Принципиальные особенности системы питания ДВС с впрыском топлива

Пример3. Вычислите сумму n-целых чисел.

program primer3;

var S,n,i:word;

begin

writeln('Введите число n');

read(n);

S:=0;

for i:=1 to n do

S:=S+i;

writeln('S= ',S);

end.

Дать пример первой задачи из лаб.3.

Применение систем впрыска топлива вместо обычного карбюратора – новый этап в развитии автомобилестроения (двигателестроения). Однако, системы питания бензиновых двигателей с впрыском топлива, при многих своих преимуществах, намного сложнее и дороже карбюраторных, соответственно дороже их обслуживание и ремонт.

Поэтому при выборе той или иной системы впрыска основное внимание потребителя устроено на престиж фирмы-изготовителя.

Существует несколько систем впрыска топлива, например, система впрыска «К-Джетроник» представляет собой механическую систему постоянного впрыска топлива. Система впрыска «L-Джетроник» более современная система, с улучшенной экономичностью, сниженной токсичностью отработавших газов, хорошей динамичностью автомобиля.

ЛК-1. Особенности современных систем впрыска топлива. Современные автоматические системы управления (АСУ) ДВС выполняются адаптированными (самоприспосабливающимся). Такие АСУ обеспечивают надежную работу ДВС в условиях быстрого изменения его характеристик.

Электронная система управления (ЭСУ) ДВС включает систему датчиков и устройств для получения и обработки информации, а такие исполнительные механизмы и устройства.

Функциональные и электрические схемы ЭСУ образуют разомкнутые или замкнутые цепи управления (ЦУ) двигателем.

Разомкнутые цепи управления (РЦУ) менее точны, т.к. выходные сигналы электронного блока управления (ЭБУ) из-за малой их мощности не могут быть использованы для непосредственного управления зажиганием, электромагнитной форсункой (ЭМФ), электрическим бензонасосом (ЭБН).

Замкнутая система управления (ЗСУ) обеспечивает более высокую точность поддержания необходимых параметров регулирования, т.к. при этом сигналы ЭБУ проходят через каскады усиления, превращаясь в электрические токи необходимой мощности, которые управляют исполнительными элементами системы питания и зажигания.

Входными параметрами ЗСУ являются угол открытия дроссельной заслонки, момент зажигания и состав горючей смеси (ГС).

Изменяя угол открытия дроссельной заслонки, изменяется расход воздуха двигателя, следовательно, должны изменятся, соответственно, количество подаваемого в цилиндры топлива и угол опережения зажигания.

В ЭБУ эти параметры сравниваются с контрольными и отработанные сигналы передаются на исполнительные устройства.

В качестве первичной информации для ЭБУ служат сигналы датчикаВМТ, угол поворота коленчатого вала и распредвала, а также массового расхода воздуха и т.п.

Т.е. изменяемым параметрам в системе регулирования впрыскаявляется коэффициент избытка воздуха £, который определяется с помощью зонда по концентрации кислорода в отработавших газах.

При наличии отклонения £ от оптимальной величины исполнительный элемент с помощью ЭБУ изменяет продолжительность впрыска топлива.

На современных автомобилях ВАЗ экспортного исполнения и др. применяют системы впрыска с обратной связью. В систему выпуска отработавших газов такой системы устанавливается нейтрализатор и датчик кислорода, которые обеспечивают обратную связь с ЭБУ.

ЭБУ подает команду на изменение подачи топлива.

В системах впрыска без обратной связи (без нейтрализаторов) нет датчика кислорода, а концентрацию СО в отработавших газах контролирует λ – зонд, сигналы которого управляют исполнительным механизмом подачи (впрыска) топлива.

В зависимости от числа ЭМФ и схемы их размещения различают системы с центральным или распределенным впрыском топлива. Первая система содержит многие известные недостатки карбюратора, поэтому она получила ограниченное распространение. Наиболее перспективной считают систему с распределенным впрыском топлива.

Рис3.1. Принципиальная схема системы питания центрального впрыска топлива.

Принципиальная схема системы центрального впрыска (рис. 3.1) содержит впускной коллектор 7, воздушный патрубок 2 с размещенной в нем форсункой 3 и трубопровод 1 подачи топлива. При открытии дроссельной заслонки 6 топливо из форсунки 3 поступает в виде факела 5 во впускной коллектор 7, далее – во впускные каналы 9 и в цилиндры двигателя 8.

