Система питания с впрыском бензина

Система питания с впрыском бензина интенсивно вытесняет карбюраторные системы подачи топлива, их основные преимущества заключаются в следующем:

1) раздельное дозирование топлива и воздуха, в результате чего можно подбирать оптимальный состав смеси;

2) возможность корректировки программы дозирования по многим факторам: температуре воздуха, скоростному режиму, атмосферному давлению и т.д.;

3) встроенная диагностика.

Все вышеизложенное позволяет улучшить мощностные и экономические характеристики автомобиля на 5–20%. В то же время эти системы очень дороги (в несколько раз дороже карбюраторных), сложны в эксплуатации, более склонны к отказам. Преимущественное применение получили системы с электронным управлением.

Применяются различные системы впрыска: с индивидуальными форсунками для каждого цилиндра (распределенное впрыскивание), с индивидуальными форсунками для каждого цилиндра и общей пусковой форсункой, с одной или двумя форсункой для всех цилиндров (центральное впрыскивание). Наибольшее распространение в четырехтактных двигателях получили системы с впрыском электромагнитными форсунками под давлением 1.5–4 бар во впускной тракт.

Непосредственный впрыск топлива в цилиндры пока не нашел широ­кого применения из-за тяжелых условий работы форсунок и сложности размещения форсунки в камере сгорания. Кроме того, в этом случае необходимо подавать топливо под сравнительно высоким давлением – 3–4 МПа.

Обобщенный пример современной системы впрыска топлива схематично изображен на рис. 6.11.

Система работает следующим образом. Топливо из бака 3 насосом 4 подается через фильтр тонкой очистки к регулятору давления 6, который контролирует перепад давления между насосом и впускным трубопроводом. Избыток давления сбрасывается этим клапаном обратно в бак 3 и таким образом поддерживается необходимый перепад давления между впускным трубопроводом и давлением насоса, то есть – перепад давления на форсунке.

Воздух поступает во впускной трубопровод через измеритель 13, его количество регулируется дроссельной заслонкой, которой управляет водитель автомобиля.

Сигналы с измерителя расхода воздуха 13, распределителя 11, датчиков 16 и 17 идут в электронный блок управления, обрабатываются там и поступают в виде управляющих импульсов на электромагнитную форсунку 7 и регулятор дополнительного воздуха 12, реализуя тем самым наиболее оптимальный режим подачи топлива при данном желаемом режима работы двигателя.

Так, например, на режиме холостого хода, когда дроссельная заслонка закрыта, весь воздух в цилиндры идет через регулятор 12. По мере прогрева двигателя этот регулятор закрывается, а необходимое для работы двигателя количество воздуха проходит через отдельный байпас мимо заслонки (на рисунке не показан). Этот байпас имеет регулировку проходного сечения, с помощью которой происходит настройка качества смеси на холостом ходу.

Измерение расхода воздуха производится с помощью термоанемометра, представляющего собой разогретую до постоянной температуры 150°С тонкую проволоку, которую обтекает измеряемый поток воздуха. Чем больше скорость воздуха, тем сильнее остывает нить, тем ниже ее сопротивление, и тем соответственно больший по величине ток проходит для ее разогрева. Этот ток и является измеряемым параметром. После остановки двигателя через нить кратковременно пропускается большой по величине ток, чтобы сжечь образовавшийся на нити налет от прошедшего воздуха.

Рис. 6.11. Пример схемы системы впрыска топлива:

1 – блок цилиндров; 2 – камера сгорания; 3 – топливный бак;

4 – электрический топливный насос; 5 – фильтр тонкой очистки;

6 – регулятор давления; 7 – форсунка; 8 – впускной трубопровод;

9 – датчик положения дроссельной заслонки; 10 – свеча зажигания;

11 – прерыватель–распределитель; 12 – регулятор

дополнительного воздуха; 13 – измеритель расхода воздуха;

14 – аккумулятор; 15 – электронный блок управления;

16 – корректор СО; 17 – датчик температуры охлаждающей жидкости

.

Электромагнитная форсунка представляет собой запорный клапан, подвижный стержень которого является якорем электромагнита и перемещается при подаче на статорную обмотку электрического тока. Возврат стержня осуществляется пружиной.

6.6. Система впрыска топлива “ L–Jetronic ”

Это управляемая средствами система (рис. 6.12) многоточечного (распределенного) прерывистого впрыска топлива. В отличие от систем «K–Jetronic» и «KE–Jetronic» е имеет гидромеханического дозатора-распределителя и соответственно регулятора управляющего давления, а все форсунки (пусковая и рабочие) имеют электромагнитное управ­ление. Существенно видоизменен и расходомер воздуха. Кроме того в системе «L–Jetronic» давление топлива в системе примерно в два раза ниже, в связи с чем возможно отсутствие гидроаккумулятора.

Эта система более совершенна, более – экономична. отличается низким уровнем токсичности отработанных газов и обеспечивает лучшую динамику автомобиля.

