Принципиальные схемы систем впрыска топлива

В современных конструкциях автомобильных двигателей наибольшее распространение получили системы с центральным и распределенным впрыском топлива. Первая система содержит многие известные недостатки карбюратора, поэтому она получила ограниченное распространение. Наиболее перспективной считают систему с распределенным впрыском топлива.

Структурная схема системы центрального впрыска (рис. 1.4) содержит ВТ 3, воздушный патрубок 7 с размещенной в нем форсункой 6 с электрическим разъемом 5 и трубопровод подачи топлива. При открытии дроссельной заслонки 4 топливо из форсунки 6 поступает в виде факела через впускной трубопровод 3 во впускные патрубки 2, далее во впускные каналы 1, а затем в цилиндры 9 двигателя 8.



Подача топлива при центральном впрыске осуществляется в общий воздушный патрубок 7 одной форсункой 6, установленной над дроссельной заслонкой 4. Форсунка снабжена шестью распылителями, обеспечивающими необходимый уровень смесеобразования. Центральная форсунка характеризуется низким сопротивлением обмотки электромагнита (4-5 Ом).


Система распределенного впрыска топлива (рис. 1.5) содержит ВТ 6 с впускным патрубком 2 и каналом 1, топливный трубопровод 7 со штуцером 4, воздушный патрубок 9 с дроссельной заслонкой. Трубопровод 7 снабжен патрубком подачи топлива 5, регулятором давления 11 со штуцером 10 и штуцером 12 обратного слива топлива.



Основными элементами системы распределенного впрыска являются расходомер воздуха, сообщенный с воздушным фильтром, ЭБУ и топливные ЭМФ 3, размещенные во впускном патрубке 2.

Система подачи воздуха содержит воздушную заслонку, размещенную в главном воздушном канале 8 с образованием додрос-сельного и задроссельного пространства, датчик температуры воздуха и регулятор холостого хода (РХХ). Впускной трубопровод 6 сообщен через штуцер 10 и резиновый шланг с расходомером воздуха. ЭБУ связан через электрическую цепь с потенциометром и датчиком температуры воздуха.


Отдельные форсунки 3 осуществляют подачу топлива во впускные патрубки 2 каждого цилиндра. Они располагаются в корпусе головки блока цилиндров и отличаются относительно высоким сопротивлением обмоток (12-16 Ом). Исключение составляют форсунки ДВС с турбонаддувом, имеющие сопротивление обмотки 4-5 Ом. На некоторых автомобилях нового поколения топливо подают непосредственно в камеру сгорания (непосредственный впрыск).

Структурная схема системы распределенного впрыска топлива (рис. 1.6) содержит впускной трубопровод 6, топливную рампу 5 с регулятором 9 давления топлива и дроссельный патрубок 4 с воздушной заслонкой 3.




Основными элементами системы распределенного впрыска являются расходомер 2 воздуха, сообщенный с воздушным фильтром, ЭБУ и топливные ЭМФ 7, размещенные во впускном канале 20. ЭБН 14 через трубопровод низкого давления 13 и штуцер 12 сообщен с топливным баком 11, а через трубопровод 17 и фильтр тонкой очистки топлива 18 сообщен с топливной рампой 5. Регулятор давления топлива 9 через сливной трубопровод 70 сообщен с топливным баком, а через вакуумный шланг 8 сообщен с задроссельным пространством.

Система подачи воздуха содержит воздушную заслонку 3, размещенную с образованием додроссельного и задроссельного пространства, резистор, датчик температуры воздуха и РХХ. ЭБУ связан через электрические цепи с потенциометром и датчиком температуры воздуха.

Блок управления, используя входной сигнал воздушного потока и частоту вращения КВ двигателя, вычисляет по ним количество необходимого топлива для образования оптимального состава горючей смеси. В дальнейшем электрическим способом открываются ЭМФ во впускных каналах каждого цилиндра. ЭБУ контролирует сигналы функциональных датчиков, увеличивает или уменьшает продолжительность открытия ЭМФ, тем самым регулируя количество топлива, подводимого для создания оптимального состава горючей смеси.

В современных системах все большее распространение получает схема непосредственного впрыска бензина в цилиндр двигателя, обеспечивающая работу двигателя на чрезвычайно бедной смеси. Форсунки непосредственного впрыска топлива в цилиндры двигателя отличаются высоким рабочим напряжением электромагнита (100 В).


Упрощенная структурная схема ЭБУ, изготовленная на базе микропроцессора фирмы Siemens, приведена на рис. 1.7. Электронный блок управления обеспечивает управление рабочими процессами функциональных элементов и систем автомобиля.



ЭБУ содержит арифметико-логическое устройство I, порт II «Ввод/Вывод» информации, микропроцессор (МП) IV и устройство управления, обеспечивающее согласование и координацию работы составных частей системы, генератор тактовых импульсов и формирователь сигналов. Функциональные компоненты ЭБУ электрически соединены между собой посредством системной шины III.

Микропроцессор IV представляет собой интегральную схему, смонтированную на миниатюрной кремниевой пластине на одном кристалле большой интегральной схемы (БИС). Объединение элементов МП на одном кристалле повышает надежность и быстродействие его работы. МП через шину данных и адресную шину сообщен с оперативным запоминающим устройством (ОЗУ), постоянным программируемым запоминающим устройством (ППЗУ) и электрически программируемым запоминающим устройством (ЭПЗУ).

Арифметико-логическое устройство предназначено для обработки информации по программе, записанной в ППЗУ, выполнения расчетов и команд управления исполнительными механизмами, а также запоминания предыдущего режима работы двигателя.

Для хранения информации блок управления содержит три типа внутренней памяти: ОЗУ 1, ППЗУ 2 и ЭПЗУ.

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) представляет собой набор электронных компонентов в виде конденсаторов и триггеров, расположенных на печатной плате ОЗУ. По мере необходимости МП может вносить в него информацию или считывать ее, а также хранить и обновлять данные алгоритма самообучения. ОЗУ содержит оперативную информацию, характерную для текущего момента времени (частота вращения КВ двигателя, температура, давление в ВТ, коды ошибок, положение дроссельных заслонок).

Память ОЗУ предназначена для временного хранения расчетных параметров программы управления, адаптационных настроек и кодов неисправностей, зафиксированных ЭБУ в процессе работы. В микросхемах ОЗУ содержится информация, изменяемая в процессе работы ЭБУ, и промежуточные данные, необходимые для работы программы. ОЗУ характеризуется высокой скоростью записи и чтения информации. При выключении ЭБУ данные, хранящиеся в ОЗУ, теряются. Объем ОЗУ зависит от количества и типа используемых микросхем.

Законы управления двигателем в ЭБУ сводят в виде таблиц или функциональных зависимостей. Эта память является энергозависимой и требует бесперебойного питания для ее сохранения, при отключении питания или падении напряжения в сети ниже 6 В содержащиеся в ОЗУ диагностические коды неисправностей, расчетные параметры и данные самообучения стираются.

Постоянное программируемое запоминающее устройство (ППЗУ) содержит общую программу управления, обеспечивающую последовательное выполнение рабочих команд, и различную калибровочную информацию. В памяти ППЗУ находятся матрицы, таблицы, значения поправочных коэффициентов, необходимые для расчетов длительности управляющих импульсов ЭМФ, величины угла опережения зажигания и стандартные программы, записанные в микросхему памяти на заводе-изготовителе. Память ППЗУ позволяет только считывать хранящиеся в ней данные и является энергонезависимой. Информация в ней записана физическим методом (прожиганием) микросхемы при изготовлении ЭБУ и не может быть изменена в эксплуатации, сохраняется при выключении блока управления.

ППЗУ выбирают индивидуально в зависимости от комплектации автомобиля. При ее замене важно правильно установить модель и комплектацию автомобиля. При замене неисправного ЭБУ необходимо оставлять прежнее ППЗУ.

Память ЭБУ способна записать 8 бит или 1 байт. Современный ЭБУ снабжен специализированным 16-разрядным МП. В перспективе широкое распространение получат ЭБУ нового поколения, выполненные на базе 32-разрядного микропроцессора.

Программа ЭБУ возможных режимов и условий работы двигателя записана в ячейке микросхемы памяти ППЗУ и позволяет только считывать информацию. ППЗУ устанавливают на отдельной панели платы ЭБУ и при эксплуатации она может быть извлечена из ЭБУ и заменена другой.

ППЗУ находится в отдельном блоке в запоминающем устройстве калибровок, расположенном внутри ЭБУ под его крышкой. ППЗУ заметно уступает ОЗУ по габаритам и емкости. Для перепрограммирования ЭБУ необходима программа-загрузчик, адаптер «К-Line» и персональный компьютер. Процессор прошивают на заводе-изготовителе, он может иметь разные версии программ.

Устройство калибровок содержит информацию о массе автомобиля, двигателе, трансмиссии, главной передаче и некоторые другие данные. ЭБУ без запоминающегося устройства может применяться на некоторых автомобилях. Запоминающее устройство калибровок применяют индивидуально для каждого автомобиля. При замене ЭБУ запоминающее устройство калибровок должно оставаться на автомобиле. Память ППЗУ не может быть изменена или удалена после ее установки. Подобная память не нуждается в источнике питании для сохранения записанной в ней информации, которая не стирается при отключении источника питания.

Электрически программируемое запоминающее устройство (ЭПЗУ) представляет собой электрически программируемое запоминающее устройство, энергонезависимая память которого содержит паспортные данные блока управления. Устройство выполнено в виде микросхемы памяти, в которую записана информация о типе аппаратуры компьютера и его настройке. ЭПЗУ используют для временного хранения кодов-паролей противоугонной системы автомобиля (иммобилизатора). Коды-пароли сравниваются сданными, хранимыми в ЭПЗУ, и при этом разрешается или запрещается пуск двигателя. Память ЭПЗУ при желании всегда можно перезаписать. Устройство не требует электрического питания для хранения информации, т.е. при отключении ЭБУ от источника питания записанные значения вышеуказанных параметров не изменяются.

Системная шина представляет собой совокупность электрических проводов, объединенных по различным признакам. Она содержит функциональные шины данных, адреса и управления, обеспечивающие эффективную работу блока управления.

Шина данных обеспечивает обмен информационными материалами. ЭБУ через шину данных собирает информацию состояния двигателя от функциональных датчиков, подключенных к ЭБУ с помощью жгута управления. Шина адреса обеспечивает передачу адреса ячейки памяти или устройства «Ввода/Вывода», шина управления - передачу сигналов управления для работы системы. Общая шина, объединяющая три функциональные шины, называется системной.

Шина данных наиболее распространенных МП содержит 8 проводов, шина адреса - 16, а шина управления - 5 проводов. Такая архитектура позволяет наращивать различные периферийные устройства и подключать их к ЭБУ. Шина управления выполнена однопроводной, а шина адреса лишь передает сигналы МП и выполнена двунаправленной.

Разрядность шины данных является наиболее важным свойством МП. Быстродействие ЭБУ увеличивается с ростом разрядности МП, представляющей собой число одновременно обрабатываемых битов, т.е. количество двоичных разрядов в регистрах процессора.

Порт «Ввод/Вывод» обеспечивает прием информации от функциональных датчиков и передачу ее на исполнительные устройства. МП считывает обработанную информацию по запросам через шину. Получив через устройство «Ввод/Вывод» необходимую информацию от датчиков, установленных на двигателе и характеризующих рабочий его режим, МП опрашивает в ППЗУ сведения, соответствующие оптимальному режиму работы.

Выходной сигнал датчиков параметрического типа (потенциометрических, резисторных) в значительной степени зависит от стабильности напряжения питания. Колебания напряжения питания вызывают изменения величины выходного сигнала, на которые ЭБУ будет реагировать попыткой изменить режим работы двигателя. Питание датчиков параметрического типа осуществляется эталонным (стабилизированным) напряжением постоянного, известного ЭБУ, уровня - обычно 5 В.

Система управления ЭБУ имеет встроенную диагностическую функцию и предупреждает водителя о возможных ошибках в системе управления двигателем. Эту информацию можно прочесть через диагностический разъем или по свету лампы. Ее используют в основном для анализа и временного хранения значений пра-метров, применяемых в расчетах.

В ОЗУ фиксируются коды неисправностей, возникающие в процессе работы системы. Содержание ОЗУ может быть перезаписано, а в случае сброса питания с ЭБУ информация теряется.

Калибровочная информация (калибровка) представляет собой оптимальные параметры управления системами впрыска, зажигания, режимом XX.

ЭБУ непрерывно обрабатывает информацию от различных датчиков и управляет выходными цепями форсунок, системы элек-гронного зажигания, регулятора XX и различными реле. Он обрабатывает полученную информацию в соответствии с заложенной программой и обеспечивает управление исполнительными механизмами системы в оптимальном режиме работы двигателя.

Функциональная схема микропроцессорной системы управления двигателем (рис. 1.8) содержит функциональный блок внешних датчиков I, устройство сопряжения АЦП II, МП V, порт «Ввод/Вывод» и исполнительные механизмы IX, соединенные между собой с помощью электрической цепи (шины). МП V представляет собой центральное устройство управления системой питания по определенным программам, заложенным в него при изготовлении. Он содержит корпус, печатную плату (интегральную схему) с размещенными на ней микросхемами, оперативное запоминающее устройство VII, ППЗУ VIII и электрически программируемое запоминающее устройство (ЭПЗУ), закрытые крышкой с помощью двух винтов.



Интегральная схема ЭБУ представляет собой миниатюрное устройство, содержащее набор резисторов, диодов и транзисторов, число которых превышает несколько тысяч. Микропроцессор осуществляет обработку информации по запросам через функциональную шину.

