0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что управляет форсунками бензинового двигателя

Пьезофорсунки: что инженеру хорошо, то слесарю плохо

Пьезоэлектрические форсунки находят сейчас все большее применение в топливных системах Common Rail у современных дизелей. Конструкторы получают инструмент для точной настройки двигателей, а автовладельцы и механики — букет финансовых и технических нюансов. Так в чем тут достоинства и в чем недостатки? «Движок» будет разбираться с вопросом.

Путем прогресса

Состоявшееся в конце девяностых внедрение системы Common Rail стало новой вехой в развитии двигателя Дизеля. Рядный топливный насос высокого давления (ТНВД) сменил магистральный насос, а гидравлические форсунки уступили место форсункам с электромагнитными клапанами, управляемыми электроникой.

В отличие от прежней конструкции, где открывание иглы распылителя происходило только за счет давления, электрогидравлические форсунки работают несколько иначе. В состоянии покоя давление топлива на конусе иглы распылителя и в камере управляющего клапана, расположенного над иглой, оказывается одинаково, подпружиненная игла запирает сопла, и впрыска не происходит. Когда поступает сигнал от блока управления, электромагнитный клапан срабатывает, давление над иглой сбрасывается, она поднимается, открывая сопла, и осуществляется впрыск.

Подобным образом работают и пьезофорсунки, в которых вместо электромагнита с подвижным сердечником применяется другой исполнитель — пьезоэлемент. Он имеет форму квадратного столбика, состоящего из множества установленных друг на друга и спеченных между собой керамических пластинок. Под воздействием тока в них возникает пьезоэффект, за счет которого конструкция способна быстро изменить свою длину, воздействуя на управляющий клапан. По сравнению с электромагнитом пьезоэлемент обеспечивает более быстрое срабатывание, время которого составляет порядка 0,1 мс (против 0,5 мс у форсунки с электромагнитом), а также способен создать большее усилие по воздействию на клапан управления и имеет более высокую точность хода для быстрой отсечки подачи топлива.

Конструкция пьезоэлектрической форсунки: 1 — пьезоэлемент; 2 — гидрокомпенсатор; 3 — управляющий клапан; 4 — дроссельная шайба; 5 — игла распылителя

Применение пьезоэлемента в форсунке позволило конструкторам реализовать до десяти впрысков за один такт работы двигателя — предварительные, основной, послевпрыски. При этом сами порции, их объем и частоту здесь можно гибко регулировать, исходя из режимов работы двигателя. Таким образом, в моторе достигается плавность и полнота сгорания топлива, снижается шумность и токсичность. Для современных дизелей у легковых автомобилей пьезоэлектрические форсунки становятся неотъемлемым элементом в конструкции топливной системы. Но за высокие технологии приходится платить.

Чинить нельзя менять

С точки зрения сервиса главной особенностью пьезофорсунок оказывается высокая сложность ремонта, для которого необходимо специальное оборудование. В некоторых случаях ремонт и вовсе невозможен. При этом сами пьезофорсунки очень требовательны к качеству топлива, его составу и степени очистки, при снижении которых они быстро выходят из строя.

Для моторов легковых автомобилей пьезофорсунки производят такие компании, как Bosch, Delphi, Denso и Siemens. Но отдавать этот рынок сторонним сервисам по ремонту они не спешат, предлагая замену целиком. Компонент этот достаточно дорогой: в зависимости от марки и модели пьезофорсунка может стоить от 16 000 до 40 000 рублей. Поэтому ремонт, средняя стоимость которого составляет половину и меньше от цены новой форсунки, оказывается востребован. Но по силам он не каждому сервису.

Управляющий клапан чаще всего выходит из строя. При этом деталь изготавливается с высокой точностью и размерностью на микронном уровне.

Трудности начинаются уже с момента диагностики, которую невозможно провести в условиях гаражной мастерской. Например, тест на переливание, когда к штуцерам слива в обратную магистраль подсоединяются трубки со стаканами, в системе с пьезофорсунками просто так сделать нельзя, поскольку «в обратке» здесь должен быть подпор давлением.

Как рассказывают сервисмены, наиболее уязвимым оказывается управляющий клапан, который выходит из строя чаще всего. При этом он является одним из самых важных узлов — его неисправность может привести к выходу из строя всей форсунки. Клапан либо заменяется целиком, либо восстанавливается методом шлифовки и притирки рабочей кромки самого клапана и рабочей кромки седла клапана. Но сделать это непросто. Клапан имеет очень высокую, прецизионную точность изготовления с параметрами измерений на микронном уровне.
Например, поясок в верхней части плунжера клапана имеет ширину порядка ста микрон (одна десятая миллиметра), при этом должен быть определенный угол фаски. И чем точнее будут воспроизведены заводские параметры, тем легче будет настроить форсунку и тем большим будет дальнейший срок ее службы.

