Меню Закрыть

Датчик впрыска топлива: Устройство и принцип работы системы управления впрыском топлива

Устройство и принцип работы системы управления впрыском топлива

Автор Павел Александрович Белоусов На чтение 5 мин. Просмотров 116

Современная система впрыска топлива устанавливается на бензиновые и дизельные двигатели, обеспечивая оптимальные условия для создания наиболее эффективной топливно-воздушной смеси. От нее во многом зависят параметры мощности и экономичности двигателя, поэтому поломка системы приводит к серьезным проблемам. Несмотря на многообразие конструкций, впрыск топлива работает по единым принципам.

Система управления впрыском топлива

Содержание

Конструкция системы впрыска

Бензин или дизельное топливо подается в цилиндры через впрыск топлива в цилиндр и топливные форсунки, каждая из которых устанавливается в соответствующий впускной трубопровод. Снизу он закрывается впускным клапаном, перекрывающим свободный доступ в камеру сгорания.

При опускании поршня вниз, за счет увеличения объема камеры сгорания, образуется разрежение, приводящее к открытию впускного клапана. По этому каналу через впускной трубопровод засасывается атмосферный воздух, проходя через воздушный фильтр.

открытие впускного клапанаВоздух доходит до дроссельной заслонки, частично перекрывающей просвет трубопровода. При ее полном открытии в цилиндр попадает наибольшее количество воздуха и топлива, что приводит к повышению мощности за счет увеличения оборотов двигателя. При перекрытии дроссельной заслонки поток воздуха и, соответственно, топлива уменьшается, мощность и обороты двигателя снижаются. Управление заслонкой осуществляется путем нажатия на педаль газа. При не нажатой педали режим работы двигателя называется «холостой ход» при минимальной мощности и оборотах двигателя.

Когда воздух доходит до места подключения форсунки, через нее происходит непосредственный впрыск топлива, которое перемешивается с воздухом. В результате в камеру сгорания цилиндра поступает готовая топливно-воздушная смесь, которая затем воспламеняется, обеспечивая полезную работу поршня. 

впрыск топлива с воздухом в цилиндр

Управление процессом впрыска

Чтобы подача горючего осуществлялась своевременно и в нужных для создания оптимальной смеси количествах, требуется специальное управление системой впрыска топлива. В современных автомобилях за это отвечает электронный блок управления (ЭБУ). 

Чтобы передать команду на форсунку для впрыска топлива, ЭБУ должен получить нужный сигнал от двигателя. Он передается при помощи соответствующих датчиков. В различных автомобилях для контроля работы двигателя используется до десятка датчиков, среди которых используется три основных, через которые и контролируется электронный впрыск топлива:

1. Датчик фазы и метка

Датчик фазы или датчик положения газораспределительного вала. Его срабатывание является сигналом для начала процесса впрыска топлива. На шестерне или самом распределительном вале устанавливается задающая метка. Рядом с ней — датчик фазы. Когда метка приближается к датчику, импульс передается в блок управления, сигнализируя о начале такта впуска. ЭБУ подают команду, и форсунка впрыска топлива открывается, подавая его в камеру сгорания.

принцип работы датчика фазы

2. Датчик температуры жидкости в системе охлаждения

Он устанавливается в рубашке охлаждения и передает на ЭБУ информацию о температуре двигателя. Если двигатель холодный и не набрал рабочую температуру, то смесь делается богаче за счет того, что топливо впрыскивается дольше и смесь обогащается. Например, бензин впрыскивается не 8, а 10 миллисекунд.

датчик температуры

3. Датчик кислорода

 Устанавливается в выпускном трубопроводе системы выхлопа. Он подает сигнал в том случае, если количество топлива превышает то, которое необходимо для полного сгорания при максимальной концентрации кислорода. Это заставляет блок управления снижать подачу бензина или солярки, регулируя его расход.

положение кислородного датчика

Такая система позволяет оперативно собрать информацию от датчиков, проанализировать его в ЭБУ, после чего подать оптимальную управляющую команду на форсунку. В результате в каждом из режимов работы обеспечивается оптимальная мощность при минимальных затратах топлива и токсичности выхлопа. Такт впуска топлива – это очень быстрый процесс, проходящий за сотые доли секунды. 

работа системы управления впрыском

Техническое обслуживание

Как любой узел автомобиля, система питания с впрыском топлива требует периодического обслуживания. Прежде всего, это своевременная замена воздушного фильтра, которую нужно делать каждые 20-30 тыс. км пробега. Если фильтр не заменить, то пыль и мелкий мусор извне будут проходить в топливный трубопровод, что приведет к засорению форсунок, неправильному сгоранию топлива, преждевременному износу двигателя.

При выходе из строя любого из датчиков, на приборной панели загорится лампочка CHECK ENGINE или CHECK. Это означает, что в системе двигателя зарегистрирована ошибка, но какая, поможет узнать только электронная диагностика. При этом двигатель продолжит работать по резервной программе, предусмотренной в электронном блоке управления, усредняющей показания датчика, который вышел из строя. Это может никак не сказаться на режиме работы мотора, а в ряде случаев, он переводится на щадящий режим работы с минимальной мощностью, пригодный только для того, чтобы потихоньку доехать до СТО. Иногда наблюдаются перебои в работе или необычный по цвету, более интенсивный выхлоп.

После обращения в автосервис требуется провести компьютерную диагностику, которая точно выявит, какой из датчиков вышел из строя. После потребуется провести его ремонт или замену, и система управления впрыском топлива заработает в нормальном режиме, а индикатор CHECK ENGINE  перестанет загораться при работающем моторе. Единственный датчик, при поломке которого автомобиль заглохнет и уже не заведется – датчик положения коленчатого вала.

Устройство системы впрыска топлива на современных автомобилях имеет достаточно сложную конструкцию, которая управляется при помощи цифрового устройства. Поэтому при нарушении ее регулировки или поломке необходимо обращаться в автосервис. Там мастер, применяя специализированное оборудование, выявит причины неполадок и проведёт профессиональный ремонт.

