Главная | Обратная связь

Преимущества и недостатки различных систем питания двигателя

Последнее время широкое применение получили системы как центрального, так и распределенного впрыскивания бензина.

Преимуществом системы центрального впрыскивания, по сравнению с распределенным, является относительная простота конструкции, взаимозаменяемость с карбюраторной системой питания, низкое давление впрыскивания (50-100 кПа), возможность использовать различные устройства для улучшения смесеобразования (подогрев воздуха или смеси, ультразвуковое распыление), систем с обратной связью от кислородного датчика для поддержания величины коэффициента избытка воздуха с высокой степенью точности.

Однако двигатели с центральным впрыскиванием топлива имеют ряд недостатков, присущих карбюраторным системам питания: неравномерное распределение смеси по цилиндрам (по составу), наличие топливной пленки на стенках впускного трубопровода. Вследствие этого динамические и экономические показатели, как правило, получаются не намного лучше, чем у карбюраторных систем.

Поэтому автомобили, предназначенные для эксплуатации в странах с жесткими требованиями к токсичности отработавших газов, оборудуются преимущественно системами распределенного фазированного впрыскивания бензина. Эти системы впрыскивания топлива по сравнению с карбюраторной системой питания имеют следующие преимущества: существенно повышаются мощностные показатели за счет увеличения наполнения цилиндров и возможности применение инерционного наддува на заданных режимах; улучшается топливная экономичность за счет точности дозирования, равномерного распределении смеси по цилиндрам и исключения подогрева смеси. Кроме того, удается добиться оптимальных показателей на всех рабочих режимах, стабилизировать, регулировочные параметры в процессе эксплуатации и в различных климатических условиях, снизить требования к октановому числу топлива за счет уменьшения температуры рабочей сме­си в цилиндре. Наибольший эффект достигается во время разгона и на режиме торможения двигателем, вследствие практически мгновенного изменения цикловой подачи топлива по заданной программе и отсутствия топливной пленки во впускном трубопроводе, точного дозирования топлива во время прогрева двигателя.

 

№ п/п	Наименование	по месту подачи топлива	по способу подачи топлива	по конструктивным особенностям топливоподающей аппаратуры	по способу определения расхода воздуха и нагрузки	по способу управления	Холодный пуск
	K-Jetronic	распределённый впрыск во впускные трубопроводы	непрерывный впрыск (гидромеханические форсунки)	система с регулируемым давлением и непрерывной подачей топлива	по перемещению подвижного элемента в потоке воздуха	механическая	с помощью пусковой форсунки, управляемой термореле
	KE-Jetronic	распределённый впрыск во впускные трубопроводы	непрерывный впрыск (гидромеханические форсунки)	система с регулируемым давлением и непрерывной подачей топлива (электрогидравлический регулятор)	по перемещению подвижного элемента в потоке воздуха, введён датчик положения дроссельной заслонки	электронное	с помощью пусковой форсунки, управляемой термореле
	L-Jetronic	распределённый впрыск во впускные трубопроводы (асинхронный впрыск)	цикловое впрыскивание (электромагнитные форсунки)	Цикловое впрыскивание во впускную систему од­новременно во все цилиндры (групповое впрыскивание), постоянное давление в топливной магистрали	по перемещению подвижного элемента в потоке воздуха. В датчик расхода воздуха встроен датчик температуры для учета зависимости плотности воздуха от его температуры.	электронное	с помощью пусковой форсунки
	LE-Jetronic			Клапанные форсунки без дополнительных сопротивлений (применён латунный провод вместо медного), давление топлива постоянно для данного давления воздуха		электронное улучшен ЭБУ	Начиная с LE-4 отсутствует пусковая форсунка, термореле и клапан добавочного воздуха
	Motronic	Система объединяет системы питания и зажигания	Основа: Mono-Jetronic, L-Jetronic, KE-Jetronic
	LH-Jetronic				применён термоанемометрический датчик массового расхода воздуха.	электронное
	Mono-Jetronic	Система центрального (одноточечного) впрыска	цикловое впрыскивание (одна электромагнитная форсунка)	Цикловое впрыскивание во впускную систему перед дроссельной заслонкой, постоянное давление в топливной магистрали	Отсутствует расходомер воздуха. Масса поступающего воздуха расчитывается контроллером по данным о положении дроссельной заслонки, температуре воздуха и оборотам коленвала	электронное, с обратной связью от датчика кислорода	Увеличение длительности импульсов впрыска по информации датчиков температуры охлаждающей жидкости, температуры всасываемого воздуха

 

 

2. Компоновочные схемы и работа на различных режимах систем питания бензиновых двигателей с впрыском топлива

 

 

Хронология развития систем впрыска бензина.

1973: K-Jetronic

Топливо, подаваемое электронасосом, проходит через регулятор-распределитель к форсункам, непрерывно впрыскивающим в трубопроводы. Плунжер регулятора, изменяющий сечение потока топлива, связан через рычаг с пластиной, расположенной перпендикулярно потоку воздуха во впускном тракте перед дроссельной заслонкой. Изменение расхода воздуха вызывает перемещение плунжера регулятора и, соответственно, изменение подачи топлива. Позднее, в соответствии с изменившимися экологическими требованиями, эта система была дополнена вспомогательным БУ, лямбда-зондом, электроклапаном и некоторыми другими узлами.

1973: L-Jetronic

Электронная система впрыска с непосредственным измерением расхода воздуха и электромагнитными форсунками.

Топливо от электронасоса подается к форсункам по магистрали, в которой установлен регулятор давления, поддерживающий постоянную разницу между давлением топлива и воздуха во впускном коллекторе, что позволяет более точно дозировать топливо. Датчик расхода воздуха содержит поворотную заслонку, соединенную с возвратной пружиной и потенциометром. В датчик расхода воздуха встроен датчик температуры для учета зависимости плотности воздуха от его температуры. Для упрощения все форсунки электрически соединены параллельно и осуществляют впрыск один раз при каждом обороте коленчатого вала. Для некоторых рынков выпускались специальные модификации, различавшиеся деталями: LE-Jetronic для Европы и LU-Jetronic для США.

1976: Начало производства лямбда-зонда.

1979: Motronic

Название Motronic фирма «Бош» применяет к системам, одновременно управляющим топливоподачей и зажиганием от одного БУ в соответствии с общими критериями оптимизации. Система выполнена на основе L-Jetronic.

1981: LH-Jetronic

Создана на основе L-Jetronic и отличается применением датчика массового расхода воздуха. Поступающий в двигатель воздух обдувает подогреваемую проволочку, которая является частью электрического измерительного моста. Сигнал с датчика вместе с частотой вращения двигателя являются основными задающими величинами для работы системы. Датчик температуры, встроенный в измеритель массы воздуха, обеспечивает независимость выходного сигнала от температуры воздуха.

1982: KE-Jetronic

Дальнейшее развитие K-Jetronic. Отличается конструкцией регулятора-распределителя, в который дополнительно встроен электрогидравлический регулятор, управляемый микропроцессорным БУ. Кроме того, датчик расхода воздуха соединен не только с плунжером, как и в K-Jetronic, но и с потенциометром, сигнал с которого поступает в БУ.

1986: Mono-Jetronic

Система центрального (или одноточечного) впрыска с электронным управлением содержит только одну электромагнитную форсунку, которая установлена перед дроссельной заслонкой. Топливовоздушная смесь поступает в цилиндры двигателя так же, как и при применении карбюратора. По точности топливоподачи занимает промежуточное положение между карбюратором и распределенным впрыском.

