Отворете голямо изображение в нов раздел »
Фиг. 41. Разпределена 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. Тръба за източване на 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 за входна тръба (свързва се с тялото на дросела); 13. Тръбопровод за източване на гориво; 14. Тръбопровод за подаване на гориво; 15. Маркуч за подаване на картерни газове от капака на главата на цилиндъра; 16. Резервоар за гориво; 17. Окабеляване на инжектора; 18. Сензор за температура на охлаждащата течност; 19. Корпус на дросела; 20. Горивен филтър; 21. Жило на дросела; 22. Маркуч за изпускане на картера на празен ход; 23. Сензор за положение на дросела; 24. Контрол на оборотите на празен ход; 25. Маркуч за подаване на вакуум към регулатора на налягането; 26. Приемник; 27. Щепсел за свързване 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. Всмукателна тръба; 33. Поддържаща скоба; 34. Маркуч за източване на течността на тялото на дросела; 35. Маркуч за подаване на течност за отопление на тялото на дросела; 36. Маркуч за извличане на бензинови пари от адсорбера (монтиран в инжекционна система със затворен контур); 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 »
Фиг. 42. Схема на електрическо свързване на системата за разпределено впръскване на гориво: 1. Сензор за положение на коляновия вал; 2. Диагностичен конектор. 3 Контрол на оборотите на празен ход; 4. Електронен блок за управление (ECU); 5. Сензор за детонация; 6. Блок за свързване на климатик; 7. CO-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. горивна помпа, нейното реле и инжектори; 13. Електрическо реле на горивната помпа; 14. Предпазител за защита на сензорите за скорост и масов въздушен поток; 15. Реле за запалване; 16. ECU и предпазен предпазител на модула за запалване; 17. Сензор за масов въздушен поток. 18. Табло с контролна лампа "CHECK ENGINE"; 19. Конектор към кабелния сноп на арматурното табло; 20. Електрически двигател на вентилатора на охладителната система на двигателя; 21. Монтажен блок; 22. Сензор за скорост; 23. Сензор за температура на охлаждащата течност; 24. Сензор за положение на дросела; К9. Електрическо реле на вентилатора; A. Към клемата на батерията; B. Към ключа за запалване (към клема "15/1"); S. Към оборотомера; D. Към бордовия компютър.
Устройство
Автомобилите VAZ 21093 и VAZ-21099 могат да бъдат оборудвани с двигатели с разпределена система за впръскване на гориво, т.е. горивото се впръсква от четири инжектора (един инжектор на цилиндър) във всмукателната тръба, върху всмукателните клапани. Тук горивото се изпарява, смесва се с въздуха и навлиза в цилиндрите на двигателя като горима смес. Системата за впръскване на гориво позволява да се намали токсичността на отработените газове, като същевременно се подобрят характеристиките на шофиране на автомобила. Има два вида системи за разпределено впръскване: със и без обратна връзка.
(Материалът е публикуван на уебсайта: «vazbook.ru»)
Системата за обратна връзка се използва главно при превозни средства за износ. Той има неутрализатор 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 неговите сигнали, поддържа съотношението въздух/гориво, което осигурява най-ефективната работа на неутрализатора. Като гориво трябва да се използва само безоловен бензин. Използването на оловен бензин ще повреди каталитичния конвертор, кислородния сензор и ще причини повреда на системата.
В инжекционната система без обратна връзка не са монтирани неутрализатор 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 структурата 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 предоставя характеристиките на системата с обратна връзка
Неутрализаторът е монтиран в изпускателната система пред допълнителния шумозаглушител. Съдържа два окислителни катализатора (ускорител на химична реакция) и един възстановителен. Катализатори на окисление (платина и паладий) насърчават превръщането на въглеводородите във водна пара и въглеродния оксид във въглероден диоксид. Редуциращият катализатор (радий) помага за превръщането на азотните оксиди в безвреден азот.
Тъй като каталитичният преобразувател изисква кислород, за да неутрализира въглеводородите и въглеродния окис, и трябва едновременно да отстрани кислорода, за да неутрализира азотните оксиди, балансът на сместа въздух/гориво трябва да се поддържа много стриктно (приблизително 14,7:1), влизайки 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 специализиран 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 открие неизправности в системата и да предупреди водача за тях чрез предупредителна светлина "CHECK ENGINE". В допълнение, той съхранява диагностични кодове, които показват области на повреда, за да помогнат на техниците при извършване на ремонти.