Дмитрий Ефременко, директор компании spbparts.ru — «Европром»:

— Подшипники качения в узлах отечественных обрабатывающих станков имеют большие допуски по люфтам и зазорам, чем клапаны пьезофорсунок. Соответственно, добиться требуемой точности на таких станках невозможно. Поэтому оборудование для восстановления нам потребовалось конструировать самим, отдельные узлы и элементы которого пришлось покупать в Швейцарии.

Восстановить можно и распылители, у которых обрабатываются и притираются игла и седло, продуваются сопла. Если распылитель необратимо поврежден (например, при перегреве форсунки), то берется деталь от другой форсунки, где распылитель можно восстановить. Точно так же поступают и с клапанами, разновидностей которых, в отличие от видов распылителей, в десятки раз меньше, что существенно облегчает подбор. Например, у пьезофорсунок Bosch более чем в десяти разных форсунках может использоваться один и тот же клапан.

В последнее время появились на рынке и новые запчасти (клапаны, гидрокомпенсаторы, распылители) китайского производства. Но качество их сильно «плавает», сложно разобраться, где пригодный к ремонту неоригинал, а где выброшенные деньги.

Предлагают китайцы в виде запчасти и пьезоэлемент, который тоже является одним из слабых мест пьезофорсунки. Но, как рассказывают сервисмены, его замена не оправдывает себя по трудозатратам. Часть пьезоэлемента прочно припаяна к колодке с разъемами, которая, в свою очередь, опрессована на корпусе, что образует неразборную конструкцию. Поэтому проще заменить эту часть корпуса целиком.

Каков итог?

Пьезофорсунка — высокотехнологичный компонент, изначально предназначенный для замены целиком и плохо поддающийся ремонту. Но жизнь диктует свои правила — появились сервисы, в которых научились восстанавливать эти детали так, чтобы клиент был доволен. Осталось сказать свое слово производителям неоригинала и начать выпуск аналогов. А также самим производителям оригинальных пьезофорсунок, предложив фирменные технологии восстановления и запчасти для ремонта.

Алексей Зубиков, руководитель развития сети Бош Дизель Центр / Сервис в России, Закавказье и Средней Азии:

— Для ремонта пьезофорсунок в мастерских Бош Дизель Сервис у компании пока нет технологий, не готовы комплекты специального инструмента и запасных частей. На данный момент мы можем только проводить диагностику форсунок этого типа. Планируется, что услуги по ремонту пьезофорсунок мы начнем оказывать с 2017–2018 года.

Как эбу управляет форсунками

То, что открытием форсунки управляет ЭБУ — это, в общем-то, понятно
Но вот, собственно, вопрос — как именно ЭБУ ей управляет? То есть чем он регулирует степень открытия форсунки? Частотой импульсов (тогда что это за импульсы — напряжение, сила тока, частота?) или просто изменением напряжения, подаваемого на форсунку (если так, то в каких пределах)?

Буду признателен за ответ
Спасибо

QUOTE (akd @ May 24 2005, 05:48 AM)
Регулируется частота и длительность импульсов, подаваемых на форсунку.

Это полностью справедливо только для центрального вспрыска.

На распределенном вспрыске алгоритмы могут быть сложнее. От простого импульса (меняется длительность импульса), до серии импульсов при каждом открытии каждой форсунки (например, первый мощный открывающий импульс, потом небольшой поддерживающий импульс(ы) )

Но в любом случае, как правильно заметил «akd», форсунка работает в ключевом режиме.

Я говорил про форсунку моновпрыска.

Ок, слегка перефразирую вопрос: как заставить форсунку открываться чаще/на дольше?

На инжекторных двигателях автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099 впрыском топлива управляет электронная система управления двигателем — ЭСУД.

Одной из основных задач ЭСУД автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099 является регулирование количества топлива впрыскиваемого в цилиндры двигателя в зависимости от режима его работы. Изменение дозы впрыска происходит за счет регулирования продолжительности открытия форсунок топливной системы. Расчет времени открытия форсунок и подачу команды (импульса) на открытие осуществляет электронный блок управления (ЭБУ) ЭСУД. Чем длиннее импульс от ЭБУ, тем дольше открыты форсунки, тем больше объем впрыскиваемого топлива и наоборот. Длительность импульса ЭБУ рассчитывает на основе данных о состоянии двигателя в текущий момент, полученных от датчиков ЭСУД.

Другой основной задачей ЭСУД является корректировка угла опережения зажигания опять же в зависимости от режима работы двигателя.

