Аккумуляторные топливные системы.
В аккумуляторных системах топливоподачи высокое давление топлива создается в аккумуляторе, откуда через короткие топливопроводы подается к форсункам.
В аккумуляторных системах топливоподачи ТНВД поддерживает высокое давление в аккумуляторе, а функции дозирования и управления УОВТ возлагаются на форсунку. Поскольку отпадает необходимость дозирования топлива в ТНВД, могут быть использованы более простые топливные насосы. В аккумуляторных топливных системах применяют электронные САУ. Управляющий сигнал Ui (рис. 1), подаваемый на форсунки 9, формируется электронным блоком 5 с учетом сигналов от датчиков 1–4 режимных параметров. Кроме того, блок 5 формирует управляющее воздействие Up для исполнительного устройства 11 регулятора давления топлива после ТНВД 8 с использованием сигнала Uр от датчика 12 давления топлива в аккумуляторе 10. Такая схема CАУ обеспечивает независимость параметров топливоподачи от скоростного и нагрузочного режимов и возможность формирования практически любого требуемого закона управления, в том числе двухразовым впрыскиванием.
Датчик 1 частоты вращения (угловой скорости ωд) коленчатого вала двигателя
Датчика 2 положения рычага управления
Датчика 3 положения дозирующей рейки
датчика 4 УОВТ
Аккумуляторные ТС ПРИИМУЩЕСТВА:
1. Высокая точность дозирования подаваемого топлива.
2. Глубокое управление процессами топливоподачи: ЦПТ, фазы впрыска, формирование требуемого закона топливоподачи по углу ПКВ, обеспечение независимого давления впрыска от частоты вращения КВ.
3. Хорошая компоновка элементов аккумуляторной ТС на двигателе.
4. Снижение крутильных колебаний и нагрузок на приводе ТНВД.
НЕДОСТАТКИ:
1. Высокие энергозатраты на управление процессами топливоподачи.
2. Наличие топлипроводов высокого давления.
3.Вероятность возникновения волн давления и разряжения в аккумуляторе и топливопроводах.
4. Высокая стоимость ТО и ремонта.
64.Управление топливоподачей бензиновый бензиновых бензиновых двигателей. Система впрыска *MONO-JETRONIC*
Система впрыска топлива Mono-Jetronic обеспечивает электронный прерывистый впрыск бензина во впускной коллектор. При этом система Mono-Jetronic в отличие от систем впрыска Digifant и K-Jetronic имеет одну центрально расположенную форсунку 4 (рис. 5.23) для всех цилиндров. Распределение топлива в отдельные цилиндры происходит, как в двигателях с карбюратором, – через впускной коллектор. Воздух всасывается двигателем через воздушный фильтр и попадает в устройство впрыска. В корпусе инжектора находится управляемая гибким тросом дроссельная заслонка 12. Угол открытия дроссельной заслонки фиксируется потенциометром 8 дроссельной заслонки, и передает сигнал блоку управления 6, в зависимости от мгновенного значения оборотов двигателя и определяет количество всасываемого воздуха.
Блок управления регулирует по отмеренному количеству воздуха и данным о частоте оборотов двигателя от системы зажигания момент и количество впрыска. Чем дольше открыта форсунка, тем больше количество впрыскиваемого топлива.
Дополнительные датчики отвечают за правильно отмеренное количество топлива в разных режимах движения.
Потенциометр 8 дроссельной заслонки сообщает блоку управления 6 о положении дроссельной заслонки на холостом ходу.
Блок управления приоткрывает или прикрывает через серводвигатель, дроссельную заслонку и таким образом поддерживает стабильные обороты холостого хода.
65.Управление топливоподачей бензиновый бензиновых бензиновых двигателей. Система впрыска *К-JETRONIC*
Система впрыска топлива K-Jetronic — это система механического последовательного впрыска топлива во впускной коллектор перед впускными клапанами. Топливо забирается из топливного бака 1 ( рис. 5.27), расположенным в нем подающим топливным насосом и главным топливным насосом 4, и подается через топливный аккумулятор 3 в топливный фильтр 2, к распределителю топлива 20. Распределитель топлива распределяет и подает в цилиндры топливо через форсунки 12 соответственно количеству измеренного воздуха. Дополнительные датчики позволяют точно дозировать топливо при различных температурах и условиях эксплуатации ( рис. 5.28 ).
