Стройство и принцип работы лабораторного стенда НТЦ-15.40
рактическая работа №1
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМЫ ВПРЫСКА ТОПЛИВА. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА НТЦ-15.40
ель работы
1) Изучить устройство и принцип работы лабораторного стенда НТЦ-15.40;
2) Изучить устройство и принцип работы электронной системы распределённого впрыска топлива.
еоретические сведения
стройство и принцип работы лабораторного стенда НТЦ-15.40
Конструктивно стенд представляет собой металлическую раму, на которую крепятся электродвигатель, заменяющий двигатель внутреннего сгорания автомобиля, топливный бак с топливным насосом и фильтром и алюминиевый каркас с рабочей панелью.
Рисунок 2.1 – Лабораторный стенд.
В верхней части лицевой панели изделия размещены изображения датчиков (скорости, положения коленчатого вала, положения дроссельной заслонки, массового расхода воздуха, концентрации кислорода, температуры охлаждающей жидкости), исполнительных устройств (адсорбер, регулятор холостого хода, вентилятор радиатора, топливный насос, главное реле, модуль зажигания, топливные форсунки), выключатель зажигания, задатчик частоты вращения коленчатого вала и включенной передачи, колодка диагностики, электронный блок управления двигателем, блок ввода неисправностей. Возле изображений датчиков размещены контрольные точки с которых можно снимать сигналы датчиков, и регуляторы, позволяющие изменять эти сигналы. Возле изображений исполнительных устройств также размещены контрольные точки и индикаторы состояния этих устройств.
В нижней части лицевой панели размещены топливная рампа с форсунками и регулятором давления топлива, расходомер впрыскиваемого топлива с возможностью измерения расхода топлива индивидуально для каждой форсунки, счетчик циклов, позволяющий отключать подачу топлива через заданное количество циклов работы двигателя.
В качестве рабочего тела системы впрыска вместо бензина используется охлаждающая жидкость для автомобильных систем охлаждения, подаваемая из бака электрическим топливным насосом через фильтр тонкой очистки в рампу с электромагнитными форсунками BOSCH и регулятором давления топлива.
В изделии имеется возможность электронной диагностики параметров работы и неисправностей с помощью диагностического сканера СКАНМАТИК и его аналогов, а также принудительного введения неисправностей с их последующей диагностики и локализации.
2.2 Устройство и принцип работы электронной системы распределённого впрыска топлива
Системы распределенного электронного впрыска топлива пришли на смену карбюраторным системам топливоподачи на автомобильных двигателях, первые инжекторные системы появились довольно давно и успешно применялись на авиационных двигателях, это были механические системы и из-за своей высокой сложности и дороговизны их производства они не нашли широкого применения в автомобилестроении. С развитием и удешевлением технологии производства механических и электронных узлов системы впрыска, решение задачи точной дозировки топлива в автомобильном двигателе значительно упростилось и карбюраторные системы топливоподачи стали уступать место на автомобильных двигателях инжекторным системам, в начале это были системы механического впрыска «K-Jetronic», впоследствии - «KE-jetronic» - механический впрыск с электронным управлением, а далее их сменили системы электронного впрыска «L-, LE-,LH-jetronic». Впоследствии, для достижения наиболее высоких характеристик двигателя автомобиля, системы питания и зажигания были объединены, – в результате на смену систем типа «Jetronic» пришел новый тип систем впрыска - «Motronic», в котором также были реализованы функции управления включением кондиционера, гидроусилителя рулевого управления, АКПП, тормозной системы, круиз-контроля и даже, в некоторых случаях, регулировкой громкости звучания автомобильных медиацентров в зависимости от скорости движения автомобиля. С дальнейшим развитием электроники и роста требований к автомобилю в плане экологичности и экономичности, системы впрыска вытеснили карбюраторные системы питания даже на автомобилях малых классов.