Читать еще:  Двигатель 406 инжектор почему не набирает обороты

Рассмотрим порядок работы системы впрыска топлива автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099 на разных режимах работы двигателя.

Пуск двигателя

После поворота ключа в замке зажигания происходит следующее:

— ЭБУ и АПС (автомобильная противоугонная система – иммобилизатор) обмениваются импульсами. ЭБУ посылает запрос блоку АПС, в ответ получает специальный код. После сравнения кода с данными, хранящимися в памяти, ЭБУ принимает решение о разрешении запуска двигателя или, наоборот, о блокировке запуска.

— Включается главное реле и реле бензонасоса (слышны щелчок и жужжание). Бензонасос создает в топливной рампе необходимое давление. После чего он отключается через 3-5 секунд (щелчок реле).

— ЭБУ проверяет температуру двигателя (сигнал с датчика температуры) и в соответствии с ней рассчитывает объем впрыскиваемого топлива и необходимый угол опережения зажигания.

После прокручивания коленчатого вала стартером происходит следующее:

— Получив сигнал от датчика положения коленчатого вала (ДПКВ) о начале вращения коленчатого вала двигателя, блок управления дает команду на впрыск топлива одновременно всеми форсунками (т. н. асинхронный впрыск). Это обеспечивает стабильный пуск двигателя. ЭБУ будет работать в пусковом режиме пока обороты к/вала не превысят 500 об/мин или не наступит режим продувки цилиндров (залиты свечи зажигания).

— ЭСУД синхронизирует свою работу с работой двигателя автомобиля. Синхронизация (определение момента впрыска) производится по показаниям датчика положения коленчатого вала. Прохождение двух пропущенных зубов на шкиву коленчатого вала в поле ДПКВ создает пропуск двух импульсов с ДПКВ на блок управления. По ним ЭБУ определяет прохождение поршнем ВМТ в 1-м и 4-м цилиндрах двигателя и дает команду на впрыск.

Холостой ход

— ЭБУ анализирует показания с датчика положения коленчатого вала (ДПКВ), датчика положения дроссельной заслонки (ДПДЗ), датчика температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ), датчика массового расхода воздуха (ДМРВ) и в соответствии с ними задает необходимое количество оборотов к/вала.

— Дает команду на регулятор холостого хода (РХХ) регулируя величину открытия им байпасного (воздушного) канала и соответственно объем воздуха поступающего в цилиндры.

— Дает команду на форсунки, увеличивая продолжительность впрыска на непрогретом двигателе и уменьшая ее по мере прогрева двигателя. Поэтому на непрогретом двигателе обороты ХХ выше, топливная смесь богаче, а по мере прогрева обороты холостого хода приходят в норму.

— В системах с обратной связью (корректировка состава топливной смеси по показаниям с лямбда-зонда) при прогреве двигателя данные с лямбда-зонда не учитываются.

Средние нагрузки

— При движении автомобиля ЭБУ анализирует сигналы с датчиков ЭСУД: ДПКВ (информация о частоте вращения коленчатого вала), ДПДЗ (информация о положении дроссельной заслонки), ДМРВ (информация о объеме воздуха поступающего в двигатель), датчика скорости (движется автомобиль или стоит). На основе полученных данных производится расчет дозы впрыска (состав топливной смеси 14.7/1), угол опережения зажигания и дается определенной длины импульс на открытие форсунок.

— В системах с корректировкой топливной смеси по показаниям датчика кислорода (обратная связь) расчет объема впрыскиваемого топлива производится с учетом сигнала с ДК (бедная – богатая смесь). Этим обеспечивается нормальная работа каталитического нейтрализатора выпускной системы. При прогреве двигателя показания ДК блоком управления не учитываются.

— Для обеспечения хороших ездовых качеств автомобиля при движении с непрогретым двигателем система ЭСУД готовит более богатую топливную смесь и выставляет более ранние углы опережения зажигания.

Мощностной режим

— ЭБУ постоянно отслеживает положение дроссельной заслонки (сигнал с датчика ДПДЗ) и количество воздуха, поступающего в двигатель (сигнал с ДМРВ). Движение автомобиля с сильно открытой дроссельной заслонкой служит причиной обогащения топливной смеси и изменения угла опережения зажигания с целью получения наибольшей мощности от двигателя автомобиля.

— ЭБУ управляя длительностью впрыска, устанавливает соотношение топлива и воздуха в смеси 12/1 (стехиометрическое 14,7/1). В системах с обратной связью (корректировка состава смеси по лямбда-зонду) при наступлении мощностного режима данные с лямбда-зонда не учитываются.

Режим ускорения

— Резкое нажатие на педаль «газа» служит причиной сильного обогащения топливной смеси и изменения угла опережения зажигания с целью получения наибольшей мощности от двигателя автомобиля.

