Отворете голямо изображение в нов раздел »
41. Многопортова система за впръскване на гориво: 1. Тръба за подаване на въздух; 2. Корпус на въздушния филтър; 3. Капак на въздушния филтър; 4. Горивна рамка; 5. Накрайник; 6. Дренажна тръба за гориво; 7. Тръба за подаване на гориво; 8. Регулатор на налягането; 9. Филтърен елемент; 10. Сензор за масов въздушен поток; 11. Електрическа горивна помпа с датчик за нивото на горивото; 12. Маркуч на входната тръба (свързва се към тръбата на дросела); 13. Линия за източване на гориво; 14. Горивопровод; 15. Маркуч за подаване на картерни газове от капака на цилиндровата глава; 16. Резервоар за гориво; 17. Електрически сноп за инжектори; 18. Сензор за температура на охлаждащата течност; 19. Дроселна тръба; 20. Горивен филтър; 21. Жило на дросела; 22. Смукателен маркуч на картера на празен ход; 23. Сензор за положение на дросел; 24. Регулатор на празен ход; 25. Маркуч за подаване на вакуум към регулатора на налягането; 26. Приемник; 27. Щепсел на съединението за присъединяване на манометъра; 28. Сензор за положение на коляновия вал; 29. Клапан за регулатор на налягането; 30. Мембрана на регулатора на налягането; 31. Поддържаща скоба; 32. Входяща тръба; 33. Поддържаща скоба; 34. Маркуч за източване на течност от дроселната тръба; 35. Маркуч за подаване на течност за отопление на дроселната тръба; 36. Маркуч за засмукване на бензинови пари от адсорбера (монтиран в инжекционната система с обратна връзка); 37. Входящ клапан; A. Всмукване на въздух към дроселната тръба; B. Източване на гориво в резервоара за гориво; C. Подаване на гориво от горивната релса.
Отворете голямо изображение в нов раздел »
42. Схема на свързване на многопортовата система за впръскване на гориво: 1. Сензор за положение на коляновия вал; 2. Диагностичен блок. 3 Регулатор на празен ход; 4. Електронен блок за управление (ECU); 5. Сензор за детонация; 6. Блок за свързване на климатик; 7. СО-потенциометър; 8. Модул за запалване; 9. Запалителни свещи; 10. Дюзи; 11. Електрическа горивна помпа с датчик за нивото на горивото; 12. Предпазител за защита на ел. горивната кока, нейното реле и инжектори; 13. Реле за включване на електрическата горивна помпа; 14. Предпазител за защита на датчиците за скорост и масов въздушен поток; 15. Реле за запалване; 16. ECU защитен предпазител и модул за запалване; 17. Сензор за масов въздушен поток. 18. Табло с контролна лампа "CHECK ENGINE"; 19. Блок, свързан към кабелния сноп на арматурното табло; 20. Електрическият двигател на вентилатора на системата за охлаждане на двигателя; 21. Монтажен блок; 22. Сензор за скорост; 23. Сензор за температура на охлаждащата течност; 24. Сензор за положение на дросела; К9. Реле за включване на ел. вентилатор; A. Към клемата на батерията; B. Към контакта (до извод "15/1"); В. Към оборотомера; D. Към бордовия компютър.
Устройство
На автомобили VAZ 21093 и VAZ-21099 могат да се монтират двигатели с разпределена система за впръскване на гориво, т.е. горивото се впръсква от четири дюзи (по една дюза на цилиндър) във всмукателната тръба, върху всмукателните клапани. Тук горивото се изпарява, смесва се с въздуха и навлиза в цилиндрите на двигателя под формата на горима смес. Системата за впръскване на гориво намалява токсичността на отработените газове, като същевременно подобрява характеристиките на шофиране на автомобила. Има две системи за разпределено впръскване: със и без обратна връзка.
