Na moderní auta Jsou používány různé systémy vstřikování paliva. Vstřikovací systém (jiný název je vstřikovací systém, od vstřikování - vstřikování), jak název napovídá, zajišťuje vstřikování paliva.
Vstřikovací systém se používá u benzínových i naftových motorů. Přitom konstrukce a provoz vstřikovacích systémů pro benzinové a naftové motory se výrazně liší.
U benzínových motorů tvoří vstřikování homogenní směs paliva a vzduchu, který je nucen zapálit jiskrou. U dieselových motorů se palivo vstřikuje pod vysokým tlakem, část paliva se smísí se stlačeným (horkým) vzduchem a téměř okamžitě se vznítí. Vstřikovací tlak určuje množství vstřikovaného paliva a podle toho i výkon motoru. Čím vyšší tlak, tím vyšší výkon motoru.
Systém vstřikování paliva je nedílná součást palivový systém vozidla. Hlavním pracovním orgánem každého vstřikovacího systému je tryska ( injektor).
Vstřikovací systémy pro benzínové motory
V závislosti na způsobu tvorby směsi paliva a vzduchu existují následující systémy centrální vstřikování, vstřikování portem a přímé vstřikování. Centrální a portové vstřikovací systémy jsou pilotní vstřikovací systémy, tzn. vstřikování do nich se provádí před dosažením spalovací komory - během sací potrubí.
Vstřikovací systémy nafty
Vstřikování paliva u dieselových motorů lze provádět dvěma způsoby: do předkomory nebo přímo do spalovacího prostoru.
Funkce motorů s předkomorovým vstřikováním nízká úroveň hlučnost a hladký chod. V současnosti se však dává přednost systémům s přímým vstřikováním. I přes zvýšená hladina hluk, takové systémy mají vysokou účinnost paliva.
definující konstruktivní prvek Vstřikovacím systémem vznětového motoru je vysokotlaké palivové čerpadlo (vysokotlaké palivové čerpadlo).
Pro vozy s dieselový motor jsou instalovány různé konstrukce vstřikovacích systémů: s in-line vstřikovací čerpadlo, s rozdělovacím vstřikovacím čerpadlem, tryskami čerpadla, Common Rail. Progresivní vstřikovací systémy - čerpací trysky a systém Common Rail.
V případě systému vstřikování paliva váš motor stále saje, ale místo toho, aby se spoléhal pouze na množství nasávaného paliva, systém vstřikování paliva vystřelí přesně správné množství paliva do spalovací komory. Systémy vstřikování paliva již prošly několika fázemi evoluce, přibyla k nim elektronika – to byl snad největší krok ve vývoji tohoto systému. Myšlenka takových systémů však zůstává stejná: elektricky aktivovaný ventil (vstřikovač) vstřikuje do motoru odměřené množství paliva. Ve skutečnosti je hlavní rozdíl mezi karburátorem a vstřikovačem přesně v elektronické řízení ECU - přesně tak palubní počítač dodává přesně správné množství paliva do spalovací komory motoru.
Podívejme se, jak funguje systém vstřikování paliva a vstřikovač konkrétně.
Jak vypadá systém vstřikování paliva?
Pokud je srdcem auta motor, pak jeho mozkem je řídicí jednotka motoru (ECU). Optimalizuje výkon motoru pomocí senzorů k rozhodování o tom, jak ovládat některé akční členy v motoru. Za prvé, počítač je zodpovědný za 4 hlavní úkoly:
- řídí palivovou směs,
- řídí volnoběžné otáčky
- je zodpovědný za časování zapalování,
- řídí časování ventilů.
Než budeme mluvit o tom, jak ECU plní své úkoly, promluvme si o nejdůležitější věci - vysledujme cestu benzínu z plynové nádrže do motoru - to je práce systému vstřikování paliva. Zpočátku poté, co kapka benzínu opustí stěny plynové nádrže, je nasávána elektrickým palivovým čerpadlem do motoru. Elektrický palivové čerpadlo se zpravidla skládá ze samotného čerpadla, jakož i filtru a převodového zařízení.
Regulátor tlaku paliva na konci podtlakového rozdělovače paliva zajišťuje konstantní tlak paliva vzhledem k tlaku v sání. U benzínového motoru je tlak paliva typicky řádově 2-3,5 atmosfér (200-350 kPa, 35-50 PSI (psi)). Vstřikovače paliva jsou připojeny k motoru, ale jejich ventily zůstávají zavřené, dokud ECU nedovolí poslat palivo do válců.
Co se ale stane, když motor potřebuje palivo? Zde vstupuje do hry vstřikovač. Vstřikovače mají obvykle dva kolíky: jeden kolík je připojen k baterii přes relé zapalování a druhý kolík jde do ECU. ECU vysílá pulzní signály do vstřikovače. Vlivem magnetu, na který jsou takové pulzující signály aplikovány, se otevře ventil vstřikovače a do jeho trysky se přivádí určité množství paliva. Protože je ve vstřikovači velmi vysoký tlak (hodnota je uvedena výše), otevřený ventil posílá palivo vysokou rychlostí do trysky trysky vstřikovače. Doba, po kterou je ventil vstřikovače otevřen, ovlivňuje množství paliva dodávaného do válce a tato doba závisí na šířce impulsu (tj. jak dlouho ECU vysílá signál do vstřikovače).