1989: Motronic МРЗ

В качестве датчика нагрузки двигателя используется датчик разрежения во впускном коллекторе.

1989: Motronic МЗ

Отличается от Motronic МРЗ определением нагрузки двигателя по датчику массового расхода воздуха и применением в БУ 16-разрядного микропроцессора вместо 8-разрядного.

1991: В БУ добавлен интерфейс для информационного обмена с другими микропроцессорными системами управления (противобуксовочная система, автоматическая коробка передач и т.д.) через высокоскоростной канал CAN.

 

 

2.1 СИСТЕМА ВПРЫСКА "K-JETRONIK" ("К-Джетроник")

Система впрыска "K-Jetronic” фирмы BOSCH представляет собой механическую систему постоянного впрыска топлива. Топливо под давлением поступает к форсункам, установленным перед впускными клапанами во впускном коллекторе. Форсунка непрерывно распыляет топливо, поступающее под давлением. Давление топлива (расход) зависит от нагрузки двигателя (от разрежения во впускном коллекторе) и от температуры охлаждающей жидкости.

Количество подводимого воздуха постоянно измеряется расходомером, а количество впрыскиваемого топлива строго пропорционально (1:14,7) количеству поступающего воздуха (за исключением ряда режимов работы двигателя, таких как пуск холодного двигателя, работа под полной нагрузкой и т.д.) и регулируется дозатором-распределителем топлива. Дозатор-распределитель или регулятор состава и количества рабочей смеси состоит из регулятора количества топлива и расходомера воздуха. Регулирование количества топлива обеспечивается распределителем, управляемым расходомером воздуха и регулятором управляющего давления. В свою очередь воздействие регулятора управляющего давления определяется величиной подводимого к нему разрежения во впускном трубопроводе и температурой жидкости системы охлаждения двигателя.

 

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ. ГЛАВНАЯ ДОЗИРУЮЩАЯ СИСТЕМА И

СИСТЕМА ХОЛОСТОГО ХОДА

Топливный насос 2, (рис. 2), забирает топливо из бака 1 и подает его под давлением около 5 кгс/см² через накопитель 3 и фильтр 4 к каналу "А" дозатора-распределителя 6. При обычном карбюраторном питании управление двигателем осуществляется воздействием на педаль "газа" т.е. поворотом дроссельной заслонки. Если при карбюраторном питании дроссельная заслонка регулирует количество подаваемой в цилиндры рабочей смеси, то при системе впрыска дроссельная за­слонка 11 регулирует только подачу чистого воздуха.

Для того, чтобы установить требуемое соотношение между количе­ством поступающего воздуха и количеством впрыскиваемого бензина используется расходомер воздуха с так называемым напорным диском 5 и дозатор-распределитель топлива 6.

В действительности расходомер не замеряет, в буквальном смысле слова, расход воздуха, просто его напорный диск перемещается "про­порционально" расходу воздуха. А само название "расходомер" объясняется тем, что в этом устройстве использован принцип действия физического прибора, называемого трубкой Вентури и применяемого для замера расхода газов.

Расходомер воздуха системы впрыска топлива представляет собой прецизионный механизм. Напорный диск его очень легкий (толщина примерно 1 мм, диаметр — 100 мм) крепится к рычагу, с другой стороны рычага (см. рис. 2) установлен балансир, уравновешивающий всю систему. С учетом того, что ось вращения рычага лежит в опорах с минимальным трением (подшипники качения), диск очень "чутко" реа­гирует на изменение расхода воздуха.

На оси вращения рычага напорного диска 5 закреплен второй рычаг с роликом. Ролик упирается непосредственно в нижний конец плунжера дозатора-распределителя. Наличие второго рычага с регулировочным винтом позволяет менять относительное положение рычагов, а значит напорного диска и упорного ролика (плунжера распределителя) и этим изменять состав рабочей смеси. Положение винта регулируется на заводе-изготовителе. На некоторых автомобилях, например, BMW-520i, -525i, -528i, -535i, при необходимости этим винтом можно отрегулировать содержание СО в отработавших газах (при его заверты­вании смесь обедняется).

Рис. 2. Схема главной дозирующей системы и системы холостого хода системы впры­ска "K-Jetronic":

1 — топливный бак, 2 — топливный насос, 3 — накопитель топлива, 4 — топливный фильтр, 5 — напорный диск расходомера воздуха, 6 — дозатор-распределитель количества топлива, 7 — регулятор давления питания, 8— регулятор управляющего давления, 9 — форсунка (инжектор), 10 — регулировочный винт холостого хода, II — дроссельная заслонка. Каналы: А — подвод топлива к дозатору-распределителю, В — слив топлива в бак, С — канал управляющего давления, D — канал толчкового клапана, E — подвод топливак форсункам

 

Механическая система: расходомер воздуха — дозатор-распредели­тель обеспечивает только соответствие перемещений напорного диска и плунжера распределителя. Но, если трубка Вентури обеспечивает ли­нейную зависимость перемещения напорного диска от расхода возду­ха, то простейший по форме плунжера распределитель, линейной за­висимости между перемещением плунжера и расходом бензина уже не дает. Для получения линейной зависимости применена система диффе­ренциальных клапанов.

Из дозатора-распределителя топливо по каналам "Е" поступает к форсункам впрыска 9, (см. рис. 2). Иногда вместо слова форсунка (от force — франц. сила) применяется слово инжектор (лат. injicere—бро­сать внутрь).

Итак, перемещение напорного диска вызывает перемещение плун­жера распределителя. Направления перемещений на рис. 2 показаны стрелками. Взаимосвязь перемещений и упомянутые выше дифферен­циальные клапаны обеспечивают стехиометрическое соотношение воз­духа и бензина в рабочей смеси. Но, напомним еще раз, характерной особенностью автомобильного двигателя является то, что он должен быть приспособлен к различным режимам: холодный пуск, холостой ход, частичные нагрузки, полная нагрузка. Смесь приходится при соот­ветствующих режимах или обогащать или обеднять. Для получения со­ответствия состава рабочей смеси режиму работы двигателя в системе впрыска со стороны верхней части плунжера (см. рис. 2) в распределитель подходит по каналу "С" управляющее давление. Величина послед­него определяется регулятором управляющего давления 8. Это давле­ние в зависимости от режима работы двигателя имеет большую или меньшую величину. В первом случае сопротивление перемещению плун­жера увеличивается — смесь обедняется. Во втором случае, напротив, сопротивление перемещению плунжера уменьшается — смесь стано­вится богаче. Одним из режимов работы автомобильного двигателя яв­ляется резкое открытие дроссельной заслонки. При карбюраторной системе питания необходимое обогащение смеси (в противном случае, так как воздух более подвижен, было бы ее обеднение) производится ускорительным насосом. При системе впрыска обогащение обеспечивается почти мгновенной реакцией напорного диска (рис. 3).

Бензиновый электрический насос 2 (см. рис. 2) работает независимо от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Он включается при двух условиях, когда включено зажигание и вращается коленчатый вал. Если учесть, что насос имеет запасы по давлению двукратный, по подаче десятикратный, то по­нятно, что система впрыска должна иметь регулятор давления пита­ния. Этот регулятор 7, (см. рис. 2) встроен в дозатор-распределитель, соединен с каналом "А" (подвод топлива), по каналу "В" осуществ­ляется слив излишнего топлива в бак, канал "D" соединен с регуля­тором управляющего давления 8.