Системата за обратна връзка се използва главно при превозни средства за износ. Тя има каталитичен конвертор и сензор за кислород, монтиран във всмукателната система, който осигурява обратна връзка. Сензорът следи концентрацията на кислород в отработените газове, а електронният блок за управление, използвайки своите сигнали, поддържа съотношението въздух / гориво, което осигурява най-ефективната работа на конвертора. Използвайте само безоловен бензин като гориво. Използването на оловен бензин ще повреди каталитичния преобразувател, сензора за кислород и повреда на системата.
В системата за впръскване без обратна връзка не са монтирани преобразувател и кислороден сензор, а за регулиране на концентрацията на CO в отработените газове се използва потенциометър CO. Тази система също не използва система за възстановяване на бензинови пари. На фиг. 41 и 42 показват устройството на тази конкретна система, тъй като тя ще се използва главно на автомобили, продавани в Русия. А текстът по-долу описва възлите на двете системи и дава характеристиките на системата с обратна връзка
Конверторът е монтиран в изпускателната система пред допълнителния шумозаглушител. Съдържа два окислителни катализатора (ускорители на химически реакции) и един редукционен катализатор. Окислителните катализатори (платина и паладий) помагат за превръщането на въглеводородите във водна пара и въглеродния оксид във въглероден диоксид. Редукционният катализатор (радий) помага за превръщането на азотните оксиди в безвреден азот.
Поради факта, че каталитичният преобразувател изисква кислород, за да неутрализира въглеводородите и въглеродния оксид, и в същото време трябва да приема кислород, за да неутрализира азотните оксиди, е необходимо да се поддържа много строг баланс на сместа въздух / гориво (около 14,7: 1).) влизане в двигателя. Тази функция се изпълнява от електронния блок за управление.
Електронният блок за управление (ECU), разположен под арматурното табло от лявата страна на каросерията, е контролният център на системата за впръскване на гориво. Това е специален компютър. Той непрекъснато обработва информация от различни сензори и управлява системи, които влияят върху емисиите на отработени газове и работата на автомобила.
ECU също така изпълнява диагностична функция за системата за впръскване на гориво. Той може да разпознае неизправности в системата, предупреждавайки водача за тях чрез предупредителната лампа "CHECK ENGINE". В допълнение, той съхранява диагностични кодове, показващи области на повреда, за да помогне на техниците при извършване на ремонти.
Въздушният филтър е монтиран в предната част на двигателното отделение на гумени скоби. Филтърният елемент 9 е изработен от хартия с голяма площ на филтриращата повърхност. Когато сменяте филтърния елемент, той трябва да бъде монтиран така, че гофрите да са успоредни на централната линия на автомобила.
Дроселната тръба 19 е фиксирана върху приемника. Той дозира количеството въздух, постъпващо във всмукателната тръба. Всмукването на въздух в двигателя се контролира от дроселна клапа, свързана към задвижването на педала на газта.
Съставът на дроселната тръба включва сензор за положение на дросела 23 и регулатор на празен ход 24. В проточната част на дроселната тръба (пред дроселовата клапа и зад нея) има отвори за вакуумно извличане, необходими за работата на системата за регенерация на бензиновите пари. Ако последната система не се използва, тогава фитингът за продухване на адсорбера се запушва с гумена тапа.
Регулаторът на оборотите на празен ход 24 контролира оборотите на празен ход на коляновия вал, като контролира количеството въздух, подаван за заобикаляне на затворения дросел. Състои се от двуполюсен стъпков двигател и свързан към него конусен вентил. Клапанът се удължава или прибира според сигналите от ECU.
Сензорът за положение на дросела 23 е монтиран върху тялото на дросела 1 и е свързан към оста на дроселната клапа. Сензорът е потенциометър, единият край на който се захранва със захранващо напрежение 5 V, а другият край е свързан към маса. От третия изход на потенциометъра (от плъзгача) има изходен сигнал към ЕКУ-то.
Системата за подаване на гориво включва електрическа горивна помпа 11, горивен филтър 20, горивопроводи и инжекторна релса 4, пълна с инжектори 5 и регулатор на налягането на горивото 8.