Když se ventil otevře, vstřikovač paliva posílá palivo přes trysku, která rozprašuje kapalné palivo na mlhu, přímo do válce. Takový systém se nazývá systém s přímé vstřikování . Rozprášené palivo však nemusí být dodáváno okamžitě do válců, ale nejprve do sacího potrubí.
Jak funguje vstřikovač
Ale jak ECU určuje kolik tento moment palivo dodávané do motoru? Když řidič sešlápne plynový pedál, skutečně se otevře škrticí klapka množství tlaku na pedál, kterým je vzduch přiváděn do motoru. Plynový pedál tedy můžeme s jistotou nazvat „regulátorem vzduchu“ k motoru. Počítač auta se tedy mimo jiné řídí hodnotou otevření plynu, ale neomezuje se pouze na tento ukazatel – čte informace z mnoha senzorů a pojďme se o nich dozvědět všechny!
Senzor hmotnostní tok vzduch
Za prvé, snímač hmotnostního průtoku vzduchu (MAF) detekuje, kolik vzduchu vstupuje do tělesa škrticí klapky, a odesílá tuto informaci do ECU. ECU na základě těchto informací rozhoduje o tom, kolik paliva vstříkne do válců, aby směs zůstala v ideálních poměrech.
Snímač polohy škrticí klapky
Počítač neustále používá tento snímač ke kontrole polohy škrticí klapky, a tak zjišťuje, kolik vzduchu prochází sáním vzduchu, aby mohl regulovat puls vysílaný do vstřikovačů a zajistit, aby do systému vstoupilo správné množství paliva.
Senzor kyslíku
ECU navíc pomocí senzoru O2 zjišťuje, kolik kyslíku je ve výfuku auta. Obsah kyslíku ve výfukových plynech ukazuje, jak dobře palivo hoří. Pomocí propojených dat ze dvou senzorů: kyslíku a hmotnostního průtoku vzduchu ECU také monitoruje saturaci směs paliva a vzduchu dodávané do spalovacího prostoru válců motoru.
Snímač polohy klikového hřídele
To je možná hlavní snímač systému vstřikování paliva - od něj se ECU dozví o počtu otáček motoru v daném čase a koriguje množství dodávaného paliva v závislosti na počtu otáček a samozřejmě na poloze plynového pedálu.
Jedná se o tři hlavní senzory, které přímo a dynamicky ovlivňují množství paliva dodávaného do vstřikovače a následně do motoru. Existuje však řada dalších senzorů:
- Snímač napětí v elektrické síti automobilu je potřebný k tomu, aby ECU pochopila, jak je baterie vybitá a zda je nutné zvýšit rychlost, aby se nabila.
- Snímač teploty chladicí kapaliny - ECU zvyšuje počet otáček, pokud je motor studený, a naopak, pokud je motor teplý.
Motory se systémy vstřikování paliva nebo vstřikovací motory jsou téměř vytlačeny z trhu karburátorové motory. K dnešnímu dni existuje několik typů vstřikovacích systémů, které se liší konstrukcí a principem činnosti. O tom, jak jsou uspořádány a fungují Různé typy a typy systémů vstřikování paliva, čtěte v tomto článku.
Zařízení, princip činnosti a typy systémů vstřikování paliva
Dnes je většina nových osobních automobilů vybavena motory se vstřikováním paliva ( vstřikovací motory), které mají lepší výkon a jsou spolehlivější než tradiční karburátorové motory. O vstřikovacích motorech jsme již psali (článek " Vstřikovací motor"), takže zde budeme zvažovat pouze typy a odrůdy systémů vstřikování paliva.
Existují dva základní odlišné typy systémy vstřikování paliva:
Centrální vstřikování (nebo jedno vstřikování);
- Distribuované vstřikování (nebo vícebodové vstřikování).
Tyto systémy se liší počtem trysek a způsoby jejich činnosti, ale jejich princip činnosti je stejný. Ve vstřikovacím motoru je místo karburátoru instalován jeden nebo více vstřikovačů paliva, které rozstřikují benzín do sacího potrubí nebo přímo do válců (vzduch je přiváděn do potrubí pomocí sestavy škrticí klapky, aby se vytvořila směs paliva a vzduchu). Toto řešení umožňuje dosáhnout jednotnosti a Vysoká kvalita hořlavá směs, a hlavně - jednoduché nastavení provozního režimu motoru v závislosti na zatížení a dalších podmínkách.
Systém je řízen speciální elektronickou jednotkou (mikrokontrolérem), která sbírá informace z několika senzorů a okamžitě mění provozní režim motoru. V raných systémech byla tato funkce vykonávána mechanická zařízení Motor je však dnes kompletně řízen elektronikou.
Systémy vstřikování paliva se liší počtem, místem instalace a režimem činnosti vstřikovačů.