— ЭБУ, получив сигнал с датчика положения дроссельной заслонки о резком открытии дросселя, с датчика массового расхода воздуха о резком увеличении объема воздуха, поступающего в двигатель, кратковременно дополнительно обогащает топливную смесь, увеличивая длительность импульса на форсунки и увеличивая угол опережения зажигания.

Принудительный холостой ход

— ЭБУ выставляет регулятор холостого хода в такое положение, чтобы в случае резкого закрытия дроссельной заслонки (сигнал с датчика положения дроссельной заслонки) при движении автомобиля, он приоткрыл байпасный канал на необходимую величину, для поступления воздуха в двигатель (обеспечение необходимых оборотов холостого хода).

— При движении автомобиля с прикрытой дроссельной заслонкой (торможение двигателем, переключение передач) ЭБУ, в соответствии с показаниями ДПДЗ, ДМРВ уменьшает объем впрыскиваемого топлива, сокращая импульсы, идущие на форсунки. Тем самым обеспечивается нормальное смесеобразование и сокращается выброс вредных веществ.

Примечания и дополнения

Помимо перечисленного выше ЭСУД автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099 при работе системы впрыска выполняет еще несколько функций.

— Компенсация падения напряжения

— Падение напряжение в системе (например, при включении мощных потребителей) приводит к ослабеванию искры в системе зажигания. Для компенсации этого явления ЭБУ дает команду на увеличение времени накопления энергии в катушках зажигания и увеличении импульса на форсунки. Так же на холостом ходу через изменение положения РХХ увеличивается объем воздуха поступающего через байпасный канал с целью поддержания стабильных оборотов ХХ.

— Отключение подачи топлива после выключения зажигания

— После выключения зажигания и получения блоком управления с ДПКВ сигнала о том, что двигатель не работает, топливо на форсунки не подается. Тем самым предотвращается калильное зажигание – самовоспламенение топливной смеси в горячем двигателе. Помимо этого подача топлива прекращается после превышения оборотов коленчатого вала двигателя свыше 6510 об/мин.

Еще статьи по инжектору ВАЗ

Время, когда различные параметры работы двигателя задавались или регулировались при помощи механики или примитивных электрических устройств, уже давно прошло. В современных автомобилях используется электронный блок управления двигателем (ЭБУ), который отвечает за все.

Он отвечает за все настройки, за изменения режимов работы двигателя, за подачу топлива, за процессы зажигания смеси и т.д. ЭБУ, по сути, является мозгом двигателя, который способен собирать информацию, анализировать ее, а затем делать выводы и отправлять сигналы на исполняющие устройства.

Электронный блок управления двигателем является программируемой системой, в которую изначально заложены определенные цифровые параметры работы тех или иных узлов двигателя для определенных режимов работы.

И если разобраться, то ЭБУ сравнивает эталонные показатели работы с реальными характеристиками и пытается подогнать реальные показатели под эталонные значения. Причем все это делается мгновенно благодаря цифровому процессору, который является основным элементом электронного блока управления двигателем.

ЭБУ анализирует информацию не только о характеристиках работы двигателя, но и информацию о внешних факторах. ЭБУ – это незамкнутая система. Он связан с другими электронными системами управления автомобилем. И при вынесении решений, т.е. при подаче сигнала на исполняющее устройство, он учитывает параметры работы других систем авто.

Устройство и размещение ЭБУ

Плата, на котором размещены электронные детали, находится в корпусе из металла. Соединение с датчиками и электрическим питанием происходит посредством специального разъема.

Внутри ЭБУ расположены не только электронные схемы, отвечающие за пуск тех или иных управляющих устройств, но и блок памяти, в котором хранится вся информация о процессах, и там же хранится информация о сбоях в системах работы двигателя. Сердце ЭБУ – микропроцессор.

При работе ЭБУ выделяется достаточно много тепла, что не может не влиять на электронные компоненты блока управления. Поэтому в системе могут использоваться разные принципы отвода тепла.

Размещается электронный блок управления двигателем непосредственно на двигателе или недалеко от него. Такое расположение блока должно влиять на термическую устойчивость устройства, способность противостоять вибрации.

С какими датчиками связан электронный блок управления двигателем:

• Датчик положения распредвала.
• Датчик, контролирующий угол поворота коленчатого вала и его частоту вращения.
• Датчик детонации двигателя.
• Датчик кислорода.
• Датчик температуры жидкости для охлаждения.
• Датчик температуры воздуха.
• Датчик массового расхода воздуха.
• Датчик, контролирующий давление во впускном коллекторе.
• Датчик, контролирующий положение дроссельной заслонки.

