки Назначение: впрыскивают топливо во впускные патрубки. Форсунки впрыска топлива: а, б клапанные в закрытая г штифтовая
Недостатки K-Jetronic: n n Постоянный впрыск топлива; Механическое управление топливодозированием (износ элементов, заедание); n Медлительность срабатывания; n Неоптимальное дозирование топлива; n Повышенный расход.
Электронно-механическая система впрыска топлива KE-Jetronic (1982 г. )
Отличия системы от системы K-Jetronic : управление двигателем полностью электронное при помощи ЭБУ; n в системе появились: электрогидравлический регулятор управляющего давления, потенциометр, лямбда зонд. n Преимущества: более точное дозирование топлива и качественное управление работой впрыском на всех режимах работы двигателя; n при сохранении механического принципа дозирования обеспечивает полное электронное управление двигателем; n n наличие дозатора распределителя и расходомера; n экономичность, снижение выбросов СО СН.
Схема системы KE-Jetronic
Схема системы KE-Jetronic: 1 – бензобак; 2 – электронасос; 3 – накопитель топлива; 4 – топливный фильтр; 5 – регулятор давления; 6 – воздушный расходомер; 7 – дозатор распределитель; 8 – рабочая форсунка; 9 – впускной коллектор; 10 – пусковая форсунка; 11, 15 – температурные датчики; 12 – дроссельная заслонка; 13 – выключатель положения дроссельной заслонки; 14 – клапан дополнительной подачи воздуха; 16 – электронный блок управления; 17 – электрогидравлический регулятор управляющего давления; 18 – лямбда зонд; 19 – распределитель зажигания; 20 – реле; 21 – замок зажигания; 22 – аккумуляторная батарея.
Недостатки KE-Jetronic: n n Постоянный впрыск топлива; Механическое управление топливодозированием (износ элементов, заедание); n Медлительность срабатывания; n Неоптимальное дозирование топлива; n Повышенные габариты и масса элементов системы; n Повышенный расход.
Электронная система впрыска топлива (L-Jetronic, LH-Jetronic, Motronic, M-Motronic и ME-Motronic)
Основные отличия электронных систем впрыскивания от систем KE-Jetronic: впрыскивание осуществляется в фазированном режиме через электромагнитные форсунки; n топливо дозируется на основании сигналов, поступающих от различных датчиков и соответствующих программ; n возможность точно дозировать для различных условий работы двигателя состав и количество топлива; n термоанемометрический расходомер (вместо механического); nдавление топлива в системе составляет примерно 2, 5 2, 7 атм. n управление впрыском осуществляется по входным сигналам 3 датчиков: датчика частоты вращения коленчатого вала, датчиков расхода и температуры воздуха. n
Cистема электронного впрыскивания топлива “L-Jetronic” (1973 г. )
Особенности системы управляемая электроникой система многоточечного (распределенного) прерывистого впрыска топлива; n n нет дозатора распределителя и регулятора управляющего давления; n все форсунки (пусковая и рабочие) с электронным управлением; n другой расходомер воздуха; примерно в два раза меньше давление топлива в системе и возможно отсутствие накопителя (гидроаккумулятора); n топливо дозируется по объему всасываемого воздуха, измеряемому расходомером воздуха. n
Преимущества системы L-Jetronic по сравнению с “KE-Jetronic” n лучшая топливная экономичность (вследствии прерывистого впрыска топлива); n снижение содержания токсичных веществ в отработавших газах; n улучшение динамики автомобиля; n полностью электронное управление топливодозированием (вместо механического).
Система “L-Jetronic”
Система впрыскивания «L-Jetronic» : 1 – топливный бак; 2 – топливный насос; 3 – фильтр тонкой очистки; 4 – регулятор давления топлива; 5 – распределительная магистраль; 6 – пусковая форсунка; 7 – блок цилиндров двигателя; 8 – форсунка (инжектор) впрыска; 9 – датчик температуры охлаждающей жидкости; 10 – электронный блок управления; 11 – блок реле; 12 – датчик распределитель зажигания; 13 – выключатель положения дроссельной заслонки; 14 – высотный корректор; 15 – расходомер воздуха; 16 – подвод воздуха; 17 – термореле; 18 – винт качества смеси на холостом ходу; 19 – клапан добавочного воздуха; 20 – винт количества смеси на холостом ходу; 21 – выключатель зажигания; 22 – подвод разрежения к регулятору давления топлива в системе.
