Вхідні параметри і електричне живлення Вихідні параметри

Блок управління

Малюнок 30 – Схема системи керування:

Q_{L –} кількість повітря, що надійшло; U_L – температура повітря; P – навантаження двигуна; n – частота обертання колінчатого вала двигуна; U_M – температура двигуна; V_E – кількість палива, що впорскується; Q_LZ – кількість додаткового повітря; V_ES – подача додаткового палива при пуску; U_B – напруга бортової мережі автомобіля.

Інформація про частоту обертання колінчатого вала і початок впорскування палива передається в блок керування: при контактно-регульованій системі запалювання – через контакти кола керування в переривнику-розподільнику запалювання, при безконтактній системі запалювання – від клеми 1 котушки запалювання.

Всмоктувана двигуном кількість повітря є заходом навантаження двигуна. Показником кількості повітря враховуються різні, пов'язані із двигуном, зміни, які можуть проявлятися в період його експлуатації, наприклад: зношування, нагароутворення, відхилення у фазах газорозподілу.

Витратомір повітря розташовується між повітряним фільтром і дросельною заслінкою (мал.31).

Малюнок 31 – Схема встановлення витратоміра повітря:

1 – дросельна заслінка; 2 – витратомір повітря; 3 – електронний блок керування; 4 – повітряний фільтр; Q_{L –} кількість повітря, що надійшло

Поворотна заслінка 1 (мал.32) витратоміра повітря змінює площу поперечного переріза прохідного отвору. Потік всмоктуваного повітря Q_L відхиляє заслінку на певний кут залежно від масової витрати повітря, чому протидіє постійне зусилля пружини 2 (мал.34). При цьому зі збільшенням масової витрати повітря площа вільного поперечного переріза отвору стає більше.

Зміна вільного поперечного перерізу витратоміра, залежно від положення заслінки, обране таким, щоб мати логарифмічний взаємозв'язок між кутом повороту заслінки і всмоктуваною масою повітря. Це забезпечує високу чутливість витратоміра при невеликих масових витратах повітря, які вимагають високої точності виміру. Необхідна точність виміру рівна 1…3% від заміряної масової витрати повітря в діапазоні Qmax: Qmin = 100:1.

Потенціометр 4 (мал.32) зчитує кутове положення заслінки і перетворює його у величину вихідної електричної напруги U_A для подальшої передачі в блок керування. Для того щоб старіння потенціометра й температура не впливали на точність вимірів, блок керування тільки оцінює співвідношення опорів. Потенціометр являє собою, як правило, ланцюжок резисторів, включених паралельно контактній доріжці.

Малюнок 32 – Витратомір повітря:

1 – заслінка витратоміра; 2 – датчик температури повітря; 3 – блок керування; 4 – потенціометр; 5 – демпфіруюча камера; 6 – компенсаційна пластина; Q_L– кількість повітря, що надходить.

Для гасіння коливань, викликаних пульсацією повітряного потоку і динамічними впливами, характерними для автомобіля, особливо на поганих дорогах, у витратомірі є демпфіруюча камера 5 (мал.32) з компенсаційною пластиною 6. Пластина 6 виконана як одне ціле із заслінкою 1. Різкі переміщення заслінки стають неможливими через вплив на пластину 6 зусилля повітря, стисненого в демпферній камері.

При вимірюванні витрати повітря за принципом швидкісного напору замість необхідної маси повітря реєструється тільки кількість минаючого повітря. Тому для точного дозування палива необхідне виправлення на щільність повітря (температура повітря).

Тому що щільність повітря залежить від його температури, це враховується блоком керування, де відбуваються розрахунки виправлення на основі показів датчика температури 2 (мал.32). Цей датчик має терморезистор, який вбудований у витратомір повітря.

У верхній частині витратоміра розташований обвідний (байпасний) канал 3 (мал.33) із гвинтом якості (складу) суміші 5.