Читать еще:  Чем вредна чиповка двигателя

ЭБУ получает сообщения с датчиков постоянно в режиме реального времени. И тут же подает команды на изменение параметров работы исполнительным устройствам. Даже самое небольшое изменение в параметрах сразу находит свою реакцию в работе электронного блока. Естественно, ни водитель, ни пассажиры авто подобных действий не замечают. Но это вовсе не означает, что электронный блок не выполняет свои задачи.

Одновременно с принятием импульсов или сигналов с датчиков, ЭБУ следит за проблемами самих датчиков. Т.е. при неадекватной работе датчиков, сразу формируется сигнал об ошибке. И не только датчиков, но и исполнительных устройств. Все данные затем попадают в память и там хранятся. В случае неисправности, сообщение об ошибке, которое находится в памяти, дает возможность определить проблемное место в двигателе или датчиках.

Любые изменения в параметрах (температура, обороты коленвала и т.д.) заставляют ЭБУ сразу реагировать в виде изменения количества топлива, угла опережения зажигания и т.п.

На какие исполнительные механизмы (устройства) отдает команды ЭБУ:

• Форсунки, которые отвечают за впрыск топлива в цилиндры двигателя. Т.е. доза впрыскиваемого топлива меняется в зависимости от многих факторов. И тут важно, насколько быстро работают форсунки, как их управляющие устройства реагируют на изменение ситуации.

• Катушку или катушки зажигания (в зависимости от модели двигателя). Они отвечают за то, в какой момент будет подана искра в цилиндры двигателя.

• Кроме этого есть и другие исполнительные механизмы, на которые подается импульс или сигнал, в зависимости от ситуации.

• ЭБУ имеет вывод на специальный разъем, к которому подключается диагностическое оборудование, в случае проверки работы ЭБУ и двигателя.

• Имеется световой индикатор, который выдает сигналы об ошибках, как в двигателе, так и в самом ЭБУ.

Какие сигналы получает ЭБУ?

Сигналы, которыми оперирует электронный блок управления двигателем, могут быть аналоговыми и цифровыми. Причем, аналоговые сигналы – это те, которые поступают с датчиков. Внутренние блоки позволяют преобразовывать аналоговые сигналы в цифровые, которые понятны процессору ЭБУ.

Именно с цифровыми сигналами работает процессор и совершает с ними определенные действия. Большинство сигналов, поступающих с датчиков, являются именно аналоговыми и требуют преобразования. Хотя с некоторых датчиков поступают сигналы цифровые, которые не требуют преобразования, а сразу обрабатываются процессором.

Помимо этого существуют еще и импульсные сигналы, которые способны сразу давать информацию, например, о частоте вращения коленчатого вала. Импульсные сигналы должны тоже преобразовываться в цифровые, так как процессор не воспринимает ничего, кроме цифровых сигналов.

Следует сказать, что часто сигналы, которые идут с датчиков, могут иметь определенные помехи. Для того чтобы отсекать помехи, используется специальная система фильтров, которая отсеивает ненужные сигналы. Т.е. в процессор поступают только значимые сигналы.

Кроме этого сигналы, поступающие с датчиков, могут иметь более высокое напряжение, чем то, на которое рассчитан ЭБУ. Для снижения напряжения сигнала стоят защитные цепи.

Вся правда о том, как работает инжекторный двигатель (система впрыска топлива)

С целью сокращения вредных выбросов и повышения экономичности двигателей автомобильная топливная система в последние годы серьезно изменилась. Например, в США от карбюраторов отказались ещё в 1990 году. Системы впрыска топлива появились ещё в середине ХХ века, а на серийных автомобилях европейских производителей их начали применять примерно с 1980-х.

На сегодняшний день все новые автомобили оснащаются именно инжекторными двигателями. В этой познавательной статье мы рассмотрим принцип работы инжектора и его устройство. Вы сможете узнать, как топливо попадает в цилиндр двигателя. Устройство двигателя с системой впрыска – очень актуальная тема для современного автолюбителя, поэтому устраивайтесь поудобнее и начинаем!

Карбюратор «сдаёт позиции»

После появления двигателя внутреннего сгорания карбюратор использовался для подачи топлива в двигатель. В такой технике как бензопилы и газонокосилки это устройство применяется до сих пор. Но в процессе эволюции автомобиля карбюратору становилось всё сложнее и сложнее удовлетворять многим требованиям к эксплуатации.

Например, для того чтобы соответствовать ужесточающимся экологическим нормам были введены каталитические нейтрализаторы (катализаторы). Катализатор эффективен лишь в случае тщательного контроля топливно-воздушной смеси. Кислородные датчики (как их проверяют мы уже писали — http://avtopub.com/proverka-kislorodnogo-datchika-lyambda-zonda-svoimi-silami/) отвечают за контроль количества кислорода в выхлопных газах. Эта информация используется и электронным блоком управления двигателем (ЭБУ) для регулировки пропорции воздух/топливо в режиме реального времени.

