На модерни автомобилиса използвани различни системивпръскване на гориво. Инжекционната система (друго име е инжекционната система, от инжекция - инжекция), както подсказва името, осигурява впръскване на гориво.
Инжекционната система се използва както при бензинови, така и при дизелови двигатели. В същото време дизайнът и работата на инжекционните системи за бензинови и дизелови двигатели се различават значително.
При бензиновите двигатели впръскването образува хомогенен гориво-въздушна смес, който е принуден да се запали от искра. При дизеловите двигатели горивото се впръсква под високо налягане, част от горивото се смесва със сгъстен (горещ) въздух и се запалва почти моментално. Налягането на впръскване определя количеството впръскано гориво и съответно мощността на двигателя. Следователно, колкото по-високо е налягането, толкова по-голяма е мощността на двигателя.
Системата за впръскване на гориво е интегрална частгоривна система на автомобила. Основният работен орган на всяка инжекционна система е дюзата ( инжектор).
Инжекционни системи за бензинови двигатели
В зависимост от начина на образуване на гориво-въздушната смес има следните системицентрално впръскване, впръскване през порт и директно впръскване. Централните и порт инжекционните системи са системи за пилотно впръскване, т.е. инжектирането в тях се извършва преди достигане на горивната камера - по време всмукателен колектор.
Дизелови инжекционни системи
Впръскването на гориво в дизеловите двигатели може да се извърши по два начина: в предкамерата или директно в горивната камера.
Характеристика на двигателите с предкамерно впръскване ниско нивошум и гладка работа. Но в момента се предпочитат системите с директно впръскване. Въпреки повишено нивошум, такива системи имат висока горивна ефективност.
определяне конструктивен елементСистемата за впръскване на дизелов двигател е горивна помпа с високо налягане (горивна помпа с високо налягане).
За автомобили с дизелов двигателинсталирани са различни конструкции на инжекционни системи: с вградена инжекционна помпа, с разпределителна нагнетателна помпа, помпа дюзи, Common Rail. Прогресивни инжекционни системи - помпа дюзи и система Common Rail.
В случай на система за впръскване на гориво вашият двигател все още засмуква, но вместо да разчита единствено на количеството засмукано гориво, системата за впръскване на гориво изстрелва точното количество гориво в горивната камера. Системите за впръскване на гориво вече са преминали през няколко етапа на еволюция, към тях е добавена електроника - това беше може би най-голямата стъпка в развитието на тази система. Но идеята на такива системи остава същата: електрически активиран клапан (инжектор) впръсква измерено количество гориво в двигателя. Всъщност основната разлика между карбуратора и инжектора е именно в електронно управление ECU - точно така бордови компютърдоставя точното количество гориво в горивната камера на двигателя.
Нека да видим как работи системата за впръскване на гориво и в частност инжектора.
Как изглежда системата за впръскване на гориво?
Ако сърцето на автомобила е неговият двигател, тогава неговият мозък е блокът за управление на двигателя (ECU). Той оптимизира работата на двигателя, като използва сензори, за да реши как да управлява някои от задвижващите механизми в двигателя. На първо място, компютърът отговаря за 4 основни задачи:
- управлява горивната смес,
- контролира скоростта на празен ход
- отговаря за момента на запалване,
- контролира времето на клапана.
Преди да говорим за това как ECU изпълнява задачите си, нека поговорим за най-важното - да проследим пътя на бензина от резервоара до двигателя - това е работата на системата за впръскване на гориво. Първоначално, след като капка бензин напусне стените на резервоара за газ, тя се засмуква от електрическа горивна помпа в двигателя. Електрически горивна помпа, като правило, се състои от самата помпа, както и от филтър и предавателно устройство.
Регулаторът на налягането на горивото в края на захранваната с вакуум релса за гориво гарантира, че налягането на горивото е постоянно по отношение на налягането на засмукване. За бензинов двигател налягането на горивото обикновено е от порядъка на 2-3,5 атмосфери (200-350 kPa, 35-50 PSI (psi)). Горивните инжектори са свързани към двигателя, но техните клапани остават затворени, докато ECU не позволи горивото да бъде изпратено към цилиндрите.
Но какво се случва, когато двигателят се нуждае от гориво? Тук инжекторът влиза в действие. Обикновено инжекторите имат два щифта: единият щифт е свързан към акумулатора чрез релето за запалване, а другият щифт отива към ECU. ECU изпраща импулсни сигнали към инжектора. Благодарение на магнита, към който се прилагат такива пулсиращи сигнали, клапанът на инжектора се отваря и към неговата дюза се подава определено количество гориво. Тъй като в инжектора има много високо налягане (стойността е дадена по-горе), отвореният клапан изпраща гориво с висока скорост към дюзата на дюзата на инжектора. Продължителността, с която вентилът на инжектора е отворен, влияе върху това колко гориво се подава към цилиндъра и тази продължителност съответно зависи от ширината на импулса (т.е. колко дълго ECU изпраща сигнал към инжектора).