Въздушният филтър е монтиран в предната част на двигателното отделение на гумени скоби. Филтърният елемент 9 е хартия с голяма филтрираща повърхност. Когато сменяте филтърния елемент, той трябва да бъде монтиран така, че гофрите да са разположени успоредно на централната линия на автомобила.
Дроселната тръба 19 е фиксирана към приемника. Той контролира количеството въздух, влизащ във всмукателния колектор. Подаването на въздух към двигателя се контролира от дроселна клапа, свързана към задвижването на педала на газта.
Дроселната тръба включва сензор за положение на дросела 23 и регулатор на празен ход 24. В проточната част на дроселната тръба (преди и след дроселовата клапа) има отвори за вакуумна екстракция, необходими за работата на системата за възстановяване на бензиновите пари. Ако не се използва последната система, дюзата за продухване на адсорбера се затваря с гумена тапа.
Контролерът за 24 обороти на празен ход регулира скоростта на коляновия вал в режим на празен ход, като контролира количеството въздух, подаван заобикаляйки затворената дроселна клапа. 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 на тялото на дросела 1 и е свързан към оста на дросела. Сензорът представлява потенциометър, чийто един край се захранва със захранващо напрежение 5 V, а другият край е свързан към "маса". От третия изход на потенциометъра (от плъзгача) изходният сигнал отива към ECU.
Системата за подаване на гориво включва електрическа горивна помпа 11, горивен филтър 20, горивопроводи и релса 4 от инжектори, сглобени с инжектори 5 и регулатор на налягането на горивото 8.
Електрическа горивна помпа 11, двустепенна ротационна, монтирана в резервоара за гориво. Горивото от помпата през финия горивен филтър 20 се подава към горивната шина под налягане над 284 kPa. Електрическата горивна помпа се включва с помощта на допълнително реле 13 (виж фиг. 42). Горивният филтър с хартиен филтърен елемент е монтиран под пода на каросерията зад резервоара за гориво.
Рампата с 4 дюзи е куха лента с дюзи и регулатор на налягането на горивото, монтиран върху нея. Рамката на инжектора е закрепена с два болта към входната тръба 32. От дясната страна на релсата на инжектора има фитинг за наблюдение на налягането на горивото, затворен с резбована пробка 27.
Инжектор 5 е електромагнитен клапан. Когато към него се изпрати импулс на напрежение от ECU, клапанът се отваря и горивото се впръсква през пулверизатора във фино пулверизиран поток под налягане във всмукателната тръба върху всмукателния клапан.
След спиране на електрическия импулс, пружинният клапан на инжектора спира подаването на гориво. Инжекторите са закрепени към рампата с помощта на 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, притисната от пружина към гнездото в тялото 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. Когато двигателят работи, регулаторът поддържа налягането в инжекторната релса в рамките на 284-325 kPa.
Мембраната на регулатора е изложена на налягането на горивото от едната страна и налягането от другата (подналягане) във всмукателната тръба. Когато налягането във всмукателната тръба намалее (дроселната клапа се затваря) регулаторният клапан се отваря при по-ниско налягане на горивото, което позволява на излишното гориво да тече обратно през дренажната линия към резервоара. Налягането на горивото в релсата намалява. Когато налягането във всмукателната тръба се увеличи (при отваряне на дроселовата клапа) регулаторният клапан се отваря, когато налягането на горивото в релсата се увеличи.
Сензорът за температура на охлаждащата течност 18 е термистор (резистор, чието съпротивление варира в зависимост от температурата). Сензорът се завинтва в изходната тръба на охлаждащата течност на главата на цилиндъра. При ниска температура сензорът има високо съпротивление (100 kOhm при -40°C), а при висока температура има ниско съпротивление (177 Ohm при 100°C).
Сензорът за концентрация на кислород се използва в инжекционната система със затворен контур и е монтиран на изпускателната тръба. Кислородът, съдържащ се в отработените газове, реагира с кислородния сензор, създавайки потенциална разлика на изхода на сензора. Варира от приблизително 0,1 V (високо съдържание на кислород - бедна смес) до 0,9 V (ниско съдържание на кислород - богата смес). Сензорът има вграден нагревателен елемент за подобряване на неговата ефективност.