В итоге получается замкнутая система управления, которую невозможно было реализовать с использованием карбюраторов. В течение короткого периода времени выпускались карбюраторы с электронным управлением, но они были ещё более сложными, чем чисто механические устройства.

Сначала карбюраторы были заменены системой впрыска топлива в корпусе дроссельной заслонки (также известна как одноточечная система впрыска или система центрального впрыска топлива). В них форсунки были расположены в корпусе дроссельной заслонки. Это было простое решение для замены карбюратора, поэтому автопроизводителям не пришлось вносить изменения в конструкцию двигателей.

Со временем, в процессе появления новых двигателей, система центрального впрыска топлива была заменена многоточечной системой впрыска топлива (также известна как система последовательного впрыска). В этих системах используется отдельная топливная форсунка для каждого цилиндра. Как правило, они расположены так, чтобы распылять топливо прямо на впускной клапан. Эти системы обеспечивают более точное дозирование топлива и быструю реакцию. Пришло время подробнее изучить принцип работы инжектора.

Когда вы давите на газ

Педаль газа в вашем автомобиле подключена к дроссельной заслонке. Речь идет о клапане, который регулирует количество воздуха, поступающего в двигатель. Так что педаль газа на самом деле является педалью воздуха.

Когда вы нажимаете на педаль газа, дроссельная заслонка открывается больше, в результате чего двигатель получает больше воздуха. Блок управления двигателем (ЭБУ, компьютер, управляющий всеми электронными компонентами двигателя) «замечает» открытую дроссельную заслонку и увеличивает подачу топлива для приготовления оптимальной топливно-воздушной смеси. Очень важно, чтобы подача топлива увеличивалась сразу после открытия дроссельной заслонки. В противном случае, некоторая часть воздуха окажется в цилиндрах без достаточного количества топлива.

Датчики контролируют содержание кислорода в выхлопных газах, а также количество воздуха, поступающего в двигатель. ЭБУ использует эти данные для максимально точного выбора соотношения воздуха и топлива. Как работает инжектор на современных автомобилях?

Форсунка

Топливная форсунка (инжектор) – это клапан с электронным управлением. Подачу топлива к этому клапану обеспечивает топливный насос. Форсунка может открываться/закрываться много раз в секунду.

Когда форсунка находится под напряжением, электромагнит перемещает поршень, открывающий клапан, в результате чего происходит впрыск топлива под давлением через крошечное сопло. Насадка предназначена для распыления топлива. Появляется мелкий туман, который легко сгорает.

Количество топлива, которое подается в двигатель, зависит от того, сколько времени форсунка остается в открытом положении. Данный показатель называют длительностью или шириной импульса, он управляется ЭБУ.

Форсунки установлены во впускном коллекторе таким образом, чтобы распылять топливо прямо на впускные клапана. Трубка, которая поставляет топливо к каждой из форсунок под определенным давлением, называется топливной рампой.

Для того чтобы определить оптимальное количество топлива, блок управления двигателя получает сигналы от множества датчиков. Рассмотрим самые важные из них.

Устройство инжекторного двигателя – основные датчики

Для выбора оптимального количества топлива в различных условиях эксплуатации ЭБУ двигателя следит за показаниями различных датчиков. Вот лишь несколько основных:

  • Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ). Сообщает блоку управления массу воздуха, поступающего в двигатель.
  • Датчик (-и) кислорода (лямбда-зонд). Контролирует содержание кислорода в выхлопных газах. С помощью полученной от него информации ЭБУ может выявить богатую или бедную топливную смесь и внести соответствующие коррективы.
  • Датчик положения дроссельной заслонки. Следит за положением дроссельной заслонки (она влияет на подачу воздуха в двигатель), благодаря чему блок управления может оперативно реагировать на изменения, увеличивая либо сокращая расход топлива по мере необходимости.
  • Датчик температуры охлаждающей жидкости. Помогает ЭБУ определить, когда двигатель достиг оптимальной рабочей температуры.
  • Датчик напряжения. Следит за напряжением бортовой сети автомобиля. В зависимости от показаний датчика блок управления может увеличить число оборотов холостого хода двигателя, если напряжение падает (такое бывает при высоких электрических нагрузках).
  • Коллекторный датчик абсолютного давления. Анализирует давление воздуха во впускном коллекторе. Количество воздуха, поступающего в двигатель, является хорошим показателем того, сколько энергии он вырабатывает. Чем больше воздуха поступает в двигатель, тем ниже давление в коллекторе. Этот показатель используется для определения количества производимой энергии.
  • Датчик скорости вращения коленчатого вала. Скорость вращения коленвала – один из факторов, влияющих на расчет требуемой длительности импульса.
Читать еще:  Что ставят вместо двигателя

Существует два основных типа управления многоточечными системами впрыска: топливные форсунки могут открываться одновременно или каждая из них может открываться только перед открытием впускного клапана соответствующего цилиндра (это называется последовательный многоточечный впрыск топлива).