Когато клапанът се отвори, горивният инжектор изпраща гориво през пръскащия накрайник, който разпръсква течното гориво в мъгла директно в цилиндъра. Такава система се нарича система с директно впръскване . Но пулверизираното гориво може да не се подава веднага към цилиндрите, а първо към всмукателните колектори.
Как работи инжектора
Но как ECU определя колко този моментгориво, което да се подава към двигателя? Когато водачът натисне педала на газта, той всъщност отваря дроселна клапастепента на натиск върху педала, чрез който въздухът се подава към двигателя. По този начин можем уверено да наречем педала за газ "регулатор на въздуха" на двигателя. И така, компютърът на автомобила се ръководи, наред с други неща, от стойността на отваряне на дросела, но не се ограничава до този индикатор - той чете информация от много сензори и нека разберем за всички!
Сензор масов потоквъздух
Първо, сензорът за масов въздушен поток (MAF) открива колко въздух навлиза в тялото на дросела и изпраща тази информация към ECU. ECU използва тази информация, за да реши колко гориво да впръска в цилиндрите, за да поддържа сместа в идеални пропорции.
Сензор за положение на дросел
Компютърът постоянно използва този сензор, за да проверява позицията на дросела и по този начин да научи колко въздух преминава през въздухозаборника, за да регулира импулса, изпратен към инжекторите, като гарантира, че правилното количество гориво влиза в системата.
Сензор за кислород
В допълнение, ECU използва сензора за O2, за да разбере колко кислород има в отработените газове на автомобила. Съдържанието на кислород в отработените газове дава индикация за това колко добре гори горивото. Използвайки свързани данни от два сензора: кислород и масов въздушен поток, ECU следи и насищането гориво-въздушна смесподадени към горивната камера на цилиндрите на двигателя.
Сензор за положението на коляновия вал
Това е може би основният сензор на системата за впръскване на гориво - именно от него ECU научава за броя на оборотите на двигателя в даден момент и коригира количеството подадено гориво в зависимост от броя на оборотите и, разбира се, позицията на педала на газта.
Това са трите основни сензора, които пряко и динамично влияят на количеството гориво, подадено към инжектора и впоследствие към двигателя. Но има редица други сензори:
- Датчикът за напрежение в електрическата мрежа на автомобила е необходим, за да може ECU да разбере колко е изтощена батерията и дали е необходимо да се увеличат оборотите, за да се зареди.
- Сензор за температура на охлаждащата течност - ECU увеличава броя на оборотите, ако двигателят е студен и обратно, ако двигателят е топъл.
Двигателите със системи за впръскване на гориво или инжекционните двигатели са почти изтласкани от пазара карбураторни двигатели. Към днешна дата има няколко вида инжекционни системи, които се различават по дизайн и принцип на работа. За това как са подредени и работят Различни видовеи видове системи за впръскване на гориво, прочетете в тази статия.
Устройство, принцип на действие и видове системи за впръскване на гориво
Днес повечето нови леки автомобили са оборудвани с двигатели с впръскване на гориво ( инжекционни двигатели), които имат по-добра производителност и са по-надеждни от традиционните карбураторни двигатели. Вече писахме за инжекционните двигатели (статия " Инжекционен двигател"), така че тук ще разгледаме само видовете и разновидностите на системите за впръскване на гориво.
Има две основни различни видовесистеми за впръскване на гориво:
Централна инжекция (или единична инжекция);
- Разпределено впръскване (или многоточково впръскване).
Тези системи се различават по броя на дюзите и режимите им на работа, но принципът им на действие е един и същ. В инжекционен двигател, вместо карбуратор, са монтирани един или повече горивни инжектори, които пръскат бензин във всмукателния колектор или директно в цилиндрите (въздухът се подава към колектора с помощта на дроселна клапа за образуване на гориво-въздушна смес). Това решение дава възможност за постигане на еднаквост и Високо качество горима смес, и най-важното - проста настройка на режима на работа на двигателя в зависимост от натоварването и други условия.
Системата се управлява от специален електронен блок (микроконтролер), който събира информация от няколко сензора и моментално променя режима на работа на двигателя. В ранните системи тази функция се изпълняваше механични устройстваВъпреки това днес двигателят се управлява изцяло от електроника.
Системите за впръскване на гориво се различават по броя, мястото на монтаж и начина на работа на инжекторите.
1 - цилиндри на двигателя;
2 - входящ тръбопровод;
3 - дроселна клапа;
4 - захранване с гориво;
5 - електрически проводник, през който се подава управляващ сигнал към дюзата;
6 - въздушен поток;
7 - електромагнитна дюза;
8 - горивна горелка;
9 - горима смес
Това решение беше исторически първото и най-простото, следователно по едно време стана доста широко разпространено. По принцип системата е много проста: използва една дюза, която непрекъснато пръска бензин в един всмукателен колектор за всички цилиндри. Въздухът се подава и към колектора, така че тук се образува гориво-въздушна смес, която навлиза в цилиндрите през всмукателните клапани.