Вимірювані змінні параметри для коректування

Для робочих режимів, що відрізняються від звичайних умов роботи двигуна (наприклад, пуск холодного двигуна, прогрів двигуна), склад пальної суміші необхідно коректувати відповідно до змінних умов роботи двигуна. У цьому випадку дані про температуру двигуна від відповідних датчиків надходять у блок керування.

Для коректування складу суміші відповідно до умов роботи двигуна інформація про діапазон навантаження (холостий хід, режими часткового й повного навантаження) передається в блок керування через датчик положення дросельної заслінки.

Вимірювані змінні параметри для точного регулювання

Для оптимізації динамічних характеристик двигуна враховуються й інші експлуатаційні стани і дії. Уже згадані датчики збирають дані для перехідного режиму при прискоренні, русі накатом і обмеження максимальної частоти обертання колінчатого вала. Сигнали датчиків у цих експлуатаційних режимах перебувають у певній залежності один від одного. Блок керування розпізнає ці залежності й, відповідно, коректує керуючі сигнали, що надходять на форсунки.

Малюнок 33 – Витратомір повітря (вид з боку повітряної камери):

1 – компенсаційна пластина; 2 – демпфіруюча камера; 3 – обвідний (байпасний) канал; 4 – заслінка; 5 - регулювальний гвинт якості суміші; Q_L – потік повітря

Малюнок 34 – Витратомір повітря (вид з боку з'єднувальних і робочих пристроїв):

1 – зубчастий вінець для попереднього натягу пружини; 2 – зворотня пружина; 3 – контактна доріжка потенціометра; 4 – керамічна плата з резисторами й друкованою схемою електропровідників; 5 – контакт на рушійнику потенціометра; 6 – рушійник; 7 – контакти паливного насоса; Q_L – потік повітря.

Дозування палива

Мікропроцесор блоку керування обробляє дані про умови роботи двигуна, отримані від датчиків. По них формуються керуючі імпульси для дозування впорскуваного палива, причому його кількість визначається тривалістю відкриття форсунок.

Блок керування в системі «L-Jetronik» знаходиться в герметичному корпусі, який встановлюється в автомобілі поза досяжністю теплового впливу двигуна.

Електронні деталі блоку керування розміщаються на друкованих платах, потужнісні функціональні деталі кінцевих каскадів – на металевій рамі блоку керування для гарантії гарного тепловідводу. Застосування інтегральних мікросхем і гібридних деталей дозволяє скоротити число використовуваних елементів.

Зв'язок блоку керування з форсунками, датчиками і бортовим електроустаткуванням автомобіля здійснюється через багатоконтактний рознімач. Вхідний контур блоку керування сконструйований так, що приєднання блоку керування до мережі не може бути зроблене при неправильній полярності й при цьому виключається коротке замикання.

Частота обертання колінчатого вала і всмоктувана кількість повітря визначають базову тривалість впорскування палива. Тактова частота імпульсів впорскування розраховується на основі даних про частоту обертання колінчатого вала.

Імпульси, що надходять від системи запалювання, обробляються блоком керування. Ці імпульси спочатку проходять через формувач імпульсів, який генерує імпульси у вигляді прямокутних хвиль на основі сигналів із згладженими піками. Далі ці імпульси попадають у дільник імпульсів, який ділить їх на частоту, що задається порядком запалювання, таким чином, що два імпульси створюються за кожний робочий цикл, незалежно від кількості циліндрів. Початок імпульсу – це одночасно й початок впорскування палива через форсунки. Тобто, кожна форсунка здійснює впорскування палива один раз за один оберт колінчатого вала незалежно від положення впускного клапана.

Якщо впускні клапани закриті, паливо накопичується, і у певний момент впорскується в камеру згоряння разом з потоком повітря при наступному відкритті впускного клапана. Тривалість впорскування палива залежить від кількості повітря, виміряного витратоміром, і частоти обертання колінчатого вала.