Основой системы управления двигателя является процессор с рабочей частотой 41 МГц. На этой же плате находится серийный интерфейс ОЗУ VII и ППЗУ VIII. Дополнительный блок памяти состоит из ОЗУ XIV и ППЗУ XV. Блок интерфейса включает дисплей МП через выходную ступень IX и управляет выходными цепями форсунки, системы электронного зажигания, регулятора XX и различными реле путем управления цепью заземления через находящиеся в нем транзисторы.

Дискретные сигналы блока внешних датчиков 1-6 поступают на устройство формирования импульсов и сопряжения II и преобразуются в цифровые сигналы. Затем они по шине данных через порты «Ввод/Вывод» поступают непосредственно в МП V.

Аналоговые сигналы 7-14 поступают на АЦП, преобразуются в цифровую форму и поступают в МП. Сигнал датчика XVII частоты вращения КВ двигателя преобразуется в интегральной схеме формирователя импульсов XVI и подается в МП V. Этот сигнал используется для запуска реле 23 ЭБН через выходную ступень XIII. Полученная информация хранится в ОЗУ микропроцессора со встроенным ППЗУ, а если памяти недостаточно, то она может храниться во внешнем ППЗУ. При выключении зажигания вся информация, хранящаяся в ОЗУ, теряется.

Аналоговые сигналы датчиков фильтруются от дублирования перед преобразованием их в цифровые коды. Единственным исключением является цепь управления реле системы питания. Она является единственной цепью, в которой ЭБУ управляет напряжением 12 В, подаваемым на катушку реле. Вывод заземления катушки реле системы питания соединен с «массой» двигателя.

Источник напряжения 15 через внутренний стабилизатор напряжения III с выходным напряжением 5 В обеспечивает питание микропроцессора, микросхем ОЗУ, входных формирователей, АЦП и активных датчиков (абсолютного давления, расхода воздуха или давления в ВТ, положения дроссельной заслонки). Электронный блок снабжен двумя стабилизаторами напряжениями - 5 и 8 В.

Внешняя память располагается на магнитных или оптических дисках. Запись и считывание информации при работе с внешней памятью происходит медленнее по сравнению с ОЗУ. Внешняя память имеет большой объем и содержание ее не изменяется при выключении ЭБУ. После формирования управляющих сигналов с необходимыми параметрами они поступают на выходные ключи (драйверы) для усиления по току и для управления исполнительными элементами.

НПП «Элкар» выпускает специальные версии блока управления 209.3763 и жгут проводов системы для двигателя 3M3-4063.10, позволяющие переключать программу управления зажиганием при работе на бензине или сжиженном нефтяном газе.

При включении зажигания ЭБУ включает главное реле и задерживает его выключение на время около 8 с, необходимое для подготовки к следующему включению (завершение вычислений, установка РХХ в положение, соответствующее запуску двигателя). ЭБУ обеспечивает формирование момента подачи и длительности импульса электрического тока для работы ЭМФ и катушек зажигания, управление работой регулятора добавочного воздуха, включение ЭБН через реле управления работой двигателя в резервном режиме при выходе из строя отдельных элементов системы, контроль и самодиагностирование неисправностей системы, получает постоянно информацию от различных датчиков и управляет исполнительными механизмами, обеспечивая оптимальную работу двигателя.

Электронные компоненты центрального управляющего устройства монтируют на печатной плате, а работающие под нагрузкой элементы крепят непосредственно к металлическим элементам корпуса для улучшения отвода теплоты.

Блок управления выходными цепями ЭМФ, системы электронного зажигания, РХХ и различными реле обеспечивает замыкание их цепей с «массой» через выходные транзисторы. Он имеет вывод для подключения штатного тахометра. Частота импульсов на этом выводе при работе двигателя соответствует частоте искрообразования на двух катушках зажигания.

Современные ЭБУ для поиска оптимальных параметров используют специальные математические методы решения в условиях неопределенности. ЭБУ работает по алгоритму нейронных сетей. Большинство современных ЭБУ используют также алгоритм нечетких множеств для принятия оптимального решения и обучения ЭБУ оптимальному управлению. Выбор схемы оптимального управления базируется на методах байесовской статистики. В современном ЭБУ для отладки алгоритма используют систему MATLAB.

Система самодиагностики блока предназначена для непрерывной самодиагностики входных и выходных цепей, а также некоторых функций внутреннего состояния ЭБУ.

Блок управления содержит встроенную систему самодиагностики, определяющую наличие и характер рабочих неисправностей и сигнализирующую о них водителю включением контрольной лампы «Check Engine». ЭБУ снабжен аварийными режимами, обеспечивающими близкую к нормальной работу автомобиля при всех неисправностях. Система встроенной диагностики отвечает за автоматическое поддержание резервных режимов работы для эксплуатации автомобиля при наличии неисправностей. В процессе работы двигателя электронная система управления двигателем (ЭСУД) синхронизирует момент зажигания с моментом и длительностью подачи топлива (впрыскивания). В современных ЭБУ осуществление функций самодиагностики занимает 50% ресурса МП. В ближайшее время создание ЭБУ нового поколения возможно на базе 32-разрядного МП.

Первоначально система самодиагностики, разработанная фирмой Bendix, была установлена в 1981 г. на автомобиле фирмы Cadillac. Затем, в 1982 г., появилась новая система «КЕ-Jetronic», включающая λ-зонд и ДМРВ. В 1987 г. для сокращения производственных издержек введена система одноточечного впрыскивания для небольших автомобилей. Она представляет собой обходную программу нештатной работы двигателя.

Большинство современных систем электронного управления автомобилем обладают функцией самодиагностики, обеспечивающей постоянный контроль состояния датчиков, исполнительных устройств и управляющих цепей. В процессе работы ЭБУ постоянно опрашивает все датчики и исполнительные устройства системы. В случае возникновения неисправностей в любой из контролирующих систем ЭБУ заносит в свою память код неисправности, по которому можно определить неисправную цепь или устройство. Код неисправности может состоять из нескольких цифр - от двух до пяти. Для извлечения кодов из памяти ЭБУ применяют различные способы, зависящие от типа системы и года ее выпуска.

Коды бывают быстрые и медленные. Медленные, или мигающие, коды можно извлечь с помощью мигающей лампочки, расположенной на передней панели, или контрольной лампочки (светодиода), подключенной к диагностическим гнездам ЭБУ. Всем этим снабжена встроенная система самодиагностики неисправностей. Некоторые ЭБУ содержат два типа кодов. Однако тенденция такова, что в будущем распространение получат только быстрые коды.

В последнее время появились системы, которые не генерируют цифровой код, а формируют и хранят в своей памяти информацию этих неисправностей в машинных кодах. Для обнаружения и идентификации неисправностей в таких системах необходим специальный считыватель кодов, способный отображать на своем дисплее сообщения о неисправностях в словесной форме. Он подключается к диагностическим гнездам разъема ЭБУ или к специальному диагностическому разъему.

Удаление кодов неисправностей из памяти ЭБУ требует специальной процедуры от простого выключения питания ЭБУ или применения считывателя.

При отклонении показаний любого датчика от параметров, заложенных в рабочую программу, этот датчик отключается и включается обходная программа. Когда датчик станет исправным, то обходная программа снимается и двигатель работает штатно. Включение обходной программы сопровождается включением лампы «Check Engine». При устранении неисправности лампа гаснет. Информация о неисправности осталась в памяти ЭБУ и ее можно прочесть на панели приборов или в самом блоке.

Элементная база АЛУ содержит логические схемы и элементы, сумматоры, триггеры и другие функциональные элементы. Логический элемент представляет собой электронную схему, позволяющую реализовать элементарную переключающую функцию. Логическая схема позволяет реализовывать сложную функцию алгебры и логики, а также может входить в состав другого функционального блока МП (триггер, регистр, сумматор, дешифратор).

Триггер представляет собой электронную схему с двумя устойчивыми состояниями, предназначенную для 1 бита информации. Он переходит из одного состояния в другое при воздействии некоторого входного сигнала. Триггер имеет вход для установки в состояние «О» или «1». Триггеры с неустойчивыми состояниями называют вибраторами. Схема с одним неустойчивым состоянием (триггер Шмидта, одновибратор) генерирует импульсный сигнал определенной длительности. Схема с двумя неустойчивыми состояниями называется мультивибратором и предназначена для генерации последовательности прямоугольных сигналов. Мультивибратор используют в качестве тактового генератора. В ячейках микросхемы памяти хранятся различные матрицы, таблицы, значения поправочных коэффициентов, необходимые МП для расчета длительности управляющих импульсов ЭМФ и величины угла опережения зажигания.

Регистр представляет собой схему для приема, хранения и передачи n-разрядного блока данных. Регистры используются для промежуточного хранения, сдвига, преобразования и инверсии данных и выполняются на триггерах и логических элементах, их число и тип определяются разрядностью слова и назначением регистра.

Задающий генератор импульсов предназначен для формирования и подачи в ЭБУ опорных импульсов, формирующих параметры системы зажигания. Опорный импульс соответствует моменту, когда поршень находится в ВМТ или же не достигает ВМТ на определенный угол, равный начальной установке опережения зажигания. Задающий генератор кинематически связан с КВ и в бесконтактной системе зажигания в режиме холостого хода выполняет роль контактов прерывателя. ЭБУ вычисляет величину угла опережения зажигания относительно опорных импульсов в зависимости от режима работы двигателя - скорости вращения, нагрузки и температуры двигателя.

В качестве задающего генератора используют датчики индукционного и оптического типов, а также датчик Холла, которые кинематически связаны с КВ двигателя. Генератор на основе оптического датчика или датчика Холла обычно расположен в корпусе распределителя зажигания, а индукционный датчик - на маховике пли внутри распределителя зажигания.

Амплитуда импульсов зависит от частоты вращения КВ и изменяется в широких пределах (от 5 В на режимах холостого хода при 600 мин^-1 до 0,1 В на режимах полного открытия дросселя). Блок управления при помощи АЦП преобразует аналоговый вид сигналов датчика в цифровую форму. ЭБУ имеет встроенную систему диагностики. Он может распознавать неисправности в работе системы, предупреждая о них водителя через контрольную лампу «Check Engine».

Генератор импульсов (мультивибратор) предназначен для организации выполнения тактов, последовательно следующих друг за другом. Генератор инициирует очередной такт машинной команды. Любая операция процессора (машинная команда) состоит из отдельных элементарных тактов, и чем чаще следуют импульсы от генератора, тем быстрее будет выполнена эта операция.

Тактовая частота представляет собой импульсы прямоугольной формы, обеспечивающие синхронизацию всех операций микропроцессора. Она характеризует скорость работы МП, выполняющего разные инструкции и зависящего от соседней информации. Тактовая частота - это частота синхроимпульсов, которая определяется количеством импульсов в секунду и измеряется в мегагерцах, т.е. в миллионах импульсов за 1 с. Тактовая частота не может быть выполнена быстрее, чем за один такт (период) синхроимпульсов.

Структурная схема мультивибратора показана на рис. 1.9. Он представляет собой электронное устройство, генерирующее электрические колебания, близкие к прямоугольной форме. Мультивибратор содержит набор сопротивлений и конденсаторов, связанных электрической цепью и позволяет преобразовывать импульсы синусоидального напряжения в импульсы напряжения (тока) прямоугольной формы той же частоты.



При включении питания (U_п) конденсатор С через резистор R1 начинает заряжаться. По мере увеличения напряжения на нем логические элементы &₁ и &₂ переходят в неустойчивое состояние, сопровождающееся колебательным процессом. Частота колебательного процесса определяется параметрами последовательных контуров C₁L₁ и C₂L₂. В установившемся режиме при С₁=С₂ и L₁=L₂ напряжение на конденсаторе С соответствует половине напряжения питания, и на выходах U₁, и U₂ присутствует прямоугольный импульс (ломаная линия под прямым углом). Входные элементы U₁ и U₂ содержат защитные диоды, шунтирующие контур LC, поэтому необходимо соединить входы U₁ и U₂ с LC-контурами через резисторы сопротивлением 10-100 кОм.

Основным параметром генератора импульсов является период следования импульсов, представляющий интервал времени с момента появления одного импульса тока (напряжения) до момента появления следующего импульса той же полярности. Время между импульсами представляет собой паузу.

Количество воздуха, поступающего в цилиндры двигателя за единицу времени, пересчитывается на один ход поршня путем деления его на частоту вращения КВ двигателя.

Принцип работы мультивибратора, управляющего делением, пояснен на рис. 1.9, б. Генерация базовой продолжительности впрыскивания осуществляется мультивибратором в специальной группе цепей ЭБУ.

В период между двумя последовательными разрядками конденсатор заряжается постоянным током I_А. Вследствие этого напряжение конденсатора U_C в конце зарядки пропорционально продолжительности зарядки, т.е. обратно пропорционально частоте вращения КВ двигателя. После этого конденсатор разряжается постоянным током I_Е, причем величина разрядного тока зависит от количества воздуха Q_L, поступающего в единицу времени. По мере разрядки конденсатора напряжение в цепи уменьшается и при полной разрядке оно будет равным нулю. Продолжительность разрядки определяет время переключения мультивибратора t_p, пропорциональное количеству воздуха, поступающего за один ход поршня. Частота вращения КВ двигателя п и количество поступающего воздуха Q_L определяют основную продолжительность впрыска топлива. Сигнал делителя частоты в виде импульсов поступает на вход управляющего мультивибратора. Емкость мультивибратора заряжается постоянным током I_А в течение времени 1/2n, обеспечивающего зарядку емкости до величины напряжения



Разрядка емкости мультивибратора осуществляется постоянным током I_Е. Продолжительность разрядки t_p, определяющей длительность импульса, формируемого управляющим мультивибратором, может быть определена из выражения



откуда



Длительность импульса при подобном способе его формирования обратно пропорциональна частоте вращения КВ, т.е. фактически реализуется операция математического деления. Величина разрядного тока I_Е связана с расходом воздуха соотношением



После преобразования величина t_p может быть определена из зависимости



Подобная зависимость необходима для построения ЭБУ. Коэффициент k₁ выбирают из условия длительности импульса мультивибратора t_p, равного половине длительности импульса, управляющего работой электромагнитных форсунок.