Предимствата на единичното впръскване са очевидни: тази система е много проста, само една дюза трябва да се контролира, за да се промени режимът на работа на двигателя, а самият двигател се подлага на малки промени, защото дюзата се слага на мястото на карбуратора.
Моноинжекционът обаче има и недостатъци, на първо място - тази система не може да отговори на все по-високите изисквания за екологична безопасност. Освен това повредата на една дюза всъщност деактивира двигателя. Ето защо днес практически не се произвеждат двигатели с централно впръскване.
Разпределено впръскване
1 - цилиндри на двигателя;
2 - горивна горелка;
3 - електрически проводник;
4 - захранване с гориво;
5 - входящ тръбопровод;
6 - дроселна клапа;
7 - въздушен поток;
8 - горивна релса;
9 - електромагнитна дюза
При системи с разпределено впръскване се използват дюзи според броя на цилиндрите, т.е. всеки цилиндър има своя дюза, разположена във всмукателния колектор. Всички дюзи комбинирани горивна релсапрез който се подава гориво.
Има няколко вида системи с разпределено впръскване, които се различават по начина на работа на дюзите:
Едновременно инжектиране;
- Чифт-паралелно впръскване;
- Поетапно пръскане.
Едновременно инжектиране.Тук всичко е просто - дюзите, въпреки че са разположени във всмукателния колектор на „техния“ цилиндър, се отварят едновременно. Можем да кажем, че това е подобрена версия на моноинжекция, тъй като тук работят няколко дюзи, но електронният блок ги управлява като един. Едновременното впръскване обаче дава възможност за индивидуално регулиране на впръскването на гориво за всеки цилиндър. Като цяло системите с едновременно впръскване са прости и надеждни в експлоатация, но са по-ниски по отношение на производителността на повече модерни системи.
Двойно паралелно впръскване.Това е подобрена версия на едновременното впръскване, тя се различава по това, че дюзите се отварят на свой ред по двойки. Обикновено работата на инжекторите е настроена по такъв начин, че единият от тях да се отваря преди такта на всмукване на цилиндъра, а вторият - преди такта на изпускане. Към днешна дата този тип инжекционна система практически не се използва, но модерни двигателипредоставени аварийна работадвигател в този режим. Обикновено това решение се използва, когато фазовите сензори (сензори за положение на разпределителния вал) се повредят, при което поетапното впръскване не е възможно.
поетапно инжектиране.Тя е най-модерната и предоставяща най-доброто представянетип инжекционна система. При поетапно впръскване броят на дюзите е равен на броя на цилиндрите и всички те се отварят и затварят в зависимост от хода. Обикновено дюзата се отваря точно преди всмукателния ход - ето как най-добър режимпроизводителност и икономичност на двигателя.
Също така към разпределена инжекциявключват системи с директно впръскване, но последният има кардинал разлики в дизайна, така че може да се отдели в отделен тип.
Системите за директно впръскване са най-сложните и скъпи, но само те могат да осигурят най-доброто представянепо отношение на мощността и икономичността. Също така, директното впръскване ви позволява бързо да промените режима на работа на двигателя, да регулирате подаването на гориво към всеки цилиндър възможно най-точно и т.н.
При системи с директно впръскване на гориво дюзите се монтират директно в главата, пръскайки гориво директно в цилиндъра, като се избягват "посредниците" под формата на всмукателен колектор и всмукателен клапан (или клапани).
Такова решение е доста трудно от техническа гледна точка, тъй като в главата на цилиндъра, където вече са разположени клапаните и запалителната свещ, също е необходимо да се постави дюзата. Следователно директното впръскване може да се използва само в достатъчно мощни и следователно големи двигатели. Освен това такава система не може да бъде инсталирана на сериен двигател- трябва да се модернизира, което е свързано с големи разходи. Следователно директното впръскване сега се използва само при скъпи автомобили.
Системите за директно впръскване са взискателни към качеството на горивото и изискват по-често поддръжка, но осигуряват значителна икономия на гориво и осигуряват по-надеждна и качествена работа на двигателя. Сега има тенденция за намаляване на цената на автомобилите с такива двигатели, така че в бъдеще те могат сериозно да изтласкат автомобили с инжекционни двигатели на други системи.
Д. Соснин
Започваме да публикуваме статии за съвременните системи за впръскване на гориво за бензинови двигатели вътрешно горенеавтомобили.
1. Предварителни бележки
Захранване с гориво на съвременните бензинови двигатели автомобилиреализирани чрез инжекционни системи. Тези системи, според принципа на действие, обикновено се разделят на пет основни групи (фиг. 1): K, Mono, L, M, D.