Електрическата горивна помпа 11 е двустепенна ротационна, монтирана в резервоара за гориво. Горивото от помпата през финия горивен филтър 20 се подава към горивната релса при налягане над 284 kPa. Електрическата горивна помпа се включва с помощта на спомагателното реле 13 (виж фиг. 42). Горивният филтър с хартиен филтърен елемент е монтиран под пода на каросерията зад резервоара за гориво.
Рампата 4 инжектори е куха лента с инжектори и регулатор на налягането на горивото, монтиран върху нея. Рамката на инжекторите е закрепена с два болта към входната тръба 32. От дясната страна на инжекторната релса има фитинг за контрол на налягането на горивото, затворен с винтова запушалка 27.
Дюза 5 е електромагнитен клапан. Когато към него пристигне импулс на напрежение от ECU, клапанът се отваря и горивото се впръсква през пръскачката с фино разпръсната струя под налягане във всмукателната тръба към всмукателния клапан.
След като електрическият импулс спре, пружинният инжекторен клапан спира подаването на гориво. Дюзите са фиксирани върху рампата с пружинни скоби. Горният и долният край на дюзите са уплътнени с гумени уплътнителни пръстени.
Регулаторът на налягането на горивото 8 се състои от клапан 29 с диафрагма 30. Пружинно натоварен към гнездото в корпуса на регулатора. Целта на регулатора е да поддържа постоянна разлика в налягането между налягането на въздуха във всмукателната тръба и налягането на горивото в релсата. При работещ двигател регулаторът поддържа налягането в инжекторната релса в рамките на 284-325 kPa.
На диафрагмата на регулатора от едната страна действа налягането на горивото, а от другата - налягането (вакуума) във всмукателната тръба. Когато налягането във всмукателната тръба намалее (дроселната клапа се затваря), регулаторният клапан се отваря при по-ниско налягане на горивото, заобикаляйки излишното гориво през дренажната линия обратно към резервоара. Налягането на горивото в релсата пада. Когато налягането във всмукателната тръба се увеличи (при отваряне на дроселната клапа), регулаторната клапа се отваря вече при по-високо налягане на горивото в рейката.
Сензорът за температура на охлаждащата течност 18 е термистор (резистор, чието съпротивление се променя с температурата). Сензорът е увит в изхода на охлаждащата течност на главата на цилиндъра. При ниски температури сензорът има високо съпротивление (100 kOhm при -40°C), а при високи температури има ниско съпротивление (177 Ohm при 100°C).
Сензорът за концентрация на кислород се използва в системата за впръскване с обратна връзка и е монтиран на изпускателната тръба на ауспусите. Кислородът, съдържащ се в отработените газове, реагира с кислородния сензор, създавайки потенциална разлика на изхода на сензора. Варира от приблизително 0,1 V (с високо съдържание на кислород - бедна смес) до 0,9 V (смес с ниско съдържание на кислород - богата на кислород). В сензора е вграден нагревателен елемент за повишаване на неговата ефективност.
Сензорът за масов въздушен поток 10 е разположен между въздушния филтър и маркуча на всмукателната тръба 12. Той е тип горещ проводник. Сензорът използва три сензорни елемента. Един от елементите определя температурата на околния въздух, а другите два се нагряват до предварително зададена температура, която е по-висока от температурата на околния въздух. По време на работа на двигателя преминаващият въздух охлажда нагретите елементи. Масовият въздушен поток се определя чрез измерване на електрическата мощност, необходима за поддържане на дадено повишаване на температурата на нагретите елементи над температурата на околния въздух. Сигнал от честотен сензор. Силният въздушен поток причинява високочестотен сигнал, а ниският въздушен поток причинява нискочестотен сигнал.