Рис. 3. Взаимосвязь открытия дроссельной заслонки, перемещения напорного диска и увеличения частоты вращения коленча­того вала (система "K-Jetronic")

 

Холостой ход карбюраторных двигателей регулируется двумя винтами: количества и качества смеси. Система питания с впрыском топлива также имеет два винта: винт качества (состава) рабочей смеси, этим винтом регулируется содержа­ние СО в отработавших газах, и винт количества смеси 10, этим вин­том устанавливается частота вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу.

 

СИСТЕМА ПУСКА

При пуске двигателя электронасос 2 (рис. 4), практически мгновен­но создает давление в системе. Если двигатель прогрет (температура не менее 35°С) термореле 12 выключает пусковую форсунку 11 с электромагнитным управлением. В момент пуска холодного двигателя и в тече­ние определенного времени пусковая форсунка впрыскивает во впускной коллектор дополнительное количество топлива.

Продолжительность работы пусковой форсунки определяет термореле в зависимости от температуры охлаждающей жидкости. Клапан 13 обеспечивает подвод к двигателю дополнительного количества воздуха для повышения частоты вращения коленчатого вала холодного двигателя на холостом ходу. Дополнительное обогащение топливовоздушной смеси при пуске и прогреве холодного двигателя достигается за счет более свободного подъема плунжера распределителя дозатора-распределителя благодаря тому, что регулятор управляющего давления 8 снижает над плунжером противодействующее давление возврата.

Таким образом, если двигатель уже прогрет, питание осуществляется только через главную дозирующую систему и систему холостого хода, (см. рис. 2). При этом термореле 12 (см. рис. 4), пусковая электромагнитная форсунка II и клапан добавочного воздуха 13 в работе не участвуют. При пуске и прогреве холодного двигателя все перечислен­ные элементы системы впрыска включаются в работу, обеспечивая на­дежный запуск и стабильную работу двигателя на холостом ходу.

Рис. 4. Схема системы впрыска топлива "K-Jetronic"

1 — топливный бак, 2 — топливный насос, 3 — накопитель топлива, 4 — топливный фильтр, 5 — расходомер воздуха, 6 — дозатор-распределитель, 7 — регулятор давления питания, 8 — регулятор управляющего давления, 9— форсунка впрыска, 10 — регулировочный винт холостого хода, 11 — пусковая электромагнитная форсунка, 12 — термореле, 13 — клапан добавочного воздуха, 14 — дроссельная заслонка. Каналы: А — подвод топлива к дозатору-распределителю, В — слив топлива в бак, С — канал управляющего давления, D — канал толчкового клапана, Е — подвод топлива к рабочим форсункам, F — подвод топлива к пусковой форсунке с электромагнитным управлением

 

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМЫ ВПРЫСКА

ТОПЛИВНЫЙ БАК

Первый вспомогательный элемент системы — топливный бак 1, (см. рис. 2, 4). В связи с широким использованием каталитических нейтрализаторов отработавших газов, и необходимостью в этом случае защи­тить топливный бак от заправки его этилированным бензином, изме­нен сам способ заправки. При этом существенно уменьшен диаметр горловины бака, последнее делает непосредственную заправку автомо­биля (не в канистру) этилированным бензином невозможной.

ТОПЛИВНЫЙ ЭЛЕКТРОНАСОС

Топливный электронасос 2 (см. рис. 4), ротационного роликового типа одно- или многосекционный. Роликовый насос отличается от ротационного лопастного тем, что вместо лопастей в пазы ротора вставлены ролики. Последнее обусловлено стремлением заменить скольжение лопастей по статору каче­нием. Для бензонасоса это особенно важно в связи с отсутствием у бензина смазывающей способности (см. табл. 1).

На входе бензонасоса предусмотрена фильтрующая сетка. Предна­значена она для задержания сравнительно крупных посторонних час­тиц. Топливный насос может располагаться как вне бака так и непосред­ственно быть погруженным в бензин в баке. По внешней форме насос напоминает катушку зажигания и представляет собой объединенный агрегат-электродвигатель постоянного тока и собственно насос. Осо­бенностью этой конструкции является то, что бензин омывает все "внут­ренности" электродвигателя: якорь, коллектор, щетки, статор.

 

 

Рис. 5. Штуцер топливного насоса: 1 — подвод бензина от насоса, 2 — об­ратный клапан, 3 — подача топлива в систему (накопитель, фильтр, канал "А" дозатора-распределителя), 4 — демпфи­рующий дроссель (демпфер), 5 — отвод в магистраль слива топлива в бак

 

Насос имеет два клапана, предохранительный (см. рис. 4), соединяющий полости нагнетания и всасывания, и обратный клапан, (см. рис. 5). Обратный клапан препятствует сливу топлива из системы. Конструктивно обратный клапан с демпфирующим дроссе­лем (нем. Dampfer — гаситель, Drossel — уменьшающий проходное се­чение) встроены в штуцер топливного насоса (рис. 5). Демпфер немного сглаживает резкое нарастание давления в системе при пуске топливно­го насоса. При выключении насоса он снижает давление в системе только до значения, при котором происходит закрытие клапанных форсунок. Давление, развиваемое насосом или давление в сис­теме, как уже отмечалось, около 5 кгс/см². Диапазоны изменения давления на различных автомобилях, кгс/см² 4,5—5,2; 5,4—6,2. Производительность насосов при 20°С и 12В по­рядка 1,7—2,0 л/мин. Рабочее напряжение 7—15В, максимальное зна­чение силы тока 4,7—9,5А.

НАКОПИТЕЛЬ ТОПЛИВА

Накопитель топлива 3 (см. рис. 4) представляет собой пружинный гид­роаккумулятор, назначение которого поддерживать давление в системе при остановленном двигателе и выключенном бензонасосе. Поддержание остаточного давления препятствует образованию в трубопроводах паро­вых пробок, которые затрудняют пуск (особенно горячего двигателя).

Накопитель устанавливается в системе за топливным насосом. Он имеет три полости: верхняя полость, где размещена пружина, сред­няя (объемом 20—40 см²) — накопительная и нижняя полость с дву­мя, подводящим и отводящим каналами, или с одним каналом, вы­полняющим обе функции. Полости накопительная и пружинная раз­делены гибкой диафрагмой, а полости накопительная и нижняя пе­регородкой.

После включения топливного насоса накопительная полость через пластинчатый клапан в перегородке заполняется топливом, при этом диафрагма прогибается вверх до упора, сжимая пружину. После оста­новки двигателя, в связи с тем, что бензин как всякая жидкость прак­тически несжимаем, малейшие утечки (обратный клапан в насосе, рас­пределитель) приводят к значительному падению давления в системе. Вот здесь и вступает в работу накопитель. Пружина, воздействуя на диа­фрагму, вытесняет бензин из накопительной полости через дросселирующее отверстие в перегородке (на рис. 4 в перегородке слева — дросселирующее отверстие, справа — пластинчатый клапан).

При рабочем давлении в системе 5,4—6,2 кгс/см² остаточное давление спустя 10 мин после остановки двигателя равно не менее 3,4 кгс/ см² после 20 мин — 3,3 кгс/см²

Соответственно при рабочем давлении в системе в пределах 4,7—5,2 кгс/см² через 10 мин — 1,8—2,6 кгс/см² через 20 мин — 1,6 кгс/см²

Топливный фильтр 4 (см. рис. 4), как видно из схемы, стоит за насо­сом и поэтому бензонасос от посторонних частиц в бензине не защи­щает, фильтр по объему превышает в несколько раз обычно применяе­мые фильтры тонкой очистки бензина и, похож на масляный фильтр. При нормальном бензине срок службы фильтра составляет 50 тыс. км. В системах впрыска топлива чистоте бензина уделяется особое внима­ние, кроме рассмотренного фильтра и сетки в насосе есть еще сетки на гильзе распределителя 6, в штуцерах каналов "Е" (см. рис. 2). Способст­вует выпадению посторонних частиц из бензина и конфигурация кана­лов в дозаторе-распределителе.