1 - válce motoru;
2 - vstupní potrubí;
3 - škrticí klapka;
4 - přívod paliva;
5 - elektrický vodič, přes který je do trysky přiváděn řídicí signál;
6 - proudění vzduchu;
7 - elektromagnetická tryska;
8 - palivový hořák;
9 - hořlavá směs
Toto řešení bylo historicky první a nejjednodušší, proto se svého času značně rozšířilo. V principu je systém velmi jednoduchý: využívá jednu trysku, která neustále stříká benzín do jednoho sacího potrubí pro všechny válce. Do rozdělovače je přiváděn i vzduch, takže se zde tvoří směs paliva a vzduchu, která se přes sací ventily dostává do válců.
Výhody jediného vstřiku jsou zřejmé: tento systém je velmi jednoduchý, ke změně provozního režimu motoru je třeba ovládat pouze jednu trysku a motor sám prochází drobné změny, protože tryska je umístěna na místě karburátoru.
Monovstřik má však i nevýhody, za prvé - tento systém nedokáže splnit stále se zvyšující požadavky na ekologická bezpečnost. Navíc porucha jedné trysky vlastně vyřadí motor z provozu. Proto se dnes motory s centrálním vstřikováním prakticky nevyrábějí.
Distribuované vstřikování
1 - válce motoru;
2 - palivový hořák;
3 - elektrický drát;
4 - přívod paliva;
5 - vstupní potrubí;
6 - škrticí klapka;
7 - proudění vzduchu;
8 - palivová lišta;
9 - elektromagnetická tryska
V systémech s distribuovaným vstřikováním se používají trysky podle počtu válců, to znamená, že každý válec má svou trysku umístěnou v sacím potrubí. Všechny trysky kombinované palivová kolejnice přes který se dodává palivo.
Existuje několik typů systémů s distribuovaným vstřikováním, které se liší způsobem provozu trysek:
Simultánní vstřikování;
- Pár-paralelní vstřikování;
- Fázovaný sprej.
Simultánní vstřikování. Všechno je zde jednoduché - trysky, i když jsou umístěny v sacím potrubí „jejich“ válce, se otevírají současně. Dá se říci, že se jedná o vylepšenou verzi monovstřiku, protože zde funguje několik trysek, ale elektronická jednotka je ovládá jako jednu. Simultánní vstřikování však umožňuje individuálně nastavit vstřikování paliva pro každý válec. Obecně platí, že systémy se simultánním vstřikováním jsou jednoduché a spolehlivé v provozu, ale jejich výkon je horší než více moderní systémy.
Párové paralelní vstřikování. Jedná se o vylepšenou verzi simultánního vstřikování, liší se tím, že se trysky otevírají postupně ve dvojicích. Obvykle je činnost vstřikovačů nastavena tak, že jeden z nich se otevírá před sacím zdvihem svého válce a druhý před zdvihem výfuku. K dnešnímu dni se tento typ vstřikovacího systému prakticky nepoužívá, nicméně moderní motory pokud nouzové práce motor v tomto režimu. Typicky se toto řešení používá, když selžou fázové snímače (snímače polohy vačkového hřídele), u kterých není možné fázované vstřikování.
fázované vstřikování. Je nejmodernější a poskytuje nejlepší výkon typ vstřikovacího systému. U fázovaného vstřikování se počet trysek rovná počtu válců a všechny se otevírají a zavírají v závislosti na zdvihu. Obvykle se tryska otevírá těsně před sacím zdvihem - takto nejlepší režim výkon motoru a hospodárnost.
Také k distribuovaná injekce zahrnují systémy s přímým vstřikováním, ale ten druhý má kardinál konstrukční rozdíly, takže jej lze oddělit na samostatný typ.
Systémy přímého vstřikování jsou nejsložitější a nejdražší, ale pouze oni mohou poskytnout nejlepší výkon z hlediska výkonu a ekonomiky. Přímé vstřikování také umožňuje rychle změnit provozní režim motoru, co nejpřesněji regulovat přívod paliva do každého válce atd.
U systémů s přímým vstřikováním paliva jsou trysky instalovány přímo v hlavě, rozstřikují palivo přímo do válce, vyhýbají se „prostředníkům“ v podobě sacího potrubí a sacího ventilu (nebo ventilů).
Takové řešení je technicky dosti obtížné, jelikož v hlavě válců, kde jsou již umístěny ventily a zapalovací svíčka, je nutné umístit i trysku. Přímé vstřikování je tedy možné použít pouze u dostatečně výkonných a tedy velkých motorů. Navíc takový systém nelze nainstalovat sériový motor- musí se modernizovat, což je spojeno s vysokými náklady. Přímé vstřikování se proto nyní používá pouze u drahých aut.
Systémy přímého vstřikování jsou náročné na kvalitu paliva a vyžadují častější údržba poskytují však významnou úsporu paliva a zajišťují spolehlivější a kvalitnější chod motoru. Nyní je tendence auta s takovými motory zlevňovat, takže do budoucna mohou vážně tlačit vozy se vstřikovacími motory jiných systémů.
D. Sosnin
Začínáme publikovat články o moderních systémech vstřikování paliva pro benzinové motory s vnitřním spalováním auta.