Топливный насос 2 с электроприводом забирает топливо из баки 1 и нагнетает его под давлением 2,5 бар через фильтр тонкой очистки к распределительной магистрали 5, соединенной шлангами с рабочими форсунками 8, установленными во впускных патрубках цилиндров.

Регулятор давления топлива 4 (редукционный клапан) поддерживает постоянную разность, между давлением, развиваемым насосом 2, и давлением во впускном трубопроводе, то есть – постоянный перепад давления на рабочих форсунках 8. Излишки топлива при этом сливаются в бак. Оптимальное количество впрыскиваемого топлива определяется электронным блоком управления 10 в зависимости от температуры, давления и объема поступающего воздуха, а также от температуры охлаждающей жидкости, при этом основным параметром является расход воздуха, который преобразуется расходомером 15 в электрическое напряжение посредством потенциометрического преобразователя. Это напряжение подается в блок управления 10, который анализирует сигнал, сопоставляет его с сигналами остальных датчиков и выдаст импульсные управляющие сигналы на рабочие форсунки 8. Независимо от положения впускных клапанов, форсунки 8 (каждая в своем впускном патрубке) производят впрыск топлива. Функ­циональная схема управления системой впрыска «L–Jetronic» показана на рис. 6.13.

В системе «L–Jetronic» учитывается, что плотность теплого воздуха ниже, чем холодного. Чем выше температура поступающего к впускным клапанам воздуха, тем хуже наполнение цилиндров при постоянном положении дроссельной заслонки. Температура же впускаемого в двигатель воздуха зависит не только от температуры окружающей среды, но и температуры подкапотного пространства, которое при работающем двигателе обычно близко к 50ºС. Информация о температуре воздуха поступает в электронный блок управления от термодатчика, встроенного в расходомер воздуха.

Рис. 6.12. Схема системы впрыска «L–Jetronic»:

1 – топливный бак; 2 – топливный насос; 3 – фильтр тонкой очистки;

4 – регулятор давления топлива в системе; 5 – распределительная магист­раль; 6 – пусковая форсунка; 7 – блок цилиндров двигателя;

8 – рабочая форсунка; 9 – датчик температуры; 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 разряжения к регулятору давления топлива; 23 – дроссельная заслонка; 24 – впускной патрубок

Рис. 6.13. Функциональная схема управления системой впрыска «L–Jetronic»:

1 – датчик температуры воздуха; 2 – расходомер воздуха;

3 – выключатель положения дроссельной заслонки;

4 – высотный корректор; 5 – датчик–распределитель зажигания;

6 – датчик температуры охлаждающей жидкости; 7 – термореле;

8 – электронный блок управления; 9 – блок реле;

10 – топливный насос; 11 – аккумулятор; 12 – выключатель зажигания;

13 – рабочие форсунки; 14 – клапан добавочного воздуха;

15 – пусковая форсунка; А – устройства входных параметров;

В – устройства управления и обеспечения;

С – исполнительные устройства

На некоторых автомобилях, имеющих систему впрыска «L–Jetronic» установлен высотный корректор, который информирует систему управления о величине атмосферного давления, и, таким образом – о плотности окружающего воздуха.

С изменением высоты относительно уровня моря меняется и атмосферное давление, поэтому датчик атмосферного давления назван высотным корректором, хотя и в пределах одной и той же высоты положения местности атмосферное давление может существенно изменяться в связи с различными атмосферными явлениями.

Высокая топливная экономичность и низкая токсичность работы двигателя с системой «L–Jetronic» обеспечиваются программой, заложенной в электронный блок управления, которая получает информацию о данных параметрах работы двигателя от лямбда-зонда, анализирующего состав выхлопных газов и позволяющего определять стехиометрический состав рабочей смеси с погрешностью не более ± 0,5%. Информацию о нагрузочном режиме двигателя в блок электронного управления сообщает выключатель положения дроссельной заслонки. Информация состоит из сигналов «Холостой ход», «Частичные нагрузки», «Полная нагрузка».

Крайние положения фиксируются путем замыкания («Холостой ход») или размыкания («Полная нагрузка») контактов выключателя. Сигнал о частичной нагрузке формируется потенциометром выключателя.

«K, KE–Jetronic», используется пусковая форсунка, которая управляется выключателем зажигания и термореле.

Обогащение смеси производится при холодном пуске, прогреве, холо­стом ходе, ускорении движения и полной нагрузке. При всех этих режимах (кроме последнего) излишек топлива необходим для устойчивой работы двигателя.

При холодном двигателе, например, большее количество топлива необходимо, чтобы увеличить количество его легкоиспаряющихся фракций, При холостом ходе обогащение смеси компенсирует плохое наполнение цилиндров и излишне большое количество остатков продуктов сгорания.

При полной нагрузке обогащение смеси необходимо для дополнительного увеличения скорости горения, обеспечивающей повышение температуры и давления в конце процесса видимого горения, а следовательно, и дополнительное увеличение мощности по сравнению с режимом средних нагрузок.

Дата добавления: 2017-02-01