Топливный аккумулятор удерживает топливо под давлением длительное время, даже после выключения двигателя, что препятствует образованию пузырей и улучшает запуск горячего двигателя.
Выключатель топливного насоса 7 (см. рис. 5.27 ) подает ток топливному насосу 4 и клапану 21 прогрева двигателя. Выключатель топливного насоса прерывает подачу тока к насосу, при выключении зажигания и отсутствии импульсов зажигания (двигатель выключен, зажигание выключено). Кроме того, выключатель прерывает подачу топлива при превышении двигателем максимальных оборотов.
При запуске холодного двигателя клапан 10 пуска холодного двигателя впрыскивает дополнительное количество топлива во впускной коллектор, для облегчения запуска.
Термовыключатель 9 регулирует продолжительность впрыска клапана 10 пуска холодного двигателя.
Регулятор давления 23 поддерживает давление в системе около 470–540 кПа.
Регулятор прогрева обогащает смесь во время прогрева.
Электрический блок управления управляет клапанами отключения подачи топлива и стабилизации оборотов холостого хода.
66.Управление топливоподачей бензиновый бензиновых бензиновых двигателей. Система впрыска *КЕ-JETRONIC*
Система впрыска "KE-Jetronic" это механическая система постоянного впрыска топлива, подобная системе "K-Jetronic", но с электронным блоком управления (E-Elektronik). В системе "KE-Jetronic" регулятор управляющего давления заменен электрогидравлическим регулятором.
Кроме этого, система имеет: установленный на рычаге расходомера воздуха потенциометр (реостатный датчик) и выключатель положения дроссельной заслонки. Потенциометр сообщает электрическими сигналами в электронный блок управления информацию о положении напорного диска расходомера воздуха. Положение напорного диска определяется расходом воздуха (разрежением во впускном трубопроводе, положением дроссельной заслонки, нагрузкой двигателя).
Выключатель положения дроссельной заслонки может информировать электронный блок управления: о крайних положениях дроссельной заслонки — полностью открыта или закрыта (в этом случае выключатель называется концевым); о всех положениях дроссельной заслонки о всех положениях и о скорости ее открытия и закрытия.
Система "KE-Jetronic" является дальнейшим развитием системы "К-Jetronic". Она более сложная, но позволяет лучше оптимизировать дозирование топлива. Идеальное дозирование это топливная экономичность наименьшая токсичность отработавших газов, наилучшая динамика К сожалению, совместить все три эти составляющие не удается. Поэтому, к примеру, о топливной экономичности заботятся при всех частичных нагрузках, а при полной нагрузке — только о наилучших динамических показателях.
67.Управление топливоподачей бензиновый бензиновых бензиновых двигателей. Система впрыска *L-JETRONIC*
Система впрыска топлива L-Джетроник – это управляемая электроникой система многоточечного (распределенного) прерывистого впрыска топлива (L – нем. Lade – заряд, порция). Она объединяет в себе преимущества непосредственного измерения расхода воздуха с особыми возможностями, предоставляемыми электроникой.
Главные отличия данной системы от систем К-Джетроник и КЕ-Джетроник: нет дозатора топлива и регулятора управляющего давления, все форсунки (пусковая и клапанные) с электромагнитным управлением. Так как нет дозатора топлива, существенно изменился и расходомер воздуха. В данной системе примерно в два раза меньше давление топлива в системе и отсутствует накопитель топлива.
В системе L-Джетроник, как и в системе КЕ-Джетроник, учитываются все изменения условий работы и состояния двигателя (износ, нагарообразование в камере сгорания, изменения в фазах газораспределения).
Задачей этой системы впрыска топлива является индивидуальное дозирование каждого цилиндра таким количеством топлива, которое необходимо для эффективной работы двигателя на данном режиме. В связи с постоянным изменением условий и режима работы двигателя решающее значение имеет быстрая корректировка количества подаваемого топлива в данный момент времени. Таким требованиям отвечает электронно-управляемая система впрыска, способная собирать огромное количество параметров о состоянии автомобиля и преобразовывать их в электрические сигналы посредством датчиков. Далее эти сигналы получает и обрабатывает электронный блок управления, вычисляя на их основе точное количество поступающего в цилиндры топлива, которое дозируется по продолжительности впрыскивания.
68.Система управления двигателем *MONO-MOTRONIC*.
На легковых автомобилях массового выпуска применяют более простые и дешевые системы, например, "Mono-Motronic", (рис. 51). Ее устанавливают на двигателях небольшого рабочего объема автомобилей малого и особо малого класса.