1. Předběžné poznámky
Zásobování benzínovými motory na moderní auta implementováno pomocí vstřikovacích systémů. Tyto systémy se podle principu činnosti obvykle dělí do pěti hlavních skupin (obr. 1): K, Mono, L, M, D.
2. Výhody vstřikovacích systémů
Směs vzduchu a paliva (TV-směs) je přiváděna z karburátoru do válců spalovacího motoru (ICE) dlouhými potrubími sacího potrubí. Délka těchto trubek k různým válcům motoru není stejná a v samotném kolektoru dochází i na plně zahřátém motoru k nerovnoměrnému ohřevu stěn (obr. 2).
To vede k tomu, že z homogenní TV směsi vytvořené v karburátoru, různé válce Spalovací motory produkují nestejné náplně vzduch-palivo. V důsledku toho motor nepodává svůj konstrukční výkon, ztrácí se rovnoměrnost točivého momentu, zvyšuje se spotřeba paliva a množství škodlivých látek ve výfukových plynech.
U karburátorových motorů je velmi obtížné se s tímto jevem vypořádat. Nutno také podotknout, že moderní karburátor pracuje na principu atomizace, kdy se benzin rozprašuje v proudu vzduchu nasávaného do válců. V tomto případě se tvoří poměrně velké kapky paliva (obr. 3, a),
To nezajišťuje kvalitní smíchání benzínu a vzduchu. Špatné míchání a velké kapky usnadňují usazování benzínu na stěnách sacího potrubí a na stěnách válců při nasávání TV směsi. Ale když je benzín nucen být rozstřikován pod tlakem přes kalibrovanou trysku vstřikovače, částice paliva mohou být mnohem menší, než když je benzín rozstřikován během rozstřikování (obr. 3, b). Benzín je rozprašován obzvláště účinně úzkým paprskem pod vysokým tlakem (obr. 3, c).
Bylo zjištěno, že při rozprašování benzínu na částice o průměru menším než 15–20 µm nedochází k jeho smíchání se vzdušným kyslíkem jako vážení částic, ale na molekulární úrovni. Díky tomu je TV směs odolnější vůči změnám teploty a tlaku ve válci a dlouhým potrubím sacího potrubí, což přispívá k dokonalejšímu spalování.
Tak se zrodil nápad nahradit rozstřikovací trysky mechanického inerciálního karburátoru centrální bezinerciální vstřikovací tryskou (CFI), která se otevírá na předem stanovenou dobu podle řídicího signálu elektrického impulsu z elektronické automatizační jednotky. Přitom kromě kvalitní atomizace a účinného míchání benzínu se vzduchem lze snadno získat vyšší přesnost jejich dávkování v TV směsi při všech možných provozních režimech spalovacího motoru.
Díky použití systému přívodu paliva se vstřikováním benzínu tedy motory moderních osobních automobilů nemají výše uvedené nevýhody spojené s karburátorové motory, tj. jsou hospodárnější, mají vyšší měrný výkon, udržují konstantní točivý moment v širokém rozsahu otáček a emise škodlivých látek do ovzduší s výfukovými plyny jsou minimální.
3. Systém vstřikování benzínu "Mono-Jetronic"
Systém centrálního jednobodového impulsního vstřikování paliva pro benzinové motory osobních automobilů byl poprvé vyvinut společností BOSCH v roce 1975. Tento systém se nazýval „Mono-Jetronic“ (Monojet – jednoproudové letadlo) a byl instalován na automobil Volkswagen.Na Obr. 4 znázorňuje centrální vstřikovací jednotku systému "Mono-Jetronic". Z obrázku je to vidět centrální tryska vstřikování (CFV) je instalováno na standardním sacím potrubí namísto konvenčního karburátoru.
Ale na rozdíl od karburátoru, ve kterém je implementována automatická tvorba směsi mechanické ovládání, systém mono vstřikování využívá čistě elektronické ovládání.
Na Obr. 5 ukazuje zjednodušené funkční schéma systému "Mono-Jetronic".
Elektronická řídicí jednotka (ECU) pracuje ze vstupních snímačů 1-7, které zaznamenávají aktuální stav a režim provozu motoru. Na základě kombinace signálů z těchto snímačů a pomocí informací z trojrozměrných charakteristik vstřikování vypočítá ECU začátek a dobu trvání otevřeného stavu centrálního vstřikovače 15.
Na základě vypočtených dat v ECU je generován elektrický impulsní řídicí signál S pro digitální filtr. Tento signál působí na vinutí 8 magnetického elektromagnetu vstřikovače, jehož uzavírací ventil 11 se otevře a přes rozstřikovací trysku 12 je benzin nuceně rozstřikován pod tlakem 1,1 bar v přívodním palivovém potrubí 19 do palivového potrubí. sací potrubí přes otevřený škrticí ventil 14.
Při daných velikostech škrticí membrány a kalibrované části rozstřikovací trysky je hmotnostní množství vzduchu procházejícího do válců určeno stupněm otevření škrticí klapky a hmotnostní množství benzínu vstřikovaného do proudu vzduchu dobou trvání otevřeného stavu trysky a plnicího (pracovního) tlaku v přívodním palivovém potrubí 19.
Aby benzín zcela a co nejefektivněji shořel, musí být hmotnosti benzínu a vzduchu v TV směsi v přesně definovaném poměru, rovném 1/14,7 (u vysokooktanových benzínů). Tento poměr se nazývá stechiometrický a odpovídá koeficientu a přebytku vzduchu rovnému jedné. Koeficient a \u003d Md / M0, kde M0 je množství vzduchové hmoty teoreticky nutné pro úplné spalování daná část benzínu a Md je hmotnost skutečně spáleného vzduchu.
Z toho je zřejmé, že v každém systému vstřikování paliva musí být měřidlo pro množství vzduchu vpuštěného do válců motoru při sání.
V systému "Mono-Jetronic" se hmotnost vzduchu vypočítává v ECU podle údajů dvou snímačů (viz obr. 4): teploty nasávaného vzduchu (AAT) a polohy škrticí klapky (TPP). První se nachází přímo na cestě proud vzduchu v horní části centrální vstřikovací trysky a je to miniaturní polovodičový termistor a druhý je odporový potenciometr, jehož motor je uložen na rotační ose (PDA) škrticí klapky.
Protože konkrétní úhlová poloha škrticí klapky odpovídá přesně definovanému objemovému množství prošlého vzduchu, plní potenciometr škrticí klapky funkci měřiče průtoku vzduchu. V systému „Mono-Jetronic“ je to také snímač zatížení motoru.
Ale množství nasávaného vzduchu závisí do značné míry na teplotě. Studený vzduch tlustší a tím pádem i těžší. Se stoupající teplotou klesá hustota vzduchu a jeho hmotnost. Vliv teploty zohledňuje čidlo DTV.
Snímač teploty nasávaného vzduchu DTV jako polovodičový termistor se záporným teplotním koeficientem odporu mění při změně teploty z -30 na +20°C hodnotu odporu z 10 na 2,5 kOhm. Signál snímače DTV se používá pouze v takových teplotní rozsah. V tomto případě je základní doba vstřikování benzínu korigována ECU v rozsahu 20...0 %. Pokud je teplota nasávaného vzduchu vyšší než + 20 °C, pak je signál snímače DTV v ECU zablokován a snímač se nepoužívá.
Signály ze snímačů polohy škrticí klapky (DPD) a teploty nasávaného vzduchu (DTV) v případě jejich poruchy jsou v ECU duplikovány signály snímačů otáček (DOD) a teploty chladicí kapaliny motoru (DTD).
Objem vzduchu vypočítaný v ECU a signál otáček motoru ze snímače otáček zapalování určují požadovanou (základní) dobu otevření centrální vstřikovací trysky.
Protože plnicí tlak Pt v přívodním palivovém potrubí (PBM) je konstantní (pro "Mono-Jetronic" Pt = 1 ... 1,1 bar), a propustnost tryska je dána celkovým průřezem otvorů rozstřikovací trysky, pak doba otevřeného stavu trysky jednoznačně určuje množství vstřikovaného benzínu. Okamžik vstřiku (na obr. 5 signál ze snímače DMV) se obvykle nastavuje současně se signálem k zapálení TV směsi ze zapalovací soustavy (přes 180° otočení klikového hřídele motoru).
S elektronickým řízením procesu tvorby směsi je tedy zajištění vysoké přesnosti dávkování vstřikovaného benzínu do měřeného množství vzduchové hmoty snadno řešitelným problémem a v konečném důsledku není přesnost dávkování určena elektronickou automatizací, ale výrobní přesnost a funkční spolehlivost vstupních snímačů a vstřikovací trysky.
Na Obr. 6 ukazuje hlavní část systému "Mono-Jetronic" - centrální vstřikovací trysku (CFI).
Centrální vstřikovací tryska je benzínový ventil, který se otevírá elektrickým impulsem přicházejícím z elektronický blokřízení. K tomu má tryska elektromagnetický solenoid 8 s pohyblivým magnetickým jádrem 14. Hlavním problémem při vytváření ventilů pro pulzní vstřikování je potřeba zajistit vysoká rychlost ovládání uzavíracího zařízení 9 ventilu jak pro otevírání, tak pro zavírání. Řešení problému je dosaženo odlehčením magnetického jádra elektromagnetu, zvýšením proudu v pulzním řídicím signálu, volbou elasticity vratné pružiny 13 a také tvaru broušených ploch pro rozprašovací trysku 10.
Tryska trysky (obr. 6, a) je vyrobena ve formě hrdla kapilárních trubiček, jejichž počet je obvykle nejméně šest. Úhel v horní části hrdla se nastavuje otvorem vstřikovací trysky, která má tvar trychtýře. Proud benzínu u této formy nenarazí na plyn ani svým malým otvorem, ale vletí do dvou tenkých srpků otevřené štěrbiny.
Centrální tryska systému "Mono-Jetronic" spolehlivě zajišťuje minimální trvání otevřeného stavu rozprašovací trysky 11 v rozmezí 1 ± 0,1 ms. Během takové doby a při provozním tlaku 1 bar je vstřikován asi jeden miligram benzínu rozprašovací tryskou o ploše 0,08 mm2. To odpovídá spotřebě paliva minimálně 4 l/h volnoběh(600 ot./min.) teplý motor. Při startování a zahřívání studeného motoru se vstřikovač otevře na delší dobu (až 5...7 ms). Ale na druhou stranu je maximální doba vstřikování u zahřátého motoru (doba otevřeného stavu vstřikovače) omezena maximálními otáčkami klikového hřídele motoru (6500 ... 7000 min-1) v režimu plného plynu a nesmí být delší než 4 ms. V tomto případě není hodinová frekvence provozu blokovacího zařízení vstřikovače při volnoběhu menší než 20 Hz a při plném zatížení - ne více než 200...230 Hz.
Se zvláštní opatrností snímač polohy škrticí klapky DPD (potenciometr škrticí klapky), znázorněný na obr. 7. Jeho citlivost na otáčení motoru musí splňovat požadavek ±0,5 úhlového stupně natočení osy 13 plynu. Podle přísné úhlové polohy osy plynu jsou určeny počátky dvou provozních režimů motoru: klidový režim (3 ± 0,5 °) a režim plného zatížení (72,5 ± 0,5 °).
Pro zajištění vysoké přesnosti a spolehlivosti jsou odporové dráhy potenciometru, které jsou čtyři, zapojeny podle obvodu znázorněného na obr. 7, b a osa jezdce potenciometru (dvoučepového jezdce) je uložena v bezvůlovém teflonovém kluzném ložisku.
Potenciometr a ECU jsou vzájemně propojeny čtyřvodičovým kabelem přes konektor. Pro zvýšení spolehlivosti spojů jsou kontakty v konektoru a v čipu potenciometru pozlacené. Piny 1 a 5 jsou pro napájení referenční napětí 5 ± 0,01 V. Kontakty 1 a 2 - pro odstranění signálního napětí při otočení škrticí klapky pod úhlem od 0 do 24 ° (0 ... 30 - klidový režim; 3 ... 24 ° - režim nízkého zatížení motoru ). Kontakty 1 a 4 - pro odstranění signálního napětí při otočení škrticí klapky pod úhlem 18 až 90 ° (18 ... 72,5 ° - režim středního zatížení, 72,5 ... 90 ° - režim plného zatížení motoru).
Dodatečně se používá signální napětí z potenciometru plynu:
pro obohacení TV směsi při akceleraci vozu (zaznamenává se rychlost změny signálu z potenciometru);
pro obohacení TV směsi v režimu plné zátěže (hodnota signálu z potenciometru se zaznamená po otočení plynu nahoru o 72,5°);
k zastavení vstřikování paliva v režimu nuceného volnoběhu (signál potenciometru se zaznamená, pokud je úhel otevření škrticí klapky menší než 3°. Současně se hlídají otáčky motoru W: pokud W> 2100 min-1, pak palivo dodávka je zastavena a znovu obnovena na W
Zajímavá funkce vstřikovacího systému "Mono-Jetronic" je přítomnost ve svém složení subsystému pro stabilizaci volnoběžných otáček pomocí elektrického servopohonu, který působí na osu plynu (obr. 8). Elektroservomotor je vybaven reverzním elektromotorem 11 DC.
Servopohon je aktivován v klidovém režimu a spolu s obvodem pro vypnutí podtlakového regulátoru časování zapalování (stabilizace volnoběhu - obr. 2) zajišťuje stabilizaci otáček motoru v tomto režimu.
Takovýto podsystém stabilizace volnoběhu funguje následovně.
Když je úhel otevření škrticí klapky menší než 3°, signál K (viz obr. 9)
Je to signál klidového režimu pro ECU (koncový spínač VK je sepnut táhlem serva). Na tento signál se aktivuje uzavírací pneumatický ventil ZPK a zablokuje se podtlakový kanál od škrticí zóny sacího potrubí k podtlakovému regulátoru BP. Regulátor podtlaku od tohoto okamžiku nefunguje a časování zapalování se rovná hodnotě úhlu nastavení (6° k TDC). Motor přitom na volnoběh běží stabilně. Pokud je v tuto chvíli klimatizace nebo jiný silný spotřebitel energie motoru (například světlomety dálkové světlo nepřímo přes generátor), pak jeho rychlost začne klesat. Motor se může zastavit. Aby k tomu nedošlo, na příkaz elektronický obvodřízení volnoběhu (ESHH) v ovladači, zapne se elektrické servo, které mírně pootevře škrticí klapku. Otáčky se zvýší na nominální hodnotu pro danou teplotu motoru. Je jasné, že když je motor odstraněn, jeho otáčky jsou sníženy na normu stejným elektrickým servopohonem.
ECU systému "Mono-Jetronic" má mikroprocesor MCP (viz obr. 5) s permanentní pamětí a pamětí s náhodným přístupem (paměťový blok). Referenční trojrozměrná vstřikovací charakteristika (THV) je „pevně zapojena“ do trvalé paměti. Tato charakteristika je poněkud podobná trojrozměrné zapalovací charakteristice, liší se však tím, že jejím výstupním parametrem není časování zapalování, ale doba (doba trvání) otevřeného stavu centrální vstřikovací trysky. Vstupními souřadnicemi charakteristiky TXV jsou otáčky motoru (signál přichází z ovladače zapalovací soustavy) a objem nasávaného vzduchu (vypočtený mikroprocesorem v počítači vstřikování). Referenční charakteristika TXV nese referenční (základní) informaci o stechiometrickém poměru benzinu a vzduchu ve směsi TV za všech možných režimů a podmínek provozu motoru. Tyto informace jsou vybírány z paměti paměti do mikroprocesoru počítače podle vstupních souřadnic charakteristiky TXV (podle signálů snímačů DOD, DPD, DTV) a jsou korigovány podle signálů z teploty chladicí kapaliny. senzor (CTD) a senzor kyslíku(KD).
O senzoru kyslíku je třeba říci samostatně. Jeho přítomnost ve vstřikovacím systému umožňuje udržovat složení TV-směsi neustále ve stechiometrickém poměru (a=1). Toho je dosaženo tím, že snímač CD pracuje v hlubokém adaptivním obvodu. zpětná vazba z výfukového systému do systému přívodu paliva (do vstřikovacího systému).
Reaguje na rozdíl v koncentraci kyslíku v atmosféře a ve výfukových plynech. V podstatě je KD senzor chemický zdroj proud prvního druhu (galvanický článek) s pevným elektrolytem (speciální voštinový cermet) a vysoký (ne nižší než 300°C) Provozní teplota. EMF takového senzoru téměř podle stupňovitého zákona závisí na rozdílu v koncentraci kyslíku na jeho elektrodách (platino-radiový filmový povlak s různé strany porézní keramika). Největší strmost (rozdíl) EMF kroku připadá na hodnotu a=1.
Snímač KD se zašroubuje do potrubí výfukového kanálu (např výfukové potrubí) a jeho citlivý povrch (kladná elektroda) je v proudu výfukové plyny. Nad montážním závitem snímače jsou štěrbiny, kterými prochází vnější záporná elektroda komunikoval s atmosférický vzduch. U vozidel s katalytickým plynovým konvertorem je lambda sonda instalována před konvertorem a má elektrickou topnou spirálu, protože teplota výfukových plynů před konvertorem může být pod 300 °C. Elektrický ohřev lambda sondy navíc urychluje její přípravu k provozu.
Snímač je připojen signálními vodiči ke vstřikovacímu počítači. Když vstoupí válce chudá směs(a>1), pak je koncentrace kyslíku ve výfukových plynech mírně vyšší než standardní (při a=1). CD senzor produkuje nízké napětí(asi 0,1 V) a ECU pomocí tohoto signálu koriguje dobu trvání vstřiku benzínu ve směru jejího nárůstu. Koeficient a se opět blíží jednotce. Když motor běží bohatá směs kyslíkový senzor vydává napětí asi 0,9 V a pracuje obráceně.
Zajímavostí je, že lambda sonda je zapojena do procesu tvorby směsi pouze v provozních režimech motoru, ve kterých je obohacení TV směsi omezeno hodnotou a > 0,9. Jedná se o režimy jako zatížení při nízkých a středních otáčkách a volnoběh na zahřátý motor. V opačném případě je senzor KD v ECU deaktivován (zablokován) a složení TV směsi není korigováno na koncentraci kyslíku ve výfukových plynech. To probíhá například v režimech startování a zahřívání studeného motoru a v jeho nucených režimech (akcelerace a plné zatížení). V těchto režimech je nutné výrazné obohacení TV směsi a proto je zde činnost lambda sondy ("stlačení" koeficientu a na jednotu) nepřijatelná.
Na Obr. 10 ukazuje funkční schéma vstřikovacího systému "Mono-Jetronic" se všemi jeho součástmi.
Každý vstřikovací systém ve svém subsystému dodávky paliva nutně obsahuje uzavřený palivový kroužek, který začíná od plynové nádrže a končí tam. To zahrnuje: plynová nádrž BB, elektrické palivové čerpadlo EBN, filtr jemné čištění Palivo FTOT, rozdělovač paliva RT (v systému "Mono-Jetronic" - jedná se o centrální vstřikovací trysku) a regulátor tlaku RD, pracující na principu odvzdušňovacího ventilu při překročení stanoveného provozního tlaku v uzavřeném kroužku (např. systém "Mono-Jetronic" 1 ... 1,1 bar).
ZAVŘENO palivový kroužek plní tři funkce:
Pomocí regulátoru tlaku udržuje požadovanou konstantu pracovní tlak pro rozdělovač paliva;
Pomocí odpružené membrány v regulátoru tlaku udržuje po vypnutí motoru určitý zbytkový tlak (0,5 bar), což zabraňuje tvorbě páry a vzdušné zámky PROTI palivové potrubí když se motor ochladí;
Zajišťuje chlazení vstřikovacího systému díky neustálé cirkulaci benzínu v uzavřeném okruhu. Na závěr je třeba poznamenat, že systém "Mono-Jetronic" se používá pouze na osobních vozech střední spotřebitelské třídy, jako jsou západoněmecké vozy: "Volkswagen-Passat", "Volkswagen-Polo", "Audi-80" .
OPRAVY A SERVIS-2"2000
Vážení čtenáři a předplatitelé, je hezké, že pokračujete ve studiu struktury automobilů! A teď k vaší pozornosti elektronický systém vstřikování paliva, jehož princip se pokusím říci v tomto článku.
Ano, řeč je o těch zařízeních, která nahradila léty prověřené zdroje z pod kapot aut, a také zjistíme, zda mají moderní benzinové a naftové motory mnoho společného.
Možná bychom s vámi o této technologii nediskutovali, kdyby se lidstvo před několika desítkami let vážně nestaralo o životní prostředí a jeden z nejzávažnějších problémů se ukázal být toxický. výpary z provozu auta.
Hlavní nevýhodou automobilů s motory vybavenými karburátory bylo neúplné spalování paliva a k vyřešení tohoto problému byly zapotřebí systémy, které by mohly regulovat množství paliva dodávaného do válců v závislosti na provozním režimu motoru.
Na automobilové scéně se tak objevily vstřikovací systémy nebo, jak se jim také říká, vstřikovací systémy. Kromě zlepšení šetrnosti k životnímu prostředí tyto technologie zlepšily účinnost motorů a jejich výkonové charakteristiky a staly se skutečným přínosem pro inženýry.
Vstřikování paliva (vstřikování) se dnes používá nejen u dieselových motorů, ale i na benzínové jednotky což je nepochybně spojuje.
Spojuje je také to, že hlavním pracovním prvkem těchto systémů, ať už jsou jakéhokoli typu, je tryska. Ale vzhledem k rozdílům ve způsobu spalování paliva se konstrukce vstřikovacích jednotek pro tyto dva typy motorů samozřejmě liší. Proto je zvážíme postupně.
Vstřikovací systémy a benzín
Elektronický systém vstřikování paliva. Začněme benzínovými motory. Injekce v jejich případě řeší problém tvorby směs vzduch-palivo, který se pak ve válci zapálí jiskrou ze zapalovací svíčky.
V závislosti na tom, jak je tato směs a palivo dodáváno do válců, mohou mít vstřikovací systémy několik druhů. Injekce se děje:
centrální vstřikování
Hlavním rysem technologie umístěné na prvním místě v seznamu je jedna jediná tryska pro celý motor, která je umístěna v sacím potrubí. Je třeba poznamenat, že tento typ vstřikovací systém svými vlastnostmi se příliš neliší od karburátoru, proto je dnes považován za zastaralý.
Distribuované vstřikování
Progresivnější je distribuované vstřikování. V tomto systému palivová směs tvoří se také v sacím potrubí, ale na rozdíl od předchozího se zde každý válec pyšní vlastní tryskou.
Tato odrůda vám umožňuje zažít všechny výhody vstřikovací technologie, proto ji nejvíce milují výrobci automobilů a aktivně se používá v moderních motorech.
Ale jak víme, dokonalosti se meze nekladou a ve snaze o ještě více vysoká účinnost, inženýři vyvinuli elektronický systém vstřikování paliva, konkrétně systém přímého vstřikování.
Její hlavní rys je umístění trysek, které v tento případ, s jejich tryskami jdou do spalovacích komor válců.
K tvorbě směsi vzduch-palivo, jak asi tušíte, dochází přímo ve válcích, což má příznivý vliv na provozní parametry motory, i když tato možnost není tak vysoká jako u distribuovaného vstřikování, šetrnost k životnímu prostředí. Dalším citelným nedostatkem této technologie jsou vysoké požadavky na kvalitu benzínu.
Kombinovaná injekce
Nejpokročilejší z hlediska emisí škodlivých látek je kombinovaný systém. Jedná se ve skutečnosti o symbiózu přímého a distribuovaného vstřikování paliva.
Jak je to s diesely?
Pojďme k dieselové jednotky. Před nimi palivový systémúkolem je dodávat palivo pod velmi vysokým tlakem, které se při míchání ve válci s stlačený vzduch, samovolně se vznítí.
Bylo vytvořeno mnoho možností pro řešení tohoto problému - používá se jak přímé vstřikování do válců, tak s mezičlánkem ve formě předkomory, navíc existují různá uspořádání čerpadel vysoký tlak(TNVD), což také přidává na rozmanitosti.
Moderní motoristé však preferují dva typy systémů, které dodávají naftu přímo do válců:
- s tryskami čerpadla;
- vstřikování common rail.
Tryska čerpadla
Čerpadlo-vstřikovač mluví za vše - má vstřikovač, který vstřikuje palivo do válce, a vysokotlaké palivové čerpadlo jsou konstrukčně spojeny do jednoho celku. hlavní problém taková zařízení jsou zvýšené opotřebení, protože jednotkové vstřikovače jsou připojeny permanentní pohon s vačkovým hřídelem a nikdy se od něj neodpojujte.