Электронный впрыск топлива является наилучшим методом обеспечения полного управления составом воздушнотопливной смеси на всех рабочих режимах. Он не требует регулировок и поддерживает оптимальную эффективность нейтрализатора отработавших газов и следовательно соответствие экологическим требованиям в течение очень длительного периода времени. Дополнительными преимуществами системы электронного впрыска топлива являются уменьшение расхода топлива, фактическое улучшение динамических показателей двигателя , ездовых качеств и комфортабельности автомобиля в целом.
Идеальным составом для наиболее полного сгорания воздушнотопливной смеси и максимально эффективной нейтрализации каталитическим нейтрализатором трех токсичных компонентов отработавших газов является отношение воздуха к топливу 14.6...14.7:1. Это означает 14.6...14.7 частей воздуха на 1 часть топлива. Такая точность дозирования воздушнотопливной смеси наилучшим образом обеспечивается системой электронного впрыска топлива, использующей сигнал управления по замкнутой петле обратной связи от датчика концентрации кислорода в отработавших газах для точной корректировки осуществляемой ею расчетов подачи топлива.
Для проведения лабораторных работ в стенде «Система питания инжекторного двигателя с автоматическим управлением» использована система управления инжекторного двигателя автомобиля ВАЗ-2110.
На автомобилях ВАЗ-2110 применяется система распределенного впрыска топлива фирмы GM. Распределенный впрыск фирмы GM - это целое семейство комплектаций и соответственно блоков управления. Отличия в комплектации не слишком значительны и заключаются в следующем:
1. Блоки управления для 8-ми и 16-ти клапанных двигателей отличаются аппаратно.
2. В комплектацию 16-ти клапанных двигателей включен дополнительный датчик фаз газораспределения и поэтому впрыск для этих двигателей является фазированным (индивидуальное управление каждой форсункой), и соответственно для 8-ми клапанных попарно-параллельный (попарное управление форсунками).
3. Для 16-ти клапанных двигателей имеется комплектация для норм России из которой исключены: датчик кислорода, каталитический нейтрализатор и адсорбер. И включен потенциометр регулировки СО.
В остальном, приводимое ниже описание справедливо для всех систем распределенного впрыска фирмы GM устанавливаемых на автомобилях ВАЗ. Поскольку системы на базе блоков управления "Январь-4" создавались как функциональные аналоги системам от GM, то данное описание полностью справедливо и для них, за некоторыми изъятиями: системы на базе контроллеров "Январь-4" не комплектуются датчиком кислорода, каталитическим нейтрализатором и адсорбером системы улавливания паров бензина (СУПБ) и всегда имеют в своем составе потенциометр регулировки СО.
Рисунок 2.2 - Система питания инжекторного двигателя
1 - датчик массового расхода воздуха; 2 - патрубок дроссельный; 3 - датчик положения дроссельной заслонки; 4 - топливный фильтр; 5 - электробензонасос; 6 - топливный бак; 7 - сепаратор; 8 - предохранительный клапан;9 - гравитационный клапан; 10-2 ходовой клапан бензобака; 11 - электромагнитный клапан продувки адсорбера; 12 - адсорбер; 13 - лампа контроля; 14 - колодка диагностики; 15 - аккумулятор; 16 - замок зажигания; 17 - главное реле; 18 – ЭБУ(компьютер); 19 - датчик скорости; 20 - модуль зажигания; 21 - задающий диск; 22 - датчик положения коленчатого вала; 23 - датчик кислорода; 24 - нейтрализатор; 25 - регулятор холостого хода; 26 - регулятор давления топлива; 27 - топливная рампа; 28 - форсунки; 29 - датчик температуры охлаждающей жидкости; 30 - свечи зажигания; 31 - датчик детонации, 32 - реле электробензонасоса.
Электронный блок управления (компьютер)
Электронный блок управления, расположенный под панелью приборов с правой стороны для семейства 2108 и в центре для семейства 2110, является управляющим центром системы впрыска топлива. Он непрерывно обрабатывает информацию от различных датчиков и управляет системами, влияющими на токсичность отработавших газов и на эксплуатационные показатели автомобиля.
