Системи впорскування палива у двигун. Паливні системи упорскування: відмінність та принципи роботи Способи упорскування палива

19.07.2019

У сучасних автомобілях у бензинових силових установкахПринцип роботи системи харчування схожий на те, що застосовується на дизелях. У цих моторах вона розділена на дві – впуску та впорскування. Перша забезпечує подачу повітря, а друга – палива. Але через конструктивні та експлуатаційних особливостейфункціонування упорскування суттєво відрізняється від застосовуваного на дизелях.

Відзначимо, що різниця в системах упорскування дизельних та бензинових моторів все більше стирається. Для отримання кращих якостейконструктори запозичують конструктивні рішення та застосовують їх на різних видахсистем живлення.

Пристрій та принцип роботи інжекторної системи упорскування

Друга назва систем упорскування бензинових моторів - інжекторна. Основна її особливість полягає у точному дозуванні палива. Досягається це шляхом використання у конструкції форсунок. Пристрій інжекторного упорскуваннядвигуна включає дві складові - виконавчу і управляючу.

У завдання виконавчої частини входить подача бензину та його розпорошення. Вона включає не так вже й багато складових елементів:

Насос (електричний).
Фільтрувальний елемент ( тонкого очищення).
Паливопроводи.
Рампа.
Форсунки.

Але це лише основні компоненти. Виконавча складова може включати ще ряд додаткових вузлів і деталей – регулятор тиску, систему зливу надлишків бензину, адсорбер.

У завдання зазначених елементів входить підготовка палива та забезпечення його надходження до форсунок, якими здійснюється їх упорскування.

Принцип роботи виконавчої складової є простим. При повороті ключа запалювання (на деяких моделях – при відкритті водійських дверей) включається електричний насос, що качає бензин і заповнює ним інші елементи. Паливо проходить очищення і по паливопроводах надходить у рампу, яка з'єднує форсунки. За рахунок насоса паливо у всій системі перебуває під тиском. Але його значення нижче, ніж дизелях.

Відкриття форсунок здійснюється за рахунок електричних імпульсів, що подаються з частини, що управляє. Ця складова системи упорскування палива складається з блоку управління та цілого комплекту стежать пристроїв – датчиків.

Ці датчики відстежують показники та параметри роботи – швидкість обертання колінчастого валу, кількості повітря, що подається, температури ОЖ, положення дроселя. Показання надходять на блок керування (ЕБУ). Він цю інформацію порівнює з даними, занесеними на згадку, на основі чого визначається довжина електричних імпульсів, що подаються на форсунки.

Електроніка, яка використовується в керуючій частині системи упорскування палива, потрібна, щоб вирахувати час, на який має відкритися форсунка при тому чи іншому режимі роботи силового агрегату.

Види інжекторів

Але зазначимо, що це загальна конструкціясистеми подачі бензинового двигуна. Але інжекторів розроблено кілька, і кожна з них має свої конструктивні та робочі особливості.

На автомобілях застосовуються системи упорскування двигуна:

центрального;
розподіленого;
безпосереднього.

Центральне упорскування вважається першим інжектором. Його особливість полягає у використанні лише однієї форсунки, яка впорскувала бензин у впускний колектор одночасно для всіх циліндрів. Спочатку він був механічним і жодної електроніки у конструкції не використовувалося. Якщо розглянути пристрій механічного інжектора, вона схожа з карбюраторною системою, з єдиною різницею, що замість карбюратора використовувалася форсунка з механічним приводом. Згодом центральну подачу зробили електронною.

Зараз цей тип не використовується через низку недоліків, основний з яких — нерівномірність розподілу палива по циліндрах.

Розподілене упорскування на Наразіє найпоширенішою системою. Конструкція цього інжектора розписана вище. Її особливість у тому, що паливо кожному циліндра подає своя форсунка.

У конструкції цього виду форсунки встановлюються у впускному колекторі та розташовуються поруч із ГБЦ. Розподіл палива за циліндрами дає можливість забезпечити точне дозування бензину.

Безпосереднє уприскування зараз є найдосконалішим типом подачі бензину. У попередніх двох типах бензин подавався в потік повітря, що проходить, і сумішоутворення починало здійснюватися ще у впускному колекторі. Цей же інжектор по конструкції копіює дизельну систему упорскування.

В інжекторі з безпосередньою подачею розпилювачі форсунок розміщуються в камері згоряння. В результаті компоненти паливно-повітряної суміші тут запускаються в циліндри окремо, і вже в самій камері вони змішуються.

Особливість роботи цього інжектора у тому, що з впорскування бензину потрібні високі показники тиску палива. І його створення забезпечує ще один вузол, доданий до пристрою виконавчої частини – насос високого тиску.

Системи живлення дизельних двигунів

І дизельні системи модернізуються. Якщо раніше вона була механічною, то зараз і дизелі оснащуються електронним керуванням. У ній використовуються самі датчики і блок управління, що і в бензиновому моторі.

Зараз на автомобілях застосовується три типи дизельних упорскування:

З розподільчим ТНВС.
Common Rail.
Насос-форсунки.

Як і в бензинових моторах, конструкція дизельного упорскуванняскладається з виконавчої та керуючої частин.

Багато елементів виконавчої частини самі, як і в інжекторів – бак, паливопроводи, фільтруючі елементи. Але є й вузли, які не зустрічаються на бензинових моторах – паливопідкачуючий насос, ТНВД, магістралі для транспортування палива під високим тиском.

У механічних системах дизелів застосовувалися рядні ТНВД, у яких тиск палива кожної форсунки створювала своя окрема плунжерна пара. Такі насоси відрізнялися високою надійністю, але були громіздкими. Момент упорскування і кількість дизпалива, що впорскується, регулювалося насосом.

У двигунах, що оснащуються розподільчим ТНВД, у конструкції насоса використовується лише одна плунжерна пара, яка качає паливо для форсунок. Цей вузол відрізняється компактними розмірами, але ресурс нижчий, ніж рядних. Застосовується така система лише з легковому автотранспорті.

Common Rail вважається однією з найефективніших дизельних систем упорскування двигуна. Загальна концепція її багато в чому запозичена інжектором з роздільною подачею.

У такому дизелі моментом початку подачі та кількістю палива «керує» електронна складова. Завдання насоса високого тиску – лише нагнітання дизпалива та створення високого тиску. Причому дизпаливо подається не відразу на форсунки, а в рампу, що з'єднує форсунки.

Насос-форсунки – ще один тип дизельного упорскування. У цій конструкції ТНВД відсутня, а плунжерні пари, Що створюють тиск дизпалива, входять у пристрій форсунок. Таке конструктивне рішеннядозволяє створювати самі високі значеннятиску палива серед існуючих різновидів упорскування на дизельних агрегатах

Насамкінець зазначимо, що тут наводиться інформація за видами упорскування двигунів узагальнено. Щоб розібратися з конструкцією та особливостями зазначених типів, їх розглядають окремо.

Відео: Управління системою упорскування палива

Система впорскування палива застосовується для дозованої подачі палива у двигун внутрішнього згорянняу суворо певний час. Від характеристик цієї системи залежить потужність, економічність та екологічний клас двигуна автомобіля. Системи упорскування можуть мати різну конструкцію та варіанти виконання, що характеризує їх ефективність та сферу застосування.