Сензорът за масов въздушен поток 10 е разположен между въздушния филтър и маркуча на всмукателната тръба 12. Той е от тип гореща жица. Сензорът използва три чувствителни елемента. Един от елементите отчита температурата на околния въздух, а другите два се нагряват до предварително зададена температура, която е по-висока от температурата на околния въздух. Когато двигателят работи, преминаващият въздух охлажда нагретите елементи. Масовият въздушен поток се определя чрез измерване на електрическата мощност, необходима за поддържане на даден излишък на температурата на нагретите елементи над температурата на околния въздух. Сигналът на сензора е честота. Силният въздушен поток произвежда високочестотен сигнал, докато ниският въздушен поток произвежда 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 изпраща правоъгълни импулси на напрежение към ECU 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 състава на сместа въздух-гориво, за да се получи стандартизирано ниво на концентрация на въглероден окис (CO) в отработените газове на празен ход. Потенциометърът CO е подобен на винта за качество на сместа в карбураторите. Регулирането на съдържанието на CO с помощта на потенциометър за CO се извършва само в сервиз с газ анализатор.
Сензорът за положение на коляновия вал 28 е от индуктивен тип и е монтиран на капака на маслената помпа срещу синхронизиращия диск на задвижващата ролка на генератора. Дискът за синхронизация е зъбно колело с 58 еднакво разположени (6°) вдлъбнатини. 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 традиционния разпределител и бобина за запалване. Тя използва модул за запалване 8 (фиг. 42), който се състои от две бобини за запалване и високоенергийна управляваща електроника. Системата за запалване няма движещи се части и следователно не изисква поддръжка. Освен това няма корекции (включително времето за запалване), тъй като запалването се управлява от ECU.
Системата за запалване използва метод на разпределение на искрата, наречен метод на "загубена искра". Цилиндрите на двигателя са сдвоени 1-4 и 2-3 и новото образуване се извършва едновременно в два цилиндъра: в цилиндъра, в който завършва тактът на компресия (работна искра), и в цилиндъра, в който се извършва изпускателният такт (искра на празен ход). Поради постоянната посока на тока в намотките на бобините за запалване, искровият ток за една свещ винаги протича от централния електрод към страничния електрод, а за втория - от страничния електрод към централния електрод. Използваните свещи са тип A17DVRM или AC.R43XLS с разстояние между електродите 1.0-1.13 mm.
Контролът на запалването в системата се осъществява с помощта на ECU. Сензорът за положение на коляновия вал доставя на ECU референтен сигнал, въз основа на който ECU изчислява последователността на задействане на бобините в модула за запалване. За да контролира прецизно 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 инжекционната система със затворен контур. Системата използва метод за улавяне на пари с помощта на 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, резервоарът се продухва с въздух и парите се засмукват в тялото на дросела и след това във всмукателната тръба, за да бъдат изгорени по време на работния процес.
ECU контролира продухването на адсорбера, като включва електромагнитния клапан, разположен на капака на адсорбера, когато се подаде напрежение към клапана, той се отваря, изпускайки пари във всмукателната тръба. Вентилът се управлява чрез модулация на ширината на импулса. Вентилът се включва и изключва с честота 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 продухващия клапан на кутията, когато са изпълнени всички от следните условия:
- температура на охлаждащата течност над 75°C;
- системата за управление на подаването на гориво работи в режим на затворен контур (с обратна връзка);
- скоростта на автомобила надвишава 10 км/ч. След като клапанът е включен, критерият за скорост се променя. Вентилът ще се изключи едва когато скоростта падне до 7 км/ч;
- отварянето на дросела надвишава 4%. Този коефициент няма допълнително значение, ако не надвишава 99%. Когато дроселната клапа е напълно отворена, ECU изключва продухващата клапа на адсорбера.
Електрическият вентилатор 20 на охладителната система се включва и изключва от ECU в зависимост от температурата на двигателя, оборотите на коляновия вал и работата на климатика (ако е на колата) и други фактори. Електрическият вентилатор се включва с помощно 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 инжекционната система
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 необходимото гориво и определя необходимата продължителност на подаване на гориво от инжекторите (продължителност на импулса), за да се увеличи количеството подавано гориво, продължителността на импулса се увеличава, а за да се намали подаването на гориво, се съкращава.
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 експлоатационен 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 синхронизиране на въртенето на коляновия вал. Синхронизираното впръскване на гориво е преобладаващо използваният метод. Асинхронното впръскване на гориво се използва главно в режим на стартиране на двигателя.
Инжекторите се включват по двойки и последователно: първо инжекторите на цилиндри 1 и 4, а след 180° завъртане на коляновия вал - инжекторите на цилиндри 2 и 3 и т.н. Така всеки инжектор се включва веднъж на оборот на коляновия вал, т.е. два пъти за пълен работен цикъл на двигателя.