При центральном впрыске топливо впрыскивается в общий впускной трубопровод (ВТ) одной форсункой, установленной над дроссельной заслонкой. Форсунка снабжена шестью распылителями, обеспечивающими высокий уровень смесеобразования. Центральная форсунка характеризуется низким сопротивлением обмотки электромагнита, равным 45 Ом.

Система центрального впрыска реализована в двигателях ВАЗ-21214 рабочим объемом 1,7 л, оборудованным контролером ITMS6F. Система обеспечивает выполнение норм «Евро-2».

Распределенный впрыск топлива осуществляется отдельными форсунками во впускные патрубки каждого цилиндра. Форсунки располагают у основания корпуса головки блока цилиндров. Они отличаются относительно высоким сопротивлением обмотки электромагнитов, равным 1216 Ом.

Рис. 3.2. Принципиальная схема системы питания распределенного впрыска топлива

Система распределенного впрыска (рис. 3.2) топлива содержит впускной воздушный трубопровод 3 с впускными патрубками 1 к цилиндрам, топливный трубопровод 6 со штуцерами 2 крепления форсунок 7, воздушный патрубок 5 с дроссельной заслонкой 4.

Основными элементами системы распределенного впрыска расходомер воздуха, сообщенный с воздушным фильтром, ЭБУ и топливные ЭМФ 7, размещенные во впускных патрубках 1 цилиндров двигателя, датчик температуры воздуха и регулятора холостого хода (РХХ). Впускной трубопровод 3 сообщен через резиновый шланг с расходометром воздуха ЭБУ, связанным через электрическую цепь с потенциометром, и с датчиком температуры воздуха (ДТВ).

Блок управления использует входные сигналы датчиков воздушного потока и частоты вращения КВ двигателя и по ним вычисляет количество топлива, необходимого для образования оптимального состава горючей смеси. Продолжительность впрыска ЭБУ определяет с помощью датчиков частоты вращения КВ и нагрузки двигателя. Электронный блок обеспечивает увеличение или уменьшение продолжительности открытия ЭМФ.

Структурная схема системы управления двигателя с электронной системой управления приведена на рис. 3.3. Она содержит: ЭБУ 7; микропроцессор 8, снабженный двухуровневой памятью; оперативно-запоминающее устройство (ОЗУ) 13; постоянно программируемое запоминающее устройство (ППЗУ) 14; электрически программируемое запоминающее устройство (ЭПЗУ) 15; аналого-цифровой блок 16.

Электронный блок управления 7 представляет собой центральное устройство управления системой впрыска по определенным программам, заложенным в него при изготовлении. ЭБУ содержит корпус, печатную (интегральную схему) плату, с размещенными на ней микросхемами ОЗУ, однократно ППЗУ и ЭПЗУ, закрытые крышкой с помощью винтов. ОЗУ представляет собой часть памяти, используемой для оперативного хранения измеряемых параметров и промежуточной информации. ППЗУ включает общую программу, содержащую последовательность рабочих команд (алгоритмы управления) и различную калибровочную информацию управления впрыском топлива.

ЭБУ обеспечивает выполнение расчетов и команд, управление исполнительными механизмами, а также запоминание предыдущего режима работы двигателя.

ОЗУ содержит оперативную информацию, характерную для текущего момента времени. Ее используют в основном для анализа и временного хранения значений, применяемых в расчетах. ОЗУ представляет энергозависимую память и требует бесперебойного питания для сохранения в ней данных. В случае прекращения подачи питания (отключения аккумуляторной батареи) диагностические коды неисправностей, содержащий в ОЗУ, данные расчета и самообучения стираются.

Микросхему ЭПЗУ используют для временного хранения колов-паролей противоугонного устройства автомобиля (иммобилизатора). Коды-пароли, принимаемые иммобилизатором от ЭБУ, сравниваются с хранимыми в нем ЭПЗУ. По результатам опроса разрешается или запрещается пуск двигателя. Память ЭПЗУ является энергонезависимой и может храниться без подачи питания на ЭБУ.

Электронный блок снабжен встроенной системой самодиагностики, определяющей наличие и характер рабочих неисправностей и сигнализирующей о них водителю включением контрольной лампы «Check Engine». ЭБУ снабжен аварийными режимами обеспечивающими нормальную работу автомобиля при всех неисправностях (кроме крупных). Система встроенной диагностики обеспечивает автоматическое поддерживание резервных режимов работы для эксплуатации автомобиля при наличии неисправностей. Для восстановления утерянной информации ЭБУ необходимо определенное время для прогрева двигателя до его рабочей температуры. Если при ремонте понадобится обесточить блок, выполнить эту операцию следует не раньше, чем через 30 сек после выключения двигателя.