Коректування складу паливної суміші відповідно до робочих режимів

При деяких умовах роботи двигуна потрібне коректування сумішоутворення, що виходить за рамки базових функцій, - для поліпшення потужності, складу суміші, оптимізації динамічних характеристик і роботи двигуна при пуску.

Блок керування системи «L-Jetronik» може виконувати ці коректування при використанні додаткових сигналів датчиків температури двигуна і положення дросельної заслінки (сигнал про навантаження).

Збагачення суміші при пуску холодного двигуна

Залежно від температури двигуна, під час пуску впорскується додаткову кількість палива. Із цієї причини відбувається збагачення суміші. Це робиться для того, щоб компенсувати втрати на конденсацію частини палива в пальній суміші, що виникають при пуску холодного двигуна і, тим самим, полегшити пуск.

Для збагачення суміші на режимі пуску холодного двигуна існують два методи керування процесом:

· за допомогою блоку керування і клапанних форсунок;

· за допомогою термореле і пускової форсунки.

а.) Керування пуском за допомогою блоку керування і клапанних

форсунок (мал.35).

Під час пуску через форсунки 3 впорскується більше палива за рахунок продовження тривалості впорскування. Керування пуском здійснюється блоком керування 2 шляхом обробки сигналів від вимикача запалювання 4 і датчика температури двигуна 1.

Малюнок 35 – Схема керування пуском за допомогою блоку керування й клапанних форсунок:

1 – датчик температури двигуна; 2 – електронний блок керування; 3 – клапанні форсунки; 4 – вимикач запалювання

б.) Керування пуском за допомогою термореле й пускової форсунки (мал.36).

Впорскування додаткової кількості палива у впускний трубопровід здійснюється пусковою форсункою 1. Тривалість роботи цієї форсунки обмежується термореле 2 залежно від температури двигуна.

Малюнок 36 – Схема керування пуском за допомогою термореле й пускової форсунки:

1 – пускова форсунка; 2 – термореле; 3 – реле включення паливного насоса; 4 – вимикач запалювання

Збагачення суміші в післяпусковий період і при прогріві двигуна

За фазою пуску холодного двигуна іде фаза прогріву. На цьому режимі також потрібне значне збагачення паливної суміші, оскільки частина поступаючого палива усе ще конденсується на стінках циліндра. Крім того, без додаткового збагачення суміші після відключення пускової форсунки і, відповідно, припинення подачі у впускний трубопровід додаткової кількості палива, стає помітним різке падіння частоти обертання колінчатого вала.

Після пуску двигуну для його нормальної роботи потрібно лише незначне збагачення суміші, яке регулюється по температурі двигуна. Для ініціації цього процесу блок керування повинен постійно одержувати інформацію про температуру двигуна від відповідного датчика.

Коректування суміші при частковому навантаженні

Більшу частину часу експлуатації двигун працює в умовах часткового навантаження. Характеристична крива потреби двигуна в паливі на цьому режимі запрограмована в блоці керування й визначає кількість подаваного палива. При цьому крива побудована таким чином, щоб двигун при частковому навантаженні відрізнявся зниженою витратою палива.

Збагачення суміші при прискоренні

Під час прискорення автомобіля у двигун надходить додаткова кількість палива. При різкому відкритті дросельної заслінки пальна суміш на якийсь час збіднюється. Тому її необхідно протягом короткого часу збагатити, для того щоб забезпечити оптимальний перехід на новий режим роботи. При такому різкому відкритті дросельної заслінки через витратомір проходить як повітря, що попадає потім у камеру згоряння, так і повітря, необхідний для підняття тиску у впускному трубопроводі на новий рівень. Через це заслінка витратоміра повітря на короткий час виходить за межі свого звичайного ходу при повному відкритті дросельної заслінки. Цей розмах заслінки витратоміра повітря приводить до підвищеної подачі палива (збагачення при прискоренні), завдяки чому досягається оптимізація переходу на новий режим роботи.