В системе "Mono-Motronic", в отличие от более сложных систем, основные сигналы зависят от положения дроссельной заслонки и частоты вращения коленчатого вала двигателя. Кроме того, учитываются сигналы от кислородного датчика, а также датчиков температуры охлаждающей жидкости и всасываемого воздуха. Рассчитанное микроЭВМ требуемое количество топлива посредством центральной электромагнитной форсунки периодически впрыскивается над дроссельной заслонкой и смешивается с воздухом. С учетом этих же данных, но по другой программе, управляющие импульсы подаются на катушку зажигания.
Система способна учитывать износ цилиндро-поршневой группы двигателя (падение компрессии) и изменение атмосферного давления. Если датчики начинают подавать ошибочные сигналы, информация об этом накапливается в памяти. Во время технического обслуживания она считывается диагностическим тестером, что позволяет быстро найти источник неисправности.
69.Система управления двигателем *MOTRONIC 1.1-1.3*.
Количество впрыскиваемого топлива определяется контроллером в зависимости от информации, выдаваемой датчиками, измеряющими следующие параметры: объем и температуру всасываемого воздуха, частоту вращения коленчатого вала двигателя, нагрузку двигателя и температуру охлаждающей жидкости. Основным параметром, определяющим дозировку топлива, является объем всасываемого воздуха, измеряемый расходомером воздуха, (см. рис. 37). Поступающий воздушный поток отклоняет измерительную заслонку на определенный угол, который преобразуется потенциометром в электрический сигнал, выдаваемый на контроллер. Последний определяет количество топлива, необходимое в данный момент для работы двигателя, и выдает на электромагнитные форсунки импульсы времени подачи топлива.
Частота вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу поддерживается постоянной с помощью выключателя 9 (потенциометра) дроссельной заслонки, (см. рис. 52).
Значения углов опережения зажигания, заложенные в запоминающее устройство (блок памяти) контроллера, сравниваются с действительными значениями и соответствующим образом корректируются, что позволяет исключить нарушения режима работы двигателя в результате механического износа деталей, появления негерметичности впускного тракта, изменения компрессии и т.п.
На автомобилях с автоматической коробкой передач частота вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу регулируется в зависимости от включенной передачи.
Аналогично регулируется режим холостого хода на автомобилях, оборудованных кондиционером.
Как только частота вращения коленчатого вала двигателя достигает максимально допустимого значения, по команде контроллера подача топлива к форсункам прерывается.
В начальный момент пуска холодного двигателя в цилиндры впрыскивается увеличенное количество топлива. Впрыск происходит три раза в каждую группу цилиндров ( первый, третий, пятый и второй, четвертый, шестой; или первый, четвертый и второй, третьей группы соответственно для 6-ти и 4-х цилиндровых двигателей) в течение первых трех оборотов коленчатого вала.
Степень обогащения рабочей смеси определяется температурой охлаждающей жидкости.
Во время пуска холодного двигателя начальная подача топлива через форсунки уменьшается в зависимости от температуры охлаждающей жидкости и частоты вращения коленчатого вала, чтобы избежать переобогащения рабочей смеси. Если в течение одной минуты предпринимается несколько попыток запустить двигатель, количество впрыскиваемого топлива уменьшается по сравнению е начальным моментом пуска.
После запуска двигателя (начиная с частоты вращения коленчатого вала 600 об/мин) впрыск топлива происходит лишь один раз за оборот коленчатого вала в одну из двух групп цилиндров, т.е. во второй, четвертый и шестой (первый, четвертый) цилиндры при первом обороте коленчатого вала и в первый, третий, пятый (второй, третий) цилиндры при втором обороте.
Во время прогрева двигателя (до того, как температура охлаждающей жидкости достигает 70°С) продолжительность впрыска топлива также увеличивается в зависимости от частоты вращения и температуры охлаждающей жидкости согласно введенной в контроллер программе.
Каждая из групп форсунок (6-ти цилиндровый двигатель - вторая, четвертая, шестая и первая, третья, пятая) управляется отдельным выходным каскадом усиления тока. Это позволяет разделить цикл впрыска топлива по двум группам цилиндров. Тем самым обеспечивается работа двигателя даже в случае выхода из строя системы зажигания группы цилиндров.