2. Предимства на инжекционните системи
Въздушно-горивната смес (TV-смес) се подава от карбуратора към цилиндрите на двигателя с вътрешно горене (ICE) през дълги тръби на всмукателния колектор. Дължината на тези тръби към различните цилиндри на двигателя не е еднаква, а в самия колектор има неравномерно нагряване на стените дори при напълно загрял двигател (фиг. 2).
Това води до факта, че от хомогенна телевизионна смес, създадена в карбуратора, различни цилиндриДвигателите с вътрешно горене произвеждат неравномерни заряди въздух-гориво. В резултат на това двигателят не дава проектната си мощност, губи се равномерност на въртящия момент, увеличава се разходът на гориво и количеството на вредните вещества в отработените газове.
Много е трудно да се справим с това явление при карбураторни двигатели. Трябва също да се отбележи, че съвременният карбуратор работи на принципа на пулверизация, при който бензинът се пулверизира в поток от въздух, засмукан в цилиндрите. В този случай се образуват доста големи капки гориво (фиг. 3, а),
Това не осигурява висококачествено смесване на бензин и въздух. Лошото смесване и големите капчици улесняват утаяването на бензина по стените на всмукателния колектор и по стените на цилиндрите по време на абсорбирането на телевизионната смес. Но когато бензинът е принуден да се пръска под налягане през калибрирана инжекторна дюза, частиците на горивото могат да бъдат много по-малки, отколкото когато бензинът се пръска по време на пръскане (фиг. 3, b). Бензинът се пръска особено ефективно чрез тесен лъч под високо налягане (фиг. 3, в).
Установено е, че когато бензинът се пръска в частици с диаметър по-малък от 15–20 µm, смесването му с атмосферния кислород не се извършва като претегляне на частиците, а на молекулярно ниво. Това прави телевизионната смес по-устойчива на промени в температурата и налягането в цилиндъра и дългите тръби на всмукателния колектор, което допринася за по-пълно изгаряне.
По този начин се роди идеята да се заменят пръскащите струи на механичен инерционен карбуратор с централна безинерционна инжекционна дюза (CFI), която се отваря за предварително определено време според електрически импулсен управляващ сигнал от електронния блок за автоматизация. В същото време, в допълнение към висококачественото разпръскване и ефективното смесване на бензина с въздуха, лесно се постига по-висока точност на дозирането им в телевизионната смес при всички възможни режими на работа на двигателя с вътрешно горене.
По този начин, поради използването на система за подаване на гориво с бензинов инжекцион, двигателите на съвременните леки автомобили нямат горните недостатъци, присъщи на карбураторни двигатели, т.е. те са по-икономични, имат по-висока специфична мощност, поддържат постоянен въртящ момент в широк диапазон от обороти, а отделянето на вредни вещества в атмосферата с отработените газове е минимално.
3. Бензинова инжекционна система "Mono-Jetronic"
За първи път системата за централно едноточково импулсно впръскване на гориво за бензинови двигатели на леки автомобили е разработена от BOSCH през 1975 г. Тази система беше наречена "Mono-Jetronic" (Monojet - едноструйна) и беше инсталирана на автомобил Volkswagen.На фиг. 4 показва централният инжекционен блок на системата "Mono-Jetronic". От фигурата се вижда, че централна дюзаинжекция (CFV) е инсталиран на стандартен всмукателен колектор вместо конвенционален карбуратор.
Но за разлика от карбуратора, в който се изпълнява автоматично смесване механично управление, моноинжекционната система използва чисто електронно управление.
На фиг. 5 показва опростена функционална схема на системата "Mono-Jetronic".
Електронният блок за управление (ECU) работи от входни сензори 1-7, които записват текущото състояние и режим на работа на двигателя. Въз основа на комбинацията от сигнали от тези сензори и използвайки информация от триизмерните характеристики на впръскване, ECU изчислява началото и продължителността на отвореното състояние на централния инжектор 15.
На базата на изчислените данни в ECU се генерира електрически импулсен управляващ сигнал S за цифровия филтър. Този сигнал действа върху намотката 8 на магнитния соленоид на инжектора, чийто спирателен вентил 11 се отваря и през дюзата за пръскане 12 бензинът се впръсква принудително при налягане 1,1 бара в захранващия горивопровод 19 в всмукателния колектор през отворената дроселна клапа 14.
При дадени размери на диафрагмата на дросела и калибрираната част на разпръскващата дюза, масовото количество въздух, преминал в цилиндрите, се определя от степента на отваряне на дроселната клапа и се определя масовото количество бензин, инжектиран във въздушния поток от продължителността на отвореното състояние на дюзата и усилващото (работното) налягане в тръбопровода за подаване на гориво 19.