Оскільки при прогріві двигуна такого збагачення суміші недостатньо, на цьому робочому режимі блок керування обробляє ще один електричний сигнал, що відповідає швидкості, при якій відбувається переміщення заслінки витратоміра повітря.

Збагачення суміші на режимі повного навантаження

На режимі повного навантаження двигун виробляє максимальний крутний момент. Для цього слід збагачувати паливну суміш у порівнянні з роботою на режимі часткового навантаження. Ступінь цього збагачення суміші запрограмована в блоці керування й залежить від типу двигуна. Дані про навантаження надходять у блок керування 3 від датчика положення дросельної заслінки 2 (мал.37).

Малюнок 37 – Схема коректування складу суміші за допомогою датчика положення дросельної заслінки:

1 – дросельна заслінка; 2 – датчик положення дросельної заслінки; 3 – електронний блок керування

Датчик положення дросельної заслінки (мал.38) інформує блок керування про положення дросельної заслінки «холостий хід» і «повне навантаження». Він закріплений на корпусі дросельного вузла і приводиться від осі 3 дросельної заслінки. Куліса 2, розташована на валу, у кінцевих положеннях «холостий хід» і «повне навантаження» замикає відповідні контакти 4 і 1.

Керування частотою обертання колінчатого валана режимі холостого ходу

Витратомір повітря 2 (мал.39) має регульований пропускний канал, через який незначна кількість повітря проходить в обхід заслінки витратоміра. Регулювальним гвинтом 4 здійснюється основне встановлення коефіцієнта надлишку повітря суміші на режимі холостого ходу шляхом зміни площі поперечного переріза пропускного каналу.

Малюнок 38 – Датчик положення дросельної заслінки:

1 – контакти «повного навантаження»; 2 – куліса; 3 – вісь дросельної заслінки; 4 – контакти «холостий хід»

Для одержання рівномірності обертів колінчатого вала на режимі холостого ходу, у тому числі й при холодному двигуні, блок керування додатково збільшує частоту обертання колінчатого вала. Це, крім того, забезпечує й більш швидкий прогрів двигуна. Пристрій подачі додаткового повітря з електропідігріванням 3 (мал.39) залежно від температури двигуна, виконане у вигляді пропускного каналу в обхід дросельної заслінки, забезпечує поступання більшої кількості повітря. Це додаткове повітря враховується при вимірюванні кількості всмоктуваного повітря, і електронний блок керування направляє у двигун більше палива.

Точне коректування можливе при використанні электричного підігріваємого пристрою, подачі додаткових порцій повітря. У цьому випадку температура двигуна визначає початкову кількість цього повітря, а електричним підігрівом визначається, в основному, поступове скорочення цієї кількості.

Малюнок 39 – Схема керування роботою двигуна на режимі холостого ходу:

1 – дросельна заслінка; 2 – витратомір повітря; 3 – клапан додаткової подачі повітря; 4 – регулювальний гвинт складу суміші на режимі холостого ходу

Коректування складу суміші відповідно дотемператури навколишнього повітря

Залежно від температури навколишнього повітря коректується кількість палива, що впорскується.

Від температури повітря на вході залежить кількість поступаючого в циліндри повітря, що має визначальне значення для процесу згоряння. Враховуючи, що холодне повітря є більш щільним, при однаковому положенні дросельної заслінки об'ємне наповнення циліндрів з підвищенням температури повітря знижується.

Для обліку цього ефекту у впускному каналі витратоміра повітря встановлений температурний датчик, що передає дані про температуру всмоктуваного повітря блоку керування, який, з урахуванням цієї інформації, управляє дозуванням кількості палива.

Література

1. Кисляков В.Ф. і інші. Будова й експлуатація автомобілів.- К.:

Либідь, 2000. – 400 с.

2. Електронний ресурс:

a) http://www.dvfokin.narod.ru

б) http://www.twirpx.com

Дата добавления: 2014-11-29