Своевременное обслуживание, эксплуатация двигателя в нормативных режимах и использование качественного топлива позволят избежать серьезных поломок и увеличат интервал между такими дорогостоящими операциями, как замена топливных форсунок, которые стоят достаточно дорого, особенно на дизельных авто.

Видео: Управление системой впрыска топлива

Что такое система впрыска топлива и как она работает?

Впрыск топлива — это система дозированной подачи топлива в цилиндры двигателя. Расскажем про электронные системы подачи топлива, как они работает и из каких датчиков состоят.

Как работает?
На рисунке схематично показан принцип работы распределенного впрыска.

Подача воздуха (2) регулируется дроссельной заслонкой (3) и перед разделением на 4 потока накапливается в ресивере (4). Ресивер необходим для правильного измерения массового расхода воздуха (т.к измеряется общий массовый расход или давление в ресивере.

Последний должен быть достаточного объема для исключения воздушного «голодания» цилиндров при большом потреблении воздуха и сглаживания пульсаций на пуске. Форсунки (5) устанавливаются в канал в непосредственной близости от впускных клапанов.

Датчики системы впрыска топлива

Для функционирования электронной системы управления двигателем не обязательно наличие всех датчиков. Комплектации зависят от системы впрыска, от норм токсичности. В программе управления есть флаги комплектации, которые информируют ПО о наличии или отсутствии каких-либо датчиков. Например, в системах Евро-2 отсутствуют датчик неровной дороги.


Датчик кислорода (ДК) — рассчитывает содержание О2 в отработанных газах. Используется только в системах с катализатором под нормы токсичности Евро-2 и Евро-3 (в Евро-3 используется два датчика кислорода — до катализатора и после него). Датчик фазы нужен для более точного расчета времени впрыска в системах с фазированным впрыском.
Датчик положения коленвала (ДПКВ) — считывает частоту вращения коленвала и его положение. Служит для общей синхронизации системы, расчета оборотов двигателя и положения коленвала в определенные моменты времени. ДПКВ — полярный датчик. При неправильном включении двигатель заводится не будет. При аварии датчика работа системы невозможна. Это единственный «жизненно важный» в системе датчик, при котором движение автомобиля невозможно. Аварии всех остальных датчиков позволяют своим ходом добраться до автосервиса.

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ) — определяет массовый расход воздуха, поступающего в двигатель. Служит для расчета циклового наполнения цилиндров. Измеряется массовый расход воздуха, который потом пересчитывается программой в цилиндровое цикловое наполнение. При аварии датчика его показания игнорируются, расчет идет по аварийным таблицам.


Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ) — следит за температурой охлаждающей жидкости. Служит для определения коррекции топливоподачи и зажигания по температуре и управления электровентилятором. При аварии датчика его показания игнорируются, температура берется из таблицы в зависимости от времени работы двигателя. Сигнал ДТОЖ подается только на электронный блок управления, для индикации на панели используется другой датчик.

Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ) — определяет положение дросселя (нажата педаль «газа» или нет). Служит для расчета фактора нагрузки на двигатель и его изменения в зависимости от угла открытия дроссельной заслонки, оборотов двигателя и циклового наполнения.


Датчик детонации — служит для контролем детонации двигателя. При обнаружении последней, блок управления двигателем включает алгоритм гашения детонации, оперативно корректируя угол опережения зажигания. В первых системах впрыска применялся резонансный датчик детонации, пришедший с системы GM. Сейчас повсеместно используются широкополосные датчики. Датчик скорости (ДС) — определение скорость движения автомобиля. Используется при расчетах блокировки/возобновления топливоподачи при движении. Этот сигнал так же подается на приборную панель для расчета пробега. 6000 сигналов с ДС примерно соответствуют 1 км. пробега автомобиля.
Датчик фазы (ДФ) — определяет положение распредвала. Служит для точной синхронизации по времени впрыска в системах с фазированным (последовательным) впрыском. При аварии или отсутствие датчика система переходит на попарно — параллельную (групповую) систему подачи топлива.
Датчик неровной дороги — служит для оценки уровня вибраций двигателя. Это необходимо для правильной работы системы обнаружения пропусков воспламенения, чтобы определить причину неравномерности (применяется в связи с вводом норм токсичности Евро-3).
Исполнительные механизмы
По результатам опроса датчиков системы впрыска, программа электронного блока управления осуществляет управление исполнительными механизмами (ИМ). Форсунка — электромагнитный клапан с нормированной производительностью. Служит для впрыска вычисленного для данного режима движения количества топлива.

Бензонасос — предназначен для нагнетания топлива в топливную рампу. Давление в топливной рампе поддерживается вакуумно-механическим регулятором давления. В некоторых системах регулятор давления топлива совмещен с бензонасосом.


Модуль зажигания — электронное устройство управления искрообразованием. Содержит в себе два независимых канала для поджига смеси в цилиндрах. В последних модификациях низковольтные элементы модуля зажигания помещены в электронный блок управления, а для получения высокого напряжения используются либо выносная двухканальная катушка зажигания, либо катушки зажигания непосредственно на свече.

Регулятор холостого хода — служит для поддержании заданных оборотов холостого хода. Представляет собой шаговый двигатель, регулирующий обводной канал воздуха в корпусе дроссельной заслонки, для обеспечения двигателя воздухом, необходимым для поддержания холостого хода при закрытой дроссельной заслонке.

Вентилятор системы охлаждения — управляется электронным блоком управления по сигналам датчика температуры охлаждающей жидкости. Разница между включением/выключением как правило 4-5°С.

Сигнал расхода топлива — выдается на маршрутный компьютер — 16000 импульсов на 1 расчетный литр израсходованного топлива. Данные эти приблизительные, т.к рассчитываются они на основе суммарного времени открытия форсунок с учетом некоторого эмпирического коэффициента, который необходим для компенсации погрешностей измерения, вызванных работой форсунок в нелинейном участке диапазона, асинхронной топливоподачей и другими факторами.