За да може бензинът да изгори напълно и най-ефективно, масите на бензина и въздуха в ТВ сместа трябва да бъдат в строго определено съотношение, равно на 1/14,7 (за високооктанови марки бензин). Това съотношение се нарича стехиометрично и съответства на коефициента a на излишния въздух, равен на единица. Коефициент a \u003d Md / M0, където M0 е количеството въздушна маса, теоретично необходимо за пълно изгарянедадена порция бензин, а Md е масата на действително изгорял въздух.
От това става ясно, че във всяка система за впръскване на гориво трябва да има измервателен уред за масата на въздуха, постъпил в цилиндрите на двигателя по време на засмукване.
В системата "Mono-Jetronic" въздушната маса се изчислява в ECU според показанията на два сензора (виж фиг. 4): температура на входящия въздух (AAT) и положение на дросела (TPP). Първият се намира точно по пътя въздушно течениев горната част на централната инжекционна дюза и е миниатюрен полупроводников термистор, а втората е резистивен потенциометър, чийто двигател е монтиран на въртящата се ос (PDA) на дросела.
Тъй като определено ъглово положение на дроселовата клапа съответства на строго определено обемно количество преминал въздух, потенциометърът на дроселната клапа изпълнява функцията на разходомер на въздуха. В системата "Mono-Jetronic" той също е сензор за натоварване на двигателя.
Но масата на поетия въздух зависи до голяма степен от температурата. Студен въздухпо-дебел и следователно по-тежък. С повишаване на температурата плътността на въздуха и неговата маса намаляват. Ефектът на температурата се отчита от DTV сензора.
Сензорът за температура на входящия въздух DTV, като полупроводников термистор с отрицателен температурен коефициент на съпротивление, променя стойността на съпротивлението от 10 до 2,5 kOhm при промяна на температурата от -30 до +20°C. DTV сензорният сигнал се използва само в такива температурен диапазон. В този случай основната продължителност на бензиновия инжекцион се коригира от ECU в диапазона от 20...0%. Ако температурата на входящия въздух е над + 20 ° C, тогава сигналът на DTV сензора е блокиран в ECU и сензорът не се използва.
Сигналите от сензорите за положение на дроселната клапа (DPD) и температурата на входящия въздух (DTV) в случай на повреда се дублират в ECU от сигналите на сензорите за скорост (DOD) и температурата на охлаждащата течност на двигателя (DTD).
Обемът на въздуха, изчислен в ECU, и сигналът за скоростта на двигателя от сензора за скорост на запалване определят необходимата (основна) продължителност за отворена централна инжекционна дюза.
Тъй като налягането на усилване Pt в тръбопровода за подаване на гориво (PBM) е постоянно (за "Mono-Jetronic" Pt = 1 ... 1,1 bar), и пропускателна способностдюзата се дава от общото напречно сечение на отворите на дюзата за пръскане, тогава времето на отворено състояние на дюзата еднозначно определя количеството инжектиран бензин. Моментът на впръскване (на фиг. 5, сигналът от датчика DMV) обикновено се задава едновременно със сигнала за запалване на телевизионната смес от системата за запалване (чрез 180 ° завъртане на коляновия вал на двигателя).
По този начин, с електронно управление на процеса на образуване на сместа, осигуряването на висока точност на дозиране на инжектирания бензин в измерено количество въздушна маса е лесно разрешим проблем и в крайна сметка точността на дозиране се определя не от електронната автоматизация, а от точност на производство и функционална надеждност на входните сензори и инжекционната дюза.
На фиг. 6 показва основната част от системата "Mono-Jetronic" - централната инжекционна дюза (CFI).
Централната инжекционна дюза е бензинов клапан, който се отваря от електрически импулс електронен блокуправление. За да направите това, дюзата има електромагнитен соленоид 8 с подвижна магнитна сърцевина 14. Основният проблем при създаването на клапани за импулсно впръскване е необходимостта да се осигури висока скоростработа на спирателното устройство 9 на вентила както за отваряне, така и за затваряне. Решението на проблема се постига чрез олекотяване на магнитната сърцевина на соленоида, увеличаване на тока в импулсния контролен сигнал, избор на еластичността на възвратната пружина 13, както и формата на шлифованите повърхности за разпръскващата дюза 10.
Дюзата на дюзата (фиг. 6, а) е направена под формата на гнездо от капилярни каналчета, чийто брой обикновено е най-малко шест. Ъгълът в горната част на гнездото се определя от отвора на инжекционната струя, който има формата на фуния. При тази форма струята бензин не удря дросела дори и с малкия му отвор, а лети в два тънки полумесеца на отворения прорез.