Коротка історія появи

Інжекторна система подачі палива почала активно впроваджуватися в 70-х роках, з'явившись реакцією на зростання викидів забруднюючих речовин в атмосферу. Вона була запозичена в авіабудуванні і була екологічно безпечнішою альтернативою карбюраторному двигуну. Останній був оснащений механічною системою подачі палива, коли паливо надходило в камеру згоряння за рахунок різниці тисків.

Перша система упорскування була практично повністю механічною та відрізнялася малою ефективністю. Причиною цього був недостатній рівень технічного прогресу, який міг повністю розкрити її потенціал. Ситуація змінилася наприкінці 90-х з розвитком електронних систем управління роботою двигуна. Електронний блок управління став контролювати кількість палива, що впорскується, в циліндри і відсоткове співвідношення компонентів паливоповітряної суміші.

Види систем упорскування бензинових двигунів

Існує кілька основних видів систем упорскування палива, які відрізняються способом утворення паливоповітряної суміші.

Моновприск, або центральний упорскування

Схема роботи системи моноуприскування

Схема з центральним упорскуванням передбачає наявність однієї форсунки, яка розташована у впускному колекторі. Такі системи упорскування можна знайти лише на старих легкових автомобілях. Вона складається з наступних елементів:

Регулятор тиску - забезпечує постійну величину робочого тиску 0,1 МПа і запобігає появі повітряних пробоку паливній системі.
Форсунка упорскування - здійснює імпульсну подачу бензину у впускний колектор двигуна.
Дросельна заслінка - виконує регулювання об'єму повітря, що подається. Може мати механічний чи електричний привід.
Блок управління - складається з мікропроцесора та блоку пам'яті, який містить еталонні дані характеристики упорскування палива.
Датчики положення колінчастого валу двигуна, положення дросельної заслінки, температури тощо.

Системи упорскування бензину з однією форсункою працюють за такою схемою:

Двигун запущено.
Датчики зчитують і передають інформацію про стан системи блок управління.
Отримані дані порівнюються з еталонною характеристикою, і, на основі цієї інформації, блок управління розраховує момент та тривалість відкриття форсунки.
На електромагнітну котушку направляється сигнал про відкриття форсунки, що призводить до подачі палива у впускний колектор, де змішується з повітрям.
Суміш палива та повітря подається в циліндри.

Розподілене упорскування (MPI)

Система з розподіленим упорскуванням складається з аналогічних елементів, але в такій конструкції передбачені окремі форсунки для кожного циліндра, які можуть відкриватися одночасно попарно або по одній. Змішування повітря та бензину відбувається також у впускному колекторі, але, на відміну від моноуприскування, подача палива здійснюється тільки у впускні тракти відповідних циліндрів.

Схема роботи системи з розподіленим упорскуванням

Управління здійснюється електронікою (KE-Jetronic, L-Jetronic). Це універсальні системи упорскування палива Bosch, що набули широкого поширення.

Принцип дії розподіленого упорскування:

У двигун подається повітря.
За допомогою низки датчиків визначається обсяг повітря, його температура, швидкість обертання колінчастого валу, а також параметри положення дросельної заслінки.
На основі отриманих даних електронний блок управління визначає обсяг палива, оптимальний для кількості повітря, що надійшла.
Подається сигнал і відповідні форсунки відкриваються на необхідний проміжок часу.

Безпосереднє упорскування палива (GDI)

Система передбачає подачу бензину окремими форсунками безпосередньо до камер згоряння кожного циліндра під високим тиском, куди одночасно подається повітря. Ця система упорскування забезпечує найбільш точну концентрацію паливоповітряної суміші, незалежно від режиму роботи двигуна. При цьому суміш згоряє практично повністю, завдяки чому зменшується об'єм шкідливих викидів в атмосферу.

Схема роботи системи безпосереднього упорскування

Така система упорскування має складну конструкцію та сприйнятлива до якості палива, що робить її дорогою у виробництві та експлуатації. Оскільки форсунки працюють у більш агресивних умовах, коректної роботитакої системи необхідне забезпечення високого тиску палива, яке має бути не менше ніж 5 МПа.

Конструктивно система безпосереднього впорскування включає:

Паливний насос високого тиску
Регулятор тиску палива.
Паливна рампа.
Запобіжний клапан (встановлений на паливній рампі для захисту елементів системи від підвищення тиску допустимого рівня).
Датчик високого тиску
Форсунки.

Електронна система упорскування такого типу від компанії Bosch отримала назву MED-Motronic. Принцип її дії залежить від виду сумішоутворення:

Пошарове - реалізується на малих та середніх оборотах двигуна. Повітря подається до камери згоряння на великій швидкості. Паливо впорскується до свічки запалювання і, змішуючись на цьому шляху з повітрям, займається.
Стехіометричне. При натисканні на педаль газу відбувається відкриття дросельної заслінки і здійснюється упорскування палива одночасно з подачею повітря, після чого суміш спалахує і повністю згоряє.
Гомогенне. У циліндрах провокується інтенсивний рух повітря, при цьому на такті впуску відбувається упорскування бензину.

Безпосереднє уприскування палива в бензиновому двигуні - найбільш перспективний напрямок в еволюції систем упорскування. Вперше він був реалізований у 1996 році на легкових автомобілях Mitsubishi Galant, і сьогодні його встановлюють на свої автомобілі більшість найбільших автовиробників.

Перші системи упорскування були механічними (рис. 2.61), а не електронними, і деякі з них (наприклад, високоефективна система BOSCH) були надзвичайно дотепними та добре працювали. Вперше система механічного впорскування палива була розроблена на компанією Daimler Benz, а перший серійний автомобільз уприскуванням бензину було випущено ще 1954 р. Основними перевагами системи упорскування порівняно з карбюраторними системами є такі:

Відсутність додаткового опору потоку повітря на впуску, що має місце в карбюраторі, що забезпечує підвищення наповнення циліндрів і літрової потужності двигуна;

Точніший розподіл палива за окремими циліндрами;

Значно вищий ступінь оптимізації складу паливної суміші на всіх режимах роботи двигуна з урахуванням його стану, що призводить до поліпшення паливної економічності та зниження токсичності відпрацьованих газів.

Хоча зрештою виявилося, що краще для цієї мети використовувати електроніку, яка дає можливість зробити систему компактнішою, надійнішою та більш адаптованою до вимог. різних двигунів. Деякі з перших систем електронного упорскуванняявляли собою карбюратор, з якого видаляли всі «пасивні» паливні системи та встановлювали одну чи дві форсунки. Такі системи отримали назву «центральне (одноточкове) упорскування» (рис. 2.62 і 2.64).

Мал. 2.62. Агрегат центрального (одноточкового) упорскування

Мал. 2.64. Схема системи центрального упорскування палива: 1 – подача палива;

Мал. 2.63. Електронний блок керування 2 - надходження повітря; 3 - дросельна чотирициліндровим двигуном заслінка; 4 - впускний трубопровід; Valvetronic BMW 5 – форсунка; 6 - двигун

В даний час найбільшого поширення набули системи розподіленого (багатоточкового) електронного упорскування. На вивченні цих систем живлення необхідно зупинитися докладніше.

СИСТЕМА ЖИВЛЕННЯ З ЕЛЕКТРОННИМ РОЗПОДІЛЕНИМ ПРИСКИ БЕНЗИНУ (ТИПУ MOTRONIC)

У системі центрального впорскування подача суміші і її розподіл по циліндрах здійснюються всередині впускного колектора (рис. 2.64).