Структурная схема системы управления работой двигателя с обратной связью (рис. 1.10) содержит ЭБУ 3, сообщенный с расходомером воздуха 12 и системой зажигания 13, регулятор коэффициента избытка воздуха 10, формирователь паузы 6 и блок формирования сигнала запаздывания 7, сообщенный через электрическую связь 8 входного сигнала нейтрализатора с λ-зондом 9, воздействующим через электрическую цепь 11 на параметры датчика расходомера воздуха 12.



Электронный блок 3 содержит формирователь импульсов 1, мультивибратор 2, перемножающее звено 4 и буферный каскад 5. Расходомер воздуха 12 сообщен с мультивибратором 2, выполняющим функции делителя входных сигналов. Система зажигания 13 обеспечивает подачу сигнала в виде напряжения на формирователь 1 управляющих импульсов системы управления.

Регулятор коэффициента избытка воздуха 10 сообщен с перемножающим звеном 4, выполняющим вычислительные функции. Формирователь паузы 6 обеспечивает появление паузы, протекающей от момента приготовления горючей смеси до момента ее подачи. Пауза представляет собой продолжительность измерения коэффициента а, а блок запаздывания 7 осуществляет заполнение выпускной системы отработавшими газами. Блок управления 3 формирует прямоугольные импульсы, необходимые для открытия ЭМФ на определенное время. Выходное напряжение расходомера 12 поступает на мультивибратор 2, управляющий делением и определяющий ширину прямоугольных импульсов. Мультивибратор переключается под действием импульсов звена формирования сигналов.

Регулируемым параметром системы является коэффициента, определяемый путем измерения концентрации остаточного кислорода в ОГ с помощью λ-зонда 9. На выходе λ-зонда величина напряжения пропорциональна λ, значения которого сравниваются с заданной величиной α, установленной на формирователе эталонного сигнала 11. При наличии отклонения значения а от заданного параметра исполнительный сигнал регулятора 10 изменяет продолжительность впрыскивания с помощью ЭБУ. Регулирование осуществляется с помощью перемножающего звена 4 ЭБУ, содержащего элементы различных корректировочных факторов.

Система «D-Jetronic» (рис. 1.11) представляет собой функциональную схему системы электронного управления вспрыскиванием топлива по величине давления в ВТ. Система снабжена устройством регулирования подачи топлива по величине разрежения в ВТ и частоте вращения КВ. Величина давления преобразуется в электрический сигнал, необходимый ЭБУ для вычисления количества подаваемого топлива.



Система впрыска содержит функциональные устройства подачи топлива, воздуха и электронного управления двигателем. Устройство подачи топлива содержит ЭБН 18, сообщенный с топливным баком 17, топливный фильтр 19, регулятор давления топлива 9, рабочую топливную 3 и пусковую 5 форсунки. ЭБН подает к ЭМФ топливо под постоянным давлением 0,20-0,22 МПа. Система подачи воздуха содержит воздушный фильтр, воздушный канал 10 и впускной трубопровод 4. Устройство управления двигателя включает в себя ЭБУ 11, сообщенный с распределителем зажигания 14 и датчиком абсолютного давления в ВТ.

Электронный блок управления 11 обрабатывает поступающую информацию режимов работы двигателя и преобразует ее в электрический импульс, определяющий начало и продолжительность впрыскивания топлива. Основная информация режимов работы двигателя представляет собой частоту вращения КВ и величину давления в ВТ. Кроме этого, ЭБУ учитывает различную корректировочную информацию, поступающую от внешних датчиков.

Информация о нагрузке содержится в сигнале датчика разрежения в ВТ. Электрический бензиновый насос содержит ротор на валу электродвигателя, работающий по принципу возбуждения от постоянных магнитов. Электрическая его блокировка осуществляется с помощью реле 12 и ЭБУ 11.

Температура воздуха и охлаждающей жидкости измеряется Функциональными датчиками 8 и 23, представляющими собой термические резисторы с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления. Диафрагменный регулятор 9 поддерживает постоянную величину давления впрыскивания 0,2 МПа. Игольчатый клапан ЭМФ в состоянии покоя прижат пружиной к седлу, а открывается он с помощью электромагнита и якоря. Величина задержки срабатывания ЭМФ составляет 1 мс, а продолжительность ее открытого состояния находится в диапазоне 2-10 мс в зависимости от необходимого количества впрыскиваемого топлива. Величина напряжения системы электронного привода форсунок составляет 12 В. Подача топлива в зависимости от особенностей системы управления может осуществляться по частям. В каждый цилиндр поступает одна часть топлива, впрыскиваемого в ВТ перед впускными клапанами, сразу после его подачи, а другая часть - одним тактом позже. Подобная схема позволяет упростить и удешевить конструкцию ЭБУ 11.

Система «D-Jetronic» является первой схемой впрыскивания топлива фирмы Bosch, выпущенная более 40 лет назад. В настоящее время она имеет ограниченное применение.

Система «L-Jetronic» (рис. 1.12) представляет собой функциональную схему системы электронного управления впрыска топлива по количеству всасываемого воздуха. Это система многоточечного распределенного впрыска топлива. Система подачи топлива включает в себя электрический бензиновый насос 3, топливный фильтр 4, топливные трубопроводы подачи и возврата топлива, топливную рампу с четырьмя форсунками 28 и регулятором давления топлива 27. ЭБН 3 забирает топливо из бака 2 и подает его под давлением 0,25 МПа через фильтр тонкой очистки 4 к распределительной магистрали, соединенной шлангами с рабочими форсунками 28. Регулятор давления 27 поддерживает постоянное давление в системе и осуществляет его слив через трубопровод 1 в бак 2, благодаря чему обеспечивается циркуляция топлива в системе и исключается образование паровых пробок.



Количество впрыскиваемого топлива определяется ЭБУ 5 с учетом температуры, давления и объема поступающего воздуха, частоты вращения КВ и нагрузки двигателя, а также температуры охлаждающей жидкости. Основным параметром, определяющим величину дозирования топлива, является объем всасываемого воздуха, измеряемый расходомером воздуха. Воздух, поступающий в двигатель, заставляет пластину 11 расходомера отклоняться, преодолевая усилие пружины, на некоторый угол в зависимости от количества воздуха, поступающего в двигатель за единицу времени. Зависимость между расходом воздуха и величиной угла поворота заслонки нелинейная. Потенциометр 24, соединенный с осью заслонки 22 расходомера, преобразует механическое перемещение заслонки в электрическое напряжение. Электрический сигнал передается на ЭБУ, определяющий необходимое количество топлива для работы двигателя и выдает на ЭМФ импульсы времени подачи топлива.

Для упрощения системы управления все форсунки соединены электрически параллельно и осуществляют впрыскивание один раз при каждом обороте КВ двигателя. Независимо от положения впускных клапанов ЭМФ впрыскивают топливо за один или два оборота КВ (два такта, цикл). Если впускной клапан закрыт в момент подачи, то топливо накапливается в пространстве перед клапаном и поступает в цилиндр при следующем его открытии одновременно с воздухом. Клапан дополнительной подачи воздуха 21, установленный в воздушном канале параллельно дроссельной заслонке, подводит добавочный воздух при холодном пуске и прогреве двигателя, что приводит к увеличению частоты вращения КВ двигателя. Для ускорения прогрева используют повышенную частоту вращения КВ на режимах холостого хода свыше 1000 мин^-1. Для облегчения пуска холодного двигателя применена электромагнитная пусковая форсунка 26, продолжительность открытия которой изменяется в зависимости от температуры охлаждающей жидкости с помощью термического временного реле 79.

Система впрыска по количеству поступающего воздуха «L-Jetronic» обеспечивает более точное дозирование топлива. Особенностью ее по сравнению с «D-Jetronic» является применение ЭБУ на интегральных схемах.

Во всех электронных системах регулирование подачи топлива осуществляется циклически. Электрические импульсы формируются синхронно с частотой вращения КВ двигателя с помощью датчика частоты вращения. Полученный сигнал поступает в ЭБУ 5, определяющий расход воздуха и мгновенную частоту вращения, а затем вычисляет количество воздуха, поступающего за один ход поршня.

Подобная простая вычислительная операция легко осуществляется с помощью электронных устройств. Другим отличием рассматриваемой системы от «D-Jetronic» является параллельное соединение всех впрыскивающих ЭМФ, которые одновременно открываются и закрываются. Такое решение необходимо для упрощения конструкции ЭБУ и снижения затрат на их изготовление. Из-за одновременного впрыска бензина в ВТ 23 происходит неравномерное распределение смеси. Для устранения этого недостатка (одновременного впрыска) подают лишь половину количества топлива, необходимого на рабочий ход, а частота впрыска увеличена вдвое.

В этом случае можно управлять началом впрыска с помощью импульсов высокого напряжения, используя каждый второй, третий или четвертый импульс напряжения в зависимости от числа цилиндров двигателя. Количество поступающего в цилиндры воздуха содержит больше информации о параметрах, влияющих на необходимое количество топлива, чем давление в ВТ.

Электронный блок 5 позволяет осуществить управление дозирующим и функциональным клапаном по параметрам частоты вращения КВ двигателя и количеству входящего воздуха. ЭБУ корректирует количество впрыскиваемого топлива на высоте более 2000 м по сигналу барометра, совмещенного с потенциометром. Заданная зависимость между количеством входящего воздуха и величиной напряжения на выходе потенциометра обеспечивается за счет конструктивных его особенностей.

В системе «L-Jetronic» ЭБУ 5 вырабатывает прямоугольные импульсы напряжения, необходимые для открытия на определенное время ЭМФ 28. Выходное напряжение расходомера поступает на мультивибратор и определяет ширину прямоугольных импульсов на его выходе. Мультивибратор переключается под действием импульсов, поступающих от системы зажигания. При отсутствии контактов они поступают с выхода модуля формирования сигналов, подключенного к бесконтактному датчику. Перемножающее звено ЭБУ 5 обеспечивает изменение ширины управляющего импульса в соответствии с требуемой коррекцией.

Система «Motronic» представляет собой новый этап в развитии электронных систем управления, объединившей систему одновременного управления впрыска топлива и зажигания. Функциональная схема системы управления двигателем «Motronic» (рис. 1.13) представляет собой комбинированную электронную систему с распределенным впрыском топлива и зажигания, выполненную на основе «L-Jetronic».



Система впрыска топлива содержит топливный насос 1, сообщенный с топливным баком 2 и фильтром тонкой очистки топлива топливный демпфер 4 и регулятор давления топлива 32, пусковую 31 и рабочую топливную 33 форсунки, расходомер воздуха 9, снабженный измерительной напорной пластиной 11, кинематически связанной с успокоительной пластиной, размещенной в полости 7, датчик температуры воздуха, сообщенный электрической цепью с разъемом 8, обводной канал 12 с регулировочным винтом холостого хода 14.

Система управления включает в себя датчик температуры двигателя 23, термическое временное реле 24, датчик положения КВ двигателя 21, датчик положения поршня в ВМТ 22, дроссельную заслонку 29 с потенциометром 6 и λ-зонд 26. Топливная форсунка 33 управляется индивидуально ЭБУ 5. Во впускном трубопроводе 30 установлена дополнительная пусковая форсунка 31.

Система зажигания содержит аккумуляторную батарею 20, катушку зажигания 27, распределитель зажигания 35 и свечу зажигания 34. Электрический бензиновый насос 1 забирает топливо из бака 2 и через ФТО 3 подает его к форсункам 33 и 37. Регулятор давления топлива 32 обеспечивает его оптимальное давление, включая зависимость от разрежения в ВТ. В случае превышения давления топлива в системе регулятор давления через демпфер 4 возвращает излишки топлива в топливный бак. Постоянная рециркуляция топлива в системе исключает возможность образования в ней его паров.

Впрыск топлива ЭМФ осуществляется ЭБУ 5 по специальной программе. Продолжительность открытия ЭМФ вычисляют в зависимости от величины выходных сигналов функциональных датчиков. Чем дольше открыта форсунка, тем больше обогащается горючая смесь. ЭБУ 5 прекращает подачу топлива на режиме принудительного холостого хода (ПХХ) по частоте вращения КВ двигателя и положению дроссельной заслонки 29. Частоту вращения КВ двигателя отслеживают по сигналу датчика ВМТ 22, а угловое положение КВ двигателя - по сигналу датчика 21 положения КВ. Положение дроссельной заслонки анализируют по сигналам датчика углового положения дроссельной заслонки (потенциометра) и выключателя крайнего ее положения.

Температуру двигателя ЭБУ измеряют по сигналам датчика температуры двигателя 23. Количество поступающего воздуха определяют по сигналу расходомера 9, а его температуру - по датчику температуры воздуха 10. При пуске холодного двигателя по сигналу термического временного реле 24 включается дополнительная ЭМФ 31. Регулятор дополнительной подачи топлива поддерживает необходимую частоту вращения КВ двигателя. По сигналам датчика 22 ВМТ и датчика 21 углового положения КВ двигателя ЭБУ 5 определяет оптимальную величина угла опережения зажигания.

Система «LE-Jetronic» представляет функциональную схему системы электронного управления впрыском топлива по количеству всасываемого воздуха (рис. 1.14). Рассматриваемая система аналогична системам «L-Jetronic» первого и второго поколения, в ее конструкцию внесены изменения. Сопротивление обмоток рабочих ЭМФ увеличено с 2,5 до 16,2 Ом, позволившее исключить дополнительные резисторы форсунок. Форсунки снабжены разъемами желтого цвета. ЭБУ имеет компактную конструкцию с меньшим числом электронных элементов. Количество контактов сокращено с 35 до 25. Для всех модификаций применен датчик прекращения подачи топлива. На режимах ПХХ контакт в расходомере для включения ЭБН отсутствует. Датчик температуры воздуха подключен параллельно к измерительному потенциометру расходомера воздуха. Управление ЭБН осуществляется с помощью коммутационного реле с временной задержкой, обеспочивающей прерывание подачи топлива через 0,15 с после остановки двигателя. Количество проводов в жгуте сокращено с 21 до 11. Давление топлива составляет 0,25 МПа вместо прежней величины 0,3 МПа.