Централната дюза на системата "Mono-Jetronic" надеждно осигурява минималната продължителност на отвореното състояние на разпръскващата дюза 11 в рамките на 1 ± 0,1 ms. През това време и при работно налягане от 1 бар се впръсква около един милиграм бензин през дюза за пръскане с площ от 0,08 mm2. Това съответства на разход на гориво от минимум 4 l/h работа на празен ход(600 об/мин) топъл двигател. При стартиране и загряване на студен двигател инжекторът се отваря за по-дълго време (до 5...7 ms). Но от друга страна, максималната продължителност на впръскване при горещ двигател (времето на отворено състояние на инжектора) е ограничена от максималната скорост на коляновия вал на двигателя (6500 ... 7000 min-1) в режим на пълна газ и не може да бъде повече от 4 ms. В този случай тактовата честота на работа на заключващото устройство на инжектора на празен ход е не по-малка от 20 Hz, а при пълно натоварване - не повече от 200...230 Hz.
С особено внимание DPD сензорът за положение на дросела (потенциометър на дросела), показан на фиг. 7. Чувствителността му към въртене на двигателя трябва да отговаря на изискването за ±0,5 ъглови градуса на въртене на оста 13 на дросела. Съгласно строгото ъглово положение на оста на дросела се определят началото на два режима на работа на двигателя: режим на празен ход (3 ± 0,5 °) и режим на пълно натоварване (72,5 ± 0,5 °).
За осигуряване на висока точност и надеждност резистивните писти на потенциометъра, които са четири, са свързани по схемата, показана на фиг. 7, b, а оста на плъзгача на потенциометъра (плъзгач с два щифта) е поставена в тефлонов плъзгащ лагер без люфт.
Потенциометърът и ECU-то са свързани помежду си с четирижилен кабел чрез конектор. За повишаване на надеждността на връзките контактите в конектора и в чипа на потенциометъра са позлатени. Изводи 1 и 5 са за захранване референтно напрежение 5 ± 0,01 V. Контакти 1 и 2 - за премахване на напрежението на сигнала, когато дроселната клапа се завърти под ъгъл от 0 до 24 ° (0 ... 30 - режим на празен ход; 3 ... 24 ° - режим на ниско натоварване на двигателя ) . Контакти 1 и 4 - за премахване на напрежението на сигнала при завъртане на дроселната клапа под ъгъл от 18 до 90 ° (18 ... 72,5 ° - режим на средно натоварване, 72,5 ... 90 ° - режим на пълно натоварване на двигателя).
Допълнително се използва сигналното напрежение от потенциометъра на дросела:
за обогатяване на телевизионната смес при ускорение на автомобила (записва се скоростта на промяна на сигнала от потенциометъра);
за обогатяване на телевизионната смес в режим на пълно натоварване (стойността на сигнала от потенциометъра се записва след 72,5 ° завъртане на газта нагоре);
за спиране на впръскването на гориво в режим на принудителен празен ход (сигнал от потенциометър се записва, ако ъгълът на отваряне на дроселната клапа е по-малък от 3 °. В същото време се следи скоростта на двигателя W: ако W> 2100 min-1, тогава горивото захранването е спряно и възстановено отново при W
Интересна особеностинжекционна система "Mono-Jetronic" е наличието в нейния състав на подсистема за стабилизиране на оборотите на празен ход с помощта на електрическо серво задвижване, което действа върху оста на дросела (фиг. 8). Електрическият сервомотор е оборудван с реверсивен електродвигател 11 DC.
Сервозадвижването се активира в режим на празен ход и заедно с веригата за изключване на вакуумния регулатор на времето за запалване (стабилизация на празен ход - фиг. 2) осигурява стабилизиране на оборотите на двигателя в този режим.
Такава подсистема за стабилизиране на празен ход работи по следния начин.
Когато ъгълът на отваряне на дросела е по-малък от 3°, сигнализирайте K (вижте Фиг. 9)
Това е сигнал за режим на празен ход за ECU (крайният изключвател VK е затворен от серво пръта). При този сигнал се задейства спирателният пневматичен вентил на ZPK и се блокира вакуумният канал от дроселната зона на всмукателния колектор към регулатора на вакуума BP. Вакуум регулаторот този момент нататък той не работи и моментът на запалване става равен на стойността на ъгъла на настройка (6 ° до TDC). В същото време двигателят работи стабилно на празен ход. Ако в този момент климатикът или друг мощен консуматор на енергия от двигателя (например фарове дълги светлинииндиректно през генератора), тогава скоростта му започва да пада. Двигателят може да спре. За да не се случи това, по разпореждане на електронна схемауправление на празен ход (ESHH) в контролера, електрическото серво се включва, което леко отваря дроселовата клапа. RPM се повишава до номиналната стойност за дадена температура на двигателя. Ясно е, че когато товарът се отстрани от двигателя, неговата скорост се намалява до нормата от същото електрическо серво задвижване.