Сензорът за скорост на автомобила 22 (фиг. 42) е монтиран на скоростната кутия между задвижването на скоростомера и върха на гъвкавия вал на задвижването на скоростомера. Принципът на работа на сензора се основава на ефекта на Хол. Сензорът извежда на компютъра правоъгълни импулси на напрежение с честота, пропорционална на скоростта на въртене на задвижващите колела.
CO-потенциометър 7 (фиг. 42) е монтиран в двигателното отделение на стената на въздухозаборната кутия и е променлив резистор. Той изпраща сигнал до ECU, който се използва за регулиране на съотношението въздух-гориво, за да се получи нормализирано ниво на концентрация на въглероден окис (CO) в отработените газове на празен ход. Потенциометърът CO е като винта за смесване в карбураторите. Регулирането на съдържанието на CO с помощта на CO потенциометър се извършва само в сервиз с помощта на газов анализатор.
Сензорът за положение на коляновия вал 28 е от индуктивен тип, монтиран на капака на маслената помпа срещу задвижващия диск на задвижващата ролка на генератора. Задвижващият диск е зъбно колело с 58 равноотдалечени (6°) кухини. За да се създаде импулс за синхронизация, липсват два зъба. Когато коляновият вал се върти, зъбите променят магнитното поле на сензора, предизвиквайки импулси на променливотоково напрежение.
Система за запалване
Системата за запалване не използва традиционен разпределител и бобина за запалване.Тук се използва модул за запалване 8 (фиг. 42), състоящ се от две бобини за запалване и електроника за управление с висока енергия. Системата за запалване няма движещи се части и следователно не изисква поддръжка. Освен това няма настройки (включително момента на запалване), тъй като запалването се управлява от ECU.
Системата за запалване използва метод на разпределение на искрата, наречен метод на "празна искра". Цилиндрите на двигателя са комбинирани в двойки 1-4 и 2-3 и неоплазмата се появява едновременно в два цилиндъра: в цилиндъра, в който завършва тактът на компресия (работна искра), и в цилиндъра, в който възниква тактът на изпускане (искра на празен ход).). Поради постоянната посока на тока в намотките на запалителните бобини, искрящият ток в една свещ винаги тече от централния електрод към страната, а във втория - от страната към централния. Използват се свещи тип A17DVRM или AC.R43XLS с разстояние между електродите 1,0-1,13 mm.
Запалването в системата се управлява от ECU. Сензорът за положение на коляновия вал предоставя на ECU референтен сигнал, въз основа на който ECU изчислява последователността на задействане на бобините в модула за запалване. За да контролира точно запалването, ECU използва следната информация:
- скорост на коляновия вал;
- натоварване на двигателя (масов въздушен поток);
- температура на охлаждащата течност;
- положение на коляновия вал.
Системата за възстановяване на бензиновите пари се използва в системата за впръскване с обратна връзка. Системата използва метода за улавяне на парите с въглероден адсорбер, монтиран в двигателното отделение. Когато двигателят не работи, бензиновите пари от резервоара за гориво се подават в адсорбера, където се абсорбират от активен въглен. Когато двигателят работи, адсорберът се продухва с въздух и парите се засмукват към дроселната тръба и след това във входящата тръба за изгаряне по време на работния процес.
ECU контролира продухването на кутията, включително електромагнитен клапан, разположен на капака на кутията.Когато се подаде напрежение към клапана, той се отваря, освобождавайки пари във всмукателната тръба. Вентилът се управлява чрез широчинно-импулсна модулация. Вентилът се включва и изключва със скорост 16 пъти в секунда (16 Hz). Колкото по-голям е въздушният поток, толкова по-голяма е продължителността на импулсите за активиране на клапана.
ECU включва клапана за продухване на кутията, когато са изпълнени всички от следните условия:
- температура на охлаждащата течност над 75°C;
- системата за управление на горивото работи в режим на затворен цикъл (с обратна връзка);
- Скоростта на автомобила надвишава 10 км/ч. След като клапанът е включен, критерият за скорост се променя. Вентилът ще се изключи само когато скоростта падне до 7 km / h;
- Отворът на дросела надвишава 4%. Този коефициент няма допълнително значение, ако не надвишава 99%. Когато дроселът е напълно отворен, ECU изключва клапана за продухване на резервоара.