Как только частота вращения коленвала превысит 600 об/мин, впрыск топлива происходит только один раз за два оборота коленчатого вала в одну из групп цилиндров. В шестицилиндровом двигателе такой вид управления впрыском возможен только, если контроллер получает сигнал от датчика момента зажигания, установленного на свечном проводе шестого цилиндра. Если датчик момента зажигания не выдает сигнал на контроллер, происходит одновременный впрыск через все форсунки при каждом обороте коленчатого вала.
70.Система управления двигателем *MOTRONIC 1.7*.
Система "Motronic 1.7" является модификацией системы "Motronic 1.3". Основное отличие модифицированной системы заключается в использовании устройства распределения зажигания без подвижных частей, что обусловило применение четырех (4-цилиндровый двигатель) выходных каскадов зажигания вместо одного, как в традиционных системах. Такая система зажигания получила название - полностью электронная "статическая".
Если обратиться к рис. 52, то можно обнаружить следующие отличия системы "M 1.7" от "M 1.3":
вместо выключателя дроссельной заслонки 9 устанавливается потенциометр,
вместо общей катушки зажигания 5 устанавливается по одной катушке на каждый цилиндр,
отсутствует распределитель зажигания.
Полностью электронная "статическая" система зажигания, когда катушка зажигания каждого цилиндра управляется своим выходным каскадом контроллера, позволяет не только выдавать на свечи зажигания ток высокого напряжения, достигающего 32 кВ, но и быстро изменять угол опережения зажигания в каждом цилиндре.
Кроме того, диапазон регулирования угла опережения зажигания увеличен примерно на 10° и составляет 59° (по коленчатому валу) для каждого цилиндра. Для контроля за очередностью работы цилиндров в системе "M 1,7" используется датчик углового положения распределительного вала.
При рассматриваемой системе зажигания рекомендуется применение свечей с тремя "массовыми" электродами, например, BOSCH SUPER W7DTC. Их рекомендуется заменять через 30 тыс. км, тогда как с одним электродом, например, BOSCH SUPER W7DC, через 15 тыс. км.
71.Система управления двигателем *MOTRONIC 3.1*.
Система "Motronic 3.1" (рис. 53) является модификацией системы "Motronic 1.7". Основные различия между этими системами заключаются в следующем:
увеличена производительность контроллера;
применен измеритель массы воздуха термоанемометрического типа, с нагреваемым проводником;
применен последовательный режим впрыска топлива.
Каждая форсунка управляется отдельным выходным каскадом контроллера. Этим достигается высокая точность дозировки впрыскиваемого топлива и быстрая реакция системы на изменения нагрузки двигателя.
Во время и сразу же после пуска двигателя (начиная с частоты вращения коленчатого вала около 600 об/мин) впрыск топлива происходит отдельно в каждый цилиндр через каждые 120° угла поворота коленчатого вала (три раза за один оборот).
На автомобилях с автоматической коробкой передач система "М 3.1" получает сигнал об установке рычага селектора в положение "I", "II", "III" или "D" и регулятор холостого хода увеличивает подачу топлива, чтобы компенсировать падение оборотов коленчатого вала двигателя в результате включения гидротрансформатора крутящего момента.
На автомобилях с кондиционером после получения контроллером сигнала включения кондиционера, он начинает следить за режимом холостого хода корректируя частоту вращения коленчатого вала при включении компрессора кондиционера.
На автомобилях с нейтрализатором отработавших газов по сигналу лямбда-зонда контроллер системы "М 3.1", в зависимости от того рабочая смесь переобогащена или переобеднена, соответствующим образом изменяет продолжительность впрыска топлива и, следовательно, состав гопливовоздушной смеси.
При выходе из строя датчика концентрации кислорода корректировка состава смеси осуществляется по величине, принимаемой "по умолчанию" (0,45 В), запрограммированной в контроллере. При этом регулировка содержания окиси углерода (CO) в отработавших газах не требуется.
Клапан вентиляции топливного бака 15, (см. рис. 53), с адаптивным управлением (лат. adaptatio - приспособление) работает так. Пары топлива из топливного бака 1 подаются в двигатель через фильтр 16 с активированным углем с некоторым количеством наружного воздуха. В трубопроводе, идущему к впускному коллектору, установлен клапан, который дросселирует или свободно пропускает поток паров топлива в зависимости от режима работы двигателя. Клапан работает циклично и управляется контроллером 10 в зависимости от оборотов и нагрузки двигателя (положения дроссельной заслонки). Пока клапан находится под напряжением (более 10В), трубопровод, идущий к впускному коллектору, закрыт. При снятии напряжения с клапана он может открыться под действием разрежения во впускном коллекторе.