Адсорбер — является элементом замкнутой цепи рециркуляции паров бензина. Нормами Евро-2 не предусмотрен контакт вентиляции бензобака с атмосферой, пары бензина должны собираться (адсорбироваться) и при продувке посылаться в цилиндры на дожиг.

Электронный блок управления
Электронный блок управления — микрокомпьютер, обрабатывающий данные, поступающие с датчиков и по определенному алгоритму управляющий исполнительными механизмами.

Сама программа хранится в микросхеме ПЗУ, английское название микросхемы — CHIP. Содержимое «чипа» — обычно делится на две функциональные части — собственно программа, осуществляющая обработку данных и математические расчеты и блок калибровок. Калибровки — набор (массив) фиксированных данных (переменных) для работы программы управления.

Следует иметь ввиду, что для правильной работы системы впрыска необходимо наличие исправных датчиков и исполнительных механизмов.

Система центрального впрыска топлива, моновпрыск

Система центрального впрыска (система моновпрыска) обозначается как CFI и является одним из нескольких решений, применяемых в топливной системе бензиновых ДВС.

Подобная система впрыска оснащается достаточно простым и доступным механизмом управления подачи топлива. Может работать при низком давлении топлива. Основным назначением этой системы является обеспечение впрыска топлива при помощи топливной форсунки, которая располагается во впускном коллекторе.

Обратить внимание следует на то, что форсунка в данной системе всего одна. От этого и пошло ее название – моновпрыск.

Наибольшее распространение получили такие системы центрального впрыска как Opel-Multec и Mono-Jetronic, которая была изобретена в далеком 1975 году фирмой Bosch.

Несомненно, подобная система может иметь как достоинства, так и недостатки. Среди достоинств системы центральной подачи топлива можно выделить надежность, долговечность, низкую стоимость и простоту технического обслуживания.

Недостатками моновпрыска является возможность образования тонкой пленки от топливной смеси на внутренних стенках коллектора, а также неравномерное распределение топлива внутри цилиндров.

Как устроена система центральной подачи ТС

Система моно впрыска имеет удобную и понятную конструкцию. Она может состоять из следующих элементов:

  • центральной форсунки для впрыска топлива;
  • дроссельной заслонки;
  • электрического сервопривода;
  • датчиков входа;
  • блока управления электронного типа;
  • регулятора давления

Центральная форсунка

Основное назначение форсунки является обеспечение впрыска топлива. Это небольшой магнитный клапан, который открывается при помощи  электромагнитных импульсов, отправляемых блоком управления. Сама форсунка состоит из катушки, возвратной пружины, сопла для распыления топлива и запорного клапана.

Дроссельная заслонка

Заслонка используется для регулировки нужного объема воздушной массы, которая поступает в камеру. Заслонка может регулироваться механическим или электрическим приводом.

Сервопривод

Электрический сервопривод заслонки обеспечивает стабильную величину холостого хода, что достигается путем принудительного воздействия (открытия) дроссельной заслонки.

Регулятор давления

Основное назначение регулятора – поддерживать нужное  давление внутри системы – 0,1 МПа, а также препятствовать образованию воздушных пробок в камере сгорания после выключения двигателя. Отсутствие воздушных пробок – залог легкого пуска двигателя.

Блок управления

Блок позволяет управлять системой центрального впрыска через центральную форсунку и сервопривод. Устройство блока состоит из процессора и блока памяти, который содержит информацию обо всех важных характеристиках впрыска топлива при различных оборотах мотора.

Датчики входа

Датчики фиксируют происходящие изменения в работе всех основных и вспомогательных элементов ДВС. К датчикам входа относятся датчики впрыска, температуры воздуха и жидкости-хладагента, оборотов мотора, уровня кислорода, выключения электрического сервопривода.

Каждый из датчиков предназначен для выполнения своей функции.

Так при помощи датчиков для измерения температуры воздуха и исходного положения заслонки можно посчитать необходимый объем воздуха, который будет подан в систему топливного впрыска.

Температура воздуха измеряется потому, что именно от нее зависит плотность воздушной массы, а, следовательно, и ее вес на единицу объема. Чем воздух холоднее, тем он тяжелее и плотнее. Датчик для измерения температуры устанавливается под центральной форсункой.

Датчик измерения положения заслонки передает данные о том, какое количество воздуха должно быть подано через дроссельную заслонку. Он устанавливается на приводной оси заслонки.

Регулировка объема воздушной массы происходит за счет установки определенного положения заслонки, благодаря чему изменяется площадь проходного канала. Чем больше угол открытия заслонки, тем больше воздуха попадет в цилиндр двигателя.

Если по какой-либо причине оба вышеупомянутых датчика вышли из строя, их функции будут выполнять датчики измерения оборотов и температуры охлаждающей жидкости (тосол или антифриз).

Подача, а затем воспламенение топливной смеси происходит на основании электронных сигналов, поданных датчиком момента впрыска.

При холостом ходе двигателя датчик выключения сервопривода обеспечивает бесперебойную работу системы впрыска, подавая в замкнутом состоянии (свидетельствующем о режиме ХХ), соответствующий сигнал на сервопривод заслонки, выставляя ее на требуемый угол.

Кислородный датчик – датчик, замеряющий уровень кислорода, поддерживает необходимый уровень и соотношение всех компонентов ТВС. Зачастую он устанавливается непосредственно в коллекторе выпускной системы или перед нейтрализатором (каталитическим).

Принцип работы системы моновпрыска

Мозговым центром системы является электронный блок управления, который собирает данные с датчиков и сравнивает их с эталонными значениями, заложенными в память производителем.

Вычислив разницу между фактическими и эталонными значениями, происходит расчет необходимого количества топлива и воздуха для приготовления топливно-воздушной смеси, оптимальной для текущего режима работы ДВС.

На основании этих расчетов определяется момент начала и длительность открытия форсунки, а так же угол и продолжительность открытия дроссельной заслонки.

Далее происходит открытие клапана на форсунке, после чего топливо через сопло под высоким давлением поступает в коллектор и смешивается с воздушной массой. В завершении готовая ТВС поступает в камеры сгорания ДВС.

