Система бензинового двигателя. Инжектор

    Переход от классических карбюраторных двигателей к инжекторам произошёл в основном из-за возрастания требований к чистоте  выхлопа (выпускных газов), и установке  современных нейтрализаторов выхлопных  газов (каталитических конвертеров или просто катализаторов).  

    Именно  система впрыска топлива, контролируемая программой блока управления, способна обеспечить постоянство состава выхлопных газов, идущих в катализатор. Постоянство же состава необходимо для нормальной работы катализатора, так как современный катализатор способен работать лишь в узком диапазоне данного состава, и требует строго определённого содержания кислорода. Именно поэтому в тех системах управления, где установлен катализатор, обязательным элементом является лямбда-зонд, он же кислородный датчик. Благодаря лямбда-зонду система управления, постоянно анализируя содержание кислорода в выхлопных газах, поддерживает точное соотношение кислорода, недоокисленных продуктов сгорания топлива, и оксидов азота, которое способен обезвредить катализатор.

    Дело  в том, что современный катализатор  вынужден не только окислять не полностью  сгоревшие в двигателе остатки углеводородов и угарный газ, но и восстанавливать оксиды азота, а это — процесс, идущий совершенно в другом (с точки зрения химии) направлении. Желательно также ещё раз окислять окончательно весь поток газов. Это возможно лишь в пределах так называемого «каталитического окна», то есть узкого диапазона соотношения топлива и воздуха, когда катализатор способен выполнить свои функции. Соотношение топлива и воздуха в данном случае составляет примерно 1:14,7 по весу (зависит также от соотношения С к Н в безине), и удерживается в коридоре приблизительно плюс-минус 5 %. Так как одной из труднейших задач является удержание нормативов по оксидам азота, дополнительно необходимо снижать интенсивность их синтеза в камере сгорания. Делается это в основном снижением температуры процесса горения с помощью добавления определённого количества выхлопных газов в камеру сгорания на некоторых критичных режимах (Система рециркуляции выхлопных газов). 
 

5. Основные  вспомогательные  системы бензинового  двигателя Системы, специфические для бензиновых двигателей

 

• Система зажигания — обеспечивает поджиг топлива в нужный момент. Она может быть контактной, бесконтактной или микропроцессорной. Контактная система включает в себя: распределитель-прерыватель, катушку, выключатель зажигания, свечи. Бесконтактная система включает то же самое оборудование, только вместо прерывателя стоит датчик Холла или индукционный датчик. Микропроцессорная система зажигания управляется специальным блоком-компьютером, она включает в себя датчик положения коленвала, блок управления зажиганием, коммутатор, катушки, свечи, датчик температуры двигателя. У инжекторного двигателя к этой системе добавляются датчик положения дроссельной заслонки и датчик массового расхода воздуха.
• Система приготовления топливовоздушной смеси — карбюратор или же инжекторная система

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6. Инжектор. Инжекторная система подачи топлива

6. 1. Устройство инжекторного двигателя

    Инжектор (фр. injecteur, от лат. injicio — вбрасываю),

1. Струйный насос для нагнетания газа или жидкости в резервуары, напр., питательной воды в паровой котел (См. паровой инжектор).
2. Ускоритель (обычно линейный) для ввода заряженных частиц в основной ускоритель. Энергия, сообщаемая частицам в инжекторе, должна превышать минимальную, необходимую для начала работы основного ускорителя.
3. форсунка - механический распылитель жидкости или газа, топлива(в двигателях), а также система впрыска топлива бензинового ДВС (см. Инжекторная система подачи топлива)

Инжекторная система подачи топлива — система подачи топлива, устанавливаемая на современных бензиновых двигателях взамен устаревшей карбюраторной системы. Двигатели, имеющие такую систему, называют инжекторными двигателями.

    В инжекторной системе впрыск топлива в воздушный поток осуществляется специальными форсунками — инжекторами. В зависимости от их количества и расположения системы впрыска делятся на:

• Моновпрыск или центральный впрыск — одна форсунка на все цилиндры, расположенная на месте карбюратора (во впускном коллекторе). В современных двигателях не встречается.
• Распределённый впрыск — каждый цилиндр обслуживается отдельной изолированной форсункой во впускном коллекторе.

    В свою очередь распределённый впрыск бывает

• Одновременным - все форсунки открываются одновременно.
• Попарно-параллельный - форсунки открываются парами, причём одна форсунка открывается непосредственно перед циклом впуска, а вторая перед тактом выпуска. В связи с тем, что за попадание топливо-воздушной смеси в цилиндры отвечают клапаны, это не оказывает сильного влияния. В современных моторах используется фазированный впрыск, попарно-параллельный используется только в момент запуска двигателя и в аварийном режиме при поломке Датчика Положения Распределительного Вала ДПРВ (Фазы).
• Фазированный впрыск - каждая форсунка управляется отдельно, и открывается непосредственно перед тактом впуска.
• Прямой впрыск — форсунки расположены непосредственно возле цилиндров и впрыск топлива происходит непосредственно в него.