Система «LH-Jetronic» представляет собой функциональную схему системы электронного управления впрыска топлива по количеству всасываемого воздуха (рис. 1.15). Система «LH-Jetronic» отличается от базовой схемы «L» только конструктивным выполнением датчика массового расхода воздуха (ДМРВ). Главный его элемент выполнен в виде платиновой проволоки, нагреваемой электрическим током. Поступающий воздух охлаждает ее. Электронная система обеспечивает определение массы воздуха, проходящей в цилиндры двигателя.



После выключения зажигания ЭБУ автоматически выдает команду на нагрев нити до температуры 1000°С, обеспечивая ее очистку в течение 1 с. В дальнейшем тонкую проволоку заменили специальной пленкой на керамической основе. Принцип и точность системы измерения остались прежними, но конструкция ее стала более надежной. Система «LH-Jetronic» более совершенна по сравнению с «L-Jetronic» и отличается методом измерения расхода воздуха.

Система «Motronic М5» представляет собой функциональную схему системы электронного управления впрыска топлива по количеству всасываемого воздуха с диагностикой (рис. 1.16). Схема снабжена системой самодиагностики и обеспечивает изменение фаз газораспределения, управление наддувом и изменение длины ВТ. Система имеет единое электронное управление, снижающее стоимость аппаратуры, и использует единый источник питания. Микропроцессор преобразует поступающую информацию в параметрические поверхности, представляющие трехмерные графические характеристики. Входные сигналы пригодны для регулирования систем подачи топлива и зажигания. Система «Motronic» объединяет системы зажигания и впрыска, управляемые единым ЭБУ в соответствии с общими критериями оптимизации.



Система подачи топлива включает в себя топливный насос 27, топливный фильтр 26, топливные трубопроводы, топливную рампу с четырьмя форсунками и регулятором давления топлива 12, ЭБН погруженного типа и устанавливается в топливном баке 28. Напряжение питания 12 В подается на ЭБН через реле топливного насоса, управляемое ЭБУ. Топливный фильтр установлен под днищем кузова около бензобака. Фильтр встроен в линию подачи топлива между насосом и топливной рампой. Корпус фильтра изготовлен из стали и имеет резьбовые штуцеры для присоединения трубопроводов. Рампа форсунок представляет собой полую планку с установленными на ней форсунками 13 и регулятором давления топлива 12. Топливная рампа закреплена на ВТ двигателя. На рампе форсунок расположен закрытый резьбовым колпачком штуцер для контроля давления топлива.

Форсунка 13 (каждая из четырех) установлена одним концом в топливной рампе, другим в отверстии ВТ, герметичность соединений обеспечивается с помощью уплотнительных колец. По истечении электрического импульса форсунка перекрывает подачу топлива. Номинальное сопротивление обмотки форсунки находится в диапазоне 11,0-13,4 Ом при температуре 20°С.

Регулятор представляет собой мембранный предохранительный клапан. На диафрагму регулятора с одной стороны действует давление топлива, а с другой - давление пружины регулятора и давление (разрежение) в ВТ. Регулятор давления топлива ^установлен на топливной рампе и поддерживает постоянный перепад давления (по отношению к давлению в ВТ на форсунках). При увеличении нагрузки на двигатель (при росте давления в ВТ) регулятор повышает давление топлива в топливной рампе, при уменьшении нагрузки - снижает. При включенном зажигании, неработающем двигателе и работающем топливном насосе регулятор 12 поддерживает давление в топливной рампе в пределах 0,28-0,32 МПа.

Система встроенной диагностики содержит диагностический разъем 2, связанный электрической цепью с ЭБУ, контрольную лампу и электрические цепи. Система EOBD (Europe-an On-board diagnostics) обеспечивает регистрацию кодов неисправностей в работе системы управления двигателем. Отдельные коды используют для диагностирования как системы управления, так систем, влияющих на выброс ВВ. Коды неисправностей сохраняются для дальнейшего использования при проведении диагностических работ. Система впрыска снабжена схемой отключения EOBD, исключающей ложное ее срабатывание. Такими условиями являются опорожнение топливного бака на величину более 80% от номинального объема, пуск двигателя при температуре окружающего воздуха ниже -7°С, движение на высоте свыше 2500 м над уровнем моря. Система имеет диагностическую функцию, предупреждающую водителя о неисправностях. Эту информацию можно получить через диагностический разъем или по свету лампочки двигателя.

Система впрыска автомобилей «Лада» приведена на рис. 1.17. Современные автомобили семейства «Лада» оснащены тремя вариантами двигателей ВАЗ-2111, снабженными системами распределенного впрыска топлива: GM; «Январь» («Январь-4, -4.1», «Январь-5, -5.1, -5.5.1») и Bosch (Bosch 1.5.4, 1.5.4 N и МР 7.0). Принципиальных отличий между ЭБУ не существует. «АвтоВАЗ» продолжает процесс совершенствования технологии изготовления и ужесточение требований международных стандартов. Первый вариант разработан совместно с фирмой GM и предназначен только для экспорта. Автомобиль оснащен нейтрализатором и работает только на неэтилированном бензине. Второй вариант предназначен для внутреннего рынка. Он оснащен системой распределенного впрыска с ЭБУ «Январь-4». Разъемы взаимозаменяемы с системой GM. Третий вариант связан с установкой системы впрыскивания фирмы Bosch. Разработана новая МКСУД, позволившая увеличить мощность двигателя на 3,7 кВт. Система оснащена новым ВТ, ресивером и распределительным валом с более широкими фазами газораспределения.



Автомобили имеют внешнее сходство и вариант установки системы впрыска можно определить по заводской табличке. В обозначении автомобиля ВАЗ-21083-20-10 число 21083 означает базовый двигатель, цифра 2-8 - клапанный двигатель с распределенным впрыском топлива (РВТ), 0 - автомобиль с низкой панелью приборов (или 1 - с высокой). Единица в хвостике означает, что автомобиль предназначен на экспорт, оснащен нейтрализатором ОТ и системой впрыска фирмы GM, 0 - автомобиль предназначен для внутреннего рынка, система РВТ отечественная.

Распределенную систему впрыска топлива фирмы Bosch обозначают цифрой 4 в концовке (ВАЗ-21083-24). Автомобиль оснащают высокой панелью. Автомобили «Лада Нива 1.7i» снабжены системой центрального впрыска топлива и двигателем с рабочим объемом 1,7 л с ЭБУ ITMS-6F. Автомобили «Лада Самара» ВАЗ-21083, -21093, -21099 оснащены системой распределенного впрыска топлива. Рабочий объем двигателя автомобилей «Жигули» ВАЗ-21081 равен 1,1 л; ВАЗ-2108, -2109- 1,3 л. Последние оборудованы системой распределенного впрыска топлива. Автомобиль «Лада-110» оснащен двигателем 2112 с электронной системой управления «Январь-4» без нейтрализатора, автомобиль «Лада-111» с двигателем 2111 - системой управления фирмы Bosch 1.5.4 или «Январь-4» без нейтрализатора, автомобиль «Лада-112» - двигателем 2112 с системой «Январь-4» без нейтрализатора. Технические характеристики автомобилей семейства «Лада» приведены в табл. 1.1.

ЭБН 17 подает топливо из бензинового бака 18 через подающий топливопровод и топливный фильтр 16 к ЭМФ 15 при постоянном давлении, поддерживаемом регулятором давления. Избыток бензина возвращается в топливный бак 18 по обратной линии топливопровода. ЭБН 17 выдает команду ЭМФ 15 на подачу топлива в ВТ.

Таблица 1.1. Технические характеристики автомобилей семейства «Лада»

РХХ через каналы сообщен с додроссельным и задроссельным пространством и электрической цепью с ЭБУ. Свеча зажигания через модуль зажигания сообщена электрической цепью с ЭБУ.

Датчик скорости автомобиля установлен на раздаточной коробке между приводом спидометра и наконечником гибкого вала привода спидометра, принцип его действия основан на эффекте Холла. Датчик выдает на ЭБУ прямоугольные импульсы напряжения с частотой, пропорциональной скорости вращения ведущих колес.

Воздушный поток через фильтрующий элемент и шланг поступает из воздушного фильтра во всасывающий патрубок, корпус дроссельной заслонки и камеру повышенного давления. Количество поступающего воздуха определяется ДМРВ и регулируется дроссельной заслонкой с помощью педали ее управления. ЭБУ постоянно контролирует положение дроссельной заслонки и интенсивность ее перемещения с помощью потенциометрического датчика, смонтированного на конце оси дроссельной заслонки.

При прокручивании КВ двигателя со скоростью менее минимальной ЭБУ обеспечивает увеличение длительности впрыска, обогащая горючую смесь. При этом педаль управления дросселем нажимать не следует. После запуска двигателя параметры впрыска топлива определяют по датчикам массового расхода воздуха (ДМРВ) и температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ).

Минимальную частоту вращения КВ на режимах холостого хода прогретого двигателя регулируют с помощью РХХ по команде ЭБУ. В зависимости от нагрузки кондиционер, обогреватель, антиобледенитель заднего стекла переводят в положении «Вкл» или «Выкл». Количество воздуха, поступающего через перепускной воздухопровод вокруг дроссельной заслонки, регулируют путем срабатывания клапана, приводимого в действие шаговым электродвигателем. Корпус дроссельной заслонки имеет полость охлаждающей жидкости для нагрева перепускного воздухопровода XX. Охлаждающую жидкость подводят через входной патрубок, а удаляют через штуцер и выходной патрубок по шлангу.

ЭБУ управления прекращает управление пневматическим клапаном холостого хода при поступлении входного сигнала скорости датчика скорости, смонтированного на КП.

Система впрыска топлива автомобиля «Лада-110» снабжена ЭБУ «Январь-4». В ЭБУ от датчика и зубчатого диска поступает информация о положении и частоте вращения КВ, массовом расходе воздуха, температуре воздуха и охлаждающей жидкости, положении дроссельной заслонки, содержании кислорода в ОГ (с обратной связью), наличии детонации от датчика в двигателе, напряжении в бортовой сети автомобиля, скорости автомобиля, положении распределительного вала, запросе на включение кондиционера.

ЭБУ включает выходные цепи ЭМФ, различные реле и др. путем замыкания их на «массу» через выходные его транзисторы. Единственным исключением является цепь реле ЭБН, на обмотку которого ЭБУ подает напряжение 12 В. ЭБУ снабжен встроенной системой диагностики, обеспечивающей распознавание дефектов системы, предупреждая водителя через контрольную лампу «Check Engine».

ЭБУ обрабатывает десять программ, заложенных при его изготовлении. В дальнейшем ЭБУ в нужный момент подает сигнал на подачу топлива и обеспечивает его воспламенение при любом режиме работы двигателя. Связующее звено получает информацию от датчиков, обрабатывает ее, приводя к привычному цифровому виду. ЭБУ преобразует и выдает команды на исполнительные механизмы (ЭМФ, антиблокировочная система (АБС) или кондиционер).

Двигатель ВАЗ-2112 снабжен датчиком фаз, определяющим момент конца такта сжатия в первом цилиндре. Топливо подают . )МФ по цилиндрам в последовательности, соответствующей порядку зажигания в цилиндрах 1-3-4-2.

Выключатель зажигания электрической цепью сообщен с аккумуляторной батареей и главным реле. Система управления содержит адсорбер с клапаном его продувки, сообщенным через шланг с трубопроводом, двухходовой клапан, сообщенный через трубопровод с адсорбером, и гравитационный клапан, сообщенный через трубопровод с предохранительным клапаном, датчик и диагностический разъем. Сепаратор через трубопровод сообщен с бензиновым баком. Отличительные признаки, комплектация и взаимозависимость компонентов систем управления двигателей семейства ВАЗ приведены в табл. 1.2.

Таблица 1.2. Комплектация и взаимозаменяемость элементов двигателей ВАЗ

Двигатель ВАЗ-2111 с системой распределенного впрыска оснащен ЭБУ «М 1.5.4», устанавливаемым на автомобили семейства «Лада-110, -111, -21083, -21093 и 21099».

Двигатель ВАЗ-2112 разработан на базе двигателя мод. 2108 совместно с фирмой Porsche, снабжен 16-ю клапанами, двумя распределительными валами и системой рециркуляции (РЦ), имеет систему распределенного впрыска с возможностью коррекции фаз.

8-клапанные двигатели ВАЗ, имеющие разные системы, отличаются конструкцией распределительного вала, а также формой и длиной канала ресивера, равной в ВАЗ-2108 - 370 мм, «Лада 110» - 300 мм. Характеристики автомобильных двигателей семейства ВАЗ-2111 и -2112 приведены в табл. 1.3.

Таблица 1.3. Характеристики автомобильных двигателей ВАЗ

8 и 16-клапанные двигатели семейства ВАЗ оснащены отечественными свечами А17ДВРМ и АУ17ДВРМ. Составляющие компоненты системы впрыска производят на Саратовском, Калужском, Арзамаском и Уральском предприятиях. В г. Саратове выпускают пять компонентов системы фирмы Bosch, включая ЭМФ, ЭБУ, ДМРВ и кислорода. Значительную часть компонентов, составляющих системы впрыска, производит Калужское предприятие автоэлектронного оборудования ОАО «Автоэлектроника». Государственное унитарное предприятие «Калужский завод телеграфной аппаратуры» (ФГУП КЗТА) освоило выпуск регуляторов холостого хода для двигателей ВАЗ. Производство шаговых двигателей РХХ осуществляется по лицензии, купленной у итальянской фирмы Olivetti. В г. Арзамасе освоен выпуск датчика положения дроссельной заслонки.