Преимущество последовательного впрыска топлива заключается в том, что система может реагировать на любые действия водителя быстрее, поскольку с момента выполнения действия она ждет лишь очередного открытия впускного клапана. Системе не нужно ждать полного вращения двигателя. Разобраться в работе инжектора мы смогли, но кто всем этим «руководит»?

Управление работой двигателя

Алгоритмы, управляющие двигателем, являются довольно сложными. Существует множество требований, которым силовой агрегат должен удовлетворять. Например, это касается показателя вредных выбросов или требований топливной экономичности.

Блок управления двигателем использует формулу и множество таблиц соответствия для установки длительности импульса в определенных условиях эксплуатации. Формула представляет собой сочетание многих факторов, умноженных друг на друга. Мы рассмотрим упрощенную формулу определения длительности импульса топливной форсунки. В этом примере наша формула будет состоять лишь из трех показателей, в то время как в реальности обычно учитывается свыше сотни параметров.

Длительность импульса = (Длительность базового импульса) x (Фактор A) x (Фактор B)

Для расчета длительности импульса электронный блок сначала выполняет поиск длительности базового импульса в соответствующей справочной таблице. Базовая длительность импульса – это функция от частоты вращения двигателя (RPM) и нагрузки (она вычисляется из абсолютного давления в коллекторе). Например, частота вращения двигателя 2000 оборотов в минуту, а показатель нагрузки равен 4. В таблице необходимо найти число в месте пересечения показателей 2000 и 4. Получается 8 миллисекунд.

Нагрузка

В следующих примерах А и В представляют собой параметры, которые блок управления получает от датчиков. Допустим, что А – это температура охлаждающей жидкости, а B – уровень содержания кислорода. Если температура охлаждающей жидкости равна 100, а уровень кислорода – 3, справочные таблицы свидетельствуют о том, что фактор А = 0,8, а фактор B = 1,0.

AФактор ABФактор B
1.21.0
251.111.0
501.021.0
750.931.0
1000.840.75

Таким образом, поскольку нам известно, что длительность базового импульса – это функция от нагрузки и частоты вращения двигателя, а длительность импульса = (длительность базового импульса) x (фактор A) x (фактор B), общая длительность импульса в нашем примере равна:

8 х 0,8 х 1,0 = 6,4 мс

На этом примере видно, как система управления выполняет настройку. Так как параметр В отображает содержание кислорода в выхлопных газах, согласно данным с таблицы, можно сделать вывод, что выхлопные газы содержат слишком много кислорода, в результате чего ЭБУ сокращает подачу топлива.

Реальные системы управления учитывают свыше 100 параметров, для каждого из которых составлена собственная таблица соответствия. Некоторые параметры даже корректируются с течением времени с целью компенсации изменений производительности компонентов, к примеру, каталитического нейтрализатора (о проверке катализатора читайте по ссылке). И в зависимости от количества оборотов двигателя, блок управления может выполнять эти расчеты более 100 раз в секунду.

Если наша статья о том, как работает инжектор, и какие существуют системы впрыска топлива, вам понравилась, поделитесь ссылкой с друзьями в социальных сетях, используя соответствующие кнопочки ниже. Спасибо за внимание, оставайтесь с нами!

Особенности эксплуатации автомобилей с инжекторным двигателем

Ваш автомобиль имеет электронную систему управления зажиганием и впрыском топлива, которая коренным образом отличается от карбюратора и представляет собой сложную систему электронных датчиков и исполнительных механизмов, требующую соблюдения определенных правил эксплуатации.