Електрическият вентилатор 20 на охладителната система се включва и изключва от компютъра в зависимост от температурата на двигателя, оборотите на двигателя, климатика (ако е на автомобила) и други фактори. Електрическият вентилатор се включва с помощта на спомагателното реле K9. разположен в монтажния блок 21. Когато двигателят работи, електрическият вентилатор се включва, ако температурата на охлаждащата течност надвиши 104°C или се даде заявка за включване на климатика. Електрическият вентилатор се включва след като температурата на охлаждащата течност падне под 101°C, след изключване на климатика или спиране на двигателя.
Работа на системата за впръскване
Количеството гориво, подавано от инжекторите, се регулира чрез електрически импулсен сигнал от електронния блок за управление (ECU). ECU следи данните за състоянието на двигателя, изчислява необходимостта от гориво и определя необходимата продължителност на подаване на гориво от инжекторите (продължителност на импулса), за да се увеличи количеството на подаваното гориво, продължителността на импулса се увеличава, а за намаляване на подаването на гориво, тя е намалена.
ECU има способността да оценява резултатите от своите изчисления и команди, както и да помни опита от скорошна работа и да действа в съответствие с него. "Самообучението" на ECU е непрекъснат процес, който продължава през целия живот на автомобила.
Горивото се доставя по един от два различни метода: синхронно, т.е. при определено положение на коляновия вал, или асинхронен, т.е. независимо или без синхронизация чрез въртене на коляновия вал. Синхронното впръскване на гориво е преобладаващо използваният метод. Асинхронното впръскване на гориво се използва главно в режим на стартиране на двигателя.
Дюзите се включват по двойки и последователно: първо дюзите на 1-ви и 4-ти цилиндър, а след 180° завъртане на коляновия вал - дюзите на 2-ри и 3-ти цилиндър и т.н. Така всеки инжектор се активира веднъж на оборот на коляновия вал, т.е. два пъти на пълен цикъл на двигателя.
Независимо от метода на впръскване, подаването на гориво се определя от състоянието на двигателя, т.е. режима му на работа. Тези режими се предоставят от ECU и са описани по-долу.
Първоначално впръскване на гориво. Когато коляновият вал на двигателя започне да се върти със стартера, първият импулс от сензора за положение на коляновия вал предизвиква импулс от ECU за включване на всички инжектори наведнъж. Това служи за ускоряване на стартирането на двигателя.
Първоначалното впръскване на гориво се извършва при всяко стартиране на двигателя. Продължителността на инжекционния импулс зависи от температурата. При студен двигател импулсът на впръскване се увеличава, за да се увеличи количеството гориво, а при топъл двигател продължителността на импулса намалява. След първоначалното впръскване ECU превключва на съответния режим на управление на инжектора.
Режим на стартиране на двигателя. Когато запалването е включено, ECU включва релето за електрическата горивна помпа и създава налягане в захранващата линия за гориво към горивната шина. ECU проверява сигнала от сензора за температура на охлаждащата течност и определя правилното съотношение въздух/гориво за стартиране.
След началото на въртенето на коляновия вал ECU ще работи в режим на стартиране, докато скоростта надвиши 500 об / мин или "наводненият" двигател бъде продухан.
Режим на прочистване на двигателя. Ако двигателят е "зареден с гориво" (т.е. горивото е намокрило запалителните свещи), той може да бъде стартиран чрез отваряне на газта докрай, докато въртите. В този случай ECU не подава инжекционни импулси към инжекторите и двигателят трябва да "почисти". ECU поддържа този режим, докато оборотите на двигателя са под 500 об./мин., а сензорът за положение на дросела показва, че е почти напълно отворен (повече от 75%).