Система электронного впрыскивания топлива LH-Jetronic (1981 г. )
Особенности системы LH-Jetronic: система прерывистого впрыска топлива низкого давления; n ЭБУ приводит соотношение воздуха и топлива в соответствие с нагрузкой и числом оборотов коленчатого вала двигателя; n термоанемометрический расходомер воздуха. n Управление впрыском осуществляется по показанием датчиков: n количества всасываемого воздуха, определяемого измерителем с нагреваемым проводником; n частоты вращения и углового положения коленчатого вала двигателя; n датчика угловых импульсов и числа оборотов; n температуры охлаждающей жидкости; n датчика положения дроссельной заслонки.
Электронная система распределенного впрыскивания LH-Jetronic:
Электронная система распределенного впрыскивания топлива: 1 – топливный бак; 2 – бензонасос; 3 – топливный фильтр; 4 – блок управление; 5 – датчик частоты вращения коленчатого вала; 6 – маркерный диск; 7 – датчик температуры охлаждающей жидкости; 8 – форсунка; 9 – топливный коллектор (рельса); 10 – регулятор давления; 11 – топливопровод обратного слива; 12 – подающий топливопровод; 13 – дроссельная заслонка; 14 – датчик расхода воздуха; 15 – регулятор холостого хода; 16 – байпасные каналы; 17 – датчик положения дроссельной заслонки.
Электронные системы впрыскивания топлива “Motronic”
Особенности систем позволяет осуществлять управление функциями впрыска топлива и зажигания посредством единого электронного устройства; n n повышается надежность системы управления двигателем; используется бесконтактная, полностью электронная, управляемая микропроцессором система зажигания; n микропроцессор электронного блока управления получает информацию, учитывающую действия водителя и нагрузку на двигатель. n
Модификации систем «Motronic» n n n n “ Motronic 1. 1 – 1. 3 ” “ Motronic 1. 7 ” “ Motronic 3. 1 ” “ Motronic ML 4. 1 ” “ Motronic M 1. 5. 2 ” “ Motronic M 1. 5. 4 ” “ Motronic M 2. 5 ” “ Motronic M 2. 7 ” “ Motronic M 2. 8. 1 ” “ ME Motronic ” “ Motronic ME 1. 7 ”.
Особенности системы “ ME- Motronic ” (1994 г. ) объединяет в себе систему впрыска топлива “LE 2 Jetronic” и систему полностью электронного зажигания VSZ. n Компоненты системы: n аналогово цифровой преобразователь, трансформирующий аналоговые сигналы от датчиков в цифровую форму; n микро. ЭВМ; n входные и выходные схемы с каскадами усиления мощности.
Схема системы управления двигателем «МЕ-Motronic» :
Схема системы управления двигателем «МЕ-Motronic» : 1 – топливный насос; 2 – топливный бак; 3 – фильтр тонкой очистки топлива; 4 – регулятор давления; 5 – распределитель зажигания; 6 – свеча зажигания; 7 – тепловое реле времени; 8 – датчик температуры охлаждающей жидкости; 9 – катушка зажигания; 10 – датчик числа оборотов двигателя; 11 – датчик угловых импульсов; 12 – зубчатый венец маховика; 13 – аккумуляторная батарея; 14 – контроллер; 15 – выключатель зажигания; 16 – воздушный фильтр; 17 – расходомер воздуха; 18 – регулятор холостого хода; 19 – датчик положения дроссельной заслонки; 20 – пусковая форсунка; 21 – рабочие форсунки.
Особенности системы “ Motronic ME 7 ” n n n система управления двигателем, обеспечивающая поддержание заданной величины крутящего момента; функционирование системы основывается на электронном регулировании перемещения дроссельной заслонки; в основу этой системы управления двигателем ставятся те или иные действия водителя; учитывается потребность в мощности при функционировании прочих устройств автомобиля; учитываются затраты мощности на управление различными функциями автомобиля.
Механизмы управления двигателем на различных режимах работы n n n n корректировка впрыска топлива при ускоренном и замедленном движении автомобиля; управление частотой вращения коленчатого вала на холостом ходу; лямбда регулирование; регулирование угла опережения зажигания по детонации; рециркуляция отработавших газов; регулирование фаз газораспределения; изменение конфигурации впускного трубопровода.