Найбільш сучасна система розподіленого упорскування палива відрізняється тим, що в впускному трактікожного циліндра встановлюється окрема форсунка, яка в певний момент впорскує дозовану порцію бензину на впускний клапан відповідного циліндра. Бензин, що надійшов

в циліндр випаровується і перемішується з повітрям, утворюючи горючу суміш. Двигуни з такими системами живлення мають кращу паливну економічність і знижений вміст шкідливих речовину відпрацьованих газах у порівнянні з кар бюраторними двигунами.

Роботою форсунок управляє електронний блок управління (ЕБУ) (рис. 2.63), що є спеціальним комп'ютером, який отримує і обробляє електричні сигнали від системи датчиків, порівнює їх показання зі значеннями,

що зберігаються в пам'яті комп'ютера, і видає керуючі електричні сигнали на електромагнітні клапани форсунок та інші виконавчі пристрої. Крім того, ЕБУ постійно проводить діагностику

Мал. 2.65. Схема системи розподіленого упорскування палива Motronic: 1 - подача палива; 2 – надходження повітря; 3 - дросельна заслінка; 4 - впускний трубопровод; 5 – форсунки; 6 - двигун

Системи впорскування палива і при виникненні неполадок у роботі попереджає водія за допомогою контрольної лампи, встановлена в щитку приладів. Серйозні неполадки записуються в пам'яті блоку управління і можуть бути зчитані під час проведення діагностики.

Система живлення з розподіленим упорскуванням має такі складові частини:

Система подачі та очищення палива;

Система подачі та очищення повітря;

Система уловлювання та спалювання парів бензину;

Електронна частина із набором датчиків;

Система випуску та допалювання відпрацьованих газів.

Система подачі паливаскладається з топ зливного бака, електричного бензонасоса, паливного фільтра, трубопроводів та топ зливної рампи, на якій встановлені форсунки та регулятор тиску палива.

Мал. 2.66. Занурювальний електричний паливний насос; а - паливозабірник з насосом; б - зовнішній вигляд насоса та насосна секція роторного типу паливного насоса з електричним приводом; в - шестерна; г – роликова; д – пластинчаста; е – схема роботи насосної секції роторного типу: 1 – корпус; 2 – зона всмоктування; 3 – ротор; 4 – зона нагнітання; 5 - напрямок обертання

Мал. 2.67. Паливна рампа п'ятициліндрового двигуна з встановленими на ній форсунками, регулятором тиску та штуцером для контролю тиску

Електробензонасос(зазвичай роликовий) може встановлюватись як усередині бензобака (рис. 2.66), так і зовні. Бензонасос вмикається за допомогою електромагнітного реле. Бен зин засмоктується насосом з бака і одночасно омиває та охолоджує електродвигун насоса. На виході з насоса є зворотний клапан, який не дозволяє паливу витікати з напірної магістралі при вимкненому бензонасосі. Для обмеження тиску служить запобіжний клапан.

Паливо, що надходить від бензонасоса, під тиском не менше 280 кПа проходить через паливний фільтр тонкого очищення і надходить до паливної рампи. Фільтр має металевий корпус, заповнений паперовим елементом, що фільтрує.

Рампа(рис.2.67) являє собою порожню конструкцію, до якої кріпляться форсунки та регулятор тиску. Рампа кріпиться болтами до впускного трубопроводу двигуна. На рампі також встановлюється штуцер, який служить контролю тиску палива. Штуцер закритий різьбовою пробкою для запобігання забрудненню.

Форсунка(рис. 2.68) має металевий корпус, усередині якого розташований електромагнітний клапан, що складається з електричної обмотки, сталевого серцевика, пружини та запірної голки. У верхній частині форсунки розташований невеликий сітчастий фільтр, що оберігає розпилювач форсунки (має дуже маленькі отвори) від забруднення. Гумові кільця забезпечують необхідне ущільнення між рампою, форсункою та посадковим місцему впускному трубопроводі. Фіксація форсунки

на рампі здійснюється за допомогою спеціального затиску. На корпусі форсунки є електричні контакти для під-

Мал. 2.68. Електромагнітні форсунки бензинового двигуна: ліворуч - GM, праворуч - Bosch

Мал. 2.69. Регулятор тиску палива: 1 – корпус; 2 – кришка; 3 – патрубок для вакуумного шланга; 4 – мембрана; 5 - кла пан; А – паливна порожнина; Б - вакуумна порожнина

Мал. 2.70. Пластмасовий впускний трубопровід з ресивером та дросельним патрубком

вимкнення електричного роз'єму. Регулювання кількості палива, що упорскується форсункою, здійснюється зміною довжини електричного імпульсу, що подається на контакти форсунки.

Регулятор тискупалива (рис. 2.69) служить для зміни тиску в рампі, залежно від розрідження у впускному трубопроводі. У сталевому корпусі регулятора розташований пружний голчастий клапан, з'єднаний з діафрагмою. На діафрагму, з одного боку, впливає тиск палива в рампі, а з іншого - розрідження у впускному трубопроводі. При збільшенні розрідження під час прикриття дросельної заслінки клапан відкривається, надлишки палива зливаються по зливному трубопроводу назад в бак, а тиск в рампі зменшується.

Останнім часом з'явилися системи упорскування, в яких відсутній регулятор тиску палива. Наприклад, на рампі двигуна V8 автомобіля New Range Rover немає регулятора тиску, і склад горючої суміші забезпечується лише роботою форсунок, які отримують сигнали від електронного блоку.

Система подачі та очищення повітряскладається з повітряного фільтра зі змінним фільтруючим елементом, дросельного патрубка з заслінкою і регулятором холостого ходу, реси вера і випускного трубопроводу (рис. 2.70).

Ресіверповинен мати досить великий об'єм, для того щоб згладжувалися пульсації повітря, що надходить в циліндри двигуна.

Дросельний патрубокзакріплений на ресивері і служить для зміни кількості повітря, що надходить у циліндри двигуна. Зміна кількості повітря здійснюється за допомогою дросельної заслінки, що повертається в корпусі за допомогою тросового приводу від педалі «газу». На дросельному патрубку встановлено датчик положення дросельної заслінки та регулятор холостого ходу. У дросельному патрубку є отвори для забору розрідження, яке використовується системою уловлювання парів бензину.

Останнім часом конструктори систем упорскування починають застосовувати електропривод управління, коли між педаллю «газу» та дросельною заслінкою немає механічного зв'язку (рис. 2.71). У таких конструкціях на педалі "газу" встановлюються датчики її положення, а дросельна заслінка повертається кроковим електродвигуном з редуктором. Електродвигун повертає заслінку за сигналами комп'ютера, що управляє роботою двигуна. У таких конструкціях не тільки забезпечується чітке виконання команд водія, але й є можливість впливати на роботу двигуна, виправляючи помилки водія, дією електронних систем підтримки стійкості автомобіля та інших сучасних електронних систем забезпечення безпеки.

Мал. 2.71. Дросельна заслінка з електро-Мал. 2.72. Індуктивні датчики позитивним приводом забезпечує вивоз колінчастого і розподільчого керування двигуном по провалів.

Водам

Датчик положення дросельної заслінкиє потенціометром, повзунок якого з'єднаний з віссю дросельної заслінки. При повороті дроселя змінюється електричний опір датчика та напруга його живлення, що є вихідним сигналом для ЕБУ. У системах електроприводу керування дросельною заслінкою використовується не менше двох датчиків, щоб комп'ютер міг визначати напрямки переміщення заслінки.