Електронното управление на системата "Mono-Jetronic" има микропроцесор MCP (виж фиг. 5) с постоянна и произволна памет (блок памет). Референтната триизмерна характеристика на впръскване (THV) е "закрепена" в постоянната памет. Тази характеристика е донякъде подобна на триизмерната характеристика на запалване, но се различава по това, че нейният изходен параметър не е времето на запалване, а времето (продължителността) на отвореното състояние на централната инжекционна дюза. Входните координати на характеристиката TXV са оборотите на двигателя (сигналът идва от контролера на системата за запалване) и обемът на входящия въздух (изчислен от микропроцесора в компютъра за впръскване). Референтна характеристика TXV носи справочна (основна) информация за стехиометричното съотношение на бензин и въздух в сместа на ТВ при всички възможни режими и условия на работа на двигателя. Тази информация се избира от паметта на паметта в микропроцесора на компютъра според входните координати на характеристиките на TXV (според сигналите на сензорите DOD, DPD, DTV) и се коригира според сигналите от температурата на охлаждащата течност сензор (CTD) и сензор за кислород(KD).
За сензора за кислород трябва да се каже отделно. Наличието му в инжекционната система ви позволява да поддържате състава на телевизионната смес постоянно в стехиометрично съотношение (a=1). Това се постига чрез факта, че CD сензорът работи в дълбока адаптивна верига. обратна връзкаот изпускателната система към системата за подаване на гориво (към системата за впръскване).
Реагира на разликата в концентрацията на кислород в атмосферата и в изгорелите газове. По същество KD сензорът е химически източникток от първи вид (галванична клетка) с твърд електролит (специална металокерамика тип пчелна пита) и висока (не по-ниска от 300 ° C) Работна температура. ЕМП на такъв сензор почти по стъпаловиден закон зависи от разликата в концентрацията на кислород върху неговите електроди (платиново-радиево филмово покритие с различни партиипореста керамика). Най-голямата стръмност (разлика) на стъпката на ЕМП се пада на стойността a=1.
Сензорът KD се завинтва в тръбата на изпускателния канал (например в изпускателен колектор) и неговата чувствителна повърхност (положителен електрод) е в потока изгорели газове. Над монтажната резба на датчика има процепи, през които се прокарва външният отрицателен електродобщува с атмосферен въздух. При превозни средства с каталитичен преобразувател на газ кислородният сензор е монтиран пред преобразувателя и има електрическа нагревателна бобина, тъй като температурата на отработените газове пред преобразувателя може да бъде под 300 ° C. В допълнение, електрическото нагряване на кислородния сензор ускорява подготовката му за работа.
Сензорът е свързан чрез сигнални проводници към инжекционния компютър. Когато влязат цилиндрите постна смес(a>1), то концентрацията на кислород в отработените газове е малко по-висока от стандартната (при a=1). CD сензорът произвежда ниско напрежение(около 0,1 V) и ECU, използвайки този сигнал, коригира продължителността на впръскване на бензина в посока на неговото увеличаване. Коефициентът a отново се доближава до единица. Когато двигателят работи богата смессензорът за кислород извежда напрежение от около 0,9 V и работи в обратна посока.
Интересно е да се отбележи, че кислородният сензор участва в процеса на смесообразуване само в режими на работа на двигателя, при които обогатяването на ТВ сместа е ограничено от стойността a > 0,9. Това са режими като натоварване при ниски и средни скорости и работа на празен ходна топъл двигател. В противен случай KD сензорът е деактивиран (блокиран) в ECU и съставът на сместа на TV не се коригира за концентрацията на кислород в отработените газове. Това се случва например в режимите на стартиране и загряване на студен двигател и в неговите форсирани режими (ускорение и пълно натоварване). В тези режими е необходимо значително обогатяване на телевизионната смес и следователно работата на сензора за кислород ("натискане" на коефициента a до единица) тук е неприемлива.
На фиг. 10 показва функционална схема на инжекционната система "Mono-Jetronic" с всички нейни компоненти.
Всяка система за впръскване в своята подсистема за подаване на гориво задължително съдържа затворен горивен пръстен, който започва от резервоара за газ и завършва там. Това включва: газов резервоар BB, електрическа горивна помпа EBN, филтър фино почистванегориво FTOT, разпределител на гориво RT (в системата "Mono-Jetronic" - това е централната инжекционна дюза) и регулатор на налягането RD, работещ на принципа на изпускателен клапан при превишаване на определеното работно налягане в затворения пръстен (за системата "Mono-Jetronic" 1 ... 1,1 bar).
Затворено горивен пръстенизпълнява три функции:
Чрез регулатор на налягането се поддържа необходимата константа работно наляганеза разпределител на гориво;
Посредством пружинираща мембрана в регулатора на налягането поддържа определено остатъчно налягане (0,5 бара) след изключване на двигателя, което предотвратява образуването на пара и въздушни шлюзове V горивни линиикогато двигателят се охлади;
Осигурява охлаждане на инжекционната система поради постоянната циркулация на бензина в затворена верига. В заключение трябва да се отбележи, че системата "Mono-Jetronic" се използва само на леки автомобили от средния потребителски клас, като западногермански автомобили: "Volkswagen-Passat", "Volkswagen-Polo", "Audi-80" .