Электронный привод акселератора (EGAS) Назначение: достижение лучшей координации между системами двигателя. Принцип работы: намерение водителя с педали акселератора передается в блок управления. Затем осуществляется перемещение дроссельной заслонки. Благодаря этому блок управления может посредством перемещения дроссельной заслонкой влиять на величину крутящего момента двигателя даже в том случае, когда водитель не меняет положения педали акселератора. ДРОССЕЛЬНАЯ ЗАСЛОНКА Элементы системы: педальный модуль с датчиками положения педали акселератора; блок управления двигателя; модуль управления дроссельной заслонкой; контрольная лампа электронного привода дроссельной заслонки.
Основные элементы систем впрыскивания бензина
Электробензонасос а – продольный разрез; б – схема действия; 1 – корпус насоса; 2 – предохранительный клапан; 3 – роликовый насос; 4 – электродвигатель; 5 – обратный клапан.
Регулятор давления 1 – штуцер подключения к впускному тракту; 2 – пружина; 3 – корпус клапана; 4 – мембрана; 5 – клапан; 6 – подвод топлива; 7 – отвод топлива.
Демпфер пульсаций давления 1 – пружина; 2 – пружинная тарелка; 3 – мембрана; 4 – подвод топлива; 5 – отвод топлива.
Форсунка 1 – обмотка электромагнита; 2 – якорь; 3 – заперающий элемент; 4 – упор; 5 – пружина; 6 – магнитопровод; 7 – выходные контакты; 8 – штуцер для топлива.
Регулятор холостого хода 1 – контакты; 2 – корпус; 3 – обмотка; 4 – якорь; 5 – выход в задроссельное пространство; 6 – шибер, регулирующий подачу воздуха.
Базовая матрица топливодозирования n – частота вращения коленчатого вала; φдр – угол открытия дроссельной заслонки (нагрузка); τупр – длительность управляющих импульсов топливоподачей.
Электронная система управления двигателем (ЭСУД)
Элеметы ЭСУД: Основная задача ЭСУД – управление рабочим процессом двигателя. Для этого в состав системы управления входят контроллер СУД, датчики и исполнительные механизмы. По сигналам датчиков контроллер определяет оптимальное количество топлива и момент, когда его необходимо подать в цилиндр, определяет момент, когда необходимо подать искру. Исполнительные механизмы обеспечивают доставку в цилиндр топливо–воздушной смеси в нужной пропорции и формирование искры. Наряду с этим существует возможность самодиагностики контроллером СУД. Подсистемы ЭСУД: n подсистема зажигания; n подсистема топливоподачи; n подсистема поддержания холостого хода; n подсистема нейтрализации отработавших газов; n подсистема улавливания паров бензина и другие.
Электронный блок управления Главная часть системы впрыска – контроллер системы управления двигателем. Контроллер (от английского control "управление") является коммуникационным и вычислительным центром системы – в зависимости от сигналов датчиков, по заранее определенным алгоритмам, он выдает управляющие воздействия на исполнительные устройства системы управления. В памяти компьютера находятся программа управления и набор так называемых "карт", индивидуальных для каждой модели двигателя, в которых отражена необходимая для работы программы информация. ЭБУ системы управляет также и углом опережения зажигания, зависимость которого от различных текущих параметров работы двигателя также задается соответствующими картами.
Для управления впрыском топлива контроллер выполняет следующие функции: n Включает посредством реле топливный насос при частоте вращения коленчатого вала двигателя более 30 об/мин; n Управляет пуском холодного двигателя путем изменения продолжительности впрыска топлива форсунками и включения пусковой форсунки по команде теплового реле времени в зависимости от температуры охлаждающей жидкости; n Выдает сигналы обогащения горючей смеси для увеличения числа оборотов после пуска в зависимости от температуры охлаждающей жидкости; n Управляет работой двигателя при разгоне в зависимости от температуры охлаждающей жидкости и продолжительности разгона; n Корректирует подачу воздуха в цилиндры, определяемую измерителем расхода воздуха с встроенным датчиком температуры воздуха; n Управляет работой двигателя на холостом ходу и на режиме полной нагрузки в зависимости от положения контактов выключателя дроссельной заслонки; n Ограничивает число оборотов коленчатого вала двигателя путем закрытия форсунок при частоте вращения коленчатого вала 6400 80 об/мин; n Прекращает подачу топлива на принудительном холостом ходу (ПХХ) при частоте вращения коленчатого вала выше 1200 об/мин и вновь постепенно включает подачу топлива при снижении числа оборотов двигателя до определенного значения, изменяя продолжительность впрыска топлива форсунками.