Регулятор холостого ходуслужить для регулювання обертів колінчастого валу двигуна на холостому ходу шляхом зміни кількості повітря, що проходить в обхід закритої дросельної заслінки. Регулятор складається з крокового електродвигуна, керованого ЕБУ, та конусного клапана. У сучасних системах, які мають більше потужні комп'ютерикерування роботою двигуна, обходяться без регуляторів холостого ходу. Комп'ютер, аналізуючи сигнали від багатьох чисельних датчиків, керує тривалістю імпульсів електричного струму, що надходять до форсунок, і роботою двигуна на всіх режимах, у тому числі і на холостому ходу.

між повітряним фільтромта патрубком впускного трубопроводу встановлюється датчик масової витрати палива.Датчик змінює частоту електричного сигналу, що надходить до ЕБУ, залежно від кількості повітря, що проходить через патрубок. Від цього датчика надходить до ЕБУ і електричний сигнал, що відповідає температурі повітря, що надходить. У перших системах електронного упорскування використовувалися датчики, що оцінюють обсяг повітря, що надходить. У впускному патрубку встановлювалася заслінка, яка відхилялася на різну величинув залежності від напору повітря, що надходить. З заслінкою був пов'язаний потенціометр, який змінював опір залежно від величини повороту заслінки. Сучасні датчики масової витрати повітря працюють, використовуючи принцип зміни електричного опору нагрітого дроту або струмопровідної плівки при охолодженні потоком повітря, що надходить. Керуючий комп'ютер, який отримує також сигнали від датчика температури повітря, що надходить, може визначити масу повітря, що надійшло в двигун.

Для коректного управління роботою системи розподіленого упорскування електронному блоку потрібні сигнали та інших датчиків. До останніх відносяться: датчик температури охолоджувальної рідини, датчик положення і частоти обертання колінчастого валу, датчик швидкості автомобіля, датчик детонації, датчик концентрації кисню (встановлюється в приймальній трубі системи випуску відпрацьованих газів у варіанті системи упорскування зі зворотним зв'язком).

Як температурні датчики в даний час в основному використовуються напівпровідники, що змінюють електричний опір при зміні температури. Датчики положення та швидкості обертання колінчастого валу зазвичай виконуються індуктивного типу (рис. 2.72). Вони видають імпульси електричного струмупри обертанні маховика з мітками на ньому.

Мал. 2.73. Схема роботи адсорбера: 1 - повітря, що всмоктується; 2 - дросельна заслінка; 3 - впускний колектор двигуна; 4 - клапан продування судини з активованим вугіллям; 5 – сигнал від ECU; 6 - посудина з активованим вугіллям; 7 - навколишнє повітря; 8 - топ зливні пари в паливному баку

Система живлення з розподіленим упорскуванням може бути послідовною або паралельною. У паралельній системі упорскування, залежно від кількості циліндрів двигуна, одночасно спрацьовують кілька форсунок. У системі з послідовним упорскуванням у потрібний момент часу спрацьовує лише одна, конкретна форсунка. У другому випадку ЕБУ має отримувати інформацію про момент знаходження кожного поршня поблизу ВМТ у такті впуску. Для цього потрібно не тільки датчик положення колінчастого валу, а й датчик положення розподільчого валу. На сучасних автомобілях, як правило, встановлюються двигуни з послідовним упорскуванням.

Для уловлювання парів бензину,який випаровується з паливного бака, у всіх системах упорскування використовуються спеціальні адсорбери з активованим вугіллям (рис. 2.73). Активоване вугілля, що знаходиться у спеціальній ємності, з'єднаній трубопроводом з паливним бакомдобре поглинає пари бензину. Для видалення бензину з адсорбера останній продувається повітрям і з'єднується з впускним трубопроводом двигуна.

щоб робота двигуна при цьому не порушувалася, продування проводиться тільки на певних режимах роботи двигуна, за допомогою спеціальних клапанів, які відкриваються і закриваються за командою ЕБУ.

У системах упорскування зі зворотним зв'язком використовуються датчики концентрації киснюу відпрацьованих газах, які встановлюються у випускній системі з каталітичним нейтралізатором відпрацьованих газів.

Каталітичний нейтралізатор(Рис. 2.74;

Мал. 2.74. Двошаровий трикомпонентний каталітичний нейтралізатор відпрацьованих газів: 1 - датчик концентрації кисню для замкнутого контуру керування; 2 - монолітний блок-носій; 3 - монтажний елемент у вигляді дротяної сітки; 4 - двооболонкова теплоізоляція нейтралізатора

2.75) встановлюється у випускній системі для зменшення вмісту шкідливих речовин у відпрацьованих газах. Нейтралізатор містить один відновний (родій) і два окислювальні (платина і пал ладій) каталізатора. Окислювальні каталізатори сприяють окисленню незгорілих вуглеводнів (СН) у водяну пару,

Мал. 2.75. Зовнішній вигляднейтралізатора

а окису вуглецю (СО) у вуглекислий газ. Відновний каталізатор відновлює шкідливі оксиди азоту NOx в нешкідливий азот. Оскільки ці нейтралізатори знижують у відпрацьованих газах вміст трьох шкідливих речовин, вони називаються трикомпонентними.

Робота автомобільного двигуна на етильованому бензині призводить до виходу з експлуатації дорогого каталітичного нейтралізатора. Тому в більшості країн використання етилованого бензину заборонено.

Трикомпонентний каталітичний нейтралізатор працює найбільш ефективно, якщо в двигун подається суміш стехіометричного складу, тобто при співвідношенні повітря і палива як 14,7:1 або коефіцієнт надлишку повітря, що дорівнює одиниці. Якщо повітря в суміші занадто мало (тобто мало кисню), тоді СН і ЗІ не повністю окисляться (згорять) до безпечного побічного продукту. Якщо повітря дуже багато, то не може бути забезпечене розкладання N0X на кисень і азот. Тому з'явилося нове покоління двигунів, у яких склад суміші регулювався постійно для отримання точної відповідності коефіцієнта надлишку повітря сс=1 за допомогою датчика концентрації кисню (лямбда-зонда) (рис. 2.77), що вбудовується в випускну систему.

Мал. 2.76. Залежність ефективності дії нейтралізатора від коефіцієнта надлишку повітря

Мал. 2.77. Пристрій датчика концентрації кисню: 1 - кільце ущільнювача; 2 - металевий корпус з різьбленням та шестигранником «під ключ»; 3 - керамічний ізолятор; 4 - дроти; 5 - ущільнювальна манжета проводів; 6 - струмопідвідний контакт проводу живлення нагрівача; 7 - зовнішній захисний екранз отвором для атмосферного повітря; 8 - струм знімач електричного сигналу; 9 - електричний нагрівач; 10 – керамічний наконечник; 11 - захисний екран з отвором для відпрацьованих газів

Цей датчик визначає кількість кисню у відпрацьованих газах, а його електричний сигнал використовує ЕБУ, який відповідно змінює кількість палива, що впорскується. Принцип дії датчика полягає в здатності пропускати через себе іони кисню. Якщо вміст кисню на активних поверхнях датчика (одна з якої контактує з атмосферою, а інша з відпрацьованими газами) значно відрізняється, відбувається різка зміна напруги на висновках датчика. Іноді встановлюють два датчики концентрації кисню: один - до нейтралізатора, а інший - після.

Для того, щоб каталізатор та датчик концентрації кисню могли ефективно працювати, вони повинні бути прогріті до певної температури. Мінімальна температура, за якої затримується 90 % шкідливих речовин, становить близько 300 «С. Необхідно також уникати перегріву нейтралізатора, оскільки це може призвести до пошкодження наповнювача та частково блокувати прохід для газів. Якщо двигун починає працювати з перебою, то паливо, що не згоріло, догоряє в каталізаторі, різко збільшуючи його температуру. Іноді може бути достатньо декількох хвилин роботи двигуна з перебоями, щоб повністю пошкодити нейтралізатор. Ось чому електронні системи сучасних двигунів повинні виявляти пропуски в роботі та запобігати їх, а також попереджати водія про серйозність цієї проблеми. Іноді для прискорення прогріву каталітичного нейтралізатора після пуску холодного двигуна застосовують електричні нагрівачі. Датчики концентрації кисню, що застосовуються в даний час, практично всі мають нагрівальні елементи. У сучасних двигунах з метою обмеження викидів шкідливих речовин в атмосфері

ру під час прогрівання двигуна, попередні каталітичні найтралізатори встановлюють максимально близько до випускного колектора (рис. 2.78), щоб забезпечити швидкий прогрів нейтралізатора до робочої температури. Кисневі датчики встановлені до та після нейтралізатора.

Для покращення екологічних показників роботи двигуна необхідно не тільки вдосконалювати нейтралізатори відпрацьованих газів, але й покращувати процеси, що протікають у двигуні. Вміст вуглеводнів стало можливим знизити за рахунок зменшення

«щілинних об'ємів», таких як зазор між поршнем і стінкою циліндра над верхнім компресійним кільцем і порожнин навколо сідел клапанів.

Ретельне дослідження потоків горючої суміші всередині циліндра за допомогою комп'ютерної техніки дало можливість забезпечити повніше згоряння і низький рівеньСО. Рівень NOx був зменшений за допомогою системи рециркуляції відпрацьованих газів шляхом забору частини газу з випускної системи та подачі його в потік повітря на впуску. Ці заходи та швидкий, точний контроль за роботою двигуна на перехідних режимах можуть звести шкідливі викиди до мінімуму ще до каталізатора. Для прискорення прогріву каталітичного нейтралізатора і виходу його на робочий режим використовується також спосіб вторинної подачі повітря у випускний колектор за допомогою спеціального електроприводного насоса.

Іншим ефективним і поширеним способом нейтралізації шкідливих продуктів у газах, що відпрацювали, є полум'яне допалювання, яке засноване на здатності горючих складових відпрацьованих газів (СО, СН, альдегіди) окислюватися при високих температурах. Відпрацьовані гази надходять у камеру дожигателя, що має ежектор, через який надходить нагріте повітря з теплообмінника. Горіння відбувається у камері,

Мал. 2.78. Випускний колектор двигунаа для займання служить запальна

з попереднім нейтралізаторомсвічка.

НЕПЕРЕДЕЛЬНИЙ ВПРИСК БЕНЗИНУ

Перші системи упорскування бензину безпосередньо в циліндри двигуна з'явилися ще першій половині XX в. і використовувалися на авіаційних двигунах. Спроби застосування безпосереднього упорскування в бензинових двигунах автомобілів були припинені в 40-і роки XIX ст., тому що такі двигуни виходили дорогими, неекономічними і сильно димили на режимах великої потужності. Упорскування бензину безпосередньо в циліндри пов'язане з певними труднощами. Форсунки для безпосереднього упорскування бензину працюють у більш складних умовахніж ті, що встановлені у впускному трубопроводі. Головка блоку, в яку повинні встановлюватися такі форсунки, виходить більш складною та дорогою. Час, що відводиться на процес сумішоутворення при безпосередньому впорскуванні, істотно зменшується, а значить, для хорошого сумішоутворення необхідно подавати бензин під великим тиском.

З усіма цими труднощами вдалося впоратися фахівцям компанії Mitsubishi, яка вперше застосувала систему безпосереднього упорскування бензину на автомобільних двигунах. Перший серійний автомобіль Mitsubishi Galant з двигуном 1,8 GDI (Gasoline Direct Injection - безпосереднє упорскування бензину) з'явився 1996 р. (рис. 2.81). Зараз двигуни з безпосереднім упорскуванням бензину випускають Peugeot-Citroen, Renault, Toyota, DaimlerChrysler та інші виробники (рис. 2.79; 2.80; 2.84).

Переваги системи безпосереднього впорскування полягають здебільшого у збільшенні паливної економічності, а також деякого підвищення потужності. Перше пояснюється здатністю двигуна із системою безпосереднього упорскування працювати

Мал. 2.79. Схема двигуна Volkswagen FSI з безпосереднім упорскуванням бензину

Мал. 2.80. У 2000 р. компанія PSA Peugeot-Citroen представила свій дволітровий чотирициліндровий двигун HPI з безпосереднім упорскуванням бензину, який міг працювати на бідних сумішах.

на дуже бідних сумішах. Підвищення потужності обумовлено в основному тим, що організація процесу подачі палива в циліндри двигуна дозволяє підвищити ступінь стиснення до 12,5 (у звичайних двигунах, що працюють на бензині, рідко вдається встановити ступінь стиснення понад 10 через настання детонації).

У двигуні GDI паливнийнасос забезпечує тиск 5 МПа. Електромагнітна форсунка, встановлена в головці блоку циліндрів, впорскує бензин безпосередньо в циліндр двигуна і може працювати у двох режимах. Залежно від електричного сигналу, що подається, вона може впорскувати паливо або потужним конічним факелом, або компактним струменем (рис. 2.82). Днище поршня має спеціальну форму у вигляді сферичного виїмки (рис. 2.83). Така форма дозволяє закрутити повітря, що надходить, спрямувати впорскуване топлі до свічки запалювання, встановленої по центру камери згоряння. Впускний трубопровід розташований не збоку, а вертикаль.

Мал. 2.81. Двигун Mitsubishi GDI - перший серійний двигун із системою безпосереднього впорскування бензину

але згори. Він не має різких вигинів, і тому повітря надходить з високою швидкістю.

Мал. 2.82. Форсунка двигуна GDI може працювати у двох режимах, забезпечуючи потужний (а) або компактний (б) факел розпорошеного бензину.

У роботі двигуна із системою безпосереднього впорскування можна виділити три різні режими:

1) режим роботи на надбідних сумішах;

2) режим роботи на стехіометричній суміші;

3) режим різких прискорень із малих оборотів;

Перший режимвикористовується в тому випадку, коли автомобіль рухається без різких прискорень зі швидкістю близько 100-120 км/год. У цьому режимі використовується дуже бідна горюча сумішз коефіцієнтом надлишку повітря понад 2,7. У звичайних умовах така суміш не може спалахнути від іскри, тому форсунка впорскує паливо ком пактним факелом в кінці такту стиснення (як у дизелі). Сферична виїмка в поршні направляє струмінь палива до електродів свічки запалювання, де висока концентрація парів бензину забезпечує можливість займання суміші.

Другий режимвикористовується при русі автомобіля з високою швидкістюта при різких прискореннях, коли необхідно отримати високу потужність. Такий режим руху вимагає стехіометричного складу суміші. Суміш такого складу легко займається, але у двигуна GDI підвищений ступінь.

стиснення, і для того щоб не наступала детонація, форсунка впорскує паливо потужним смолоскипом. Дрібно розпорошене то пливо заповнює циліндр і, випаровуючись, охолоджує поверхні циліндра, знижуючи ймовірність появи детонації.

Третій режимнеобхідний для отримання великого моменту, що крутить, при різкому натисканні педалі «газу», коли двигун ра

ботає на малих обертах. Цей режим роботи двигуна відрізняється тим, що протягом одного циклу форсунка спрацьовує двічі. Під час такту впуску в циліндр для

Мал. 2.83. Поршень двигуна з безпосереднім упорскуванням бензину має спеціальну форму (процес згоряння над поршнем)

4. Замовлення №1031. 97

Мал. 2.84. Конструктивні особливостідвигуна з безпосереднім упорскуванням бензину Audi 2.0 FSI

його охолодження потужним факелом впорскується надбідна суміш (а=4,1). Наприкінці такту стиснення форсунка ще раз упорскує паливо, але компактним смолоскипом. При цьому суміш у циліндрі збагачується і детонація не настає.

У порівнянні зі звичайним двигуном із системою живлення з розподіленим упорскуванням бензину, двигун із системою GDI приблизно на 10 % економічніший і викидає в атмосферу на 20 % менше вуглекислого газу. Підвищення потужності двигуна сягає 10 %. Однак, як показала експлуатація автомобілів з двигунами такого типу, вони дуже чутливі до вмісту сірки в бензині.

Оригінальний процес безпосереднього упорскування бензину розробила компанія Orbital. У цьому процесі циліндри двигуна впорскується бензин, заздалегідь змішаний з повітрям за допомогою спеціальної форсунки. Форсунка компанії Orbital складається з двох жиклерів, паливного та повітряного.

Мал. 2.85. Робота форсунки Orbital

Повітря до повітряних жиклерів надходить у стислому вигляді від спеціального компресора при тиску 0,65 МПа. Тиск палива становить 0,8 МПа. Спочатку спрацьовує топ зливний жиклер, а потім у потрібний момент і повітряний, тому в циліндр, потужним факелом упорскується паливно-повітряна сумішу вигляді аерозолю (рис. 2.85).

Форсунка, встановлена в головці циліндра поруч зі свічкою запалювання, впорскує паливно-повітряний струмінь безпосередньо на електроди свічки запалювання, що забезпечує її гарне запалення.

Однією з найважливіших робочих систем практично будь-якого автомобіля є система упорскування палива, адже саме завдяки їй визначається обсяг палива необхідний двигунуу конкретний час. Сьогодні ми розглянемо принцип дії даної системи на прикладі деяких її видів, а також ознайомимося з існуючими датчиками та виконавчими механізмами.

1. Особливості роботи системи упорскування палива

На двигунах, що випускаються сьогодні, вже давно не застосовується карбюраторна система, яка виявилася повністю витісненою більш новою та вдосконаленою системою упорскування палива. Упорскуванням палива прийнято називати систему дозованої подачі паливної рідини в циліндри двигуна транспортного засобу. Вона може встановлюватися як на бензинових, так і дизельних двигунахПроте, зрозуміло, що конструкція та принцип роботи будуть різні. При використанні на бензинових двигунах, уприскуванні, з'являється однорідна паливоповітряна сумішяка примусово займається під впливом іскри свічки запалювання.

Що стосується дизельного типудвигуна, то тут упорскування палива здійснюється під дуже високим тиском, при чому необхідна порція палива змішується з гарячим повітрям і практично відразу запалюється.Величина порції палива, що впорскується, а заодно і загальна потужністьдвигуна, визначається тиском упорскування. Отже, чим більший тиск, тим вищою стає потужність силового агрегату.

На сьогоднішній день існує досить вагома кількість видової різноманітності цієї системи, а до основних видів відносять: систему з безпосереднім упорскуванням, з моно упорскуванням, механічну та розподілену систему.

Принцип роботи системи прямого (безпосереднього) упорскування палива полягає в тому, що паливна рідина за допомогою форсунок подається прямо в циліндри двигуна (наприклад, як у дизельного мотора).Вперше така схема використовувалася у військовій авіації часів Другої Світової та на деяких автомобілях післявоєнного періоду (першим був Goliath GP700). Проте, система прямого упорскування того часу, не змогла завоювати належної популярності, причиною чого стали дорогі паливні насоси високого тиску і оригінальна головка блоку циліндрів.

У результаті інженерам так і не вдалося домогтися від системи робочої точності та надійності. Лише на початку 90-х років ХХ століття, через жорсткість екологічних норм, інтерес до безпосереднього упорскування знову почав зростати. Серед перших компаній, що запустили виробництво таких двигунів, були Mitsubishi, Mercedes-Benz, Peugeot-Citroen, Volkswagen, BMW.

Загалом, пряме упорскування можна було б назвати піком еволюції систем живлення, якби не одне але. .

Одноточковий упорскування (ще називають «моновприском» або «центральним уприскуванням») - являє собою систему, яка в 80-х роках ХХ століття почала застосовуватися як альтернатива карбюратору, тим більше що принципи їх роботи дуже схожі: потоки повітря змішуються з паливною рідиною в Впускний колектор, ось тільки на зміну складному і чутливому до налаштувань карбюратору, прийшла форсунка. Звичайно, на початковій стадії розвитку системи ніякої електроніки взагалі не було, а подачею бензину керували механічні пристрої. Однак, незважаючи на деякі недоліки, використання впорскування все одно забезпечувало двигуну куди більш високі показники потужності та значно більшу економіку палива.

А все завдяки тій форсунці, яка дозволила набагато точніше дозувати паливну рідину, розпорошуючи її на дрібні частинки. В результаті суміші з повітрям, виходила однорідна суміш, а за зміни умов руху автомобіля та режиму роботи мотора, практично миттєво змінювався та її склад. Щоправда, без мінусів також не обійшлося. Наприклад, оскільки, як правило, форсунка встановлювалася в корпус колишнього карбюратора, а громіздкі датчики ускладнювали «дихання двигуна», що надходить у циліндр потік повітря зустрічав серйозний опір. З теоретичного боку, такий недолік міг бути легко усунений, але з наявним поганим розподілом паливної суміші, Ніхто і нічого тоді зробити не зміг. Напевно, тому і в наш час, однокрапковий упорскуваннятак рідко трапляється.

Механічна система упорскування з'явилася ще наприкінці 30-х років ХХ століття, коли почала використовуватись у системах паливного живлення літаків.Вона була представлена у вигляді системи упорскування бензину дизельного походження, використовуючи для цього паливні насоси високого тиску та закриті форсунки кожного окремого циліндра. Коли ж їх спробували встановити на автомобіль, виявилося, що вони не витримують конкуренцію карбюраторних механізмів, а виною тому суттєва складність і висока вартість конструкції.

Вперше, система упорскування низького тиску була встановлена на автомобілі компанії MERSEDES в 1949 році експлуатаційним характеристикамвідразу ж перевершила паливну систему карбюраторного типу.Цей факт дав поштовх подальшим розробкам ідеї упорскування бензину для автомобілів, обладнаних двигуном внутрішнього згоряння. З погляду цінової політики та надійності в експлуатації, найбільш вдалої в цьому плані, вийшла механічна система"K-Jetronic" компанії Bosch. Її серійне виробництвобуло налагоджено ще в 1951 році і вона, практично відразу, набула широкого поширення майже на всіх марках європейських автомобільних виробників.

Багатоточковий (розподілений) варіант системи упорскування палива відрізняється від попередніх наявністю індивідуальної форсунки, яка встановлювалася у впускному патрубку кожного окремого циліндра. Її завдання – подавати паливо безпосередньо на впускний клапан, що означає приготування паливної суміші перед подачею в камеру згоряння. Природно, що в таких умовах вона матиме однорідний склад і приблизно однакова якістьу кожному із циліндрів. Як результат значно підвищується потужність мотора, його паливна економічність, а також знижується рівень токсичності вихлопних газів.

На шляху розвитку системи розподіленого упорскування палива іноді зустрічалися певні складнощі, проте вона все одно продовжувала вдосконалюватися. На початковому етапі, вона також, як попередній варіант, керувалася механічним шляхом, проте, стрімкий розвиток електроніки, не тільки зробило її ефективнішою, а й дало шанс скоординувати дії з іншими компонентами конструкції двигуна. Ось і вийшло, що сучасний двигун здатний просигналізувати водієві про несправність, у разі потреби самостійно переключиться на аварійний робочий режим або заручившись підтримкою систем безпеки, виправити окремі помилки в управлінні. Але все це система виконує за допомогою певних датчиків, які мають фіксувати найменші зміни у діяльності тій чи іншій її частини. Розглянемо основні їх.

2. Датчики системи упорскування палива

Датчики системи упорскування палива призначені для фіксації та передачі інформації від виконавчих пристроїв до блоку управління роботою двигуна та назад. До них відносять такі пристрої:

Його чутливий елемент розміщений у потоці вихлопних (відпрацьованих) газів, а коли робоча температура досягає значення 360 градусів за Цельсієм, датчик починає виробляти власну ЕРС, яка прямо пропорційна кількості кисню у відпрацьованих газах. З практичної точки зору, коли петля зворотного зв'язку замкнута, сигнал датчика кисню являє собою напругу, що швидко змінюється, що знаходиться між 50 і 900 мілівольтами. Можливість зміни напруги викликана постійною зміною складу суміші поруч із точкою стехіометрії, а сам датчик не пристосований для генерації змінної напруги.

Залежно від подачі живлення виділяють два види датчиків: з імпульсним та постійним харчуванням нагрівального елемента. При імпульсному варіанті підігрів датчика кисню здійснює електронний блок управління. Якщо ж його не прогріти, то він матиме високий внутрішній опір, що не дозволить виробляти власну ЕРС, а значить блок управління «бачитиме» лише зазначену стабільну опорну напругу.У ході прогріву датчика відбувається зменшення його внутрішнього опору і починається процес генерації власної напруги, що відразу стає відомим ЕБУ. Для блоку управління це є сигналом готовності до застосування з метою регулювання складу суміші.

Використовується для отримання оцінки кількості повітря, що надходить у двигун машини. Він – частина електронної системикерування роботою двигуна. Цей пристрій може застосовуватись разом з деякими іншими датчиками, такими як датчик температури повітря та датчик атмосферного тиску, які виконують коригування його показань.

До складу датчика витрати повітря входять дві платинові нитки, що нагріваються електрострумом. Одна нитка пропускає через себе повітря (охолоджуючись у такий спосіб), а друга є контрольним елементом. За допомогою першої платинової нитки, обчислюється кількість повітря, що потрапив у двигун.

Грунтуючись на інформації одержуваної від датчика витрати повітря, ЕБУ розраховує необхідний обсяг палива, необхідний підтримки стехіометричного співвідношення повітря і палива в заданих робочих режимах двигуна.Крім того, електронний блок використовує отриману інформацію визначення режимної точки мотора. На сьогоднішній день існує кілька різних видів датчиків, які відповідають за масова витратаповітря: наприклад, ультразвукові, флюгерні (механічні), термоанемометричні та ін.

Датчик температури рідини, що охолоджує (ДТОЖ).Має вигляд термістора, тобто резистора, в якому електричний опір може змінюватися в залежності від температурних показників. Термістор розташовується всередині датчика та виражає негативний коефіцієнт опору температурних показників (з нагріванням сила опору зменшується).

Відповідно, при високій температуріохолоджуючої рідини – спостерігається низький опір датчика (приблизно 70 Ом при 130 градусів за Цельсієм), а при низькій – високий (приблизно 100800 Ом за -40 градусів за Цельсієм).Як і більшість інших датчиків, цей пристрійне гарантує точні результати, а значить говорити про залежність опору температурного датчика рідини, що охолоджує, від температурних показників можна тільки приблизно. Загалом, хоч описаний пристрій і практично не ламається, але іноді серйозно «помиляється».

. Монтується на дросельний патрубок і зв'язується з віссю заслінки. Він представлений у вигляді потенціометра, що має три кінці: на один подається плюсове харчування (5В), а інший поєднується з масою. Третій висновок (від повзунка) передає вихідний сигнал контролеру. Коли при натисканні педалі дросельна заслінка повертається, вихідна напруга датчика змінюється. Якщо дросельна заслінка перебуває у закритому стані, то, відповідно, вона нижче 0,7 В, а коли заслінка починає відкриватися – напруга зростає і в повністю відкритому положенні має бути більше 4 В. Стежаючи за вихідною напругою датчика, контролер, залежно від кута відкриття дросельної заслінки, здійснює корекцію подачі палива.

Враховуючи, що контролер сам визначає мінімальну напругу пристрою та приймає його за нульове значення, даний механізмне потребує регулювання. На думку деяких автолюбителів, датчик положення дроселя (якщо він вітчизняного виробництва) – це найненадійніший елемент системи, що вимагає періодичної заміни (часто вже через 20 кілометрів пробігу). Все б нічого, але й заміну зробити не так просто, особливо не маючи при собі якісного інструменту. Вся справа у кріпленні: нижній гвинт навряд чи вдасться відкрутити звичайною викруткою, а якщо й вийде, зробити це досить важко.

Крім того, при закручуванні на заводі, гвинти «саджають» на герметик, який так із «припечатує», що при відкручуванні часто зривається капелюшок. У такому разі, рекомендується повністю зняти весь дросельний вузол, А в гіршому випадку - доведеться його виколупувати насильно, але тільки якщо Ви повністю впевнені в його неробочому стані.

. Служить для передачі контролеру сигналу про частоту обертання та положення коленвала. Такий сигнал є серією повторюваних електроімпульсів напруги, які генеруються датчиком під час обертання колінчастого валу. Грунтуючись на отриманих даних, контролер може здійснювати управління форсунками та системою запалювання. Датчик положення колінвалу встановлюється на кришці масляного насосу, на відстані одного міліметра (+0,4мм) від шківа колінчастого валу (має 58 зубців, розташованих по колу).

Щоб забезпечити можливість генерації «імпульсу синхронізації», два зуби шківа відсутні, тобто фактично їх 56. Коли обертається, зубці диска змінюють магнітне поле датчика, створюючи тим самим, імпульсну напругу. Виходячи з характеру імпульсного сигналу, що надходить від датчика, контролер може визначити положення та частоту обертання коленвала, що дозволяє розрахувати момент спрацьовування модуля запалювання та форсунок.

Датчик положення колінчастого валу є найголовнішим з усіх наведених тут і у разі появи несправності механізму двигун автомобіля працювати не буде. Датчик швидкості.Принцип діяльності цього пристрою ґрунтується на ефекті Холла. Суть його полягає в передачі контролеру імпульсів напруги, з частотою прямо пропорційної швидкості обертання провідних коліс транспортного засобу. Виходячи з приєднувальних роз'ємів колодки джгута, всі датчики швидкості можуть мати деякі відмінності. Так, наприклад, рознімання квадратної форми використовується в системах «Бош», а круглий – відповідає системам Січень4 і GM.

На основі вихідних сигналів датчика швидкості система управління може визначити пороги відключення подачі палива, а також встановити електронні швидкісні обмеженняавтомобіля (доступно у нових системах).

Датчик положення розподільчого валу(або як його ще називаю «датчик фаз») – це пристрій, призначений для визначення кута розподільчого валу та передачі відповідної інформації до електронного блоку управління транспортного засобу. Після цього, на основі отриманих даних, контролер може здійснити управління системою запалювання та подачею палива на кожен окремий циліндр, що, власне, він і робить.

Датчик детонаціїзастосовується з метою пошуку детонаційних ударів у двигуні внутрішнього згоряння. З конструктивної точки зору він є укладеною в корпусі п'єзокерамічною пластиною, що розташовується на блоці циліндрів. В наш час існує два види датчика детонації – резонансний і сучасніший широкосмуговий. У резонансних моделях, первинна фільтрація сигнального спектра, проводитися всередині самого пристрою безпосередньо залежить від його конструкції. Тому, на різних типахдвигуна використовуються різні моделідатчиків детонації, що відрізняються один від одного резонансною частотою. Широкосмуговий вид датчиків має рівну характеристику в діапазоні шумів детонації, а фільтрацію сигналу виконує електронний блок управління. На сьогоднішній день, резонансні датчики детонації вже не встановлюються на серійних моделяхавтомобілів.

Датчик абсолютного тиску. Забезпечує відстеження змін в атмосферному тиску, що трапляються внаслідок зміни барометричного тиску та/або зміни показників висоти над рівнем моря. Барометричний тиск можна виміряти під час включення запалювання, перш ніж двигун почне прокручуватися. За допомогою електронного блоку управління є можливість «оновлення» даних про барометричний тиск при працюючому моторі, коли, на малій частоті обертання двигуна, дросельна заслінка практично повністю відкрита.

Також, використавши датчик абсолютного тиску, можна виміряти зміну тиску у впускній трубі. До змін тиску призводять зміни навантажень двигуна і частоти обертання коленвала. Датчик абсолютного тиску трансформує їх у вихідний сигнал, що має певну напругу. Коли дросель знаходиться у закритому положенні, виходить, що вихідний сигнал абсолютного тиску дає порівняно низька напруга, в той час як повністю відкрита дросельна заслінка - відповідає сигналу високої напруги. Поява високої вихідної напруги пояснюється відповідністю атмосферного тиску і тиску всередині труби впускної при повному відкритої дросельної заслінки. Показники внутрішнього тиску труби розраховуються електронним блокомуправління, ґрунтуючись на сигналі датчика. Якщо виявилося, що воно високе, значить потрібна підвищена подача паливної рідини, а якщо низький тиск, то навпаки - знижена.

(ЕБУ).Хоча це і не датчик, але з огляду на те, що він має безпосереднє відношення до роботи описаних пристроїв, ми вважали за потрібне внести його в цей список. ЕБУ – «мозковий центр» системи упорскування палива, який постійно обробляє інформаційні дані, що отримуються від різних датчиків і на основі цього здійснює управління вихідними ланцюгами (системи електронного запалювання, форсунок, регулятором холостого ходу, різними реле). Блок управління обладнаний вбудованою діагностичною системою, здатною розпізнавати збої в роботі системи та за допомогою контрольної лампи «CHECK ENGINE» попереджати про них водія. Більше того, у його пам'яті зберігаються діагностичні коди, які вказують на конкретні області несправності, що значно полегшує проведення ремонтних робіт.

До складу ЕБУ входить три види пам'яті:постійний запам'ятовуючий пристрій з можливістю програмування (RAM і ППЗУ), оперативний запам'ятовуючий пристрій (RAM або ОЗУ) і пристрій, що підлягає електричному програмуванню (ЕПЗУ або EEPROM).ОЗУ використовується мікропроцесором блоку для тимчасового зберігання результатів вимірювань, розрахунків та проміжних даних. Цей вид пам'яті залежить від енергійного забезпечення, а отже, вимагає для збереження інформації, постійної та стабільної подачі живлення. У разі перерви подачі електроживлення, всі наявні в ОЗП коди діагностики неполадок та розрахункова інформація одразу стираються.

ППЗУ зберігає загальну робочу програму, Що містить послідовність необхідних команд і різну калібрувальну інформацію. На відміну від попереднього варіанту, цей вид пам'яті не є енергозалежним. ЕПЗУ застосовується для тимчасового збереження кодів-паролів іммобілайзера (протиугінний автомобільної системи). Після того, як контролер прийняв ці коди від блоку управління іммобілайзера (якщо такий є), вони порівнюються з вже збереженими в ЕПЗУ, а потім приймається рішення про дозвіл або заборону запуску мотора.

3. Виконавчі механізми системи упорскування

Виконавчі механізми системи упорскування палива представлені у вигляді форсунки, бензонасоса, модуля запалювання, регулятора холостого ходу, вентилятора системи охолодження, сигналу витрат палива та адсорбера. Розглянемо кожен із них докладніше. Форсунка. Виконує роль електромагнітного клапанаіз нормованою продуктивністю. Використовується для упорскування певної кількості палива, розрахованого для конкретного робочого режиму.

Бензонасос.Застосовується для переміщення палива в паливну рампу, тиск у якій підтримується за допомогою вакуумно-механічного регулятора тиску У деяких варіантах системи він може бути поєднаний з бензонасосом.

Модуль запалюванняявляє собою електронні пристроїпризначений для управління процесом іскроутворення. Складається із двох незалежних каналів для підпалу суміші в циліндрах мотора. В останніх, модифікованих варіантах пристрою, його низьковольтні елементи визначені в ЕБУ, а щоб отримати висока напругавикористовується або двоканальна виносна котушка запалювання, або котушки, які знаходяться безпосередньо на самій свічці.

Регулятор холостого ходу.Його завданням є підтримання заданих оборотів як холостого ходу. Регулятор представлений у вигляді крокового двигуна, що управляє в корпусі дросельної заслінки обвідним каналом повітря. Це забезпечує двигун необхідним для роботи повітряним потокомособливо коли дросельна заслінка закрита. Вентилятор охолоджувальної системи, як і слідує за назвою, не допускає перегріву деталей. Управляється ЕБУ, який реагує на сигнали датчика температури охолоджувальної рідини. Як правило, різниця між положеннями включення та вимикання становить 4-5°С.

Сигнал витрати пального- надходить на маршрутний комп'ютеру співвідношенні 16000 імпульсів на 1 розрахунковий літр використаного палива. Звичайно, це лише приблизні дані, адже вони розраховуються на основі сумарного часу, витраченого на відкриття форсунок. До того ж, враховується якийсь емпіричний коефіцієнт, який необхідний, щоб компенсувати припущення у вимірі похибки. Неточності у розрахунках, викликані роботою форсунок у нелінійній ділянці діапазону, несинхронною паливовіддачею та деякими іншими факторами.

Адсорбер.Існує як елемент замкнутого ланцюга під час рециркуляції бензинових парів. Стандарти Євро-2 унеможливлюють контакт вентиляції бензобака з атмосферою, а бензинові пари повинні адсорбуватися і в ході продування вирушати на допал.