Подобная схема работы и устройство системы моновпрыска идентично для обеих систем — Opel-Multec и Mono-Jetronic.

В заключение стоит отметить, что на современных автомобилях моновпрыск уже не применяется. Он уступил свое место более экономичным и экологичным системам впрыска.

Фазированный впрыск топлива.

 

 

Дальнейшего повышения точности дозирования впрыскиваемого топлива при малых длительностях впрыска путём уменьшения негативного влияния инерционности электромагнитных топливных форсунок, каждую форсунку стали обслуживать собственным выходным транзистором блока управления двигателем. Такая схема впрыска называется фазированным впрыском или последовательным впрыском топлива. За счёт уменьшения частоты срабатывания форсунки по сравнению с параллельным и попарно-параллельным впрыском в два раза, потребовалось уже более продолжительное открытие форсунки для обеспечения подачи того же количества топлива.

То есть, схема управления форсунками была модернизирована так, что вместо двух коротких впрысков топлива осуществляется один более продолжительный впрыск. Таким образом, замена параллельной схемы впрыска топлива на фазированную позволила заметно повысить точность дозирования впрыскиваемого топлива при малых длительностях впрыска.

  Осциллограммы напряжения сигналов системы управления 4-х цилиндрового 4-х тактного  двигателя, осуществляющей фазированный впрыск топлива, демонстрирующие схему впрыска топлива данной системы.

  1. Осциллограмма напряжения управляющих импульсов топливной  форсункой 1-го цилиндра.
  2. Осциллограмма напряжения управляющих импульсов топливной  форсункой 2-го цилиндра.
  3. Осциллограмма напряжения управляющих импульсов топливной  форсункой 3-го цилиндра.
  4. Осциллограмма напряжения управляющих импульсов топливной  форсункой 4-го цилиндра.
  5. Осциллограмма напряжения выходного сигнала датчика положения / частоты вращения коленчатого вала. За один полный оборот коленвала датчик генерирует 58 импульсов и один пропуск, продолжительность которого соответствует продолжительности двух импульсов. Соответственно, за один полный цикл работы 4-х тактного двигателя (за два оборота коленвала) датчик генерирует такие
    пропуски дважды.
  6. Осциллограмма напряжения выходного сигнала датчика положения распределительного вала (датчика фаз). За два полных оборота коленвала датчик генерирует один импульс.

  7. Импульс синхронизации с моментом зажигания в первом цилиндре. 

     Здесь, впрыск топлива осуществляется тогда, когда обслуживаемый данной форсункой цилиндр находится на такте выпуска отработавших газов, то есть, незадолго до такта впуска. За два полных оборота коленчатого вала двигателя соответствующих одному полному циклу работы четырёхтактного двигателя, каждая форсунка впрыскивает топливо только один раз. То есть, по сравнению с параллельным и попарно-параллельным впрыском, здесь частота срабатывания форсунки уменьшена в два раза. За счёт этого, для обеспечения подачи заданного количества топлива потребовалось более продолжительное открытие форсунки, а за счёт увеличения продолжительности открытого состояния
форсунки уменьшилось негативное влияние инерционности электромагнитных топливных форсунок на точность дозирования топлива. Таким образом, замена попарно-параллельной схемы впрыска топлива на фазированную позволила ещё больше повысить точность дозирования впрыскиваемого топлива при малых длительностях впрыска.

    Для реализации фазированной схемы впрыска топлива потребовались заметные доработки системы управления двигателем, обеспечивающие привязку алгоритма управления форсунками к фазам рабочего цикла цилиндров. По этому, двигатели, оборудованные фазированным впрыском топлива, дополнительно оснащены датчиком положения распределительного вала (датчиком фаз). Кроме того, блок управления такого двигателя потребовалось дооснастить ещё несколькими силовыми транзисторами, для управления каждой форсункой индивидуально. Кроме внесения изменений в блок
управления двигателем, потребовалось применение форсунок с более тонким распылом топлива, так как уменьшилась продолжительность процесса испарения топлива и смешивания его с воздухом. На некоторых двигателях, дополнительно, это позволило использовать режим работы при более бедной смеси (дополнительно потребовалось изменение конструкции впускного коллектора и применение заслонок завихрителей, для формирования вертикальных потоков воздуха в цилиндре).

   Следует заметить, что в момент пуска двигателя блок управления двигателем переключается на параллельную схему впрыска топлива, то есть, включает и выключает все топливные форсунки одновременно до тех пор, пока не распознает сигнал от датчика положения распределительного вала.
Дополнительно применяется асинхронный режим впрыска. В момент, когда водитель очень резко нажимает на педаль акселератора, некоторые блоки управления могут осуществлять впрыскивание дополнительного количества топлива несколькими малыми порциями в цилиндры, которые в данный момент находятся перед или вначале такта впуска.

Осциллограммы напряжения сигнала управления форсункой и сигнала от датчика положения дроссельной заслонки системы фазированного впрыска топлива в момент резкой перегазовки.

4  Осциллограмма напряжения выходного сигнала датчика положения дроссельной заслонки.

Осциллограмма напряжения управляющих импульсов топливной форсункой одного из цилиндров.

    Как видно из приведённым выше осциллограммам, на переходных режимах работы двигателя, в данном примере в момент резкого открытия дроссельной заслонки, система фазированного впрыска топлива может осуществлять дополнительные циклы впрыска топлива, дополнительно обогащая таким образом состав приготовляемой топливовоздушной смеси. Благодаря этому снижается вероятность возникновения пропусков воспламенения топливовоздушной смеси в цилиндрах при работе двигателя на переходных режимах.

    В системах точечного впрыска топлива подавляющего большинства двигателей современных автомобилей реализован именно фазированный впрыск топлива.

Датчики двигателя

— как работают системы впрыска топлива

Чтобы обеспечить правильное количество топлива для каждого рабочего состояния, блок управления двигателем (ECU) должен контролировать огромное количество входных датчиков. Здесь только несколько:

  • Датчик массового расхода воздуха — сообщает ЭБУ массу воздуха, поступающего в двигатель
  • Кислородный датчик (и) — Контролирует количество кислорода в выхлопе, чтобы ЭБУ мог определить, насколько богата или бедна топливная смесь, и соответственно отрегулировать
  • Датчик положения дроссельной заслонки — Контролирует положение дроссельной заслонки (который определяет, сколько воздуха поступает в двигатель), чтобы ЭБУ мог быстро реагировать на изменения, увеличивая или уменьшая расход топлива по мере необходимости
  • Датчик температуры охлаждающей жидкости — Позволяет ЭБУ определять, когда двигатель достиг своей нормальной рабочей температуры
  • Датчик напряжения — Контролирует системное напряжение в автомобиле, чтобы ЭБУ мог повысить скорость холостого хода при падении напряжения (что указывает на высокую электрическую нагрузку)
  • Датчик абсолютного давления в коллекторе — Контролирует давление воздуха во впускном коллекторе
  • Количество всасываемого в двигатель воздуха является хорошим показателем того, сколько энергии он вырабатывает; и чем больше воздуха поступает в двигатель, тем ниже давление в коллекторе, поэтому это показание используется для определения количества производимой энергии.
  • Датчик частоты вращения двигателя — Отслеживает частоту вращения двигателя, которая является одним из факторов, используемых для расчета ширины импульса

Существует два основных типа управления для многопортовых систем : топливные форсунки могут открываться одновременно или каждый может открываться непосредственно перед открытием впускного клапана для своего цилиндра (это называется последовательным многопортовым топливом ). впрыск ).

Преимущество последовательного впрыска топлива состоит в том, что если водитель делает внезапное изменение, система может реагировать быстрее, потому что с момента внесения изменения остается только ждать, пока откроется следующий впускной клапан, а не для следующего полного оборот двигателя.

,

КАК РАБОТАЕТ ЭЛЕКТРОННАЯ ТОПЛИВНАЯ ТОПЛИВА

Электронный впрыск топлива (EFI) заменил карбюраторы еще в середине 1980-х годов в качестве предпочтительного метода подачи воздуха и топлива в двигатели. Основное отличие состоит в том, что карбюратор использует впускной вакуум и перепад давления в трубке Вентури (узкой части горловины карбюратора), чтобы откачивать топливо из топливного бака карбюратора в двигатель, тогда как для впрыска топлива используется давление для распыления топлива непосредственно в двигатель.

С помощью карбюратора воздух и топливо смешиваются вместе, когда двигатель вытягивает воздух через карбюратор.Затем воздушно-топливная смесь проходит через впускной коллектор в цилиндры. Одним из недостатков этого подхода является то, что впускной коллектор является влажным (содержит капли жидкого топлива), поэтому топливо может вытекать в области притока в коллекторе при первом запуске холодного двигателя. Изгибы и повороты впускных направляющих могут также приводить к разделению воздушно-топливной смеси, как будто она течет к цилиндрам, что приводит к неравномерным топливным смесям между цилиндрами. Центральные цилиндры обычно работают немного богаче, чем концевые цилиндры, что затрудняет настройку на пиковую экономию топлива, производительность и выбросы с карбюратором.

ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО ТЕЛА

С впрыском дроссельной заслонки (TBI) один или два инжектора, установленные в корпусе дроссельной заслонки, распыляют топливо во впускной коллектор. Давление топлива создается электрическим топливным насосом (обычно устанавливаемым в топливном баке или рядом с ним), а давление контролируется регулятором, установленным на корпусе дроссельной заслонки. Топливо впрыскивается в двигатель, когда компьютер двигателя подает питание на форсунку (инжекторы), что происходит в виде быстрой серии коротких импульсов, а не непрерывного потока.Это производит жужжание от инжекторов, когда двигатель работает.

Из-за этой установки те же проблемы распределения топлива, которые затрагивают карбюраторы, также затрагивают системы TBI. Однако системы TBI имеют лучшие характеристики холодного запуска, чем карбюратор, потому что они обеспечивают лучшее распыление и не имеют проблемного механизма дросселирования. Система TBI также облегчает электронной системе управления двигателем регулирование топливной смеси, чем карбюратор с электронной обратной связью.Системы впрыска дроссельной заслонки использовались ненадолго в течение 1980-х годов, когда производители автомобилей в США перешли от карбюраторов к впрыску топлива, чтобы соответствовать нормам выбросов. К концу 1980-х большинство систем TBI были заменены системами впрыска топлива Multiport Injection (MPI).

МНОГОПОРТНЫЙ ТОПЛИВНЫЙ ВПРЫСКИ

В системах впрыска MultiPort для каждого цилиндра предусмотрена отдельная топливная форсунка. Преимущество этого подхода заключается в том, что топливо распыляется непосредственно во впускное отверстие головки цилиндров.Поскольку через впускной коллектор проходит только воздух, впускной коллектор остается сухим, и нет проблем с заправкой топливом при холодном двигателе или разделением топлива, что приводит к неравномерным топливным смесям в центральном и концевом цилиндрах. Это позволяет топливной смеси быть более равномерной во всех цилиндрах для лучшей экономии топлива, выбросов и производительности.

Некоторые ранние производственные многопортовые системы впрыска топлива были чисто механическими и датируются 1950-ми годами (например, Corvette с системой впрыска топлива Rochester 1957 года и системы Bosch D-Jetronic и K-Jetronic с их механическими распределителями топлива и инжекторами).Более поздние системы впрыска топлива, такие как системы Bosch L-Jetronic конца 1970-х годов, заменили механические инжекторы на электронные. Сегодня все производственные системы EFI являются полностью электронными с компьютерным управлением и электронными инжекторами.

Большинство систем EFI, которые предлагались в конце 1980-х и начале 1990-х годов, одновременно запускают все форсунки, обычно один раз за каждый оборот коленчатого вала. Более сложные системы последовательного впрыска топлива (SFI), появившиеся позже, запускают каждый инжектор отдельно, как правило, как раз когда впускной клапан открывается.Это позволяет намного более точно контролировать расход топлива, чтобы повысить экономию топлива, производительность и уровень выбросов.

БЕНЗИН ПРЯМОГО ТОПЛИВА

В 2000-х некоторые производители автомобилей начали предлагать новый тип системы впрыска топлива под названием «Бензин с непосредственным впрыском» (GDI). При такой установке отдельный инжектор по-прежнему используется для каждого цилиндра, но инжекторы перемещаются на двигатель, чтобы распылять топливо непосредственно в камеру сгорания, а не впускной канал. Это похоже на дизельный двигатель, который распыляет топливо непосредственно в цилиндр.Преимущество такого подхода заключается в значительном улучшении (на 15-25 процентов!) Экономии топлива и мощности. Однако для этого требуются специальные топливные форсунки высокого давления и гораздо более высокое рабочее давление. Некоторые текущие примеры прямого впрыска топлива включают двигатели VW TDI, двигатели прямого впрыска Mazda, двигатели General Motors EcoTech и двигатели Ford EcoBoost.


ТОПЛИВНЫХ ИНЖЕКТОРОВ ИМПУЛЬСОВ

Относительная насыщенность или обедненность топливной смеси в двигателе с впрыском топлива определяется путем изменения длительности импульсов инжектора (так называемая ширина импульса).Чем длиннее ширина импульса, тем больше объем подаваемого топлива и тем богаче смесь.

Время и продолжительность форсунки контролируются компьютером двигателя. Компьютер использует данные от различных датчиков двигателя, чтобы регулировать дозирование топлива и изменять соотношение воздух / топливо в ответ на изменение условий эксплуатации. Основным датчиком контроля топливной смеси является датчик кислорода. Датчик O2 генерирует сигнал RICH или LEAN, который компьютер двигателя использует для регулировки топливной смеси.Для получения дополнительной информации об управлении топливом с обратной связью и регулировках регулировки топливного бака см. Раздел «Что такое топливная регулировка?».

Компьютер откалиброван с помощью программы подачи топлива, которую лучше всего описать как трехмерную карту. Программа указывает компьютеру, как долго генерировать импульсы инжектора при изменении частоты вращения двигателя и нагрузки. Во время запуска, прогрева, ускорения и увеличения нагрузки на двигатель карта обычно требует более богатой топливной смеси. Когда двигатель движется под небольшой нагрузкой, карта позволяет использовать более жидкую топливную смесь для улучшения экономии топлива.А когда транспортное средство замедляется и на двигателе нет нагрузки, карта может позволить компьютеру на мгновение полностью отключить форсунки.

Программирование, управляющее системой EFI, содержится в микросхеме PROM (Program Read Only Memory) внутри компьютера двигателя. Замена микросхемы PROM может изменить калибровку системы EFI. Иногда это необходимо для обновления заводских настроек или для исправления проблем с управляемостью или выбросами. Микросхема PROM на некоторых автомобилях также может быть заменена микросхемами послепродажного обслуживания для улучшения характеристик двигателя.

На многих автомобилях 1996 года и новее программирование осуществляется на микросхеме EEPROM (электронно-разрабатываемая память только для чтения) компьютера. Это позволяет обновлять или изменять программу путем перепрошивки компьютера. Новое программирование загружается в компьютер через диагностический разъем OBD II с помощью диагностического прибора или инструмента перепрограммирования J2534.

ВХОДЫ ДАТЧИКА ТОПЛИВНОГО ИНЖЕКТОРА

Для электронного впрыска топлива требуются входные сигналы от различных датчиков двигателя, чтобы компьютер мог определять обороты двигателя, нагрузку и условия эксплуатации.Это позволяет компьютеру регулировать топливную смесь по мере необходимости для оптимальной работы двигателя.

Существует два основных типа систем EFI: системы Speed-Density и системы Mass Airflow. Системы плотности скорости, подобные тем, которые установлены во многих двигателях Chrysler и некоторых двигателях GM, фактически не измеряют воздушный поток в двигателе, но оценивают воздушный поток на основе входных сигналов от датчика положения дроссельной заслонки (TPS), датчика абсолютного давления в коллекторе (MAP) и оборотов двигателя. Преимущество такого подхода состоит в том, что для двигателя не требуется дорогой датчик воздушного потока, а на смесь воздуха и топлива меньше влияют небольшие утечки воздуха во впускном коллекторе, вакуумном трубопроводе или корпусе дроссельной заслонки.


Датчик массового расхода воздуха Ford также содержит внутри датчик температуры воздуха на впуске (IAT).

В системах массового расхода воздуха датчик типа воздушного потока определенного типа используется для непосредственного измерения расхода воздуха в двигателе. Это может быть датчик воздушного потока с механическим клапаном, датчик воздушного потока с горячей проволокой или вихревой датчик воздушного потока. Компьютер также использует входные данные от всех своих других датчиков, но в основном использует датчик воздушного потока для управления топливными форсунками.

Система EFI обычно будет работать без сигнала от датчика MAP, но она будет работать плохо, потому что компьютеру приходится полагаться на входы других датчиков для оценки воздушного потока.Общая проблема с датчиками MAF Накапливается грязь или лак на нагретом проводе внутри датчика. Очистка провода MAF внутри датчика очистителем электроники часто восстанавливает нормальную работу и устраняет скудное состояние, вызванное загрязнением датчика воздушного потока.

В обоих типах систем (скорость-плотность и массовый расход воздуха) вход от датчика нагреваемого кислорода (HO2) также является ключевым для поддержания оптимального соотношения воздух / топливо. Датчик кислорода (или датчик воздуха / топлива на многих новых автомобилях) установлен в выпускном коллекторе и отслеживает уровень несгоревшего кислорода в выхлопе в качестве индикатора относительной насыщенности или обедненности топливной смеси.В двигателях V6 и V8 будет отдельный датчик кислорода для каждого ряда цилиндров, а в некоторых прямых шестицилиндровых двигателях (например, BMW) могут быть отдельные датчики кислорода для первых трех цилиндров и последних трех цилиндров. Сигнал обратной связи от датчика кислорода или датчика воздуха / топлива используется компьютером двигателя для постоянной точной настройки топливной смеси для оптимальной экономии топлива и выбросов.

Когда датчик кислорода сообщает компьютеру, что двигатель работает на бедных (более высокий уровень несгоревшего кислорода в выхлопе), компьютер компенсирует это, обогащая топливную смесь (увеличивая ширину импульса форсунок).Если двигатель работает на повышенном уровне (меньше кислорода в выхлопе), компьютер сокращает ширину импульса форсунок, чтобы обеднить топливную смесь.

Ввод данных о положении дроссельной заслонки осуществляется датчиком положения дроссельной заслонки (TPS). Он расположен на стороне корпуса дросселя и использует переменный резистор, который изменяет сопротивление при открытии и закрытии дросселя.

Нагрузка двигателя измеряется датчиком абсолютного давления в коллекторе (MAP). Он может быть установлен на впускном коллекторе или прикреплен к впускному коллектору с помощью вакуумного шланга.

Температура воздуха, поступающего в двигатель, также должна контролироваться, чтобы компенсировать происходящие изменения плотности воздуха (более холодный воздух плотнее, чем горячий воздух). Это контролируется датчиком температуры на входе (IAT) или датчиком температуры воздуха в коллекторе (MAT), который может быть встроен в датчик воздушного потока или установлен отдельно на впускном коллекторе.

Температура охлаждающей жидкости контролируется датчиком температуры охлаждающей жидкости (CTS). Это сообщает компьютеру, когда двигатель холодный и когда он имеет нормальную рабочую температуру.Компьютер должен знать температуру, потому что холодный двигатель требует более богатой топливной смеси при первом запуске. Когда охлаждающая жидкость достигает определенной температуры, двигатель переходит в режим замкнутого контура, что означает, что он начинает использовать входные сигналы от датчиков кислорода для точной настройки топливной смеси. Когда он работает в разомкнутом контуре (когда он холодный или нет сигнала от датчика охлаждающей жидкости), топливная смесь фиксируется и не изменяется.

Неисправные входные сигналы от любого из датчиков двигателя могут вызвать проблемы с управляемостью, выбросами или производительностью.При многих проблемах с датчиком будет установлен диагностический код неисправности (DTC) и загорится индикатор проверки двигателя. Чтение кодов с помощью диагностического прибора поможет вам диагностировать проблему.


EFI корпус дроссельной заслонки.

РЕГУЛЯТОР СКОРОСТИ ТОПЛИВА ТОПЛИВА

Число оборотов холостого хода на двигателях с впрыском топлива контролируется компьютером через цепь обвода холостого хода воздуха на корпусе дроссельной заслонки. Небольшой электродвигатель или соленоид используется для открытия и закрытия перепускного отверстия.Чем больше отверстие, тем больше объем воздуха, который может обойти дроссельные заслонки, и тем выше скорость холостого хода.

На более новых автомобилях с электронным управлением дроссельной заслонкой компьютер также контролирует открытие дроссельной заслонки, когда водитель нажимает на педаль газа. Датчики положения в педали газа сигнализируют компьютеру, насколько далеко открыта дроссельная заслонка.

Проблемы холостого хода в системах EFI могут быть вызваны отложениями лака и грязи в цепи управления холостым ходом корпуса дроссельной заслонки.Очистка корпуса дроссельной заслонки Очиститель корпуса дроссельной заслонки часто может решить проблемы холостого хода (следуйте инструкциям на изделии). Проблемы на холостом ходу также могут быть вызваны утечками воздуха между датчик воздушного потока и дроссельной заслонки, корпус дроссельной заслонки и впускной коллектор, а также впускной коллектор и головки (и) цилиндров, или в системах PCV или EGR, или вакуумные шланги.


В большинстве систем EFI напряжение подается непосредственно на инжекторы, и PCM подает питание на инжектор, заземляя цепь.

ИНЖЕКТОРОВ

Топливная форсунка — это не что иное, как подпружиненный электромагнитный клапан. Когда на компьютер подается питание, электромагнитный клапан открывает клапан. Это позволяет топливу распыляться из форсунки в двигатель. Когда компьютер прерывает цепь, которая питает инжектор, клапан внутри инжектора закрывается и подача топлива прекращается.

Общее количество подаваемого топлива контролируется путем очень быстрого включения и выключения напряжения форсунки.Чем длиннее ширина импульса, тем больше объем подаваемого топлива и тем богаче топливная смесь. Уменьшение длительности импульса сигнала инжектора уменьшает объем подаваемого топлива и вымывает смесь.

Грязные топливные форсунки являются распространенной проблемой. Накопление отложений топливного лака внутри наконечника форсунки распылителя может ограничить подачу топлива и помешать созданию хорошего рисунка распыления. Это может вызвать плохое состояние топлива и пропуски зажигания.Очистка инжекторов очистителем впрыска топлива или снятие инжекторов и очистка их на машине для очистки топливных инжекторов обычно могут восстановить нормальную работу. Использование бензина верхнего уровня, который содержит достаточное количество очистителя инжектора, также может предотвратить образование отложений лака.


Регулятор давления топлива обычно устанавливается на топливной рампе, которая питает инжекторы.

КОНТРОЛЬ ДАВЛЕНИЯ ТОПЛИВА

Еще один важный фактор, который помогает определить, сколько топлива подается через инжектор, когда он импульсный, и это давление топлива позади него.Чем выше давление за инжектором, тем больший объем топлива будет распыляться из инжектора при его открытии.

Давление топлива создается электрическим топливным насосом высокого давления, обычно устанавливаемым внутри или рядом с топливным баком. Выходное давление насоса может варьироваться от 8 до 80 фунтов. в зависимости от приложения. Насос обычно имеет клапан давления для сброса избыточного давления и обратный клапан для поддержания давления в системе при выключенном зажигании.