Ако дроселът се държи почти напълно отворен, докато се опитвате да стартирате нормално с "ненапълнен" двигател, двигателят може да не стартира. при широко отворена дроселна клапа импулсите за впръскване не се прилагат към инжектора.
Режим на работа за управление на горивото. След стартиране на двигателя (когато скоростта е над 500 об./мин.), ECU управлява системата за подаване на гориво в работен режим. В този режим ECU изчислява продължителността на импулса към инжекторите от сигналите от сензора за положение на коляновия вал (информация за скоростта), сензора за масов въздушен поток, сензора за температура на охлаждащата течност и датчика за положение на дросела.
Изчислената ширина на импулса на впръскване може да даде съотношение въздух/гориво, различно от 14,7:1. Пример за това е, когато двигателят е студен, тъй като това изисква богата смес, за да се осигури добро шофиране.
Режим на работа за системата за инжектиране с обратна връзка. В тази система ECU първо изчислява ширината на импулса към инжекторите въз основа на сигнали от същите сензори, както при системата за впръскване с отворен контур. Разликата е, че в системата за обратна връзка ECU все още използва сигнал от сензора за кислород за коригиране и фина настройка на изчисления импулс за точно поддържане на съотношението въздух/гориво между 14,6...14,7:1. Това позволява на каталитичния конвертор да работи с максимална ефективност.
Увеличете режима на обогатяване. ECU следи внезапните промени в положението на дросела (сензор, положение на дросела) и сигнала от сензора за масов въздушен поток и осигурява допълнително гориво чрез увеличаване на продължителността на импулса на впръскване. Режимът на богато ускорение се използва само за преходен контрол на горивото (движение на дросела).
Режим на обогатяване на мощността. ECU следи сигнала на сензора за положение на дросела и скоростта на двигателя, за да определи кога водачът се нуждае от максимална мощност на двигателя. Необходима е богата горивна смес за постигане на максимална мощност и ECU променя съотношението въздух/гориво до приблизително 12:1. В системата за инжектиране с обратна връзка в този режим сигналът от сензора за концентрация на кислород се игнорира, тъй като. това ще покаже обогатяването на сместа.
Обеден режим на спиране. Спирането на превозно средство със затворен дросел може да увеличи емисиите на токсични компоненти в атмосферата. За да предотврати това, електронният блок за управление следи намаляването на ъгъла на отваряне на дроселната клапа и сигнала от сензора за масов въздушен поток и намалява количеството на подаденото гориво своевременно чрез намаляване на импулса на впръскване.
Режим на спиране на горивото по време на спиране на двигателя. При спиране с двигател на предавка и включен съединител, ECU може напълно да изключи импулсите за впръскване на гориво за кратки периоди от време. Изключването и включването на подаването на гориво в този режим става, когато са изпълнени определени условия за температурата на охлаждащата течност, скоростта на коляновия вал, скоростта на автомобила и ъгъла на отваряне на дросела.
Компенсация на захранващото напрежение. Когато захранващото напрежение падне, системата за запалване може да произведе слаба искра и механичното движение на "отваряне" на инжектора може да отнеме повече време. ECU компенсира това чрез увеличаване на времето за съхранение на енергия в бобините за запалване и продължителността на импулса на впръскване.
Съответно, когато напрежението на батерията (или напрежението в бордовата мрежа на автомобила) се увеличи, ECU намалява времето за натрупване на енергия в бобините на запалването и продължителността на инжектиране.
Режим на изключване на горивото. Когато запалването е изключено, дюзата не подава гориво, което предотвратява самозапалването на сместа при прегряване на двигателя. Освен това импулсите за впръскване на гориво не се подават, ако ECU не получава референтни импулси от датчика за положение на коляновия вал, т.е. това означава, че двигателят не работи.
Прекъсването на подаването на гориво се получава и при превишаване на максимално допустимите обороти на двигателя от 6510 об/мин, за да се предпази двигателят от усукване.