ППЗУ выбирают индивидуально в зависимости от комплекции автомобиля. На различных моделях автомобилей может быть применен один и тот же унифицированный ЭБУ. Поэтому при замене ППЗУ важно установить правильно модель и комплектацию автомобиля. При замене неисправного ЭБУ необходимо оставлять прежнее ППЗУ (если оно исправно).

Система управления работой двигателя с обратной связью содержит ЭБУ, сообщенный с расходометром воздуха и системой зажигания, РХХ, формирователем паузы и каскадом формирования сигнал запаздывания, сообщенным через электрическую связь входного сигнала нейтрализатора с λ-зондом и управляющим сигналом расходомера воздуха.

Регулятор ХХ сообщен с умножителем импульсов. Формирователь импульсов обеспечивает продолжительность паузы от момента приготовления горючей смеси до момента ее подачи и представляет собой продолжительность измерения коэффициента, а блок запаздывания 7 осуществляет заполнение выпускной системы ОГ.

Регулируемым параметром является коэффициент α, определяемый путем измерения концентрации остаточного кислорода в ОГ с помощью λ-зонда. На выходе λ-зонда напряжение пропорционально α, величина которого сравнивается с заданным параметром α, установленным на формирователе эталонного сигнала. При наличии отклонения значения α от заданного исполнительный сигнал регулятора изменяет продолжительность впрыска с помощью умножителя импульсов 9, содержащего различные корректировочные факторы.

Рис. 3.4. Принципиальная схема системы центрального впрыска топлива.

Принципиальная схема системы центрального впрыска (рис. 3.4) содержит центральный узел топливоподачи 8 с размещенными в нем каналами подвода 10 и отвода топлива 3 и регулятор подачи топлива 6. Центральный узел системы впрыска содержит топливную форсунку 9, дроссельную заслонку 2 с потенциометром, регулятор холостого хода 1 с шаговым двигателем и электронный блок управления 13.

Впускной трубопровод сообщен через трубопровод системы вентиляции 22 и клапан 23 с топливным баком. Регулятор давления топлива снабжен пружиной 4, регулировочным винтом 5 и клапаном подачи топлива 7. Электронный блок 13 через выходные электрические цепи 11 и 12 соединен с шаговым электродвигателем регулятора холостого хода 1 и электромагнитной форсункой 9, а через выходные цепи 14, 15 и 16 сообщен с контуром подачи топлива, контрольной лампой и системой зажигания.

Электронный блок 13 через входные электрические цепи связан с потенциометром дроссельной заслонки 2, датчиком давления ВТ 26, датчиком температуры охлаждающей жидкости 25 и λ-зондом 24, а через цепи 17, 18, 19 сообщен соответственно с выключателем зажигания, распределителем системы зажигания, датчиками скорости и пройденного пути.

Давление топлива и сечение электромагнитной форсунки 9 являются постоянными величинами. Доза топлива определяется только продолжительностью открытия форсунки 9.

Датчик температуры воздуха обеспечивает измерение температуры воздуха, поступающего в двигатель. Датчик абсолютного давления воздуха обеспечивает получение информации, позволяющей ЭБУ в совокупности с данными датчика температуры воздуха рассчитать расход воздуха, поступающего в цилиндры двигателя.

Регулирование расхода топлива осуществляют по трем параметрам – углу поворота дроссельной заслонки, частоте вращения КВ и давлению во ВТ.

Электронный блок управления 13 получает сигналы от датчика давления ВТ 26. В зависимости от режима работы двигателя он корректирует состав горючей смеси по электрической цепи датчика распределителя зажигания 18.

Система снабжена регулятором холостого хода, шаговым электродвигателем и устройством контроля распыления топлива, обеспечивающим подвод топлива из бака. Величину угла регулируют в зависимости от частоты вращения КВ двигателя.

Для автомобилей семейства «Волга» ГАЗ-3110 ОАО «ЗМЗ» освоено производство двигателя модели ЗМЗ-4062.10 с двумя верхними распределительными валиками, оборудованного системой впрыска топлива с электронным управлением (рис. 1.6).

Одна группа датчиков системы впрыска необходима для сбора информации о расходе воздуха, а другая – для синхронизации положения коленчатого и распределительного валов. Датчик фазы размещен в задней части головки блока цилиндров с левой стороны.