Цикл удаления паров топлива начинается с включения в работу датчика концентрации кислорода. После каждого рабочего цикла клапан вентиляции топливного бака остается закрытым примерно в течение 30 с.
При этом происходит корректировка холостого хода, если двигатель работает на холостом ходу. После остановки двигателя клапан вентиляции остается под напряжением, т.е. закрытым в течение 3 с для предотвращения самовоспламенения рабочей смеси после выключения зажигания. Затем при неработающем двигателе (клапан вентиляции обесточен) закрывается пружинный обратный клапан. Тем самым прекращается поступление паров топлива во впускной коллектор.
Когда температура наружного воздуха повышена или в случае превышения нормальной температуры охлаждающей жидкости контроллер вырабатывает команды на смещение угла опережения зажигания в сторону запаздывания для предотвращения детонации.
В системе "Motronic 3.1" предусмотрена защита нейтрализатора отработавших газов. Отклонения от нормальной работы первичной цепи системы зажигания обнаруживаются контроллером, который выключает форсунку неисправного цилиндра. Благодаря этому предотвращается поступление несгоревшей рабочей смеси в нейтрализатор.
На двигателях с системой "Motronic 3.1", содержание CO в отработавших газах не регулируются. Винтов качества и количества в системе холостого хода нет вообще.
72.Система управления двигателем *ME-MOTRONIC *.
Цифровая система "ME-M" объединяет в себе систему впрыска топлива "LE2-Jetronic", в которой помимо клапана дополнительной подачи воздуха в дополнительном воздушном канале, выполненном параллельно дроссельной заслонке, имеется повторный регулятор холостого хода, и систему полностью электронного зажигания VSZ, (рис. 54). В состав контроллера входят аналого-цифровой преобразователь, трансформирующий аналоговые сигналы от датчиков в цифровую форму, микро-ЭВМ, входные и выходные схемы с каскадами усиления мощности.
Контроллер управляет системой впрыска топлива в зависимости от:
напряжения аккумуляторной батареи;
режима работы стартера;
частоты вращения коленчатого вала двигателя (датчик числа оборотов установлен на блоке двигателя напротив специального зубчатого венца на маховике (232 зубца) и выдает 232 импульса за 1 оборот коленчатого вала);
углового положения коленчатого вала (датчик угловых импульсов генерирует импульс напряжения в момент прохождения в его магнитном поле специального штифта, запрессованного в маховик, этот момент соответствует 100° до ВМТ);
сигнала от теплового реле времени (оно включено параллельно датчику температуры охлаждающей жидкости и замыкает его накоротко, как только двигатель достигает рабочей температуры);
положения дроссельной заслонки (полная нагрузка или холостой ход);
количества поступающего воздуха;
температуры поступающего воздуха;
температуры охлаждающей жидкости.
Для управления впрыском топлива контроллер выполняет следующие функции:
включает посредством реле топливный насос при частоте вращения коленчатого вала двигателя более 30 об/мин;
управляет пуском холодного двигателя путем изменения продолжительности впрыска топлива форсунками и включения пусковой форсунки по команде теплового реле времени в зависимости от температуры охлаждающей жидкости;
выдает сигналы обогащения горючей смеси для увеличения числа оборотов после пуска в зависимости от температуры охлаждающей жидкости;
регулирует работу двигателя на режиме прогрева в зависимости от температуры охлаждающей жидкости;
управляет работой двигателя при разгоне в зависимости от температуры охлаждающей жидкости и продолжительности разгона;
корректирует подачу воздуха в цилиндры, определяемую измерителем расхода воздуха с встроенным датчиком температуры воздуха;
управляет работой двигателя на холостом ходу и на режиме полной нагрузки в зависимости от положения контактов выключателя дроссельной заслонки;
ограничивает число оборотов коленчатого вала двигателя путем закрытия форсунок при частоте вращения коленчатого вала 6400±80 об/мин;
прекращает подачу топлива на принудительном холостом ходу (ПХХ) при частоте вращения коленчатого вала выше 1200 об/мин и вновь постепенно включает подачу топлива при снижении числа оборотов двигателя до определенного значения, изменяя продолжительность впрыска топлива форсунками.