Датчик детонации изготавливают на Уральском электромеханическом заводе. В отличие от аналога (Bosch) детали выполнены рыжего цвета. Комплектующие ЭМФ выпускаются Самарским заводом им. Масленникова (ЗИМ) и Старооскольским заводом.

Для автомобилей семейства «Волга» ГАЗ-3110 ОАО «ЗМЗ» освоено производство нового двигателя модели ЗМЗ-4062.10 с двумя верхними распределительными валиками, оборудованного системой впрыска топлива с электронным управлением. Двигатель ЗМЗ-4062.10 бензиновый с рабочим объемом 2,3 л, 16-клапанный, четырехцилиндровый, рядный, снабжен КМСУД мощностью 110,2 кВт со степенью сжатия 9,3. Двигатели семейства ЗМЗ-406.10 имеют по четыре клапана на каждый цилиндр (два впускных и два выпускных). Впускные клапаны приводятся в действие левым (при виде спереди) распределительным валом, а выпускные - правым. Двухступенчатый привод распределительных валов осуществляется двухрядными втулочными цепями с числом звеньев 70 в нижней ступени и 90 - в верхней.

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 его стороны.

При прокручивании КВ двигателя со скоростью ниже минимальной ЭБУ увеличивает длительность импульса, обогащая горючую смесь. После пуска двигателя расход впрыскиваемого топлива определяют по параметрам ДМРВ и ДТОЖ.

При правильной сборке привода распределительных валов при положении поршня первого цилиндра в ВМТ такта сжатия риска на звездочке КВ двигателя должна совпадать с выступом на крышке цепи (метка М). Метки на звездочках распределительных валов должны быть расположены горизонтально, направлены в разные стороны и совпадать с верхней плоскостью головки цилиндров. Риска на звездочке промежуточного вала должна совпадать с установочной меткой М2 на блоке цилиндров.

При таком положении валов напротив середины сердечника датчика положения коленчатого вала будет находиться середина 20-го зуба диска синхронизации. Диск синхронизации представляет собой зубчатое колесо с 58-ю равноудаленными (через 6°) впадинами. Для синхронизации два зуба отсутствуют. Номер зуба на диске синхронизации отсчитывается против часовой стрелки от места пропуска двух зубьев.

Первоначально автомобили семейства «Волга» ГАЗ-3110 были оборудованы ЭБУ «Микас 5.3» с 8-разрядным микропроцессором фирмы Siemens. В дальнейшем автомобиль «Волга» ГАЗ-3110 был оснащен ЭБУ «Микас 5.4», разработанным на основе современной элементной базы отечественной фирмой НПП «Элкар».

Система питания автомобиля «Волга» ГАЗ-3110 (рис. 1.18) содержит ЭБН 22, сообщенный через трубопровод высокого давления 21 с бензиновым баком 20, впускной трубопровод 10, воздушный патрубок 30 и топливный трубопровод с регулятором давления топлива 8. Впускной трубопровод 10 включает дроссельный патрубок 11 с додроссельным 24 и задроссельным 26 пространством и воздушные патрубки 30, отлитые из алюминиевого сплава и соединенные между собой через паронитовую прокладку шпильками.



Клапан ЭПХХ представляет собой дозирующее устройство, расположенное на моторном щите. Воздушные каналы патрубка 30 имеют одинаковую длину, форму и сечение для каждого цилиндра. К фланцу ВТ 10 через паронитовую 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 служит 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 патрубкам 30. РХХ 25 через электрическую цепь обеспечивает подачу воздуха независимо от положения дроссельной заслонки. Устройство поддерживает повышенную частоту вращения КВ при прогреве двигателя, избавляя водителя на режимах XX от необходимости следить за этим процессом.

Система зажигания двигателей с электронным управлением позволяет изменять величину угла опережения зажигания по оптимальному закону по сравнению с традиционным управлением. Управление работой двигателя осуществляют исполнительные механизмы, обеспечивающие через ЭМФ подачу топлива в двигатель.

В зависимости от входных параметров наиболее широкое применение получили системы, входными параметрами которых являются давление (разрежение) в ВТ, частота вращения КВ двигателя и положение дроссельной заслонки.

Система питания двигателя ЗМЗ-4062.10 содержит механические и электрические элементы. В механической части находится ЭБН, фильтр тонкой очистки топлива (ФТО), топливная рампа, ЭМФ, регулятор давления топлива, система 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 провода 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. Число ЭМФ в системах распределенного впрыска соотвествует числу цилиндров двигателя. Уплотнение ЭМФ в отверстиях топливного провода и воздушного патрубка обеспечивается с помощью резиновых колец круглого сечения.

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

Система управления двигателем содержит датчик угловых импульсов 33 начала отсчета и частоты вращения КВ двигателя, 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, разработанным на базе однокристальной ЭВМ с использованием перспективной элементной базы, и размещен под панелью приборов на правой стороне. ЭБУ работоспособен в диапазоне напряжения бортовой сети 6-16 В и защищен от перенапряжения. Для улучшения качества ОГ цилиндры двигателя сообщены между собой патрубками от каждого цилиндра по схеме 1-4 и 2-3. На режиме XX и малых нагрузках воздух поступает через РХХ непосредственно к впускным клапанам.

Корректировку длительности управляющих импульсов осуществляют в зависимости от температуры охлаждающей жидкости и воздуха на впуске, сигнала λ-зонда, а также датчика температуры ОГ.

ЭБУ управляет работой РХХ, режимами пуска и прогрева двигателя, обеспечивая заданную частоту вращения КВ на этих режимах.

Кронштейн наконечника трубки троса управления дроссельной заслонкой закреплен с помощью двух болтов на корпусе ВТ.

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. После прекращения электрического импульса игла под действием пружины вновь опускается открывает отверстие, прекращая подачу топлива.

Нижние (выходные) элементы ЭМФ через уплотняющие кольни находятся в специальных гнездах в ВТ, обеспечивая размещении сопла ЭМФ в зоне над впускными клапанами.

Топливный трубопровод выполняет роль демпфера ВТ, уменьшая колебания давления топлива в зоне расположения ЭМФ, возникающие из-за импульсного характера открытия и их закрытия. Абсолютная величина давления топлива в трубопроводе не зависит от режима работы двигателя. Разность между абсолютным давлением топлива в системе и абсолютным давлением воздуха в ВТ за дроссельной заслонкой поддерживается постоянной 0,3 МПа.

Топливный трубопровод снабжен входным и выходным участками, регулятором давления 8, размещенным на выходном участке и сообщенным через сливной трубопровод 19 с бензиновым баком 20 и четырьмя ЭМФ 7.

Регулятор 8 давления топлива перепускает часть топлива обратно в бензиновый бак 20 по трубопроводу 19. ВТ 10 представляет собой емкость подобранного объема. Газопровод в сборе крепят через прокладку к головке блока цилиндров. К фланцу ВТ через прокладку четырьмя болтами крепят дроссельный патрубок 11.

ВТ 10 снабжен дроссельным патрубком 11 с размещенной в нем на горизонтальной оси воздушной заслонкой 13 и кинематически связанной с педалью управления. На корпусе дроссельного патрубка 11 установлен датчик 27 положения дроссельной заслонки (ДПДЗ), подвижная часть которого соединена с осью дроссельной заслонки. На корпусе ВТ 10 размещен РХХ 25, а также кронштейн наконечника трубки троса управления дроссельной заслонкой.

ЭБН 22 включает электрический двигатель постоянного тока с постоянными магнитами и нагнетательный узел ЭБН, производительность которого составляет 50 л/ч топлива при давлении 0,3 МПа. Редукционный клапан ЭБН размещен на топливном трубопроводе рядом с четвертым цилиндром. Электрический двигатель ЭБН получает питание через реле только при работающем двигателе.

ЭБН 22 подает топливо из топливного бака 20 через трубопровод 21 и топливный фильтр 23 и направляет его к ЭМФ. Регулятор 8 давления поддерживает в ВТ постоянное давление.

Количество поступающего воздуха определяют ДМРВ и регулируют его расход при помощи дроссельной заслонки, связанной с педалью управления. Воздух поступает из воздушного фильтра через расходомер 16, гибкий соединительный чехол 14, корпус дроссельной заслонки и камеру повышенного давления. Расходомер 16 снабжен ДМРВ и размещен на шланге между воздушным фильтром и ВТ.

Управление работой двигателя обеспечивают исполнительные механизмы. Блок управления постоянно контролирует положение дроссельной заслонки и интенсивность ее перемещения с помощью датчика 27, смонтированного на конце оси дроссельной заслонки. При прокручивании КВ двигателя со скоростью ниже минимальной ЭБУ увеличивает длительность импульса, обогащая горючую смесь. После пуска двигателя расход впрыскиваемого топлива определяют по параметрам ДМРВ и ДТОЖ.

Система впрыска топлива обеспечивает подачу необходимого его количества в цилиндры двигателя на всех рабочих режимах с помощью четырех ЭМФ 7, установленных в ВТ. Технические характеристики двигателей семейства ЗМЗ-4062.10 с электронным распределенным впрыском приведены в табл. 1.4.

Таблица 1.4. Параметры двигателей семейства ЗМЗ-4062

Параметры работы двигателя автомобиля «Волга» ГАЗ-3110 с различными электронными блоками

Большинство автомобилей «Волга» ГАЗ-3110 оснащено современными 16-клапанными двигателями 3M3-4063.10. Системой зажигания управляет ЭБУ «Микас 5.4», разработанный Московской фирмой НПП «Элкар». Кроме ЭБУ в систему входят две катушки зажигания, четыре датчика и электромагнитный клапан принудительного холостого хода (ЭПХХ).

Перспективный двигатель ЗМЗ-4052 предназначен для автомобиля «Волга» ГАЗ-3111 и оснащен системой электронного впрыска с ЭБУ «Микас 7.1».

Вместо 8-разрядного процессора фирмы Siemens в «Автроне» применен 16-разрядный процессор Intel. Применение электронного блока «Автрон» более перспективно по сравнению с ЭБУ Микас». Функциональные блоки взаимозаменяемые, но только последние их модификации «Микас 5.4» и «Автрон М.1.5.4», ЭБУ Микас 5.3» снабжен переходником под разъемы современной системы питания.

Система питания автомобиля «Волга» ГАЗ-3110 снабжена ЭБУ поколения «Микас 7.1», обеспечивающим выполнение норм «Евро-3». Электронный блок способен распознать все возникающие неисправности в цепях исполнительных устройств (ЭМФ или реле). ЭБУ «Автрон» выпускает Старооскольский завод, выход из строя датчика положения КВ двигателя не позволяет ему продолжить работу.

Блок управления «Автрон» имеет два режима работы. При нажатии на педаль управления дросселем ЭБУ обеспечивает переход из обычного алгоритма в спортивный. При выключении зажигания ЭБУ возвращает в обратный режим.

Микропроцессорная система управления двигателем УЛЗ-3159 автомобиля семейства «УАЗ» (система УАЗ) приведена на рис. 1.19. ОАО «ПУАЗ» разработал новую серию модельного ряда автомобилей ПУАЗ-3160 и УАЗ-3165, соответствующих требованиям правил R83-02B. На автомобилях установлен двигатель ЗМЗ-409.10 объемом 2,7 л.



Система питания включает два топливных бака 17 и 18, снабженных ограничителем заправки 8 топлива. Погруженный топливный насос 5, размещенный в левом баке, снабжен указателем уровня топлива. В системе применяют два типа фильтров: фильтр 4 представляет собой сетчатый фильтр, устанавливаемый непосредственно в топливном заборнике, фильтр тонкой очистки 19 обеспечивает тонкую фильтрацию топлива, установлен после насоса и выполнен неразборным. Струйный насос 12 обеспечивает автоматическую перекачку топлива из правого бака в левый.

Алгоритм управления двигателем с обратной связью по составу смеси и с учетом продувки адсорбера. Микропроцессорная система управления включает оборудование ОАО НПП «Элкар» (для ЭБУ «Микас») и ОАО «Автрон» (ЭБУ «СОАТЭ-Автрон»). Результаты испытаний автомобилей семейства УАЗ приведены в табл. 1.5.

Таблица 1.5. Результаты испытаний автомобилей семейства УАЗ

Автомобиль УАЗ-316051 оснащен двигателем УМЗ-4213.10 (V_h=2,89 л, мощность 75 кВт, 8 клапанов) производства АО «Волжские моторы» с системой ЭСУД и 5-ступенчатой КП.

Автомобиль УАЗ-31514 оснащен двигателем УМЗ-420.10 (V_h=2,445 л, мощность 90 л.с., 8 клапанов) производства АО «Волжские моторы» с системой ЭСУД и 5- и 4-ступенчатой КП.

Автомобиль УАЗ-31539 оснащен двигателем ЗМЗ-409.10 (V_h=2,7 л, мощность 95 кВт, 16 клапанов) производства ОАО «Заволжский моторный завод» с системой ЭСУД и 5-ступенчатой КП.

ЭБУ типа «Микас 7.2» установлен в салоне автомобиля со стороны пассажира на щитке передка под панелью приборов. ДПКВ находится спереди на двигателе рядом с зубчатым диском синхронизации в приливе передней крышки распределительного вала. Номинальный зазор между торцом датчика и зубом диска синхронизации должен быть в пределах 0,5-1,2 мм. ДПРВ 36 устанавливается на двигателе с левой стороны сзади в приливе головки блока цилиндров у четвертого цилиндра со стороны выпускного трубопровода. Номинальный зазор между торцом датчика и штифтом-отметчиком должен быть в пределах 0,5-1,2 мм.