Независимо от метода на впръскване, подаването на гориво се определя от състоянието на двигателя, т.е. неговия режим 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 заедно 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. Когато двигателят е студен, импулсът на впръскване се увеличава, за да се увеличи количеството гориво, а когато двигателят е загрял, 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 на електрическата горивна помпа и създава налягане в линията за подаване на гориво към горивната релса. ECU проверява сигнала от сензора за температура на охлаждащата течност и определя правилното съотношение въздух/гориво за стартиране.
След като коляновият вал започне да се върти, ECU ще работи в режим на стартиране, докато скоростта надвиши 500 об / мин или се появи "наводнен" режим на прочистване на двигателя.
Режим на продухване на двигателя. Ако двигателят е "наводнен с гориво" (тези. горивото намокри запалителните свещи), може да се стартира чрез пълно отваряне на дроселната клапа, като едновременно с това завъртате коляновия вал. В този случай ECU не изпраща импулси за впръскване към инжекторите и двигателят трябва да се "почисти". ECU поддържа този режим, докато оборотите на двигателя са под 500 об/мин и сензорът за положение на дросела показва, че е почти напълно отворен (повече от 75%).
Ако дроселовата клапа се държи почти напълно отворена, когато се опитвате да стартирате нормален "ненаводнен" двигател, двигателят може да не стартира, т.к. Когато дроселната клапа е напълно отворена, инжекционните импулси не се изпращат към инжектора.
Режим на работа за управление на подаването на гориво. 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 въз основа на сигнали от сензора за положение на коляновия вал (информация за честотата на въртене), сензор за масов въздушен поток, датчик за температура на охлаждащата течност и датчик за положение на дросела.
Изчислената продължителност на импулса на впръскване може да доведе до съотношение въздух/гориво, различно от 14,7:1. Пример може да бъде състояние на студен двигател, тъй като това изисква богата смес, за да се осигури добро шофиране.
Режим на работа за затворена инжекционна система. В тази система ECU първо изчислява ширината на импулса към инжекторите на базата на сигнали от същите сензори, както при системата за впръскване с отворен цикъл. Разликата е, че в системата с отворен контур ECU също използва сигнала от кислородния сензор, за да регулира и фино настрои изчисления импулс, за да поддържа точно съотношението въздух/гориво на 14,6...14,7:1. Това позволява на каталитичния конвертор да работи с максимална ефективност.
Режим на обогатяване по време на ускорение. ECU следи внезапните промени в позицията на дросела (от датчика, положение на дросела) и сигнала от сензора за масов въздушен поток и осигурява подаването на допълнително количество гориво чрез увеличаване на продължителността на импулса на впръскване. Режимът на обогатяване по време на ускорение се използва само за контрол на горивото в преходни условия (при движение на дроселовата клапа).
Режим на обогатяване на мощността. ECU следи сигнала от сензора за положение на дросела и скоростта на двигателя, за да определи кога водачът се нуждае от максимална мощност на двигателя. За постигане на максимална мощност е необходима богата горивна смес и ECU променя съотношението въздух/гориво до приблизително 12:1. В система за впръскване със затворен контур сигналът от датчика за концентрация на кислород се игнорира в този режим, т.к. това ще покаже обогатяването на сместа.
Беден режим по време на спиране. Спирането на автомобил 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 незабавно намалява количеството подадено гориво чрез намаляване на импулса на впръскване.
Режим на изключване на подаването на гориво по време на спиране на двигателя. По време на спиране на двигателя с включена предавка и съединител, ECU може напълно да деактивира импулсите за впръскване на гориво за кратки периоди от време. Подаването на гориво се включва и изключва в този режим, когато са изпълнени определени условия относно 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 натрупване на енергия в запалителните бобини и продължителността на импулса на впръскване.
Съответно, когато напрежението на батерията се увеличи (или напрежение в бордовата мрежа на автомобила) ECU намалява времето за натрупване на енергия в запалителните бобини и продължителността на впръскване.
Режим на изключване на горивото. При изключено запалване горивото не се подава от инжектора, което елиминира възможността за спонтанно запалване на сместа при прегряване на двигателя. Освен това импулсите за впръскване на гориво не се подават, ако ECU не получава референтни импулси от сензора за положение на коляновия вал, т.е. Това означава, че двигателят не работи.
Подаването на гориво също се прекъсва, когато се превиши максимално допустимата скорост на коляновия вал на двигателя от 6510 об./мин, за да се предпази двигателят от превишаване на оборотите.