РЕМОНТ И СЕРВИЗ-2"2000г
Уважаеми читатели и абонати, хубаво е, че продължавате да изучавате структурата на автомобилите! А сега на вашето внимание електронна системавпръскване на гориво, чийто принцип ще се опитам да разкажа в тази статия.
Да, става въпрос за тези устройства, които замениха изпитаните във времето захранвания под капаците на автомобилите, а също така ще разберем дали съвременните бензинови и дизелови двигатели имат много общо.
Може би нямаше да обсъждаме тази технология с вас, ако преди няколко десетилетия човечеството не се беше погрижило сериозно за околната среда и един от най-сериозните проблеми се оказа токсичен изпарения от трафикаавтомобили.
Основният недостатък на автомобилите с двигатели, оборудвани с карбуратори, беше непълното изгаряне на горивото и за да се реши този проблем, бяха необходими системи, които да регулират количеството гориво, подавано към цилиндрите в зависимост от режима на работа на двигателя.
Така на автомобилната арена се появиха системи за впръскване или, както ги наричат още, системи за впръскване. В допълнение към подобряването на екологичността, тези технологии са подобрили ефективността на двигателите и техните характеристики на мощността, превръщайки се в истинска благодат за инженерите.
Днес впръскването на гориво (инжекция) се използва не само при дизелови двигатели, но и при бензинови агрегатикоето несъмнено ги обединява.
Обединява ги и фактът, че основният работен елемент на тези системи, независимо от вида им, е дюзата. Но поради разликите в метода на изгаряне на гориво, дизайнът на инжекционните блокове за тези два типа двигатели, разбира се, се различава. Затова ще ги разгледаме на свой ред.
Инжекционни системи и бензин
Електронна система за впръскване на гориво. Да започнем с бензиновите двигатели. В техния случай инжектирането решава проблема със създаването въздушно-горивна смес, който след това се запалва в цилиндъра чрез искра от запалителна свещ.
В зависимост от това как тази смес и гориво се доставят в цилиндрите, инжекционните системи могат да имат няколко разновидности. Инжектирането се случва:
централно впръскване
Основната характеристика на технологията, която е първа в списъка, е една единствена дюза за целия двигател, която се намира във всмукателния колектор.Трябва да се отбележи, че този тип инжекционна системапо отношение на характеристиките си, той не се различава много от карбуратора, поради което днес се счита за остарял.
Разпределено впръскване
По-прогресивно е разпределеното впръскване. В тази система горивна сместой също се формира във всмукателния колектор, но за разлика от предишния, всеки цилиндър тук може да се похвали със собствена дюза.
Това разнообразие ви позволява да изпитате всички предимства на инжекционната технология, поради което е най-обичано от производителите на автомобили и се използва активно в съвременните двигатели.
Но, както знаем, няма граници за съвършенството, а в стремежа към още повече висока ефективност, инженерите разработиха електронна система за впръскване на гориво, а именно система за директно впръскване.
нея основна характеристикае местоположението на дюзите, които в този случай, с дюзите си отиват в горивните камери на цилиндрите.
Образуването на сместа въздух-гориво, както може би се досещате, става директно в цилиндрите, което има благоприятен ефект върху работни параметридвигатели, въпреки че тази опция не е толкова висока, колкото тази на разпределеното впръскване, екологичност. Друг осезаем недостатък на тази технология са високите изисквания към качеството на бензина.
Комбинирана инжекция
Най-напредналият по отношение на емисиите на вредни вещества е комбинирана система. Това всъщност е симбиоза от директно и разпределено впръскване на гориво.
Какво ще кажете за дизелите?
Да преминем към дизелови агрегати. Преди тях горивна системазадачата е да се достави гориво под много високо налягане, което, смесвайки се в цилиндъра с сгъстен въздух, запалва се сам.
Създадени са много възможности за решаване на този проблем - използват се както директно впръскване в цилиндри, така и с междинна връзка под формата на предварителна камера, освен това има различни схеми на помпата високо налягане(TNVD), което също добавя разнообразие.
Съвременните шофьори обаче предпочитат два вида системи, които доставят дизелово гориво директно към цилиндрите:
- с помпа дюзи;
- комън рейл инжекцион.
Накрайник за помпа
Помпата-инжектор говори сама за себе си - в нея дюзата, която впръсква гориво в цилиндъра, и горивната помпа за високо налягане са структурно обединени в едно цяло. основният проблемтакива устройства е повишено износване, тъй като модулните инжектори са свързани постоянно задвижванес разпределителен вал и никога не се откача от него.