Регулятор дополнительного воздуха крепится с одной стороны к дроссельному устройству двумя винтами. К выходному штуцеру регулятора проводится резиновый шланг от ресивера. ДТОЖ устанавливается на корпусе термостата, датчик температуры - на блоке цилиндров справа перед ресивером, датчик давления топлива - на топливной рампе, датчик кислорода - в системе выпуска ОГ на приемной трубе глушителя перед нейтрализатором. Четыре топливные ЭМФ устанавливаются сверху справа на двигателе в специальные седла-отверстия на ВТ и прижимаются топливной рампой через уплотнительные кольца.

ЭБН находится на левом лонжероне рамы и сообщается одним резиновым шлангом с фильтром-отстойником, а вторым - с фильтром тонкой очистки топлива, расположенным под капотом. Электродвигатель ЭБН охлаждается проходящим потоком топлива, во избежание его выхода из строя допускается включать ЭБН при отсутствии в магистрали или баках топлива на время не более 2 мин. В новых конструкциях автомобилей ЭБН 5 размещен в основном топливном баке 18.

Регулятор давления топлива находится с правой стороны двигателя на топливном трубопроводе форсунок сзади. Струйный насос 12 закреплен на топливных шлангах у левого лонжерона рамы. Дроссельное устройство крепят к входному фланцу ресивера ВТ.

Главное реле включается ЭБУ и предназначено для подачи напряжения бортовой сети на все основные элементы системы управления двигателем. Силовая цепь главного реле, идущая от аккумулятора, защищена от коротких замыканий на массу жгутовым плавким предохранителем на 20 А. Одновременно цепь зажигания защищена от коротких замыканий на «массу» плавким предохранителем на 10 А. Предохранители устанавливаются в колодку и крепятся так: 20 А - к главному реле и 10 А - к реле ЭБН. Главное реле крепится на щитке передка над двигателем, рядом с реле ЭБН, находящимся над главным реле. Катушки зажигания размещаются на крышке коромысел двигателя.

Контрольная лампа диагностики двигателя (диагностическая пампа) установлена в блоке контрольных ламп приборов автомобиля. Разъем диагностический служит для осуществления режима самодиагностики блока управления и для подключения средств автоматизированной внешней диагностики и программирования системы управления двигателя, он находится под капотом на щитке передка слева и закрывается защитной крышкой. Нейтрализатор устанавливается в системе выпуска ОГ сразу после приемных труб (перед глушителем и резонатором).

Система «К-Jetronic». На автомобильном транспорте до 1980 г. наибольшее распространение получили механические системы управления в зависимости от величины расхода воздуха. Система впрыска топлива «К-Jetronic» представляет собой механическую многоточечную систему, осуществляющую непрерывное дозирование топлива, пропорциональное количеству воздуха при такте впуска (рис. 1.20). Система «К-Jetronic» периодически впрыскивает отмеренную дозу топлива в зону перед впускными клапанами каждого цилиндра. Форсунки открываются автоматически при определенном давлении и непрерывно впрыскивают распыленное топливо в ВТ перед каждым цилиндром. Регулятор состава смеси состоит из расходомера воздуха и распределителя топлива.



Для измерения расхода воздуха используют расходомер в виде пластины, размещенной в ВТ. Пластина связана с плунжером с помощью рычажной системы, обеспечивающей пропорциональное их перемещение. При увеличении расхода воздуха пластина перемещается и перемещает плунжер таким образом, что площадь проходного сечения увеличивается и увеличивается расход отлива.

Воздух, поступающий в двигатель, проходит через расходомер 28 и смещает напорный диск 7. Величина отклонения датчика от положения покоя является мерой количества воздуха. Управляющий поршень 11 в распределителе топлива 9 перемещается под воздействием качающегося рычага 20 диска расходомера. На режимах XX и полной нагрузки двигателя воздушный поток обладает большой степенью пульсаций, что вызывает колебания пластины воздушного датчика. Для сглаживания таких колебаний управляющий поршень распределителя топлива сообщается с надпоршневой полостью, заполненной топливом под давлением. Перемещение управляющего поршня вверх вызывает перетекание топлива через ограничитель в магистраль управляющего давления.

Распределитель топлива установлен на фланце расходомера. Управляющий поршень распределителя опирается на регулируемый ограничитель рычага пластины датчика. В процессе работы топливо, проходящее через топливный аккумулятор 25, после остановки двигателя сохраняет на определенное время величину рабочего давление.

Расходомер воздуха представляет собой прибор с прецизионным устройством. Напорный диск очень легкий (толщина 1 мм, диаметр - 100 мм) и крепится к рычагу, снабженному балансиром для уравновешивания системы. На оси вращения рычага п. шорного диска 7 закреплен второй рычаг с роликом, находящимся в непосредственном контакте в нижней части плунжера дозатора-распределителя. Наличие дополнительного рычага с регулировочным винтом позволяет изменять относительное положение рычагов, напорного диска и упорного ролика плунжера распределителя.

Микровыключатель в расходомере воздуха исключает включение электрического бензинового насоса при включенном зажигании и неработающем двигателе. Взаимосвязь перемещений и рычага дифференциальных клапанов обеспечивают стехиометрическое соотношение воздуха и бензина в рабочей смеси.

Пневмомеханическая система работает по параметрам расхода воздуха и не учитывает особенностей протекания характеристик по частоте вращения КВ. Проходящий воздушный поток обеспечивает изменение положения подвижной пластины в расходомере воздуха. Топливный насос обеспечивает непрерывную подачу топлива из бака в аккумулятор давления, позволяющий сохранить необходимую величину давления в системе топливоподачи. Далее через фильтр тонкой очистки (ФТО) бензин поступает в дозатор-распределитель, включающий в себя регулятор управляемого давления топлива и датчик расхода воздуха.

Дозатор-распределитель топлива соединен питающими топливными трубопроводами с пусковой и рабочей форсунками и трубопроводом слива топлива с топливным баком.

На верхнюю часть плунжера со стороны специального регулятора воздействует гидравлическое управляющее давление. В соответствии с конкретным балансом сил распределительный плунжер перемещается в вертикальном направлении в ту или иную сторону. Дозирующая кромка плунжера открывает подачу топлива к форсункам через дозирующие щели в стенках цилиндра.

Рабочие форсунки впрыскивают топливо распределительным плунжером. Топливо в пусковую форсунку поступает из корректора состава смеси без дозирования. Эта форсунка управляется термическим временным реле с регулированием времени включения во время пуска холодного двигателя. Регулятор управляющего давления с нагреваемой биметаллической пластиной во время пуска и прогрева двигателя обеспечивает снижение гидравлического давления, воздействующего на верхнюю часть распределительного плунжера дозатора. Благодаря этому во время пуска и прогрева за счет большего смещения плунжера вверх в двигатель поступает большее количество топлива.

Регулятор системного давления поддерживает величину давления топлива в системе постоянной и возвращает лишнее топливо в бак. Под действием необходимой величины давления открываются ЭМФ. Система управления обеспечивает необходимый состав горючей смеси на различных режимах.

Топливная система содержит топливный бак 19, электрический топливный насос 27, поддерживающий давление топлива, топливный аккумулятор 25, сглаживающий гидравлические удары в системе, топливный фильтр 24, регулятор-распределитель топлива 16, поддерживающий первичное давление в системе, и топливные форсунки.

Топливо под давлением поступает к форсункам, установленным перед впускными клапанами в ВТ. Форсунка непрерывно распыляет топливо, поступающее под давлением. Давление (расход) топлива зависит от нагрузки двигателя (от разрежения в ВТ) и от температуры охлаждающей жидкости.

Количество поступающего воздуха непрерывно измеряется расходомером. Количество впрыскиваемого топлива строго пропорционально (1:14,7) величине поступающего воздуха (за исключением пуска холодного двигателя, работы под полной нагрузкой и т.д.) и регулируется дозатором-распределителем топлива.

Топливный насос 27 забирает топливо из бака 19 и подает его под давлением около 0,5 МПа через топливный аккумулятор 25 и фильтр 24 к дозатору-распределителю 9. В системе впрыска дроссельная заслонка 5 регулирует только подачу чистого воздуха. Для установления требуемого соотношения между количеством поступающего воздуха и количеством впрыскиваемого топлива используется расходомер воздуха с напорным диском 7 и дозатором-распределителем топлива 9.

Электрический бензиновый насос работает независимо от частоты вращения КВ двигателя. Он включается при включенном зажигании и вращении КВ. ЭБН имеет двукратный запас по величине давления и пятикратный по расходу топлива.

В системах с пневмомеханическим регулированием используютi биметаллические элементы, воздействующие на органы дозирования на режимах пуска.

Система «КЕ-Jetronic» (рис. 1.21) разработана в 1982 г. и представляет собой усовершенствованную механическую систему. оснащенную электронными компонентами. Основное ее отличие заключается в конструктивном изменении распределения топлива. Электромагнитный привод обеспечивает управление величиной давления в дифференциальных клапанах. Исполнительная часть системы во многом повторяет систему «К-Jetronic». Повышение точности достигнуто путем замены механического регулятора в дозаторе электрогидравлическим регулятором давления топлива 7. Подчиняясь командам электронного блока 13, регулятор давления поддерживает в магистралях требуемое давление, λ-зонд информирует ЭБУ о количестве свободного кислорода в ОГ. Нарушение работоспособности λ-зонда сопровождается повышенным расходом топлива.



Система представляет собой дальнейшее развитие механической системы «К» и позволяет оптимизировать точность дозирования топлива. Она использует принцип постоянного впрыска и оснащена электронным блоком управления. На рычаге расходомера воздуха установлен потенциометр (реостатный датчик) и выключатель положения дроссельной заслонки. Потенциометр через электрическую цепь сообщен с ЭБУ 13, поступающие электрические сигналы информируют о положении напорного диска 22 расходомера воздуха.

Система включает ЭБН, накопитель топлива, топливный фильтр, регулятор давления топлива в системе, дозатор-распределитель топлива, электрогидравлический регулятор управляющего давления, пусковую форсунку, датчик Холла, ДПДЗ, клапан дополнительной подачи воздуха, термический датчик, термическое реле, потенциометр напорного диска и блок управления.

Основой этой системы является механико-гидравлическое устройство управления впрыскиванием. Поток воздуха отклоняет напорную пластину расхода воздуха, управляющую дозирующим плунжером. В зависимости от его положения регулируется сечение дозирования профильных пазов. Основной функцией системы «КБ» является дозирование топлива в зависимости от количества воздуха, поступающего в двигатель.

Дополнительная информация для управления электрогидравлическим регулятором давления поступает от функциональных датчиков, выходные сигналы которых обрабатывает ЭБУ. В ЭБУ поступают сигналы от λ-зонда, преобразующиеся в команду для регулятора управляющего давления. Основным параметром, определяющим расход впрыскиваемого топлива, служит количество поступающего в двигатель воздуха.

Регулятор управляющего давления 7 представляет собой электрический клапан, управляемый электронным блоком 13. Работа системы дозирования определяется положением биметаллической пластины.

При разгоне автомобиля ЭБУ вырабатывает команды на увеличение подачи топлива на основе сигнала напряжения от потенциометра измерителя расхода воздуха, величина которого пропорциональна смещению напорного диска измерителя.

На режиме ПХХ (при отпускании педали дросселя) дроссельная заслонка возвращается в исходное состояние. ЭБУ получает информацию о частоте вращения КВ от встроенного в распределитель зажигания датчика Холла. Если частота вращения действительно находится в пределах частоты вращения КВ, при которой должна прекращаться подача топлива на режиме ПХХ, то ЭБУ изменяет направление тока управления, проходящего через обмотку злектрогидравлического регулятора давления. В результате чего биметаллическая пружина отходит от седла, давление в нижних камерах распределителя топлива поднимается почти до значения управляющего давления и пружины нижних камер диафрагмы перекрывают каналы подачи топлива из верхних камер распределителя к форсункам. Момент прекращения подачи топлива на режиме ПХХ определяется температурой охлаждающей жидкости. При прогретом двигателе прекращение подачи топлива происходит раньше, что позволяет избежать его повышенного расхода.

Система «КЕ-Jetronic» представляет более совершенную схему по сравнению с «К-Jetronic» и отличается в основном наличием усовершенствованного ЭБУ и большим количеством датчиков и дополнительных систем, а также конструктивным выполнением регулятора-распределителя, снабженного встроенным электрогидравлическим регулятором и управляемым ЭБУ. Она содержит датчик всасываемого воздуха, исполнительный механизм регулирования качества смеси и регулятор давления. Датчик расхода воздуха соединен с плунжером и потенциометром, сигнал с которою поступает в ЭБУ.

Система работает следующим образом. ЭБН 2 обеспечивает подачу топлива из топливного бака 1 под давлением к дозатору распределителю 9 через накопитель 3 и топливный фильтр 4. И дозаторе-распределителе топливо поступает в верхние камеры дифференциальных клапанов под давлением, измеряемым регулятором 7 в зависимости от положения плунжера-распределителя. Количество топлива, необходимое для приготовления топливной смеси и подающегося к ЭМФ, регулируется диафрагмой дифференциальных клапанов, находящейся под действием управляющего давления.

Давление топлива в системе определяется соответствующим регулятором, который устанавливает диапазон изменения давления в системе и регулирует дифференциальное давление. Регулятор управляющего давления 7 представляет собой электрический клапан, управляемый ЭБУ 13. Регулятор включает в себя биметаллическую пластину, от положения которой зависит подача топлива к регулятору.

При увеличении частоты вращения КВ двигателя подача топлива к регулятору ограничивается, а при снижении частоты увеличивается. По сигналам датчиков ЭБУ вычисляет режим работы двигателя и обеспечивает управление клапаном регулятора управляющего давления.