  • Запуск двигателя производится без нажатия на педаль газа ( хотя, при возникновении некоторых неисправностей бывает необходимо приоткрыть дроссельную заслонку при запуске).
  • Если свечи залило (после нескольких неудачных попыток запустить двигатель), необходимо полностью открыть дроссельную заслонку и прокрутить колен вал стартером, при этом подача топлива будет отключена, Этот режим называется продувкой.
  • Не рекомендуется останавливать двигатель при работающем вентиляторе системы охлаждения, это может привести к закипанию охлаждающей жидкости.
  • Вырабатывать бензин до останова двигателя не рекомендуется. В баке всегда должно оставаться не менее пяти литров, в противном случае электрический бензонасос выйдет из строя, так как он охлаждается проходящим через него топливом.
  • При запуске двигателя с севшей аккумуляторной батареей, необходимо использовать пускозарядное устройство только заводского производства, иначе из-за повышенного напряжения могут выйти из строя стартер, аккумуляторная батарея и элементы электроники. Если Вам придется оказывать помощь другим в подобной ситуации, то в момент запуска другого автомобиля с использованием Вашего аккумулятора, двигатель своего авто необходимо заглушить. Есть случаи, когда на машине от которой «прикуривают», сгорает электронный блок управления системой впрыска.
  • На автомобилях ВАЗ ранних выпусков устанавливались пластиковые воздухозаборники, выведенные под левую фару. Такая конструкция имеет серьезный недостаток — при попадании автомобиля в лужу, вода может попасть в воздушный фильтр и в цилиндры двигателя, в результате чего может выйти из строя датчик массового расхода воздуха и двигатель (согнуться шатуны из-за гидроудара). Предотвратить подобные неприятности можно, заменив воздухозаборник на гибкий, выведенный значительно выше.

Что приводит к увеличению расхода топлива?

  • Неисправности и нарушение регулировок системы питания
  • Неисправности и нарушение регулировок системы зажигания
  • Неправильная установка фаз газораспределения
  • Износ и неисправности цилиндро- поршневой группы
  • Неисправности и неправильная регулировка механизма газораспределения
  • Нарушение герметичности системы питания
  • Неисправность термостата

Трансмиссия и ходовая часть:

  • Неправильная регулировка подшипников (затрудненное вращение)
  • Применение масел и смазок более вязких чем предусмотрено инструкцией
  • Нарушение углов установки управляемых колес ( развал и схождение)
  • Пониженное давление в шинах
  • Применение шин с большим сопротивлением качению
  • Установка антенн, зеркал, багажников (проявляется на больших скоростях)
  • Эксплуатация автомобиля в городских условиях с большим количеством остановок
  • Эксплуатация автомобиля при низких температурах (длительный прогрев, значительное ухудшение наката из-за повышения вязкости масел и смазок)
  • Стиль вождения
  • Применение топлива низкого качества
  • Недоливы при заправке
  • Иногда снижению расхода топлива способствует установка на бензобак пробки с замком.

Следите за средним расходом топлива, даже если финансовая сторона этого вопроса Вас не обременяет. Повышение расхода топлива свидетельствует об отклонении от нормы регулировочных параметров или возникновении неисправностей.

Что взять в дорогу?

От владельцев инжекторных автомобилей часто можно услышать, что если в дороге что – нибудь случится, то сам ничего не сделаешь. Конечно, электронная система управления двигателем (ЭСУД) гораздо сложнее карбюратора, но, тем не менее, зная элементарное устройство, правила эксплуатации и имея слесарные навыки, можно самостоятельно найти и устранить неисправность и добраться до дому. Отыскать неисправность поможет маршрутный компьютер.

Если автомобиль постоянно эксплуатируется в городе, то возить с собой набор запасных частей не имеет смысла, достаточно иметь телефон и буксир. Но если Вам приходится выезжать далеко за город, то необходимо иметь некоторый запас, который поможет сохранить работоспособность автомобиля.

Теперь более подробно о том, что может пригодиться в пути:

  • Датчик положения коленчатого вала – при его отказе система управления двигателем просто не подаст никаких признаков жизни
  • Электро бензонасос
  • Катушка зажигания (ГАЗ) или модуль зажигания (ВАЗ)
  • Свечи с высоковольтными проводами
  • Электронный блок управления (его ещё называют контроллером или «мозгами»). Этот пункт больше относится к семейству ГАЗ, так как по статистике жигулёвские контроллеры выходят из строя гораздо реже
  • Ремень генератора
  • Набор водительского инструмента

При отказе других элементов, система управления двигателем переходит в аварийный режим и продолжает работать. При работе в аварийном режиме, как правило, увеличиваются обороты холостого хода, может возрасти расход топлива.

Чтобы автомобиль нормально работал, необходимо соблюдать правила его эксплуатации и регулярно проводить техническое обслуживание (во время ТО проводится и диагностика двигателя). Желательно записывать, что и когда менялось(при каком пробеге), особенно моторное масло, фильтра, свечи и ремень ГРМ.

Вышеперечисленное относится к двигателю, но не следует забывать и о других агрегатах и системах автомобиля.

Даже если Вы самостоятельно не сможете отремонтировать свой автомобиль, запасные части всё равно лучше возить с собой, так как на трассе они гораздо дороже, найти их труднее и могут попасться с сомнительным качеством.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector