Многоточечный распределенный впрыск топлива: что это за система
3062 ПросмотровСистема впрыска – основной составляющий элемент системы топлива в транспортном средстве, форсунка выступает в качестве основного рабочего «органа». На сегодняшний день не составит труда найти большое количество разнообразных устройств, их задача сводится к обеспечению впрыска. В статье будет рассмотрен многоточечный впрыск – его особенности, достоинства, а также основные отличия от некоторых других систем.
Особенности действия
Особенности деятельности и существования данной системы базируются на том, что необходимо обеспечивать бесперебойную подачу топлива в цилиндры с помощью форсунок, число которых равно количеству цилиндров.
Если рассматривать классификационные моменты по принципу работы, то можно выделить две основные группы систем – непрерывный впрыск и импульсную подачу. Есть электронный и механический варианты контроля их работы.
Разновидности
Рассматривая конструкции, которые предполагают распределенный впрыск топлива, можно выделить наиболее распространенные моменты:
- K-JETRONIC – механический элемент в непосредственной подаче топлива, используется часто.
- L-JETRONIC – система, в которой наблюдается импульсное действие элементов, находящихся под электронным управлением.
- KE-JETRONIC – механический элемент подачи топлива непрерывного типа.
Надо отметить, что все эти варианты уже устарели и являются очень капризными конструкциями.
Таким образом, система может иметь несколько разновидностей, зависящих от определенного набора факторов и характеристик работы.
Другой вариант классификации
Система может быть нескольких видов и вариантов.
- Одновременная комбинация – с практической точки зрения встречается редко. За один оборот все форсунки в ней срабатывают в одновременном порядке.
- Параллельная работа (попарно) – в течение одного оборота вала происходит парное срабатывание форсунок, по одному разу за оборот.
- Фазированная, последовательная – когда за выполнение валом одного оборота происходит отдельное регулирование любой из форсунок. При этом открытие элемента осуществляется 1 раз перед впуском.
Независимо от варианта классификации все механизмы имеют различия по ряду параметров, учитываемых в ходе эксплуатации.
Устройство
Система в целом имеет в составе основные узлы.
- Бак топлива – является компактным элементом, который имеет насос, фильтр для чистки от механических частиц. Он предназначен для хранения топлива.
- Инжектор используется с целью образования смеси – эмульсии, а также для ее подачи в цилиндры.
- Блок управления – его установка осуществляется непосредственно на двигателях с инжектором.
- Топливный насос – используется обычно традиционный вариант. Он представлен электрическим двигателем с высокой мощностью.
Таким образом, рассматриваемый механизм является простым и прогрессивным, позволяет добиваться нужных результатов при его использовании и ездить с комфортом.
Особенности многоточечного механизма
Система впрыска используется почти всеми изготовителями авто.
Управление каждой форсункой производится в «личном» порядке. Время, когда это происходит, заложено программой управленческого блока. Если их активировать, происходит замена параллельным пуском.
Система по мере прогревания двигателя может демонстрировать должные качества работы на повышенных оборотах. Поломка датчика способствует иногда переходу устройства в полностью аварийный режим, его показания учитывает блок управления в процессе определения дозировки жидкости. Управление таким механизмом сегодня производится посредством специального компьютера, который называется электронным управленческим блоком. Для вычисления нужного момента открытия форсунок важно получать информационные данные от датчиков. Важный показатель – объем потоков, которые поступают в двигатель и измеряются датчиком.
В процессе вычисления подачи определенного количества топлива, которое необходимо для бесперебойной работы агрегата, компьютер анализирует другую информацию – это температурные и влажностные режимы, набор прочих параметров.
Резюме
Таким образом, рассматриваемая система впрыска топлива является достаточно простой и оригинальной в своей работе, позволяя пользователям достигать комфортного результата и чувствовать себя за рулем безопасно.
Распределенный впрыск — Энциклопедия журнала «За рулем»
В системе центрального впрыска подача смеси и ее распределение по цилиндрам осуществляются внутри впускного коллектора единственной форсункой (Позиция 5 на рисунке).
Более современная система — распределенного впрыска топлива — отличается тем, что во впускном тракте каждого цилиндра устанавливается отдельная форсунка, которая в определенный момент впрыскивает дозированную порцию бензина на впускной клапан соответствующего цилиндра. Бензин, поступивший в цилиндр, испаряется и перемешивается с воздухом, образуя горючую смесь.
Схема системы распределенного впрыска топлива Motronic:
1 — подача топлива;
2 — поступление воздуха;
3 — дроссельная заслонка;
4 — впускной трубопровод;
5 — форсунки;
6 — двигатель
Двигатели с такими системами питания обладают лучшей топливной экономичностью и пониженным содержанием вредных веществ в отработавших газах по сравнению с карбюраторными двигателями. Работой форсунок управляет электронный блок управления (ЭБУ), представляющий собой специальный компьютер, который получает и обрабатывает электрические сигналы от системы датчиков, сравнивает их показания со значениями, хранящимися в памяти компьютера, и выдает управляющие электрические сигналы на электромагнитные клапаны форсунок и другие исполнительные устройства. Кроме того, ЭБУ постоянно проводит диагностику системы впрыска топлива и при возникновении неполадок в работе предупреждает водителя с помощью контрольной лампы (Check или Check engine), установленной в щитке приборов. Серьезные неполадки записываются в памяти блока управления и могут быть считаны при проведении диагностики.
— система подачи и очистки топлива;
— система подачи и очистки воздуха;
— система улавливания и сжигания паров бензина;
— электронная часть с набором датчиков;
— система выпуска и дожигания отработавших газов.
Как функционирует распределенный впрыск топлива?
На сегодня, распределённый впрыск топлива стал своеобразной «оппозицией» к непосредственному впрыску, когда подача топлива производится прямо в цилиндры двигателя.
История возникновения данной системы довольно «прозаична». Изобретателем первого в истории приспособления, которое по своей природе напоминало современную систему распределенного впрыска топлива, в конце XIX века стал английский инженер Герберт Стюарт, который стал использовать его для своих двигателей.
Его последователями стали Роберт Бош и Клесси Камминс, которые в дальнейшем взялись за развитие и усовершенствование данной конструкции. Успех не заставил себя ждать, и уже в двадцатые годы вышеупомянутая система стала массово применяться в топливной системе дизельных двигателей.
Уже в 1916 году мир увидела первая российская система впрыска для бензиновых авиационных двигателей, над разработкой которой поработали известные конструкторы
В 1940 году итальянская фирма Caproni-Fuscaldo укомплектовала своей разработанной системой распределенного впрыска, которая управлялась электроникой, гоночный автомобиль Alfa Romeo 6C2500 (шестицилиндровый двигатель был укомплектован индивидуальными форсунками).
После этого все больше и больше автомобилей стали сходить с конвейеров с новым «обмундированием». На сегодня большинство автомобилистов отдают предпочтение распределенному впрыску топлива, так как он дешевле обходится, прост в эксплуатации, и возиться с ним, как с непосредственным впрыском топлива, вы уж точно не будете… Итак, давайте рассмотрим, по какому же принципу работает данная система, из каких механизмов она состоит и благодаря чему осуществляется управление распределенным впрыском топлива. Что ж, начнем…
1. Как работает система
Как известно каждому автолюбителю, система распределенного впрыска (как ее еще называют, многоточечная система впрыска) является одним из видов систем впрыска топлива, которые принято использовать в двигателях, работающих на бензине.
Если говорить в целом, вся работа системы основывается на впрыске топлива в каждый отдельный цилиндр соответствующей отдельной форсункой.
Следовательно, исходя из принципа действия, все системы распределенного впрыска топлива условно разделяют на два вида: системы импульсного и непрерывного впрыска. Также, данная система в зависимости от вида управления может быть системой с механическим и электронным управлением.
Все системы распределенного впрыска топлива работают по такому принципу: вся подача воздуха способна регулироваться дроссельной заслонкой и, перед тем как разделяться на определенное количество потоков, она способна накапливаться в ресивере. Благодаря последнему, производится точное измерение массового расхода воздуха, исходя из того, что, как правило, мы вымериваем общий массовый расход или же давление в ресивере.
Для того чтобы предупредить недостачу воздуха в цилиндрах при значительном употреблении воздуха и сглаживание пульсаций на пуске, ресивер должен обладать достаточным объёмом. Как правило,
Если говорить о системе распределенного впрыска K-Jetronic, то можно сказать, что она представляет собой механическую систему непрерывного впрыска топлива. О системе KЕ-Jetronic можно сказать, что она представляет собой механическую систему непрерывного впрыска топлива с электроуправлением. Система распределенного впрыска L-Jetronic являет собой систему импульсного впрыска с электроуправлением.
2. Из каких механизмов состоит система
Теперь давайте разбираться, из каких же механизмов состоит система распределенного впрыска топлива. Для начала стоит отметить, что вышеупомянутая система позиционируется как более современная и отличается от других систем установкой отдельной форсунки во впускном тракте каждого цилиндра. Данная форсунка, как мы уже говорили, способна в определенный момент впрыскивать дозированную порцию бензина на впускной клапан соответствующего цилиндра.
В конструкцию системы входит форсунка, которая является электромагнитным клапаном с нормированной производительностью. Главная задача форсунки в том, что она эксплуатируется для впрыска определенного количества топлива, вычисленного именно для определенного режима движения. Еще одним механизмом в системе распределенного впрыска топлива, который предназначается для нагнетания топлива в топливную рампу, является бензонасос.
Как правило, с помощью вакуумно-механического регулятора давления поддерживается давление в топливной рампе. В некоторых системах прослеживается совмещение регулятора давления топлива с бензонасосом.
Также в систему входит и модуль зажигания, который является электроустройством управления искрообразованием. Сам по себе модуль зажигания включает в себя пару независимых каналов, используемых с целью розжига в цилиндрах смеси. Последние модификации отличаются расположением низковольтных элементов модуля зажигания в электронном блоке управления. Для того чтобы добиться высокого напряжения, как правило, используют либо выносную двухканальную катушку зажигания, либо катушку зажигания, которая располагается непосредственно на свече.
Следующим механизмом, без которого система попросту не обходится, является регулятор холостого хода. Функцией данного регулятора является поддержание установленных оборотов холостого хода. Что он собой представляет? Это шаговый двигатель, который в корпусе дроссельной заслонки осуществляет регулировку обводного канала воздуха. Вся его работа направлена на обеспечение двигателя воздухом, который крайне необходим последнему для того, чтобы поддерживать холостой ход в момент, когда дроссельная заслонка закрыта.
Также в конструкцию системы распределенного впрыска топлива входит и вентилятор системы охлаждения. Он, в свою очередь, способен руководствоваться электронным блоком управления, благодаря поступлениям сигналов от датчика температуры охлаждающей жидкости. Как правило, средняя разница между включением и выключением должна составлять от 4 до 5°С.
Еще одним не менее важным механизмом, который входит в конструкцию системы является сигнал расхода топлива. Как правило, он поступает на маршрутный компьютер в размере 16000 импульсов на 1 расчетный литр израсходованного топлива.
Конечно же, все эти данные являются приблизительными, так как их расчет производится, базируясь на суммарном времени открытия форсунок и учитывая некоторый эмпирический коэффициент, который крайне необходим в плане компенсации всех неточностей в измерении. На практике, данные неточности вызваны работой форсунок в нелинейном участке диапазона, также асинхронной топливоподачей и иными менее значительными факторами.
Завершает ряд важных составляющих системы распределенного впрыска топлива адсорбер, который, в свою очередь, рассматривается как элемент замкнутой цепи рециркуляции паров бензина. Интересным является тот факт, что, исходя из норм Евро-2, контакт вентиляции бензобака с атмосферой не предусматривается, а все пары бензина должны собираться (адсорбироваться) и посылаться в цилиндры на дожиг при продувке.
Итак, после того как мы разобрались в том, из каких же механизмов состоит система распределенного впрыска топлива, мы постепенно добрались и до управления самой системой. Что ж, давайте разбираться…
3. Управление системой
В современных автомобилях управление системой впрыска топлива осуществляется компьютером, который в автомобильной терминологии носит название электронный блок управления двигателем. Весь принцип работы непосредственно электронного блока управления заключается в вычислении оптимального момента для открытия топливных форсунок и времени, в период которого они должны оставаться в открытом состоянии. Для этих целей он пользуется показаниями различных датчиков, о которых речь пойдет ниже.
Итак, важно знать, что по стандарту, система насчитывает девять датчиков, но для того чтобы электронный блок управления двигателем исправно функционировал, наличие всех датчиков совсем не обязательно. Как правило, большинство комплектаций главным образом зависят от норм токсичности и системы впрыска.
Одним из наиболее важных показателей является датчик массового расхода воздуха. Для чего он нужен в системе и по какому принципу он работает? Как правило, данный датчик осуществляет определение массового расхода воздуха, который поступает в двигатель. В его обязанности входит расчет циклового наполнения цилиндров. С помощью этого датчика производится измерение массового расхода воздуха, который потом пересчитывается программой в цилиндровое цикловое наполнение. В случае выхода датчика из строя происходит игнорирование всех его показаний, и расчет осуществляется непосредственно по аварийным таблицам.
Кроме вышеупомянутого датчика, в момент определения количества топлива, компьютер, как правило, использует данные по температуре всасываемого воздуха, по температуре двигателя, а также угла открытия дроссельной заслонки, динамике ее открытия и скорости, с которой вращается коленчатый вал.
Давайте рассмотрим каждый из датчиков более подробно. Итак, если брать во внимание датчик кислорода (ДК), можно сказать, что он эксплуатируется для расчета содержания О2 в отработанных газах. Как правило, данный датчик используют исключительно в системах с катализатором под нормы токсичности Евро-2 и Евро-3, причем в Евро-3 используют пару датчиков кислорода (один из них находится до катализатора, а один — после него).
Следующим датчиком, который считывает положение коленвала, а также частоту его вращения, является датчик положения коленвала (ДПКВ). Главной задачей для этого рода датчика является общая синхронизация всей системы, расчет в определенные моменты времени оборотов двигателя и положения коленвала. Важно учитывать тот факт, что датчик положения коленвала является полярным датчиком. Это говорит о том, что при неверном включении откажется заводиться и сам двигатель.
Если же датчик выйдет из строя, остановится и вся работа системы. Этот датчик по своей природе является единственным «жизненно важным» устройством в системе, без которого автомобиль попросту не будет производить какого-либо движения. Чего не скажешь о других датчиках. Ведь при поломке любых других из них, все-таки можно будет кое-как добраться до центра технической поддержки своим ходом.
Также система не обходится и без датчика температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ). Данный датчик следит за температурными показателями охлаждающей жидкости. Главной его задачей является определение коррекции топливоподачи и зажигания по температуре, а также управление электровентилятором.
Во время поломки вышеупомянутого датчика, как и в случае с датчиком массового расхода топлива, все показания игнорируются, а температурные показатели берутся из таблицы в зависимости от времени работы двигателя. Важно учитывать, что сигнал от ДТОЖ поступает исключительно на электронный блок управления. Для того чтобы произвести индикацию на панель, принято использовать совсем другой датчик.
Стоит упомянуть и о датчике положения дроссельной заслонки (ДПДЗ), который, в свою очередь, способен определить расположение дросселя (нажата ли педаль «газа» или же нет). Вышеупомянутый датчик используется для проведения расчетов фактора нагрузки на двигатель и его изменения в зависимости от угла открытия дроссельной заслонки, оборотов двигателя, а также циклового наполнения.
Еще одним датчиком, который производит контроль над детонацией двигателя, является датчик детонации. В тот момент, когда детонация все же обнаружена, блок управления двигателем включает в себя алгоритм гашения детонации и тем самым оперативно корректирует угол опережения зажигания. Если вспомнить первые системы впрыска, они комплектовались резонансными датчиками детонации. На сегодняшний день, широкую популярность приобрели широкополосные датчики, которые используются теперь повсеместно.
Невозможно упустить из виду и датчик скорости (ДС), который определяет скорость движения автомобиля. Данный датчик вводится в эксплуатацию во время расчетов блокировки/возобновления топливоподачи при движении. Также сигнал от датчика транспортируется на приборную панель с целью расчета пробега. 6000 сигналов с датчика скорости приблизительно соответствуют 1 км пробега автомобиля.
Завершают ряд датчиков в системе датчик фазы (ДФ) и датчик неровной дороги. Первый используется для определения положения распредвала. Главной задачей данного датчика является точнейшая синхронизация по времени впрыска в системах с фазированным (последовательным, как его еще называют) впрыском. Во время какой-либо неисправности, или же при полном отсутствии датчика, вся система переключается на попарно — параллельную (как ее еще называют – групповую) систему подачи топлива.
О втором датчике можно сказать, что он используется для того, чтобы оценивать уровень вибрации двигателя. Этот датчик крайне необходим для корректной работы системы обнаружения пропусков воспламенения, дабы определить причину неравномерности. Данный датчик нашел применение в связи с вводом норм токсичности Евро-3.
Подведя итоги, можно сказать, что благодаря датчикам, в блок управления поступает информация о расположении и частоте, с которой вращается коленчатый вал, о температурных показателях охлаждающей жидкости и температуре охлаждающей жидкости, а также расположении дроссельной заслонки. Также компьютер принимает сигналы о концентрации кислорода в отработавших газах (или о значении регулировки СО, для комплектации без датчика кислорода), напряжении в бортовой сети автомобиля, наличии детонации в моторе, скорости автомобиля, а также о запросе на включение кондиционирования воздуха.
Основываясь на полученной информации, компьютер производит управление топливоподачей (форсунками и электробензонасосом), регулятором холостого хода, системой зажигания, вентилятором системы охлаждения мотора, адсорбером системы улавливания паров бензина (если есть в комплектации), муфтой компрессора кондиционера (если он есть на автомобиле), а также системой диагностики.
Итак, исходя из сигналов, которые поступают от вышеупомянутых датчиков, компьютер рассчитывает количество топлива, нужное для полного согрева при данной массе воздуха в цилиндрах и подает форсункам сигнал на открытие. В таком случае, сигнал является электрическим импульсом причем необходимой длительности. В то время, как подается сигнал, форсунки «замирают» в открытом положении, а топливо, которое находится в магистрали под давлением, попросту впрыскивается во впускной коллектор.
Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.
Распределённый многоточечный механический впрыск | Двигатель автомобиля
В настоящее время такие системы не выпускаются, но по дорогам нашей страны ещё долго будут колесить (если им помогут диагносты) автомобили АУДИ, МЕРСЕДЕС, ВОЛЬВО (БМВ и ПОРШЕ уже вымерли). Конечно система примитивная, но не забывайте, что начало выпуска подобных систем — 70-е годы. Наш автопром выпускал в то время только карбюраторные бензиновые двигатели и, к счастью, не стал выпускать а\м с механическим впрыском топлива.
Добавим, что такие системы использовались производителями а\м из-за слабого развития электроники в то время. Были попытки выпускать автомобили с электронными системами управления и электрическими форсунками в 70-е годы, но ненадежная элементная база часто приводила к отказам электроники и некоторые производители (МЕРСЕДЕС, АУДИ, ВОЛЬВО, РЕНО) пошли по пути использования систем механического впрыска топлива и шли по нему до начала 90 х годов. В ремонте такие системы требуют высокой точности регулировки. Выпускали такие системы только Европейские производители.
Первая схема системы механического впрыска топлива, использующего электромеханический регулятор противодавления и механический регулятор давления топлива приведена ниже. Кратко опишем работу системы.
Система подачи топлива такая же, как и у систем электронного впрыска топлива, только используются более мощные топливные насосы, т. к. рабочее давление топлива до 6,5 bar. Система зажигания с отдельным блоком управления, но с такими же датчиками оборотов на маховике или в трамблёре.
Рис. Электросхема системы управления двигателем автомобиля VW Джетта (82-92): 4 — «лямбда» регулятор, 6 — клапан холостого хода, 9 — регулятор оборотов на этапе прогрева двигателя, 10 — модуль зажигания (коммутатор), 11 — катушка зажигания, 14 — топливный насос высокого давления, 15 — подкачивающий топливный насос, 16 — пусковая форсунка, 27 — регулятор противодавления топлива, 37 — кислородный датчик, 40 — датчик оборотов в распределителе зажигания, 48 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 62 — термовыклютатель, 87 — стартер, 90 — главное (системное) реле, 91 — реле бензонасоса, 101 — блок управления впрыском, 102 — блок управления холостым ходом.
Рассмотрим устройство и принцип построения системы механического впрыска топлива. На рисунке приведена электрическая схема системы «К Jetronic» автомобиля VW Джетта 1,8 л.
Рис. Рабочая схема а\м VW Джетта (82-92): 1 — форсунка, 2 — пусковая форсунка, 3 — клапан холостого хода, 4 — перепускной клапан, 5 — расходомер воздуха, 6 — дозатор-распределитель, 7 — регулятор давления топлива, 8 — термовыключатель, 9 — электровакуумный переключатель, 10 — датчик положения дроссельной заслонки, 11 — топливный фильтр, 12 — демпфер, 13 — винт регулировки СО, 14 — регулятор противодавления топлива, 15 — дополнительный топливный бак, 16 — топливный насос высокого давления, 17 — подкачивающий топливный насос, 18 — основной топливный бак.
При вращении двигателя стартером напряжение одновременно поступает на пусковую форсунку, которая кратковременно вступает в работу и обогащает топливовоздушную смесь при низких температурах. Длительность работы пусковой форсунки зависит от термовременного выключателя, который не позволяет «залить» двигатель при продолжительно включённом стартере.
Одновременно вступают в работу системы зажигания и холостого хода. Дополнительное количество воздуха, необходимое для обеспечения горения обогащенной топливовоздушной смеси подаётся через обводной воздушный канал регулятора прогрева 9(19). На холодном двигателе обводной канал открыт, а по мере прогрева перекрывается шторкой.
За счёт разрежения, создаваемого движущимися поршнями, пройдя через фильтрующий элемент, воздух своим потоком поднимает круглую пластину 5 и связанное с ним коромысло, которое, поднимаясь, давит на плунжер дозатора-распределителя топлива. Плунжер поднимается и перепускает топливо в верхние камеры дозатора, откуда оно и попадает к форсункам. Между коромыслом и плунжером дозатора-распределителя установлена пластина с эксцентриком, регулировочным винтом которой можно изменять степень поднятия плунжера и, тем самым, изменять соотношение воздух — топливо, т.е. регулировать состав смеси(СО).
Если система исправна, то топливо через форсунки впрыскивается во впускной коллектор и далее попадает через впускные клапаны в цилиндры, возникают первые «вспышки» двигатель начинает работать, движение поршней становится быстрее, за счёт движения масла происходит уплотнение в цилиндрах, повышается разрежение во впускном коллекторе и воздух всё сильнее поступает (засасывается) в двигатель. Напомним, что это система постоянного впрыска, т.е. форсунка «льёт» постоянно, невзирая на то, открыт или закрыт впускной клапан.
В системе используется регулятор противодавления топлива 14(20), который «облегчает» поднятие плунжера дозатора-распределителя топлива на режимах прогрева двигателя и режимах полной нагрузки, когда необходимо впрыскивать большее количество топлива.
В системах разных производителей использовались конструктивные особенности. По положению дроссельной заслонки и оборотам двигателя определялся режим принудительного холостого хода — форсунки переключались на режим минимального впрыска топлива; по положению дроссельной заслонки определялся режим максимальных нагрузок, часть давления топлива снималась с надплунжерного пространства в обратную магистраль, плунжер поднимался легче и топлива к форсункам поступало больше; по сигналам кислородного датчика определялся состав отработанных газов и если смесь постоянно «бедная» или «богатая» блок управления направлял корректирующие импульсы на «лямбда» клапан, который предназначен для перепуска части топлива в обратную магистраль и, тем самым, производилась корректировка состава смеси.
В 80 с годы систему «К» доработали, добавили некоторые узлы с электрическим управлением, поэтому добавилась буква «Е» и получилась системы «КЕ». Такие системы выпускались с индексами «КЕ-Jetronic» и «КЕ-Motronic», причем «Motronic» было несколько модификаций.
На электрической схеме приведённой на рисунке показана система «КЕ-Jetronic» а\м ФОРД Эскорт 1,6RS. Отличительной особенностью систем «КЕ» от «К», является использование принципиально другого дозатора топлива с электрическим регулятором давления топлива и датчиком положения коромысла расходомера воздуха. Использование новых элементов позволило продлить жизнь системам механического впрыска топлива до начала 90-х, хотя уже в 80 с годы почти все производители перешли на использование систем электронного впрыска топлива.
Рис. Электросхема системы управления двигателем а\м ФОРД Эскорт 1,6RS: 3 — топливный насос высокого давления, 6 — клапан холостого хода, 9 — регулятор оборотов на этапе прогрева двигателя, 11 — катушка зажигания, 16 — пусковая форсунка, 21 — регулятор давления топлива, 24 — переключатель, изменяющий степень наддува турбиной, 40 — датчик оборотов в распределителе зажигания, 42 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 43 — датчик температуры воздуха, 45 — датчик детонации, 48 — термовыключатель, 50 — датчик положения расходомера воздуха, 53 — датчик положения дроссельной заслонки в закрытом положении, 54 — датчик положения дроссельной заслонки в открытом положении, 87 — стартер, 93 — главное(системное) реле, 101 — блок управления впрыском, 103 — блок управления зажиганием.
Система работает следующим образом. При вращении двигателя стартером датчик оборотов — 40(21)(в данном случае датчик на эффекте Холла) передаёт сигналы в ЭБУ зажиганием — 103(21). Питание на датчик Холла подаётся через ЭБУ. Реле бензонасоса 93(21) замыкает контакты подачи «+» на включение бензонасоса только после получения сигнала от ЭБУ на ножку 1. Этот же сигнал одновременно является управляющим для блока управления впрыском.
Включается бензонасос — 3(21) и создаёт рабочее давление в системе(за 2-3 сек.). В системах «КЕ» использовался блок управления зажиганием, который «анализировал» сигналы от датчиков температуры, датчика детонации, положения дроссельной заслонки, положение расходомера воздуха и подавал импульс на катушку зажигания в рассчитанное время. Катушка зажигания повышает напряжение и по высоковольтному проводу передаёт импульсы напряжения на крышку разносчика напряжения, от которого по высоковольтным проводам напряжение попадает к свечам зажигания каждого цилиндра.
Рис. Рабочая схема а\м ФОРД Эскорт l,6RS: 1 — форсунка, 2 — термовыключатель, 3 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 4 — пусковая форсунка, 5 — клапан холостого хода (прогрева), 6,11 — регулятор давления топлива, 7,15 — электрогидравлический регулятор давления топлива, 8 — датчик положения расходомера воздуха, 9 — узел дроссельной заслонки, 10 — топливный насос высокого давления, 12 — демпфер, 13 — топливный фильтр, 14 — воздушный фильтр, 16 — датчик положения дроссельной заслонки (х.х.), 17 — датчик положения дроссельной заслонки (максим, нагрузка), 18 — впускной коллектор, 19 — дозатор-распределитель, 20 — винт регулировки СО.
Эти системы быстрее реагировали на изменившиеся условия работы двигателя, но все-равно значительно уступали системам дискретного (электронного) впрыска топлива. Использование систем механического впрыска топлива требовало чёткой работы всех составляющих элементов и точной ручной регулировки. При всех недостатках, в своё время это был значительный шаг вперёд в разработке и применении новых систем питания и управления двигателем.
Комбинированный впрыск топлива или непосредственно-распределенный,что это такое?
комбинированный впрыск, двигатели +с непосредственным впрыском топлива, комбинированный впрыск топлива, двигатель +с комбинированным впрыском, система питания +с комбинированным впрыском, комбинированный впрыск непосредственно распределенный, система распределенного впрыска топлива, распределенный +и непосредственный впрыск топлива, распределенный впрыск топлива +что +это, система непосредственного впрыска топлива, непосредственный впрыск топливаБензиновый двигатель с непосредственным впрыском топлива имеет большие преимущества такие как экономия, качество образования смеси, ее полное сгорание, увеличение мощности, уменьшение вредных выбросов, но в то же время на некоторых режимах работы образует большое количество твердых частиц сажи, которая в свою очередь попадает в атмосферу. Их содержание может превышать выбросы такого же по объему дизеля.
Для уменьшения выбросов в атмосферу и исполнения экологических норм ЕВРО-6 концерн VAG (Volkswagen Audi Gruppe) и чуть позже Toyota разработали комбинированную систему впрыска топлива объединяющую систему непосредственного впрыска и систему распределенного впрыска на одном двигателе. При изменении режимов работы двигателя внутреннего сгорания электронный блок управления переключает работу между системами впрыска. В результате инженерам удалось на двигателях с комбинированным впрыском увеличить мощность, крутящий момент, сократить расход топлива, уменьшить выбросы CO2 в окружающую среду и соответствовать экологическим нормам.
Сейчас комбинированная или непосредственно-распределенная система впрыска устанавливается на двигателях VAG TFSI объемом 1,8 и 2,0 литра и Toyota 6AR-FSE 2,0 литра. Система питания с комбинированным впрыском включает в себя элементы обоих систем: форсунки, топливную рампу высокого давления, форсунки, топливную рампу низкого давления, а также насос высокого давления обеспечивающий питание обеих систем.
Элементы обеих топливных систем установлены так же как на двигателях присущих им. Работа непосредственно-распределенной системы впрыска осуществляется в зависимости от нагрузки на двигатель внутреннего сгорания. При пуске, прогреве, а так же при максимальной нагрузке активна система непосредственного (прямого) впрыска топлива. И при разных режимах идет разное количество инжекции топлива например: при запуске – три впрыска на такте сжатия; на холодном двигателе – один впрыск на такте впуска; при прогреве двигателя и движении с максимальной нагрузкой – два впрыска, один на такте впуска, другой на такте сжатия. Форсунки непосредственного впрыска периодически подключаются для предотвращения их засорения. Система распределенного впрыска подключается только при частичной нагрузке и на средних мощностных характеристиках работы двигателя. В основном этот режим работы присущ размеренной городской езде с частыми остановками и стартами автомобиля.
комбинированный впрыск, двигатели +с непосредственным впрыском топлива, комбинированный впрыск топлива, двигатель +с комбинированным впрыском, система питания +с комбинированным впрыском, комбинированный впрыск непосредственно распределенный, система распределенного впрыска топлива, распределенный +и непосредственный впрыск топлива, распределенный впрыск топлива +что +это, система непосредственного впрыска топлива, непосредственный впрыск топливаОптимизация режимов впрыска топлива в соответствии с режимами работы двигателя позволяет достичь минимального выброса сажевых частиц в атмосферу с отработавшими газами. Необходимо отметить, что при выходе из строя одной из систем впрыска двигатель продолжает работать в аварийном режиме, а автомобиль имеет возможность двигаться.
Распределенный и послойный впрыск топлива
Специальная система, подающая в цилиндры двигателя топливную жидкость, называется распределенный впрыск топлива. Компонент устанавливается на все автомобили без исключения, она может носить следующий характер:
- Механический;
- Распределенный;
- Непосредственный;
- Моновпрыск.
Наиболее распространенной моделью этой системы является послойный впрыск топлива, который позволяет подавать топливную жидкость отдельно для каждого цилиндра. Эта подача осуществляется с помощью специальных распределительных форсунок.
Система распределенного впрыска топливаЧто значит последовательность впрыска
Последовательность или фазы впрыска топлива обусловлена следующими показателями:
- За один отработанный цикл двигателя каждая специальная форсунка отрабатывает одну фазу впрыска;
- Время этой фазы для каждой модели автомобиля может быть разным, но при этом количество топлива в большинстве случаев одинакова.
Распределенный впрыск топлива внедряется не на каждый автомобиль, поскольку он отличается тем, что подходит только для инжекторных автомобилей. Автовладельцы, которые сталкиваются с этой системой, отмечают, что она позволяет достичь до 15 % экономии топлива.
Как работает система
Чтобы было понятно, как работает комплекс впрыска, следует рассмотреть ее подробно. Если сказать коротко, то система работает следующим образом:
- Для двигателя подается смесь из топлива и воздуха;
- Подача воздуха контролируется с помощью дроссельной заслонкой;
- Прежде чем попасть в двигатель воздух распределяется на четыре потока;
- Потом потоки накапливаются в специальном ресивере;
- Кроме накопления ресивер применяется также для измерения количества воздуха;
Ресивер на двигатель устанавливается такого размера, чтобы предупредить воздушное голодание цилиндров, то есть, чтобы система обладала, все время достаточным количеством воздуха для работы. Для того чтобы впрыск воздушно-топливной осуществлялся качественно и бесперебойно на компонент установлены специальные форсунки, они располагаются поблизости от впускных клапанов.
Система распределенного впрыска топливаИз каких механизмов состоит система
Следует перечислить, из каких исполнительных механизмов состоит комплекс впрыска топлива инжекторного автомобиля:
Бензонасос работает на нагнетание топливной смеси в специальную рампу. Чтобы давление в этой рампе было все время на определенном уровне на ней установлен механический регулятор давления. Иногда бензонасос и регулятор совмещены.
Форсунки специальные клапаны с регулируемой производительностью, которые имеют электромагнитные прецензионный характер.
Зажигательный модуль специальное устройство, предназначенное для регуляции искрообразования. Включает в себя два независимо работающих канала, которые направлены на поджиг смеси, отдельно в 1 и 4, а также во 2 и 3 цилиндрах.
Клапан предохранения – направлен на защиту всех элементов системы от впрыска повышенного давления. Давление впрыска повышается от температурного расширения топлива, сам клапан устанавливается на рампе.
Регулирование холостого хода эта часть системы обусловлено специальным регулятором, который поддерживает заданные обороты. Сам регулятор представляет собой двигатель шагового типа, он регулирует канал воздуха обводного типа в дроссельную заслонку. Это необходимо для того чтобы двигатель постоянно получал необходимое количество воздуха.
Вентилятор системного охлаждения имеет управление от электрической составляющей автомобиля и работает в зависимости от сигналов ДТОЖ.
Датчик топливного расхода подает постоянный сигнал на маршрутный компьютер или на панель управления и сообщает водителю необходимые показатели. Надо отметить, что этот датчик может работать с погрешностями, так как данный высчитываются по приблизительным показателям.
Адсорбер еще один компонент замкнутой цепи, которая регулирует пары бензина. Чаще всего такой элемент устанавливается на зарубежные автомобиля.
Схема распределенного впрыска топливаУправление системой
Система впрыска регулируется электронным блоком управления, которые представляет собой специальный компьютер. В нем происходить определенный алгоритм обработки данных, которые показывают датчики системы. Для качественной работы этого блока необходимы следующие показатели:
- Качественно и исправно работающие датчики;
- Отрегулированная подача данных;
- Отсутствие неполадок в прошивке блока.
Как происходит послойное смесеобразование
Во время работы послойного типа дроссельная заслонка системы практически открыта полностью, при этом заслонки впуска закрыты полностью. Поступление воздуха в камеры сгорания происходит на большой скорости, при этом образуется воздушный вихрь. Топливо при этом впрыскивается в зону свечей сгорания, на последнем этапе такта сжатия. Когда топливновоздушная смесь воспламеняется, вокруг нее образуется теплоизоляция из чистого воздуха.
Послойный и распределенный впрыск топлива
Распределенный впрыск топлива — специальная система, устанавливаемая на двигатель, которая отвечает за подачу топливной жидкости в камеру сгорания. Эта система применяется абсолютно на всех инжекторных автомобилях, однако различается по своему характеру:
- Механический;
- Послойный;
- Непосредственный;
- Моновпрыск.
Самой известной и распространенной моделью этой системы стал послойный впрыск, с помощью которого подача топливо-воздушной смеси происходит отдельно на каждый цилиндр по определенной схеме. Для такого типа подачи необходимы специальные распределительные форсунки.
Понятие последовательности впрыска
Впрыск топливаНа последовательность или фазы впрыска влияют следующие показатели:
- На каждый отдельный цикл работы двигателя приходится одна фаза впрыска каждой отдельной форсунки;
- Время этой фазы для каждого типа двигателя может быть разным, однако количество топлива в основном одинаково.
Ключевой особенностью непосредственного впрыска является значительная экономия топлива, отдельные исследования показывают экономию до 15%.
Суть распределенного впрыска топлива
Если говорить более простым языком, то распределенный впрыск топлива работает по такой схеме:
- В двигатель подается топливно-воздушная смесь;
- Контроль подачи воздуха происходит за счет дроссельной заслонки;
- Перед подачей в двигатель смесь разделяется на четыре отдельных потока;
- Затем каждый отдельный поток попадает в специальный ресивер, где и аккумулируется под большим давлением;
Размер установленного ресивера подбирается таким образом, чтобы не допустить воздушного голодания цилиндров, то есть система должна иметь достаточное количество воздуха для всех режимов работы. С помощью форсунок эта смесь подается в цилиндры, вернее, в камеру сгорания, куда предварительно уже закачан воздух.
Элементы системы распределенного впрыска
Конечно, стоит перечислить все компоненты, с помощью которых работает эта система:
- Бензонасос. Работа бензонасоса заключается в подачи бензина в специальную рампу, в которой давление поддерживается на постоянном уровне за счет регулятора давления механического типа. В некоторых моделях регулятор давления и бензонасос совмещены;
- Форсунки, которые оборудованы специальными электромагнитными клапанами с возможностью регулировки производительности;
- Зажигательный модуль, с помощью которого происходит регуляция искрообразования. Обычно имеет два канала, работающих независимо друг от друга, с помощью которых происходит воспламенение смеси отдельно в 1 и 4, а также во 2 и 3 цилиндрах;
- Клапан предохранения, который необходим для защиты всех элементов системы от повышенного давления впрыска, оно наблюдается при температурном расширении топливной смеси;
- Регулятор холостого хода, который обеспечивает поддержание заданных оборотов;
- Вентилятор системного охлаждения, обороты которого регулируются электрически;
- Датчик расхода, с помощью которого подается информация на бортовой компьютер;
- Адсорбер, который необходим для регуляции паров бензина.
Система впрыскаПроцесс работы распределенного впрыска
Работа этой системы предполагает использование преднамеренно обедненной смеси, за счет этого происходит экономия бензина. По сути это должно приводить к понижению мощности, однако повышенная эффективность распрыскивания топлива позволяет этого избежать. Одно и то же количество топлива может сгорать по разному, в зависимости от размера капли разбрызгиваемого топлива. Чем меньше капля, тем выше вероятность получения тумана из смеси бензина и воздуха, в котором распространение пламени происходит более равномерно. Бензин в этом случае сгорает полностью без остатка, а значит, меньшее количество за счет эффективного мелкодисперсного впрыска может давать большее количество тепла.
На исследования по оптимизации сгорания многие автоконцерны тратят большое количество финансов и сил. Наиболее перспективным подвидом распределенного впрыска стал послойный впрыск топлива. При послойном впрыске топливо-воздушная смесь подается в камеру сгорания не одной порцией, а несколькими, но с очень малым интервалом. Такая подача позволила получить дополнительную оптимизацию процесса сгорания.
Дополнительно за счет точного дозирования смеси и открытия форсунок в строго определенный момент происходит экономия. При помощи компьютера момент открытия форсунки, а также срок этого открытия оперативно меняются при изменении нагрузки на двигатель автомобиля. Помимо системы управления форсунками, с помощью компьютера происходит интеллектуальный контроль фаз газораспределения. В зависимости от нагрузки на двигатель происходит автоматическое изменение режимов работы:
- Холостые обороты;
- Движение с повышенным уровнем нагрузки;
- Движение с малым уровнем нагрузки.
Естественно, при разных режимах количество топлива, которое подается в камеру сгорания форсунками, разное и постоянно меняется блоком управления в зависимости от ситуации.