ДОЗАТОР-РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ, РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ

Дозатор-распределитель (рис. 6) дозирует и распределяет топливо, поступившее через фильтр от насоса к каналу "А", по форсункам (ин­жекторам) цилиндров, каналы "Е". Перемещение плунжера распреде­лителя происходит в соответствии с перемещениями напорного диска расходомера воздуха. Напомним, что в свою очередь напорный диск перемещается в соответствии с расходом воздуха или с открытием дрос­сельной заслонки.

Плунжер 6 перемещается в гильзе 7 с отверстиями. Каких-либо уп­лотнений в этой паре не предусмотрено, герметичность обеспечивает­ся минимальными зазорами, точностью формы и чистотой сопрягае­мых поверхностей деталей. Гильза вставляется в корпус с большим за­зором, а уплотнение обеспечивается резиновым кольцом установлен­ном, в канавке гильзы (на рис. 6 не показано).

Рис. 6. Дозатор-распределитель с регулятором давления питания; а — общая схема : 1 — верхняя камера дифференциального клапана, 2— нижняя камера, 3— трубка форсунки впрыска, 4 — диафрагма клапана, 5 — пружина клапана, 6 — плунжер распределителя, 7 — гильза распределителя, 8 — демпфирующий дроссель, 9 — дроссель подпитки, 10 — поршень регулятора давления, II — толчковый клапан; б — регулятор давления, слив топлива в бак, в — состояние покоя, г— холостой ход, частичные нагрузки; д— полная нагрузка; А, В, C,D,E— топливные каналы

 

На плунжер снизу воздействует рычаг напорного диска, сверху — управляющее давление.

Между распределителем и выходными каналами "Е" располагаются дифференциальные клапаны, необходимые, как отмечалось, для по­лучения линейной зависимости между перемещением плунжера и рас­ходом топлива поступающего к форсункам.

Само название клапанов — дифференциальные объясняется следую­щим. Дифференциал от лат. differentia — разность, перепад, разделение. Дифференциальный клапан это буквально — клапан с двумя камерами с перепадом давлений или клапан разделенный гибкой диафрагмой.

Нижние камеры дифференциальных клапанов соединены кольцевым каналом и находятся под рабочим давлением. На стальную диафрагму 4 снизу воздействует это давление, а сверху пружина опирающаяся вверху в корпус, внизу на специальное седло и диафрагму.

При поступлении топлива в верхнюю камеру (рис. 7) к усилию пру­жины добавляется давление топлива, диафрагма прогибается вниз, уве­личивая проходное сечение. В связи с чем давление в верхней камере падает, диафрагма несколько выпрямляется, в результате получается ди­намическое равновесие или та самая необходимая линейная зависимость между перемещением плунжера и поступлением топлива к форсункам.

Рассмотренное регулирование состава рабочей смеси относится к частичным нагрузкам или к обычной работе двигателя. Но существуют и другие режимы: холодный пуск, холостой ход, полная нагрузка. При­способляемость к этим режимам "по воздуху" предусмотрена в расхо­домере (см. рис. 2, 7, а), благодаря форме и сечению направляющего устройства. В дозаторе-распределителе предусмотрено приспособление "по бензину", осуществляемое подводом к плунжеру сверху управляю­щего давления. Чем больше управляющее давление, тем больше усилие препятствующее подъему плунжера, соответственно с уменьшением управляющего давления уменьшается и сила препятствующая подъему.

Рис. 7. Регулирование состава рабочей смеси:

а — направляющее устройство с зонами перемещения напорного диска: 1 — максимальная нагруз­ка, 2 — частичные нагрузки, 3 — холостой ход; б — малая доза впрыска, в — большая доза впры­ска; 1 — дифференциальный клапан; 2 — распределитель. Каналы: А — подвод питания от насоса; Е— подача топлива к форсункам

 

Постоянное по величине давление топлива в системе поддерживает регулятор давления. В случае повышения давления поршень 10 (см. рис. 6 а, б), сжимая пружину, перемещается вправо и позволяет излишку топ­лива через канал "В" возвратиться в бак. Давление топлива в системе уравновешивается пружиной поршня 10 и остается постоянным. При остановке двигателя топливный насос выключается. Давление системы быстро снижается и становится ниже величины давления от­крытия клапанной форсунки, сливное отверстие закрывается с помо­щью подпружиненного поршня регулятора давления.

В регулятор давления встроен толчковый клапан 11. Этот клапан при­водится в движение поршнем регулятора давления (открывается). Толч­ковый клапан работает совместно с регулятором управляющего давле­ния. Конструкция регулятора давления питания показана на рис. 8.

Рис. 8. Регулятор давления питания:

1— поршень регулятора давления, 2 — толчковый клапан в сборе с корпусом, 3 — толчковый клапан, 4 — регулировочные шайбы. Каналы: а — подвод топлива (нижние полости дифференциальных клапа­нов), б — слив топлива в бак, д — канал толчкового клапана регулятора управляющего давления

РЕГУЛЯТОР УПРАВЛЯЮЩЕГО ДАВЛЕНИЯ

Регулятор управляющего давления (рис. 9) изменяет управляющее давление в основном при режимах холодного пуска прогрева на холо­стом ходу и полной нагрузке. Регулятор имеет две диафрагмы верхнюю 5 и нижнюю 7. В средней части верхней диафрагмы 5 имеется клапан, перекрывающий канал 4, по которому топливо через регулятор давле­ния питания возвращается в бак (см. рис. 6, б).

 

Рис. 9. Регулирование состава рабочей смеси:

а — прогрев двигателя на холостом ходу 1 — регулятор управляющего давления, 2 — атмосферное давление, 3— вакуум, 4 — к каналу D регулятора давления, 5 — верхняя диафрагма, 6 — биметал­лическая пластинчатая пружина, 7 — нижняя диафрагма, 8 — плунжер распределителя, 9 — демп­фирующий дроссель, 10 — дроссель подпитки, 11 — дифференциальный клапан; А,Е — клапаны; б — график изменения управляющего давления (заштрихован допустимый диапазон), проверка при неработающем двигателе

 

Биметаллическая пластинчатая пружина 6 при температуре до 35—40°С прогибает диафрагму 5 вниз, соединяя два канала расположенные над диа­фрагмой, при этом сжимаются две цилиндрические пружины у диафрагмы 7. В результате давление в канале С снижается, что позволяет плунжеру дозатора-распределителя несколько сместиться вверх, больше приоткрыть каналы Е и обогатить смесь. По мере прогрева двигателя управляющее давление увеличивается, (рис. 9, б), так как биметаллическая пружина 6 начинает постепенно выгибаться вверх разгружая цилиндрические пружины и уменьшая прогиб диафрагмы 5 вниз. При температуре около 35—40°С пружина 6 полностью освобождает диафрагму и канал слива 4 (рис. 10, а) закрывается.

Регулятор крепится к блоку цилиндров и нагревается от него. Кроме этого биметаллическая пружина 6 имеет электрический подогрев. Это необходи­мо для того, чтобы при затрудненном пуске не "залить” двигатель.

Регулятор управляющего давления без нижней диафрагмы 7 (без под­вода вакуума) и внутренней цилиндрической пружины называется ре­гулятором подогрева и работает только при прогреве двигателя. График изменения управляющего давления при прогреве показан на рис. 9, б. На рис. 9, а показана работа регулятора в этом же режиме.