Клапан дополнительной подачи воздуха управляется ЭБУ и работает при холодном пуске и прогреве двигателя. В пусковых режимах в зависимости от температуры охлаждающей жидкости пусковая форсунка распыляет топливо в ВТ и обеспечивает обогащение для надежного пуска двигателя.

Система «Mono-Jetronic» (рис. 1.22) представляет собой функциональную схему системы электронного управления впрыска топлива по количеству всасываемого воздуха. Это электронно-пневматическая система впрыска топлива. Одноточечный или центральный впрыск появился в 1987 г. и предназначен для двигателей малого и среднего объема до 1,8 л.



Система управления содержит датчики частоты вращения КВ и положения дроссельной заслонки. Это сравнительно простая одноточечная система с подачей топлива через центральную форсунку, управляемую электромагнитным клапаном. Управление системой осуществляется ЭБУ, получающим информацию от функциональных различных датчиков.

Система «Mono-Jetronic» снабжена форсункой, расположенной перед дроссельной заслонкой 10, электронным блоком 13 и центральным узлом 7. В нем расположена дроссельная заслонка, выключатель ее положения и датчик температуры всасываемого воздуха. Устройство, определяющее положение дроссельной заслонки, представляет собой потенциометр, информирующий ЭБУ о ее положении в данный момент времени.

Топливо впрыскивается с определенными интервалами. Расход воздуха определяется положением дроссельной заслонки, температурой всасываемого воздуха и частотой вращения КВ. Корректировка подачи топлива осуществляется по импульсам, получаемым от датчиков температуры всасываемого воздуха, охлаждающей жидкости и потенциометра дроссельной заслонки.

ЭБУ сглаживает колебания напряжения бортовой сети и осуществляет регулировку XX. Величина подачи воздуха на режимах холостого хода достигается вращением запорного органа специальным электродвигателем. ЭБУ воспринимает скорость вращения запорного органа и при режиме ускорения горючая смесь обогащается.

Система содержит электрический подогреватель 11 топлива в ВТ, включаемый с помощью вспомогательного реле при температуре охлаждающей жидкости ниже 65°С, температуре воздуха на впуске ниже 80°С и напряжении питания более 8 В. Эти условия имеют место на непрогретом работающем двигателе с минимальной электрической нагрузкой от вспомогательных агрегатов. Электрический подогреватель 11 ВТ размещен в нижней его части непосредственно под агрегатом центрального впрыска топлива. Он служит для ускоренного прогрева системы пуска холодного двигателя. Это обеспечивает быстрое испарение топлива и его равномерное распределение по цилиндрам. В результате улучшаются ездовые качества с холодным двигателем и уменьшается токсичность ОГ.

Топливо из бака 2 подается ЭБН 1 под давлением по трубопроводу подачи топлива 4 через фильтр 6 к узлу 7 центральной форсунки, при этом постоянное давление поддерживает регулятор. Избыток топлива по трубопроводу возврата 3 поступает в бак 2. Форсунка по команде ЭБУ 13 открывается и впрыскивает топливо в наддроссельное пространство. ЭБУ постоянно отслеживает положение дроссельной заслонки и скорость ее движения (ускорение, замедление) через датчик 9, установленный на конце оси дроссельной заслонки.

При пуске двигателя, когда частота вращения КВ ниже минимальной, ЭБУ обогащает горючую смесь, увеличивая продолжительность открытия форсунки, а при пуске холодного двигателя включает электрический подогреватель 11 в ВТ. После пуска двигателя длительность открытия форсунки корректируется на основе информации от датчика 17 температуры охлаждающей жидкости, датчика температуры воздуха, установленного в корпусе воздушного фильтра.

ЭБУ выключает электрический подогреватель при рекомендуемой температуре охлаждающей жидкости. Количество топлива, подаваемого форсункой, регулируется электрическим импульсным сигналом ЭБУ.

Принципиальная схема системы центрального впрыска (рис. 1.23) содержит центральный узел 7 топливоподачи с размещенными в нем подводящей магистралью 27 и отводящей магистралью 26 топлива и регулятор 32 давления топлива.



Центральный узел системы впрыскивания топлива 7 содержит топливную форсунку 6 для впрыска топлива, дроссельную заслонку с потенциометром, регулятор холостого хода 4 с шаговым двигателем, электронный блок управления 20, регулятор давления топлива 32 и датчик положения дроссельной заслонки 13. Этот узел устанавливают на входе ВТ вместо карбюратора. Для отбора разрежения имеются три патрубка, соединенные с задроссельным пространством.

ВТ 23 сообщен через трубопровод системы вентиляции и клапан с топливным баком 22. Регулятор давления топлива 32 снабжен пружиной, регулировочным винтом и клапаном подачи топлива. ЭБУ 20 через выходные электрические цепи сообщен с шаговым электродвигателем регулятора холостого хода 4, электромагнитной форсункой 6, и через выходные цепи с цепями подачи топлива, контрольной лампой 19, распределителем зажигания, а через входные электрические цепи - с датчиком дроссельной заслонки 13, датчиком давления 17 в ВТ, датчиком температуры 3 охлаждающей жидкости, λ-зондом 15 и через входные цепи - соответственно с выключателем зажигания, распределителем системы зажигания, датчиками скорости 24 и пройденного пути. Кроме того, через электрическую цепь он сообщен с блоком питания.

Датчик температуры воздуха обеспечивает измерение температуры воздуха, поступающего в двигатель. Датчик абсолютного давления воздуха предоставляет информацию, которая в совокупности с данными датчика температуры воздуха позволяет ЭБУ рассчитать расход воздуха, поступающего в цилиндры двигателя.

Регулирование расхода топлива осуществляют по трем параметрам - углу поворота дроссельной заслонки, частоте вращения КВ и давлению в ВТ. Электронный блок управления 20 получает сигналы от датчика давления в ВТ. В зависимости от режима работы двигателя он корректирует состав горючей смеси по электрической цепи датчика распределителя зажигания.

Когда дроссельная заслонка открывается, топливо из форсунки 6 поступает в виде факела во впускной трубопровод, впускные каналы и двигатель 1. Давление топлива и сечение электромагнитной форсунки 6 являются постоянными величинами и доза топлива определяется только продолжительностью открытия форсунки.

При центральном впрыске топливо впрыскивается в общий ВТ одной форсункой, установленной над дроссельной заслонкой. Форсунка снабжена шестью распылителями, обеспечивающими высокий уровень смесеобразования. Центральная форсунка характеризуется низким сопротивлением обмотки электромагнита (4-5 Ом).

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

Воздух в агрегат поступает из воздушного фильтра 14. Дроссельной заслонкой агрегата управляют с помощью педали через сектор 5. ЭБУ 20 постоянно контролирует положение дроссельной заслонки и скорость ее движения через датчик 13, установленный на конце вала дроссельной заслонки. ЭБУ управляет РХХ 4 независимо от положения дроссельной заслонки.

При пуске двигателя, когда частота вращения КВ ниже минимальной, ЭБУ увеличивает длительность импульсов форсунки 6 для обогащения горючей смеси, а при пуске холодного двигателя дополнительно через реле 12 в определенный период включает электрический подогреватель 31 на ВТ. Нажимать на педаль управления воздушной заслонкой во время пуска двигателя недопустимо. После пуска двигателя длительность импульсов форсунки 6 корректируется в соответствии с заданной программой в зависимости от данных датчика температуры воздуха 33, установленного в корпусе воздушного фильтра 14, датчика 3 температуры охлаждающей жидкости, датчика абсолютного давления 17, который отбирает управляющее разрежение по трубопроводу 29 из задроссельного пространства центрального агрегата.

После прогрева двигателя минимальная частота вращения КВ на режиме холостого хода устанавливается РХХ 4 по команде ЭБУ и зависимости от нагрузки на ДВС. ЭБУ 20 отключается от управления РХХ 4 при достижении автомобилем определенной скорости, информация о которой поступает в ЭБУ от датчика скорости 24, установленного на раздаточной коробке 25.

При движении автомобиля на прогретом ДВС ЭБУ формирует длительность импульса форсунки 6 в зависимости от данных датчика 15 концентрации кислорода, установленного в выпускном трубопроводе 16. При возникновении неисправности в системе питания в комбинации приборов загорается контрольная лампа 19. Загорание лампы не означает, что двигатель должен быть, немедленно остановлен, так как ЭБУ имеет резервные системы, позволяющие ДВС работать практически в нормальном режиме.

Топливо из бака 22 электрическим бензонасосом 23 подается пел давлением по нагнетающей магистрали через встроенный топливный фильтр 30 к агрегату центрального впрыскивания топлива. Регулятор давления топлива 32 поддерживает постоянное давление подачи топлива к форсунке 6. Избыток бензина по отводящей магистрали возвращается в бак 22. Форсунка 6 по команде ЭБУ 20 открывается и впрыскивает топливо в наддроссельное пространство агрегата. ЭБУ формирует продолжительность открытия форсунки (длительность импульса) в зависимости от оборотов двигателя и его нагрузки таким образом, чтобы постоянно обеспечивать оптимальный состав горючей смеси. Если в течение 2 с после включения зажигания прокрутка двигателя не начинается, ЭБУ выключает реле и ожидает режима прокрутки. После ее начала ЭБУ вновь включает реле, обеспечивая включение ЭБН.

Одноточечная система впрыска как промежуточный этап при переходе от карбюратора к системам распределенного впрыска топлива, устанавливалась на автомобилях в основном в 80-х годах XX в. В 90-х годах она была практически полностью вытеснена многоточечным или распределенным впрыском.

Система центрального впрыска топлива фирмы GM устанавливается на заднеприводных автомобилях «Лада» моделей 21044, 21073, 21214, предназначенных на экспорт.

Система центрального впрыска реализована в двигателях ВАЗ-21214 рабочим объемом 1,7 л, оборудованных ЭБУ EFI-4 и ITMS-6F и обеспечивает выполнение норм «Евро-3». Система центрального впрыска для автомобилей классической компоновки (универсала ВАЗ-21044, седана «Лада-2107» и полноприводной «Лада Нива 1,7i») разработана автозаводом ВАЗ совместно с фирмой GM. В системе питания применен ЭБН роликового типа, включаемый через реле. При установке выключателя в положение «Зажигание» или «Стартер» после пребывания в положении «Выключено» более 15 с ЭБУ запитывает реле для включения ЭБН.

Электрический бензонасос расположен в бензобаке и конструктивно объединен с трубкой обратного слива топлива и указателем уровня топлива. Топливный фильтр установлен в отсеке двигателя и рассчитан на пробег 80 тыс. км при использовании высококачественного бензина. Количество горючей смеси регулируется дроссельной заслонкой.

При включении зажигания ЭБУ включает на 2 с реле ЭБН и насос создает давление в магистрали подачи топлива. После начала вращения КВ ЭБУ будет работать на пусковом режиме, пока обороты не превысят 420 мин^-1. В ином случае возможно переключение на режим продувки двигателя. Длительность каждого импульса на форсунку составляет 4-6 мс в зависимости от температуры охлаждающей жидкости и положения дроссельной заслонки.

При движении автомобиля с прогретым двигателем контроллер формирует длительность импульса форсунки в зависимости от частоты вращения КВ, а также использует данные от датчика абсолютного давления, датчика положения дроссельной заслонки и датчика концентрации кислорода. На режиме ускорения ЭБУ реагирует на резкое открытие (или прикрытие) дроссельной заслонки и, соответственно, увеличивает или уменьшает подачу топлива, вплоть до полного ее прекращения на определенный период.

Система центрального впрыска (рис. 1.24) содержит центральный узел топливоподачи 8 с размещенными в нем каналами подвода 10 и отвода топлива 3 и регулятор давления 6. Центральный узел системы впрыскивания 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 соединительным каналом 7. ЭБУ 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 Х-зондом 24, а через цепи 17, 18, 20 - соответственно с выключателем зажигания, распределителем системы зажигания, датчиками скорости и пройденного пути. Величина давления топлива и сечение ЭМФ 9 являются постоянными величинами и доза впрыскиваемого топлива определяется только продолжительностью открытия форсунки.

Регулирование расхода топлива осуществляют по углу поворота дроссельной заслонки, частоте вращения КВ и давлению в ВТ. ЭБУ 13 получает сигналы от датчика давления ВТ 26. В зависимости от режима работы двигателя корректируется состав горючей смеси. Система снабжена РХХ, шаговым электродвигателем и устройством контроля распыления топлива. Величину угла поворота электродвигателя регулируют в зависимости от частоты вращения КВ двигателя.

Автомобиль «Святогор» представляет собой базовую модель семейства легковых автомобилей АО «Москвич», соответствующей технической заводской документации «Москвич-214102». На базе автомобиля «Москвич-2141» разработаны его модификации «Юрий Долгорукий» и «Князь Владимир», выполненные с улучшенным оформлением передней части и увеличенной их базой на 200 мм. Технические характеристики автомобилей «Москвич» с различными двигателями приведены в табл. 1.6.

Таблица 1.6. Техническая характеристика автомобилей АО «Москвич»

Автомобиль «Святогор» и его модификации оснащены двигателем мод. F3R-272 фирмы Renault. Блок цилиндров выполнен из чугуна, а головка блока цилиндров - из алюминиевого сплава. Маркировка двигателя мод. F3R-272: F - чугунный блок цилиндров, 3-параллельное расположение клапанов и R - рабочий объем цилиндров 1998 см³, индекс 272 - модификация для автомобиля «Москвич-214145».

Система подачи топлива выполнена распределенной и обеспечивает подачу топлива во впускные патрубки. Система зажигания бесконтактная, с автоматической корректировкой величины угла опережения зажигания по параметрам детонации.