Датчики системы управления двигателем необходимы для получения информации о состоянии двигателя и автомобиля в целом в данный момент времени. По сигналам датчиков контроллер выполняет расчеты, после чего выдает управляющие сигналы на исполнительные механизмы. Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ) служит для расчета циклового наполнения цилиндров путем измерения массового расхода воздуха; Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ) служит для общей синхронизации системы, расчета оборотов двигателя и положения КВ в определенные моменты времени; Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ) совместно с ДПКВ позволяют определить контроллеру нагрузку двигателя с целью расчета топливоподачи и УОЗ (угла опережения зажигания). в случае неисправности ДМРВ; Датчик фаз (ДФ) требуется для определения контроллером форсунки, которой ему надо управлять в данный момент;
Датчики Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ) служит для коррекции топливоподачи и зажигания по температуре двигателя и для управления электровентилятором; Датчик детонации (ДД) позволяет фиксировать детонацию в двигателе, посылая сигнал в ЭБУ на включение алгоритма гашения детонации путем корректировки УОЗ; Датчик скорости (ДС ) используется при расчетах блокировки/возобновления топливоподачи при движении, а также для определения путевых параметров автомобиля; Датчик напряжения бортовой сети определяет степень коррекции работы электромагнитных клапанов форсунок и времени накопления в модуле зажигания (МЗ). Датчик неровной дороги (ДНД) регистрирует колебания кузова в вертикальной плоскости. По амплитуде сигнала ДНД контроллер определяет моменты, когда автомобиль движется по неровной дороге, и на это время запрещает распознавание пропусков воспламенения.
Внутреннее смесеобразование Система с непосредственным впрыском топлива (Med-Motronic) (2000 г. )
Схема системы с НВБ
Схема системы питания двигателя с непосредственным впрыском бензина: 1 – абсорбер с активным углём. 2 – клапан регенерации. 3 – ТНВД с интегрированым электромагнитным клапаном управления количеством подоваемого топлива углём. 4 – катушка зажигания со свечой зажигания. 5 – термоанемометрический плёночный расходомер массы воздуха с интег рированым датчиком температуры. 6 – дросельное устройство(электронное управление дросельной заслонкой с датчиком положения заслонки). 7 – датчик давления во впускном трубопроводе. 8 датчик давления топлива. 9 – топливная рампа высокого давления аккумулятор. 10 – фазный датчик положения распределительного вала. 11 – лямбда зонд перед дополни тельным каталитическим нейтрализатором. 12 – клапан рециркуляции ОГ. 13 – форсунка высокого давления. 14 – датчик детонации. 15 – датчик температуры двигателя. 16 – дополнительный каталитический нейтрализатор. 17 лямбда зонд за дополнительным каталитическим нейтра лизатором. 18 – датчик частоты вращения коленчатого вала. 19 – блок управления двигателем. 20 – интерфейс бортового контройлера связи. 21 – лампа индикатор неисправностей. 22 – интерфейс системы бортовой диагностики. 23 – модуль педали газа с датчиком хода педали. 24 – топливный бак. 25 – модуль, встроеный в топливный бак, содержащий топливный электробензонасос, топливный фильтр и регулятор давленя топлива. 26 – датчик температуры ОГ. 27 – главный каталитический нейтрализатор (трёхкомпонентный с накопителем NO). 28 – лямбда зонд за главным каталитическимнейтролизатором.
Отличия НВБ от обычного впрыска: n n Топливный насос высокого давления; Форсунки; Задание вихревыми распылителями различной формы топливного факела.
Поршень. В днище особой формы сделана выемка при помощи которой топливовоздушная смесь направляется в район свечи зажигания. Впускные каналы. На двигателе применены вертикальные впускные каналы; Дроссельная заслонка с электронным управлением. n
Способы формирования расслоенного заряда n n n Система, контролируемая струей топлива (установка свечи возле топливной форсунки, впрыск на свечу зажигания; Система, контролируемая стенкой (топливная форсунка и свеча зажигания расположены на значительном расстоянии друг от друга, впрыск на поршень); Система, контролируемая движением заряда (топливная форсунка и свеча зажигания расположены на значительном расстоянии друг от друга, впрыск идет в центр камеры сгорания).