В блок управления поступает следующая информация о:
· положении и частоте вращения коленчатого вала;
· массовом расходе воздуха двигателем;
· температуре охлаждающей жидкости;
· положении дроссельной заслонки;
· содержании кислорода в отработавших газах (или о значении регулировки СО, для комплектации без датчика кислорода);
· наличии детонации в двигателе;
· напряжении в бортовой сети автомобиля;
· скорости автомобиля;
· запросе на включение кондиционера.
На основе полученной информации блок управляет следующими системами и приборами:
· топливоподачей (форсунками и электробензонасосом);
· системой зажигания;
· регулятором холостого хода;
· адсорбером системы улавливания паров бензина (если есть в комплектации);
· вентилятором системы охлаждения двигателя;
·
 |
муфтой компрессора кондиционера (если он есть на автомобиле);
· системой диагностики.
Рисунок 2.3 – Электронный блок управления
Блок управления включает исполнительные механизмы (форсунки, различные реле, и т.д.) путем замыкания их на массу через выходные транзисторы блока управления. Единственное исключение - цепь реле топливного насоса. Только на обмотку этого реле блок управления подает напряжение +12В. Электронный блок управления имеет встроенную систему диагностики. Он может распознавать неполадки в работе системы, предупреждая о них водителя через контрольную лампу "CHECK ENGINE". Кроме того, он хранит в оперативной памяти диагностические коды, указывающие области неисправности, чтобы помочь специалистам в проведении ремонта. Информацию о неполадках в работе системы впрыска можно получить через колодку диагностики, к которой подключается специальный диагностический прибор "ТЕСН 1"(GM) или ДСТ-2М(Россия).
В блоке управления имеется три вида памяти: постоянная, оперативная и постоянная программируемая. Постоянная память это неизменяемая память. Информация в нее записана физическим методом в микросхемах при изготовлении блока управления, и не может быть изменена. Постоянная память содержит полные алгоритмы управления системой впрыска. Программируемая постоянная память содержит различную калибровочную информацию по автомобилю и находится в отдельном модуле - в запоминающем устройстве калибровок, которое может отсоединяться от блока управления. Эти типы памяти не нуждаются в питании для сохранения записанной в них информации, которая не стирается при отключении питания. Оперативная память - это "блокнот" блока управления, в ней хранится вся текущая информация используемая для управления двигателем. Процессор блока управления может записывать туда информацию и считывать ее при необходимости. Эта память требует питания для сохранения записанной информации. При отключении питания от АКБ хранящиеся в оперативной памяти коды неисправностей и другие данные стираются. Именно поэтому на автомобилях оборудованных электронными системами управления двигателем не рекомендуется отключать АКБ без острой необходимости.
Примечание: в блоках управления "Январь-4" отсутствует постоянная память, и программное обеспечение и калибровочная информация хранятся в программируемой постоянной памяти (EPROM).
Запоминающее устройство калибровок применяется для того, чтобы одну модель блока управления можно было устанавливать на различных моделях автомобилей. Запоминающее устройство калибровок расположено внутри блока управления под крышкой с нижней стороны и содержит информацию о массе автомобиля, двигателе, трансмиссии, главной передаче и некоторые другие данные. Если сам блок управления (без запоминающего устройства) может применяться на различных автомобилях, то запоминающее устройство калибровок специфично для каждой модели автомобиля. Поэтому при замене блока управления, запоминающее устройство калибровок должно соответствовать конкретной модели автомобиля.
Электробензонасос
В системе питания применяется двухступенчатый неразборный электробензонасос роторно-роликового типа. Он обеспечивает подачу топлива под давлением более 284 кПа. Электробензонасос расположен непосредственно в топливном баке, что снижает возможность образования паровых пробок, т.к. топливо подается под давлением, а не под действием разрежения.
Топливный фильтр
Топливный фильтр встроен в подающую магистраль между электробензонасосом и топливной рампой, и установлен под днищем кузова, рядом с топливным баком.
Рисунок 2.4 – Топливный фильтр