Система управления двигателем снабжена ЭБУ S113717120 фирмы Siemens. Она содержит систему функциональных датчиков и исполнительных устройств. Величину расхода воздуха ЭБУ определяет по частоте вращения КВ, давлению в ВТ и положению дроссельной заслонки. Корректирующие датчики включают ДТОЖ и температуры воздуха. Датчик положения КВ вырабатывает электрический сигнал частоты вращения и положения КВ двигателя. ДНДЗ представляет собой потенциометр, регистрирующий положение дроссельной заслонки, скорость открытия или ее закрытия. ДТОЖ вырабатывает электрический сигнал температурного состояния двигателя, датчик температуры поступающего воздуха - сигнал температуры воздуха, проходящего через корпус дроссельной заслонки. Информация о содержании кислорода в ОГ поступает от λ-зонда.

Шаговый двигатель обеспечивает управление частотой вращения КВ на режимах холостого хода. Он информирует ЭБУ о положении дроссельной заслонки.

Исполнительные устройства системы питания содержат ЭБН фирмы Walbro (Бельгия), регулятор давления топлива фирмы Bosch или Weber, электрический клапан механизма регулировки холостого хода фирмы Hitachi AESP 207-17, дроссельный патрубок фирмы Solex и четыре ЭМФ фирмы Siemens.

Электронная система подачи топлива включает в себя ЭБН, топливный фильтр, топливопроводы, рампу в сборе с ЭМФ и регулятор давления топлива. Топливный насос выполнен двухступенчатым, роторного типа, неразборным и установлен в бензиновом баке. Он обеспечивает подачу топлива под давлением более 284 кПа.

ЭБН подает топливо к ЭМФ через фильтр Purflux ЕР ЭОС, установленный возле бензинового бака. Воздушный фильтр снабжен фильтрующим элементом Lautrette ELP 3606. Рампа ЭМФ, представляющая собой полую планку с расположенными на ней ЭМФ, закреплена двумя болтами на ВТ. С левой стороны на рампе ЭМФ находится штуцер для контроля величины давления топлива, закрытый резьбовой пробкой.

Система зажигания содержит две катушки Magnetti Marelli BAE 801 с сопротивлением первичной обмотки 1 Ом, вторичной -8 кОм и свечи фирм Bosch W7DCO, Champion N7YCX. Характеристики двигателей автомобилей АО «Москвич», «Святогор-FSR» приведены в табл. 1.7.

Таблица 1.7. Технические характеристики двигателя мод. F3R фирмы Renault

На двигателе расположены впускной и выпускной трубопроводы, кислородный датчик с нагревательным элементом, размещенный на приемном трубопроводе, и стартер. На правом брызговике расположен датчик абсолютного давления, диагностический разъем, главный предохранитель и главное реле. Сверху на двигателе в зоне ВТ установлены ЭМФ, датчики положения дроссельной заслонки и температуры воздуха на впуске. Сзади двигателя расположены корпус термостата, датчики температуры охлаждающей жидкости и положения КВ и распределительного вала.

ЭБУ 13 управляет системами выпуска ОГ и обеспечивает контроль испарения топлива. Если сигнал ДТОЖ или датчика температуры поступающего воздуха или λ-зонда не соответствует оптимальным параметрам, то ЭБУ 13 включает аварийный режим работы. В этом случае ЭБУ использует заранее заданные величины, позволяющие продолжить работу двигателя на неоптимальных режимах.

Система центрального впрыска газа (рис. 1.25) содержит источник газа 1 (газовые баллоны) с расходно-наполнительным устройством 27, снабженным манометром 24 высокого давления, штуцерами 25 и 26 заправки и расхода газа соответственно, выполненными в одном блоке. Газовые баллоны сообщены через трубопровод 23 с редуктором 2 высокого давления, снабженным компенсатором 22 и регулятором давления газа 6, с электромагнитным и пусковым клапанами 4 и 3 соответственно. Регулятор давления газа 6 при помощи трубопровода низкого давления 7 сообщен с электромагнитной форсункой 8, размещенной перед дроссельной заслонкой 14. С другой стороны регулятор давления газа 6 при помощи трубопровода управления 5 сообщен с задроссельным пространством карбюратора-смесителя 9. Переключатель вида топлива 19 электрической цепью связан с катушкой зажигания 20, электромагнитным бензиновым клапаном 17, сообщенным через бензопровод 16 с поплавковой камерой 13 карбюратора-смесителя 9.



Блок управления 21 топливоподачей и зажиганием связан электрической цепью с датчиком расхода воздуха 12, размещенным в ВТ 11 перед воздушным фильтром 10. Датчик частоты вращения КВ выполнен в виде бесконтактного устройства определения момента зажигания и представляет собой обмотку, размещенную вокруг высоковольтного провода и сообщенную с блоком управления 21.

Датчик расхода воздуха имеет корпус с отверстиями для крепления, центральное отверстие для прохода воздушного потока и тонкую нить чувствительного элемента термического компенсационного элемента, подключенного к электрической схеме.

Сжатый (или сжиженный) газ под высоким давлением поступает через входной канал и фильтр очистки газа в полость высокого давления. Далее очищенный газ проходит через впускной канал, отжимает уплотнитель от седла и поступает в полость среднего давления, величина которого поддерживается в пределах 1,0-1,1 МПа. В дальнейшем газ в зависимости от режима ранены по каналу поступает в полость низкого давления или в промежуточную камеру. При вращении КВ через ВТ в цилиндры двигателя всасывается воздух, массовый расход которого измеряется датчиками 12 массового расхода воздуха. С увеличением ткущей мощности, развиваемой двигателем, возрастает соответственно расход воздуха. Сигнал с датчика 12 поступает на вход Функционального преобразователя 18, выходной сигнал которого пропорционален расходу газа.

Импульсы переменной длительности, управляющие клапанами электромагнитных форсунок, формируются в электронном блоке 21.

При нормальной работе двигателя в выходной полости создается некоторое разрежение, которое по рабочему каналу передается в рабочую полость и путем деформации мембраны вызывает пропорциональное открытие первого регулирующего элемента.

Количество поступающего воздуха в цилиндры ДВС содержит информацию о параметрах, влияющих на необходимое количество топлива, поэтому в данной системе число корректирующих параметров уменьшается. Количество воздуха, поступающего в цилиндры двигателя за единицу времени, пересчитывается на один ход поршня путем деления его на частоту вращения КВ двигателя.

Блок управления 21 получает от датчиков информацию о пуске двигателя и состоянии температурного датчика системы охлаждения, работе системы холостого хода и полной нагрузке двигателя. Блок усиления мощности вырабатывает прямоугольные импульсы напряжения, необходимые для открытия на определенное время электронной впрыскивающей форсунки.

Схема инжекционной подачи сжиженного нефтяного газа (ГСН) и бензина (рис. 1.26) содержит равноценную бензиновую и газовую системы питания. Бензиновая система содержит устройство подачи топлива, воздуха и управления двигателем.

Газовая система содержит газовый баллон 20, сообщенный через электромагнитный газовый клапан 13 с газовым редуктором 15 и диффузором 36 газового смесителя 37.



Электронный блок 33 бензиновой системы сообщен с датчиком положения дроссельной заслонки 30 и датчиком расхода воздуха 35. В системе находится датчик температуры охлаждающей жидкости, маркерный диск, датчик частоты вращения КВ двигателя и регулятор 38 холостого хода.

Газовый редуктор 15 содержит корпус с размещенными на нем штуцерами подвода и отвода газа и теплоносителя. Командная полость через штуцер сообщена с впускным трубопроводом двигателя.

Структурная схема системы впрыскивания газа приведена на рис. 1.27. Система содержит газовый баллон 1, редуктор-испаритель газа 2, дозатор газа 4, газовые форсунки 15 и ЭБУ 10. Газовый баллон 1 через магистральный трубопровод сообщен с редуктором испарителем 2 и электромагнитным клапаном 3 газа. В корпусе распределителя размещен регулируемый плунжер дозатора 4, приводимый в действие шаговым двигателем 14. Регулятор давления газа поддерживает более высокое давление по сравнению с ВТ.



ЭБУ через электрические цепи связан с внешними параметрами и функциональными датчиками, а также с шаговым двигателем 14, который по сигналам ЭБУ 10 открывает каналы выхода газа к форсункам 15. ЭБУ по частоте вращения КВ и давлению во впускном трубопроводе рассчитывает продолжительность открытия форсунки 15.

Газовое топливо равными порциями поступает к различным цилиндрам. Объем газа определяется размером открывающегося отверстия под плунжером и давлением газа до распределителя. Система управления шаговым двигателем полностью контролируется ЭБУ. Точность дозирования газа определяется положением шагового двигателя, размещенного в корпусе распределителя. Все блоки, связанные с потребителем топлива, управляются ЭБУ и транслируются в положение шагового двигателя. Правильность дозирования калибруется на каждый тип двигателя.

ЭБУ использует данные по частоте вращения и давлению в ВТ. Шаговый двигатель изменяет свое положение в зависимости от положения дроссельной заслонки и λ-зонда.

Система впрыска газового топлива. Принципиальная схема системы электронного впрыскивания газового топлива фирмы Killer приведена на рис. 1.28. Аппаратура распределенного впрыска газа содержит газовый баллон, из которого топливо через расходный вентиль поступает в испаритель 18, а затем по трубопроводу 20 проходит к распределителю 26 и газовым форсункам 30, а затем во впускной трубопровод.



Регулятор 14 обеспечивает сглаживание пульсаций давления газового топлива. Поступление воздуха в двигатель регулируется дроссельной заслонкой 22. Патрубки объединены общим трубопроводом 23.

Датчик частоты вращения КВ установлен на корпусе двигателя. Длительность управляющих импульсов и, следовательно, величина подачи топлива определяется величиной расхода воздуха в ВТ двигателя. При этом включается дополнительный резистор, включенный в цепь блокирующего каскада, что приводит к возрастанию длительности управляющего импульса и к обогащению смеси.

В случае резкого изменения расхода воздуха (разгон автомобиля) срабатывает система ускорения, в результате чего на выходе формирователя импульсов создается последовательность коротких импульсов, обеспечивающих дополнительную подачу топлива для интенсивного разгона автомобиля.

Работа двигателя с малой частотой вращения на режиме холостого хода регулируется винтом упора дроссельной заслонки и потенциометром специального каскада формирователя импульсов. Обогащение смеси при прогреве двигателя обеспечивается увеличением сопротивления управляющей цепи. Пуск холодного двигателя может быть облегчен впрыскиванием дополнительного топлива сначала, а также во время поворота КВ двигателя стартером.

В новых системах ВТ становится объемным и более сложным узлом. В газовых системах с впрыскиванием топлива возможен и хлопок на газу. Для предупреждения и уменьшения его последствий применяют заслонку.

Регулятор 14 поддерживает давление в баллоне выше, чем во впускном трубопроводе. Корпус распределителя содержит регулирующий плунжер, который приводится в действие шаговым моторчиком. Затем газовое топливо поступает равными порциями к различным цилиндрам. Объем газового топлива определяется размером открывающегося отверстия под плунжером и давлением газа до распределителя.

Форсунка имеет диафрагму и обеспечивает постоянное давление. Датчик давления в ВТ является стандартным устройством, измеряющим разрежение в ВТ и определяющим нагрузку на двигатель.

ЭБУ совместно с микропроцессором рассчитывает команды по расходу топлива для шагового моторчика. Система имеет ряд (9-11) реле, переключатель вида топлива 8, светодиодную индикацию и диагностический разъем 7 для считывания ошибочных кодов.

Под управлением микропроцессора шаговый моторчик открывает каналы выхода газа к инжекторам. Микропроцессор рассчитывает продолжительность открытия каналов по частоте вращения КВ и величине давления в ВТ, а также на основе программной таблицы с разными комбинациями частоты вращения КВ и величины давления, рассчитанными с нулевой точки.

Возможности расчетных операций ограничены скоростью шагового моторчика, имеющего 160 операций в секунду (полный ход плунжера 225 позиций). Этого недостаточно для устранения провалов при ускорении. Для решения этой проблемы изменяется давление в распределителе газа с помощью редуктора-регулятора. При увеличении нагрузки давление газа увеличивается и в двигатель поступает больше газа даже при неполном открытии клапана распределителя.

Изменение величины давления газа, подаваемого из редуктора в распределитель, осуществляется соединением редуктора и НГ. Любые изменения величины давления в ВТ передаются на диафрагму второй ступени. Давление, подаваемое на распределитель, может повыситься на 96 кПа и выше по сравнению с величиной давления в ВТ. Давление газа в магистралях подачи газа к Форсункам постоянно поддерживается на уровне атмосферного давления или выше.

Любое внезапное изменение давления в ВТ (изменение нагрузки) не вызовет задержки на его выравнивание. Величина давления газа в распределителе повышается в линейной зависимости от нагрузки двигателя и достигает 196 кПа при полной нагрузке. Потребность двигателя в топливе при постоянном числе оборотов не имеет линейного увеличения в зависимости от величины давления газа, но при полной нагрузке коэффициент увеличивается в 3 раза. Последнее достигается из-за небольшой разницы давления в каналах распределителя.

Шаговый электродвигатель отвечает на относительно медленное увеличение частоты вращения ротора двигателя. В то же время вакуумный регулятор (регулятор давления в редукторе) реагирует значительно быстрее при увеличении нагрузки. Оба механизма обеспечивают точную дозировку топлива с дополнительной корректировкой от λ-зонда и датчика положения дроссельной заслонки.

Запуск двигателя всегда начинается на бензине, поэтому бензиновая система должна оставаться функциональной при установке систем ГСН.

Электронная система фирмы Kilter относится к газовой аппаратуре четвертого поколения. Она устанавливается на 8- и 16-клапанные двигатели семейства ВАЗ. Автомобили семейства «Лада» отвечают стандарту ЕЭК ООН «Евро-4» (табл. 1.8).

Таблица 1.8. Выброс вредных веществ автомобиля «Лада-110»