Система питания автомобиля «Волга» ГАЗ-3110 содержит ЭБН 22, сообщенный через трубопровод высокого давления 21 с бензиновым баком 20, впускной трубопровод 29, воздушный патрубок 30 и топливный трубопровод с регулятором давления топлива 8.

Впускной трубопровод 29 включает дроссельный патрубок 11 с додроссельным 24 и задроссельным 26 пространством и воздушные патрубки 30, отлитые из алюминиевого сплава и соединенные между собой через прокладку пятью шпильками.

Клапан экономайзера принудительного холостого хода (ЭПХХ) представляет дозирующее устройство, расположенное на моторном щите. Воздушные каналы патрубка 30 имеют одинаковую длину, форму и сечения для каждого цилиндра. К фланцу ВТ 29 через прокладку четырьмя болтами крепят дроссельный патрубок 11, в котором на горизонтальной оси установлена дроссельная (воздушная) заслонка 13.

Корпус дроссельного патрубка снабжен двумя нижними и двумя верхними штуцерами. К нижним штуцерам подключены шланги подвода и отвода охлаждающей жидкости, обеспечивающие подогрев корпуса дросселя. Один из верхних штуцеров служат для подключения трубки вентиляции картера двигателя, а другой – для подключения трубопроводов подачи воздуха. Воздух поступает в уравнительную полость ВТ 10 и равномерно распределяется по отдельным воздушным патрубком 30.

Регулятор добавочного воздуха через электрическую цепь обеспечивает подачу воздуха независимо от положения дроссельной заслонки. Устройство поддерживает повышенную частоту вращения КВ при прогреве двигателя, избавляя водителя на режимах ХХ от необходимости следить за этим процессом.

Система питания двигателя ЗМЗ-4062.10 включает механические и электрические элементы. Механическая часть включает ЭБН, фильтр очистки топлива (ФТО), топливную рампу, ЭМФ, регулятор давления топлива, систему улавливания паров бензина (СУПБ) и нейтрализатор ОГ.

Электрическая часть содержит набор базовых датчиков режимов работы (частоты вращения КВ двигателя и нагрузки) и корректирующих датчиков – температуры охлаждающей жидкости, скорости движения, массового расхода воздуха и дроссельной заслонки.

На воздушном патрубке двумя болтами закреплен топливный трубопровод с установленными в нем четырьмя ЭМФ 7. Уплотнение ЭМФ в отверстиях топливного трубопровода и воздушного патрубка обеспечивается с помощью резиновых колец круглого сечения.

Концы ЭМФ входят в отверстия воздушного патрубка 30. Форсунки размещены на впускном патрубке с правой стороны под ресивером. Количество ЭМФ в системах распределенного впрыскивания соответствует числу цилиндров двигателя. Уплотнение ЭМФ в отверстиях топливного провода и воздушного патрубка обеспечивается с помощью резиновых колец круглого сечения.

Топливо из бака 20 подается ЭБН 22 и под давлением поступает сначала к фильтру тонкой очистки 23, а затем к распределительному трубопроводу. Фильтр 23 устанавливают на передней стенке кабины в подкапотном пространстве.

Система управления двигателем содержит датчик угловых импульсов начала отчета 28 и датчик частоты вращения КВ 33, размещенный над зубчатым венцом 35 диска синхронизации, датчик рециркуляции ОГ и РХХ 25, размещенный на дроссельном патрубке 11 ресивера.

Электронный блок 34 снабжен встроенным коммутатором зажигания. ЭБУ работоспобен в диапазоне напряжения бортовой сети 6-16 В и защищен от перенапряжения.

ЭМФ размещают сверху каждого впускного клапана двигателя. Калиброванное отверстие ЭМФ закрывается иглой, управляемой с помощью соленоида, плунжер которого втягивается при протекании тока через его обмотку.

Абсолютная величина давления топлива в трубопроводе не зависит от режима работы двигателя. Разность между абсолютным давлением топлива в системе и абсолютным давлением воздуха во ВТ за дроссельной заслонкой поддерживается постоянной, равной 0,3 МПа.

Топливопровод снабжен входным и выходным участками, регулятором давления 8, размещенным на выходном участке и сообщенным через сливной трубопровод 18 с бензиновым баком 20, и четырьмя ЭМФ 7.

Система впрыска топлива обеспечивает подачу необходимого его количества в цилиндры двигателя на всех рабочих режимах. Топливо подают в двигатель с помощью четырех ЭМФ 7, установленных во ВТ.

Дата добавления: 2014-01-07