В многопортовой системе EFI перепад давления между топливом за инжекторами и вакуумом или давлением во впускном коллекторе является постоянно меняющейся переменной.При небольшой нагрузке или на холостом ходу во впускном коллекторе существует относительно высокий вакуум. Это означает, что для распыления заданного объема топлива через инжектор требуется меньшее давление топлива. Под большой нагрузкой вакуум двигателя падает почти до нуля. В этих условиях требуется большее давление для подачи того же количества топлива через инжектор. А в двигателях с турбонаддувом разрежение в коллекторе может составлять от 8 до 14 фунтов. положительного давления, когда турбо-буст вступает в игру. Еще большее давление топлива требуется для нагнетания того же количества топлива через инжектор.

В многопортовой системе EFI должно быть предусмотрено средство регулирования давления топлива в соответствии с вакуумом двигателя, чтобы поддерживать одинаковый перепад относительного давления между топливной системой и впускным коллектором. Это делается регулятором давления топлива. Регулятор установлен на топливной рампе, которая питает инжекторы. В безвозвратных системах EFI регулятор является частью узла топливного насоса внутри топливного бака.

Регулятор давления топлива имеет простую вакуумную мембрану с пружинным управлением и вакуумным соединением с впускным коллектором.Регулятор снижает давление топлива при небольшой нагрузке и увеличивает его при большой нагрузке или в условиях наддува. Избыточное давление топлива шунтируется через перепускной канал обратно в топливный бак для поддержания желаемого перепада давления. Большинство систем откалиброваны для поддержания перепада давления где-то между 40 и 55 фунтов на квадратный дюйм.

В более старых системах TBI регулятор имеет более простую работу, потому что инжекторы установлены над дроссельными плитами. Поскольку вакуум / наддув двигателя не влияет на подачу топлива из инжектора в систему TBI, регулятор должен поддерживать только равномерное давление.В приложениях General Motors TBI регулятор давления откалиброван, чтобы поддерживать приблизительно 10 фунтов на квадратный дюйм в топливной системе, но большинство других работает около 40 фунтов на квадратный дюйм.

Низкое давление топлива приведет к снижению производительности двигателя, возможному пропаданию зажигания и может помешать запуску двигателя. Низкое давление топлива может быть вызвано слабым топливным насосом (изношенный насос или низкое напряжение на насосе, из-за которого он работал медленно), ограничениями в топливной магистрали, закупоренным топливным фильтром или негерметичным регулятором давления топлива.Давление топлива ДОЛЖНО соответствовать техническим характеристикам для правильной работы двигателя. Давление топлива можно проверить с помощью манометра, подключенного к сервисному клапану на топливной рампе, или подать в топливопровод.


Нажмите здесь, чтобы загрузить или распечатать эту статью.






fuel injection Еще статьи о впрыске топлива:

Тест самопроверки впрыска топлива (скачать или распечатать файл PDF)

Соотношение воздух / топливо

Диагностика впрыска топлива

Проблемы с впрыском топлива

Как впрыск топлива влияет на выбросы

Впрыск топлива: диагностика безвозвратного EFI

Что такое топливная накладка?

Что такое прямой впрыск бензина (GDI)?

Впускные клапаны в бензиновых двигателях с прямым впрыском

Топливные форсунки (очистка)

Топливные форсунки (устранение неисправностей)

Диагностика топливного насоса

Советы по диагностике топливного насоса от Carter

Топливный насос (как заменить насос топливного бака)

Топливный насос (электрический)

Топливные фильтры

Toyota Fuel Injection

Системы впуска холодного воздуха

Датчик EFI Статьи по теме:
Осмысление датчиков двигателя

Датчики температуры воздуха

Датчики охлаждающей жидкости

Датчики положения коленчатого вала CKP

Общие сведения о кислородных (O2) датчиках

Расположение кислородных датчиков

Широкий коэффициент Датчики воздушного топлива (WRAF)

M0002

9000 Датчики расхода воздуха MAF

Vane Датчики расхода воздуха VAF

Датчики положения дроссельной заслонки

Общие сведения о системах управления двигателем

.
Высококачественный датчик давления в топливной рампе 5PP4 24 | |

Примечание Обратите внимание:

Пожалуйста, проверьте изображение продукта и номер детали, прежде чем заказать его.

Если вы не уверены, пожалуйста, свяжитесь с нами, прежде чем заказать его,

, в противном случае мы не вернем вам деньги, если вы сделаете неправильный заказ, большое спасибо!

1. Гарантия: Да

Oem: 5PP4-24

Срок поставки: от 3 до 30 дней (в зависимости от вашего количества)

Особенности и преимущества: Высокое качество!

1111

1.ДОСТАВКА ПО ВСЕМУ МИРУ. (За исключением некоторых стран и APO / FPO)

2. Заказы обрабатываются своевременно после подтверждения платежа.

3. Мы только грузим к адресам подтвержденного заказа. Ваш заказ адрес должен совпадать с вашим адресом доставки

shipment

* Вышеуказанное время доставки указано только для справки, сезон покупок, плохая погода могут стать причиной задержки.

* Авиапочта в страны Восточной Европы, страны Южной Америки может занять более 60 дней.

5

1.Большое спасибо за выбор AIKAEN, мы предоставляем 7 дней возврата.

2. Мы проверим каждый продукт перед отправкой, однако некоторые могут получить повреждения во время транспортировки. Если есть какие-либо проблемы с качеством, пожалуйста, свяжитесь с нами в течение 7 дней после получения. Мы решим проблему.

3. По любой причине, которую вы хотите вернуть, пожалуйста, свяжитесь с нами сначала через 7 дней после получения, и сохраните продукты в оригинале, при возврате, пожалуйста, оплатите стоимость доставки, мы сделаем все возможное, чтобы помочь вам, спасибо.

4. Ваше удовлетворение и положительные отзывы очень важны для нас, пожалуйста, оставьте положительный отзыв и 5 звезд, если вы удовлетворены нашими продуктами и услугами.

По любой причине, если вы разочарованы, пожалуйста, не оставляйте напрямую отрицательный отзыв, просто свяжитесь с нами, мы сделаем все возможное, чтобы вы остались довольны.

1111 (2)

.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о