Положение нижней диафрагмы определяется разрежением подво­димым по каналу 3 и атмосферным давлением, по каналу 2. При холо­стом ходе и частичных нагрузках, дроссельная заслонка прикрыта в связи с чем за ней устанавливается пониженное давление. Нижняя диа­фрагма атмосферным давлением прижимается к верхнему упору (рис. 9, а, 10, а), при этом внутренняя цилиндрическая пружина сжимается.

 

Рис. 10. Регулирование состава рабочей смеси:

а — двигатель прогрет, частичные нагрузки (управляющее давление 3,4—3,8 кгс/ см² проверяется на холостом ходу); б — двигатель прогрет, полная нагрузка (управляющее давление 2,7—3,1 кгс/ см² проверяется на неработающем двигателе)

При работе прогретого двигателя при частичных нагрузках (обычный режим) пластинчатая биметаллическая пружина выгибается вверх (см. рис. 10 а), и на верхнюю диафрагму уже не воздействует. Нижняя диа­фрагма при частичных нагрузках при подводе вакуума атмосферным дав­лением также прижимается к верхнему упору. При этом внутренняя ци­линдрическая пружина находится в сжатом состоянии, внизу опирается в диафрагму, вверху через клапан верхней диафрагмы — в корпус.

Верхняя диафрагма находится под воздействием следующих сил. Сни­зу действует суммарное усилие двух пружин, сверху усилие, опреде­ляемое давлением, подводимым через дроссель 10 (см. рис. 9, а) в коль­цевой канал над диафрагмой. Усилием двух сжатых пружин определяет­ся максимальная величина управляющего давления (см. рис. 10, а).

Режим полной нагрузки характеризуется тем, что дроссельная за­слонка открыта полностью, разрежение за ней уменьшается т.е. повы­шается давление. Нижняя диафрагма перемещается в крайнее положе­ние до упора (см. рис. 10, б), благодаря чему усилие внутренней ци­линдрической пружины резко снижается. Под действием давления верх­няя диафрагма прогибается вниз, в результате управляющее давление понижается и рабочая смесь обогащается.

 

 

ПУСКОВАЯ ФОРСУНКА, ТЕРМОРЕЛЕ, КЛАПАН ДОПОЛНИ-ТЕЛЬНОЙ ПОДАЧИ ВОЗДУХА

Для обеспечения пуска и прогрева двигателя в системе впрыска "К-Jetronic" предусмотрены электромагнитная пусковая форсунка, термореле, клапан дополнительной подачи воздуха и регулятор управляющего давления (корректор подогрева), см. рис. 4.

Пусковая форсунка предназначена для впрыска во впускной коллектор дополнительного количества топлива в момент запуска холодного двигателя. Она работает совместно с термореле (тепловым реле времени), которое управляет ее электрической цепью в зависимости от температуры двигателя и продолжительности его запуска (электросхема рассмотрена ниже).

Примерные данные пусковых форсунок:

производительность при 4,5 кгс/см² — 85±20% см³/мин;

рабочее напряжение 7—15 В;

мощность потребляемая 37 Вт;

угол конуса распыления топлива 80°.

Продолжительность впрыска:

при -20°С …..не более 7,5 с; при 0ºС ………не более 5 с;

при +20°С …..2 с; при +35°С ……0 с.

Термореле (рис. 11) имеет нормально-замкнутые контакты, один из них соединен с "массой" другой установлен на биметаллической пластине. Электрический подогрев пластины осуществляется через клемму "50" (реле стартера) выключателя зажигания или через реле пуска холодного двигателя — послестартового реле. В первом случае подогрев действует только при включении стартера, во втором более длительно. При замкнутых контактах термореле идет питание пусковой форсунки с электромагнитным управлением или, другими словами, при замкнутых контактах термореле пусковая форсунка открыта и осуществляется впрыск добавочного топлива.

Время впрыска топлива пусковой форсункой в зависимости от температуры двигателя (охлаждающей жидкости) составляет 1—8 с. За это время биметаллическая пластина из-за электрического подогрева деформируется настолько, что контакты термореле размыкаются, электропитание пусковой форсунки прекращается и дальнейшего обогащения смеси больше не происходит.

При теплом двигателе контакты термореле разомкнуты из-за положения биметаллической пластины и при пуске двигателя соответственно не включается ее подогрев и не включается пусковая форсунка. Питание при пуске осуществляется рабочими форсунками.

 

 

Рис. 11. Термореле: 1 — контакты, 2 — элек-трическая спираль, 3 — би-металлическая пластина, 4 — корпус, 5 — штекер

 

 

 

Рис. 12. Клапан добавочного воздуха:

1 — диафрагма, 2 — биметаллическая пластана, 3 -

электрическая спираль, 4 — штекер

 

Как известно, при пуске холодного двигателя и его прогреве для устойчивой работы двигателя, требуется повышенное количество рабочей смеси. Обеспечивается это рядом устройств. Одно из них — клапан добавочного воздуха, (рис. 12). При холодном двигателе диафрагма 1 клапана удерживается биметаллической пластиной в верхнем положении, клапан открыт и воздух поступает в обход дроссельной заслонки. По мере прогрева биметаллическая пластина изгибается вниз в результате чего канал подачи дополнительного воздуха перекрывается. Биметаллическая пластина обогревается специальной электрической спиралью и за счет температуры двигателя.

Клапан добавочного воздуха при прогреве увеличивает количество только воздуха. Получение же обогащенной рабочей смеси осуществляется двумя путями. Первый — добавочный воздух фиксируется расходомером, его напорный диск перемещается и через рычаг воздействует на плунжер распределителя, поднимая его вверх, смесь обогащается. Второй — на холодном двигателе включается в работу регулятор управляющего давления, рассмотренный выше. Биметаллическая пластина регулятора сжимает пружину диафрагменного клапана, открывая канал слива топлива, что приводит к уменьшению противодействия на плунжере распределителя. Уменьшение управляющего давления при неизменном расходе воздуха вызывает увеличение хода напорного диска. Вследствие этого распределительный плунжер дополнительно приподнимается, увеличивая количество топлива, подаваемого к форсункам.

 

2.2 СИСТЕМА ВПРЫСКА "KE-JETRONIC"

Система впрыска "KE-Jetronic" это механическая система постоянно­го впрыска топлива, подобная системе "K-Jetronic", но с электронным блоком управления (E-Elektronik). В системе "KE-Jetronic" регулятор управ­ляющего давления заменен электрогидравлическим регулятором.

Кроме этого, система имеет: установленный на рычаге расходомера воздуха потенциометр (реостатный датчик) и выключатель положения дроссельной заслонки. Потенциометр сообщает электрическими сигна­лами в электронный блок управления информацию о положении на­порного диска расходомера воздуха. Положение напорного диска опре­деляется расходом воздуха (разрежением во впускном трубопроводе, положением дроссельной заслонки, нагрузкой двигателя).

Выключатель положения дроссельной заслонки может информиро­вать электронный блок управления: о крайних положениях дроссель­ной заслонки — полностью открыта или закрыта (в этом случае вы­ключатель называется концевым); о всех положениях дроссельной за­слонки; о всех положениях и о скорости ее открытия и закрытия.

Система "KE-Jetronic" является дальнейшим развитием системы "К-Jetronic". Она более сложная, но позволяет лучше оптимизировать дозирование топлива. Идеальное дозирование это топливная экономич­ность, наименьшая токсичность отработавших газов, наилучшая дина­мика. К сожалению, совместить все три эти составляющие не удается. Поэтому, к примеру, о топливной экономичности заботятся при всех частичных нагрузках, а при полной нагрузке — только о наилучших динамических показателях.

 

СИСТЕМА ХОЛОСТОГО ХОДА

Система холостого хода, представленная на рис. 26, почти не отли­чается от системы холостого хода "K-Jetronic". Параллельно каналу дрос­сельной заслонки идут еще два воздушных канала. В одном установлен конический винт регулировки холостого хода (винт количества), кото­рым поддерживается минимальное разрежение в расходомере воздуха 6 под диском, и обеспечивается работа двигателя на холостом ходу. Клапан дополнительной подачи воздуха 8 работает при холодном пус­ке и прогреве двигателя аналогично системе "K-Jetronic".

 

Рис. 26. Схема системы впрыска "KE-Jetronic":

I — топливный бак, 2 — топливный насос, 3 — топливный фильтр, 4 — накопитель топлива, 5—дозатор-распределитель количества топлива, б— расходомер воздуха, 7 — выключатель положения дроссельной заслонки, 8 — клапан дополнительной подачи воздуха, 9 — электрогидравлический регулятор управляющего давления (противодавления), 10 — регулятор давления топлива в системе,

II — форсунка (инжектор), 12 — пусковая электромагнитная форсунка, 13 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 14 — термореле, 15 — датчик-распределитель, 16 — электронный блок управления. Канады: А — подвод топлива (давление системы), В — слив топлива в бак, С — канал управляющего давления (в дозаторе-распределителе), D — канал регулятора давления, Е — подвод топлива к форсункам, F — подвод топлива к пусковой электромагнитной форсунке

СИСТЕМА ПУСКА

Электронасос 2 (см. рис. 26) при пуске мгновенно создает давление в системе. В течение определенного времени, зависящего от температу­ры охлаждающей жидкости, пусковая форсунка 12 распыляет топливо во впускной трубопровод, что обеспечивает обогащение смеси и надежный запуск холодного двигателя. Время работы пусковой форсунки определяет также, как и в системе "K-Jetronic", термореле 14.

Клапан 8 открывает доступ во впускной трубопровод добавочному воздуху, обеспечивая тем самым увеличение частоты вращения колен­чатого вала на холостом ходу при прогреве двигателя.

Вместо клапана дополнительной подачи воздуха, (см. рис. 12), или па­раллельно с ним могут* быть установлены более сложные устройства, на­пример, электромагнитный регулятор (клапан) с электронным управле­нием. Если клапаны добавочного воздуха с подогревом работают "сами по себе" или по усредненной программе без обратной связи, то электромаг­нитные регуляторы управляются электронным блоком. Электронный блок, получая текущую информацию о частоте вращения коленчатого вала дви­гателя, корректирует ее, воздействуя на электромагнитный регулятор хо­лостого хода, работающий на всех температурных режимах двигателя.

Обогащение смеси у холодного двигателя осуществляется регулятором управляющего давления 9 (см. рис. 26), который уменьшает противодавле­ние в нижних камерах дифференциальных клапанов, при этом биметалли­ческая пластина регулятора отклоняется вправо. Обогащение смеси прекра­щается по сигналу датчика температуры охлаждающей жидкости 13.

Датчик температуры охлаждающей жидкости (рис. 27) по внешнему виду похож на термореле (тепловое реле времени), управляющее рабо­той пусковой форсунки. Однако, принцип его действия совершенно иной. Если термореле, (см. рис. 11), это простой термоэлектрический выключатель, то датчик температуры двигателя — это термочувстви­тельное сопротивление с отрицательным температурным коэффици­ентом. Отрицательный температурный коэффициент — это обратная зависимость между температурой нагревай сопротивлением датчика. Это означает, что у холодного датчика сопротивление — максимальное, а по мере нагрева его сопро­тивление уменьшается.

Электронный блок уп­равления получает сигнал о текущей температуре двигателя в виде величи­ны сопротивления датчи­ка. На основании этого блок выдает соответст­вующую команду на элек­трогидравлический регу­лятор управляющего дав­ления, который изменя­ет это управляющее дав­ление и тем самым — со­став смеси.

 

Рис. 27. Датчик температуры двигателя: 1 — термочувствительное сопротивление (сопротивление уменьшается с увеличением температуры), 2 — корпус, 3 — штекеры

 

 

ДОЗАТОР-РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ, РЕГУЛЯТОР УПРАВЛЯЮЩЕГО ДАВЛЕНИЯ, РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ТОПЛИВА В СИСТЕМЕ

Принципиальное отличие дозатора-распределителя "KE-Jetronic" от "K-Jetronic" в том, что: уже нет необходимости устанавливать регуля­тор управляющего давления на блоке цилиндров двигателя и подводить к нему вакуум, он встроен непосредственно в дозатор-распределитель (рис. 28); управляющее давление подводится не к плунжеру распреде­лителя сверху, а в дифференциальный клапан снизу.

В верхние камеры дифференциальных клапанов (см. рис. 28) подво­дится рабочее давление системы, оно же "заторможенное" демпфи­рующим дросселем действует над плунжером распределителя. В нижних камерах присутствует давление управления.

Регулятор 10 давления топлива в системе (см. рис. 7, 26, 28) не только устанавливает диапазон изменения давления в системе питания, но и регулирует дифференциальное давление (разность давлений между верх­ними и нижними камерами дифференциальных клапанов).

 

 

Рис. 28. Дозатор-распределитель и регулятор давления система впрыска "KE-Jetronic": 1 — электрогидравлический регулятор управляющего давления, 2 — обмотка клапана, 3 — биме­таллическая пластина электроклапана, 4 — дифференциальный клапан, 5 — гильза распределите­ля, б — плунжер распределителя, 7— регулятор давления топлива в системе. Каналы: А — подвод топлива (давление системы), В — слив топлива в бак, С — канал управляющего давления, D — канал регулятора давления, Е — подвод топлива к форсункам впрыска, F — подвод топлива к пусковой электромагнитной форсунке

 

 

Рис. 29. Режимы работы дозатора-распределителя: а — нормальная (с постоянной частотой вращения коленчатого вала) работа двигателя, б — снижение частоты вращения коленчатого вала, в — пуск холодного двигателя, увеличение час­тоты вращения коленчатого вала. Каналы: А — подвод топлива, С — подвод управляющего давления в нижнюю камеру дифференциального клапана, D — каналы регулятора давления в системе, Е — подвод топлива к форсункам впрыска, F — подвод топлива к пусковой электро­магнитной форсунке

 

Электрогидравлический регулятор управляющего давления изменя­ет давление в нижних камерах дифференциальных клапанов в зависи­мости от режима работы двигателя (давления струи топлива на пласти­ну) и от вырабатываемого соответственно этому режиму сигнала (ко­манды) электронного блока управления. Благодаря этому изменяется доза топлива, подводимого к рабочим форсункам.

При постоянной частоте вращения коленчатого вал двигателя, как отмечалось, биметаллическая пластина находится в положении пока­занном на рис. 29, а.

При снижении частоты вращения коленчатого вала или при принуди­тельном холостом ходе (торможение двигателем), когда дроссельная за­слонка закрыта, а частота вращения коленчатого вала более 1700 об/мин, по сигналу датчика положения дроссельной заслонки электронным бло­ком управления подается команда регулятору управляющего давления, который полностью открывается, (см. рис. 29, б). В нижних камерах диф­ференциальных клапанов создается давление равное давлению подачи то­плива. Поступление топлива к рабочим форсункам резко сокращается.

При увеличении частоты вращения коленчатого вала при открытии дроссельной заслонки происходит обогащение смеси путем снижения управляющего давления регулятором, (см. рис. 29, в). При этом воздей­ствие электронного блока управления на регулятор определяется сиг­налами от потенциометра напорного диска и датчика дроссельной за­слонки. Последний сообщает о положении дроссельной заслонки и ско­рости ее открытия. При системе "K-Jetronic" обогащение при быстром открытии дроссельной заслонки осуществлялось только за счет быст­рого перемещения напорного диска.

Обогащение смеси при холодном пуске и прогреве происходит в соответствии с сигналами датчика температуры двигателя по цепочке: датчик (сигнал) — электронный блок управления (команда) — регуля­тор управляющего давления (изгиб пластины — дифференциальные кла­паны (прогиб вниз диафрагмы, (см. рис. 29, в).

Обогащение смеси при полной нагрузке двигателя происходит, как отмечалось, по сигналу от датчика дроссельной заслонки.

 

 

2.3. СИСТЕМА ВПРЫСКА "L-JETRONIC"

Система впрыска "L-Jetronic" — это управляемая электроникой сис­тема многоточечного (распределенного) прерывистого впрыска топ­лива (L — нем. Lade — заряд, порция). Главные отличия от систем "К-J" и "KE-J": нет дозатора-распределителя и регулятора управляющего давления, все форсунки (пусковая и рабочие) с электромагнитным управлением. Так как нет дозатора-распределителя, существенно изме­нился и расходомер воздуха. В системах "L-Jetronic" примерно в два раза меньше давление топлива в системе и возможно отсутствие нако­пителя (гидроаккумулятора).

Система впрыска "L-Jetronic" — это более совершенная система, с увеличением экономичности, снижением токсичности отработавших газов, улучшением динамики автомобиля.

 

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

Электрический топливный насос 2 забирает топливо из бака 1, (рис. 35) и подает его под давлением 2,5 кгс/см² через фильтр тонкой очист­ки 3 к распределительной магистрали 5, соединенной шлангами с ра­бочими форсунками цилиндров 8. Установленный с торца распредели­тельной магистрали 5, регулятор давления топлива в системе 4 поддер­живает постоянное давление впрыска и осуществляет слив излишнего топлива в бак. Этим обеспечивается циркуляция топлива в системе и исключается образование паровых пробок.

Количество впрыскиваемого топлива определяется электронным бло­ком управления 10 в зависимости от температуры, давления и объема поступающего воздуха, частоты вращения коленчатого вала и нагрузки двигателя, а также от температуры охлаждающей жидкости.

Основным параметром, определяющим дозировку топлива, являет­ся объем всасываемого воздуха, измеряемый расходомером воздуха. По­ступающий воздушный поток отклоняет напорную измерительную за­слонку расходомера воздуха, преодолевая усилие пружины, на опреде­ленный угол, который преобразуется в электрическое напряжение по­средством потенциометра. Соответствующий электрический сигнал пе­редается на блок электронного управления, который определяет необ­ходимое количество топлива в данный момент работы двигателя и вы­дает на электромагнитные клапаны рабочих форсунок импульсы вре­мени подачи топлива. Независимо от положения впускных клапанов, форсунки впрыскивают топливо за один или два оборота коленчатого вала двигателя (за цикл, за два такта).

Если впускной клапан в момент впрыска закрыт, топливо накапли­вается в пространстве перед клапаном и поступает в цилиндр при следующем его открытии одновременно с воздухом.

 

Рис. 35. Схема системы впрыска топлива "L-Jetronic";

1 — топливный бак, 2 — топливный насос, 3 — фильтр тонкой очистки топлива, 4 — регулятор давления топлива в системе, 5 — распределитель­ная магистраль, 6 — пусковая форсунка, 7 — блок цилиндров двигателя, 8 — форсунка (инжектор) впрыска, 9 — датчик температуры охлаждаю­щей жидкости, 10 — электронный блок управления, 11 — блок реле, 12 — датчик-распределитель зажигания, 13 — выключатель положения дроссельной заслонки, 14 — высотный корректор, 15 — расходомер воздуха, 16 — подвод воздуха, 17 — термореле, 18 — винт качества (состава) смеси на холостом ходу, 19 — клапан добавочного воздуха, 20 — винт количества смеси на холостом ходу, 21 — выключатель зажигания, 22 — подвод разрежения к регулятору давления топлива в системе

 

 

Рис. 36. Функциональная схема управления системой впрыска "L-Jetronic":

А — устройство входных параметров: 1 — датчик температуры всасываемого воздуха, 2 — расходомер воздуха, 3 — выключатель положения дроссельной заслонки, 4 — высотный корректор, 5 — датчик-распределитель зажигания, б — датчик температуры охлаждающей жидкости, 7 — термореле. В — устройства управления и обеспечения: 8 — электронный блок управления, 9 — блок реле, 10 — топлив­ный насос, 11 — аккумуляторная батарея, 12 — выключатель зажигания. С — устройства выходных параметров: 13 — рабочие форсунки, 14 — клапан добавочного воздуха, 15 — пусковая форсунка

 

 

Клапан дополнительной подачи воздуха 19, (см. рис. 35), установ­ленный в воздушном канале, выполненном параллельно дроссельной заслонке, подводит к двигателю добавочный воздух при холодном пус­ке и прогреве двигателя, что приводит к увеличению частоты враще­ния коленчатого вала. Для ускорения прогрева используются повышен­ные обороты холостого хода (более 1000 об/мин).

Для облегчения пуска холодного двигателя, также как и в других рас­смотренных системах впрыска, здесь применяется электромагнитная пус­ковая форсунка 6, продолжительность открытия которой изменяется в зависимости от температуры охлаждающей жидкости (термореле 17).

Функциональную связь всех элементов системы впрыска "L-Jetronic" можно увидеть обратившись к рис. 36. Величина необходимой в настоя­щий момент дозы топлива вычисляется электронным блоком управле­ния в зависимости от массы всасываемого воздуха (объем, давление, температура), температуры двигателя и режима его работы.

ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ

Каждый цилиндр имеет свою форсунку с электромагнитным управ­лением, впрыскивающую топливо перед впускным клапаном. Впрыск согласован с частотой вращения коленчатого вала двигателя. Инфор­мация о частоте вращения передается в электронный блок управления от контакта прерывателя (системы зажигания с контактным управле­нием), от клеммы "1" катушки зажигания или клеммы "16" коммута­тора (для бесконтактных систем зажигания).

Объем проходящего воздуха полностью определяется положением дроссельной заслонки (нагрузкой двигателя). Объем (масса) воздуха измеряется расходомером. Последним не учитывается только воздух, проходящий через обводной канал, который используется для СО-ре­гулирования, (см. рис. 35).

О тепловом режиме двигателя дает информацию датчик температу­ры охлаждающей жидкости.

Информацию о нагрузочном режиме двигателя в блок электронного управления сообщает выключатель положения дроссельной заслонки. Информация состоит из сигналов: "холостой ход", "частичные нагруз­ки", "полная нагрузка". Если дроссельная заслонка закрыта, двигатель работает на холостом ходу, контакты холостого хода замкнуты и в элек­тронный блок управления идет соответствующий сигнал. Также осуще­ствляется информация о полной нагрузке двигателя, только в этом случае контакты разомкнуты. Сигнал о частичной нагрузке формирует­ся при помощи потенциометра.

Для облегчения холодного пуска смесь обогащается пусковой фор­сункой. Последняя управляется от выключателя зажигания через тер­мореле, (см. рис. 14) через реле пуска холодного двигателя (послестартовое реле) и термореле, (см. рис. 16). Назначение послестартового реле — продлить время работы пусковой форсунки.

При прогреве двигателя на холостом ходу подача топлива также уве­личивается и в связи с сигналами, поступающими в электронный блок управления от датчика температуры двигателя (охлаждающей жидкости).

В системе "L-Jetronic" учитывается, что плотность холодного возду­ха выше плотности теплого. Чем теплее засасываемый воздух, тем хуже наполнение цилиндров при постоянном положении дроссельной за­слонки. Температура поступающего воздуха изменяется не только в связи с изменением "наружной" его температуры, но и в связи с изменени­ем "внутренней". Нормальная температура в подкапотном пространст­ве примерно 50°С. Информация о температуре воздуха поступает от датчика, встроенного в расходомер воздуха, в электронный блок управ­ления, определяющий дозу впрыскиваемого топлива. На части автомо­билей устанавливается кроме того высотный корректор, который ин­формирует блок управления о наружном атмосферном давлении.

Большую часть времени двигатель работает в режиме частичных на­грузок, поэтому программа, заложенная в электронный блок управле­ния, обеспечивает минимально возможный расход топлива при прием­лемой концентрации вредных веществ в отработавших газах. Топливную экономичность и (или) минимальную токсичность отработавших газов удается получить при использовании лямбда-зондов и нейтрализаторов.

Обогащение смеси происходит при холодном пуске, прогреве, холо­стом ходе, ускорении движения, полной нагрузке. При всех режимах, кро­ме последнего, излишек топлива необходим для устойчивой работы двига­теля. При холодном двигателе "больше топлива" означает и больше его легкоиспаряющихся фракций. При холостом ходе — хуже наполнение, боль­ше остаточных газов. При полной нагрузке "излишек" топлива необходим, для "внутреннего" охлаждения двигателя за счет испарения части топлива.

Система холостого хода "L-Jetronic" дополнена обводным каналом рас­ходомера воздуха (см. рис. 35). В этом канале установлен винт качества (со­става) смеси или СО-регулирования. Назначение обводных каналов дрос­сельной заслонки "L-Jetronic" такое же, как и в системах "K-J", "KE-J".

В режиме принудительного холостого хода дроссельная заслонка за­крыта и в блок управления идет сигнал: "холостой ход". Если при этом обороты двигателя выше так называемой восстанавливаемой частоты вращения, впрыск топлива прекращается. Соответственно уменьшает­ся расход топлива и выброс вредных веществ. Восстанавливаемая час­тота вращения (когда вновь начинается впрыск топлива) обычно ле­жит в пределах 1200—1700 об/мин.

 

РАСХОДОМЕР ВОЗДУХА

Расходомер воздуха системы "L-J" отличается от расходомеров рас­смотренных выше систем "K-J", "KE-J". Воздушный поток воздейству­ет на измерительную заслонку 2, (рис. 37) прямоугольной формы. За­слонка закреплена на оси в специальном канале, поворот заслонки преобразуется потенциометром в напряжение, пропорциональное рас­ходу воздуха. Потенциометр представляет собой, как правило, цепочку резисторов, включенных параллельно контактной дорожке.

Воздействие воздушного потока на измерительную заслонку 2 урав­новешивается пружиной. Для гашения колебаний, вызванных пульсациями воздушного потока и динамическими воздействиями характер­ными для автомобиля, особенно на плохих дорогах, в расходомере име­ется демпфер 3 с пластиной 4. Пластина 4 выполнена как одно целое с измерительной заслонкой 2. Резкие перемещения измерительной за­слонки становятся невозможными из-за воздействия на пластину 4 уси­лия воздуха сжимаемого в демпферной камере.

На входе в расходомер встроен датчик температуры поступающего воздуха 7. В верхней части расходомера расположен обводной канал 1 с винтом качества (состава) смеси 6. Расходомеры бывают с шести- и семи штекерным подключением.

 

Рис. 37. Расходомер воздуха с датчиком температуры всасываемого воздуха:

1 — обводной канал, 2 — измерительная заслонка, 3 — демпферная камера, 4 — пластина демпфе­ра, 5 — потенциометр, 6 — винт качества (состава) смеси холостого хода, 7 — датчик температу­ры, 8 — контакты топливного насоса

 

2.4. СИСТЕМА ВПРЫСКА "LE-JETRONIC"

Система впрыска "LE-Jetronic" в принципе подобна системе "L-J", (см. рис. 35). Изменения касаются в основном электронной части (E-Electronic).

В результате изменения электросхемы блока электронного управле­ния удалось уменьшить общее количество контактов в разъеме с 35 до 25.

В расходомере воздуха, (см. рис. 37), изменился потенциометр в нем отсутствуют контакты насоса. Вследствие этого число контактов электроразъёма уменьшилось с 7 до 5.

Вместо блока реле 9 и реле пуска холодного двигателя появилось реле управления (рис. 39).

Клапанные форсунки работают без дополнительных сопротивлений 19, (см. рис. 38). Последнее достигается применением латунных проводов вместо медных, что обеспечивает необходимое электрическое сопротивление.

Рис. 39. Реле управления (включения топ­ливного насоса)

 

 

 

СИСТЕМЫ "MOTRONIC"

Система "Motronic" является системой объединяющей электронные устройства смесеобразования и зажигания. В систему "Motronic" могут быть включены различные системы впрыска, например, "Мопо-Jetronic", "KE-Jetronic", " L-Jetronic" и т.д.

"MOHO-MOTRONIC"

На легковых автомобилях массового выпуска применяют более про­стые и дешевые системы, например, "Mono-Motronic", (рис. 51). Ее устанавливают на двигателях небольшого рабочего объема автомоби­лей малого и особо малого класса.

В системе "Mono-Motronic", в отличие от более сложных систем, (см. рис. 50), основные сигналы зависят от положения дроссельной за­слонки и частоты вращения коленчатого вала двигателя. Кроме того, учитываются сигналы от кислородного датчика, а также датчиков тем­пературы охлаждающей жидкости и всасываемого воздуха. Рассчитан­ное микроЭВМ требуемое количество топлива посредством централь­ной электромагнитной форсунки периодически впрыскивается над дрос­сельной заслонкой и смешивается с воздухом. С учетом этих же дан­ных, но по другой программе, управляющие импульсы подаются на катушку зажигания.

Система способна учитывать износ цилиндро-поршневой группы дви­гателя (падение компрессии) и изменение атмосферного давления. Ес­ли датчики начинают подавать ошибочные сигналы, информация об этом накапливается в памяти. Во время технического обслуживания она считывается диагностическим тестером, что позволяет быстро найти источник неисправности.

 

Рис. 51. Система "Mono-Motronic":

1 — электронный блок управления, 2 — катушка (катушки) зажигания, 3 — электрический топливный насос, 4 — регулятор холостого хода, 5 — датчик положения дроссельной заслонки, 6 — электромагнитная форсунка, 7 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 8 — датчик частоты вращения двигателя, 9 — разъем для диагностики, 10 — кислородный датчик ("лямбда-зонд"), 11 — емкость с активированным углем для сбора паров бензина (адсорбер), 12 — распределитель бесконтактного электронного зажигания, 13 — диффузор с датчиком температуры всасываемого воздуха, 14 — регулятор давления топлива, 15 — возвратный топливный клапан, 16 — топливный фильтр

 

 

"MOTRONIC 1.1—1.3"

Цифровые системы управления двигателем "M1.1", M1.2" и "М1.3" о