Основные преимущества НВБ: n n Значительное снижение расхода топлива; Повышение наполнения цилиндров за счет охлаждения заряда при впрыске топлива; n Улучшение антидетонационных качеств; n Повышение степени сжатия; n Повышение мощности и крутящего момента на 10%; n Повышение индикаторного КПД; n Уменьшаются выбросы CO и CH.
Режимы работы двигателя с НВБ n n n Работа на сверхбедных смесях используется на малых нагрузках, впрыск в конце такта сжатия. Соотношение между воздухом и топливом до 40: 1; Работа на стехиометрической смеси используется при интенсивной езде, впрыск осуществляется в процессе такта впуска; Двухстадийнный режим используется при резком открытии дроссельной заслонки, впрыск идет в два этапа на такте впуска (воздух топливо 60: 1) и в конце такта сжатия (воздух топливо 12: 1).
Топливный насос высокого давления Особенности: n устанавливается на корпусе распределительных валов; n приводится в действие от двойного кулачка на впускном распределительном вале; n создает давление в топливной системе около 100 Бар; n подает в систему количество топлива требуемое в конкретный момент. Конструкция: одноплунжерный насос высокого давления, имеющий регулировку по подаче топлива.
Системы электронного впрыска топлива других фирм
Система впрыска "MPI" фирмы «Мицубиси» . Данная система управления является системой многоточечного впрыска и может включать в себя топливный насос, датчик атмосферного давления, датчик воздушного потока, датчик положения дроссельной заслонки, датчик положения установочного мотора, датчик переключатель холостого хода, термодатчик воздушного потока, регулятор давления топлива, инжекторы, датчик детонации, датчик температуры охлаждающей жидкости, датчик ВМТ первого цилиндра, датчик углового положения коленвала и датчик содержания кислорода в выхлопных газах (лямбда зонд), электронный блок управления (ECU) и лампу индикации ошибок.
n n Принцип работы системы MPI основан на управлении всех элементов от электронного блока управления, который корректирует работу впрыска в зависимости от показаний датчиков установленных на двигателе. Топливо через топливный фильтр подается топливным электронасосом в распределительную магистраль (накопитель топлива или топливный аккумулятор), а через нее непосредственно к инжекторам (форсункам). Количество топлива, впрыскиваемого во впускной коллектор двигателя, зависит от времени открытия инжектора, которое определяется ECU в зависимости от полученных им сигналов с датчиков системы. Инжектор представляет из себя электромагнитный игольчатый клапан и управляется непосредственно электронным блоком (ECU).
Схема системы впрыскивания MPI
n 1 эл. блок управления; 2 термодатчик воздушного потока; 3 измеритель воздушного потока; 4 датчик дроссельной заслонки; 5 датчик выключателя Х. Х. ; 6 регулятор холостого хода; 7 впускной коллектор; 8 накопитель топлива; 9 регулятор давления топлива; 10 фильтр тонкой очистки топлива; 11 инжектор 1 цилиндра; 12 инжектор 2 цилиндра; 13 инжектор 3 цилиндра; 14 инжектор 4 цилиндра; 15 распределитель зажигания; 15 а датчик ВМТ 1 цилиндра; 15 в датчик положения коленвала; 16 двигатель; 17 датчик детонации; 18 термодатчик охлаждающей жидкости; 19 лямбда зонд; 20 топливный бак; 21 топливный фильтр; 22 топливный насос.
Система впрыска “Renix” фирмы “Рено”. Система распределенного впрыска “Renix” устанавливается на автомобилях “Рено” серии “R 25” и включает следующие основные узлы: Система питания: n топливный насос с электроприводом; n топливный фильтр; n регулятор давления топлива; Датчики системы управления впрыском бензина и зажиганием (система “Renix”, подобно системе “Motronic”, включает в себя и систему зажигания): датчик температуры охлаждающей жидкости; датчик температуры воздуха на впуске; индукционный датчик частоты вращения коленчатого вала и ВМТ (регистрирует зубья на маховике); датчик абсолютного давления во впускном трубопроводе; датчик положения дроссельной заслонки (холостой ход/полная нагрузка); потенциометр для регулирования состава горючей смеси на холостом ходу; датчик детонации.
Исполнительные устройства: n модуль системы зажигания; n клапан регулятора частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу; n электромагнитные форсунки; Давление в системе питания на холостом ходу составляет 1, 8 бар, максимальный перепад давления на форсунках – 2, 5 бар. Давление топлива поддерживается посредством регулятора. Система обеспечивает управление зажиганием, топливо- и воздухоподачей с учетом: n температуры охлаждающей жидкости; n температуры воздуха на впуске; n частоты вращения коленчатого вала; n абсолютного давления во впускном трубопроводе; n положения дроссельной заслонки; n положения потенциометра установки состава смеси на холостом ходу; n отклонения частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу от заданного значения; n детонации; n режима принудительного холостого хода.
Схема системы Renix
Система впрыска “PGM-FI” фирмы “Хонда”. n n В основу работы системы впрыска “PGM FI” (от “Programming Fuel Injection” – программное управление впрыском топлива) положено управление по частоте вращения коленчатого вала и плотности воздуха на впуске, определяемой давлением во впускном трубопроводе. На основании этих данных электронный блок управления производит расчет базовой продолжительности впрыска. Данная система относится к системам распределенного впрыска. Блок электронного управления принимает сигналы, поступающие от датчиков, и преобразует их в командные импульсы открытия форсунок. Оптимальная базовая продолжительность впрыска, зависящая от давления во впускном трубопроводе и частоты вращения коленчатого вала, находится в запоминающем устройстве в виде трехмерных графических характеристик. Давление во впускном трубопроводе регистрируется датчиком абсолютного давления, частота вращения – датчиком цилиндров в распределителе зажигания.
Система управления "ЯНВАРЬ-4" двигателя "ВАЗ-2111" n n n Система управления двигателем состоит из подсистемы управления распределенной подачей топлива (впрыском топлива) и подсистемы управления зажиганием. Обе подсистемы управляются электронным блоком управления ( контроллером ) и обеспечивают работоспособность двигателя. Топливные форсунки управляются контроллером и обеспечивают одновременную подачу топлива во впускной коллектор каждого цилиндра двигателя при каждом обороте коленчатого вала. Обогащение топливной смеси в режимах повышенной нагрузки двигателя и ускорений контроллер производит, увеличивая время открытия форсунок, регламентируя его по сигналам датчика положения дроссельной заслонки и датчика массового расхода воздуха, учитывая при этом скорость движения автомобиля, по сигналам датчика скорости.
n n Контроллер управляет исполнительными устройствами впрыска топлива (зажигание, форсунки и т. д. ), и кроме того, осуществляет диагностику работы датчиков. Управление зажиганием осуществляет контроллер по сигналам датчика положения коленчатого вала и учитывая текущий режим работы двигателя по сигналам других датчиков. Электронный блок управления (контроллер) является микропроцессорной системой с энергонезависимым постоянным запоминающим устройством (ПЗУ), энергонезависимым перепрограммируемым запоминающим устройством (ППЗУ) и оперативным запоминающим устройством (ОЗУ), сохраняющим данные только при наличии напряжения питания. В данных ПЗУ хранятся программа работы микропроцессора и таблицы параметров двигателя. Для хранения промежуточных значений микропроцессор использует ОЗУ.
Система управления «Январь-4» двигателя ВАЗ 2111:
1 – модуль кондиционера; 2 – иммобилизатор; 3 – диагностический разъем; 4 – главное реле; 5 – контроллер; 6 – аккумулятор; 7 – замок зажигания; 8 – воздушный фильтр; 9 – лампа "CHECK ENGINE"; 10 – СО потенциометр; 11 – расходомер воздуха; 12 – датчик положения дроссельной заслонки; 13 – регулятор холостого хода; 14 – датчик скорости автомобиля; 15 – распределитель топлива (рампа); 16 регулятор давления топлива; 17 – топливная форсунка (инжектор); 18 – датчик положения коленвала; 19 – топливный фильтр; 20 датчик детонации; 21 термодатчик охлаждающей жидкости; 22 – реле включения вентилятора; 23 – модуль зажигания; 24 – топливный бак; 25 – топливный насос; 26 – реле включения бензонасоса.
Скачать презентацию Система питания бензиновых двигателей Требования предъявляемые к
8 Сист питания бензинв.ppt