    По  методу управления:

• Механический;
• Электронный — решение о времени и длительности открытия форсунок принимает микроконтроллер, основываясь на данных, поступающих от датчиков.

    В контроллер (ВАЗ 2111) поступает следующая информация.

• о положении и частоте вращения коленчатого вала,
• о массовом расходе воздуха двигателем,
• о температуре охлаждающей жидкости,
• о положении дроссельной заслонки,

• о содержании кислорода в отработавших газах (в системе с обратной связью),

• о наличии детонации в двигателе,
• о напряжении в бортовой сети автомобиля,
• о скорости автомобиля,
• о положении распределительного вала (в системе с последовательным распределенным впрыском топлива),
• о запросе на включение кондиционера (если он установлен на автомобиле)

    На  основе полученной информации контроллер управляет следующими системами  и приборами:

• топливоподачей (форсунками и электробензонасосом),
• системой зажигания,
• регулятором холостого хода,
• адсорбером системы улавливания паров бензина (если эта система есть на автомобиле),
• вентилятором системы охлаждения двигателя,
• муфтой компрессора кондиционера (если он есть на автомобиле),
• системой диагностики.

    Изменение параметров электронного впрыска может происходить буквально «на лету», так как управление осуществляется программно, и может учитывать практически большое число программных функций и данных с датчиков. Также современные системы электронного впрыска способны адаптировать программу работы под конкретный экземпляр мотора, под стиль вождения и т. п. 
 
 
 
 
 
 

6. 2. Системы впрыска бензиновых двигателей

    Принцип работы системы впрыска бензиновых двигателей состоит в следующем (рис. 35).

    

      В топливном баке находится  электрический бензонасос-, всасывающий топливо и подающий его через топливный фильтр в распределитель впрыска, где установлен регулятор давления. Затем бензин поступает во впрыскивающий клапан к форсункам. Воздухомер отмеряет нужное количество воздуха, которое всасывается двигателем через воздушный фильтр и общую всасывающую трубу. В корпусе воздухомера имеется заслонка, которая отклоняется и удерживается в определенном положении проходящим воздушным потоком. Специальный датчик передает информацию о ее положении. 
 

    Время впрыска и количество впрыскиваемого топлива определяются прибором электронного управления, который передает команду на распределитель впрыска. При этом обогащение смеси и количество впрыскиваемого горючего всегда оптимальны. Кроме того, система электронного впрыска управляет отключением топлива при движении накатом. В случае выхода из строя электроники устройство KE-Jetronic работает механически.

      Коллектор вмещает 20 мл бензина,  который благодаря мембране находится  под давлением, не образовывая  пузырьков пара. Клапан холодного запуска впрыскивает дополнительное количество топлива при запуске холодного двигателя. Датчик положения дроссельной заслонки при достижении максимального числа оборотов, а также в режиме движения накатом прерывает контакт и регулятор давления останавливает подачу топлива. Клапанные форсунки издают равномерный стук, который легко отличается от посторонних шумов в случае появления какой-либо неисправности.

      Запускать автомобиль с электронной  системой впрыска топлива можно  только при надежно подсоединенном и действующем аккумуляторе или от кабеля вспомогательного старта. При работающем двигателе аккумулятор отсоединять нельзя. Необходимо проверить систему зажигания и свечи, которые должны быть исправными.

      Электронный прибор управления  не рекомендуется подвергать разогреву свыше 80°С. При включенном зажигании нельзя вынимать штепсельное соединение прибора управления.

      Техническое состояние систем  впрыска бензиновых двигателей  проверяют специальными диагностическими  приборами — мультиметрами, сканерами и другими. Мультиметры (тестеры) имеют высокое входное сопротивление и следующие пределы измерений: 0–20 В, 0–200 Ом, 0–20 кОм. Мультиметры могут быть аналоговыми и цифровыми. 

    Сканеры, или сканирующие приборы, дают наиболее достоверную информацию о техническом состоянии системы впрыска. Сканеры являются портативными компьютерными тестерами, служащими для диагностирования различных электронных систем управления посредством считывания цифровой информации с диагностического разъема автомобиля. В России часто применяют сканеры фирмы «Бош» и российские сканеры ДСТ-2.

      В комплект сканера входят  сам сканер, сменные картриджи  и соединительные кабели, предназначенные  для присоединения к диагностическому  разъему проверяемого авто­мобиля.  Сканеры имеют несколько режимов работы. В режиме «Ошибки» на экране высвечиваются цифровые коды той или иной неисправности, хранящиеся в памяти контроллера автомобиля. Режим «Параметры» оценивает работу двигателя при движении автомобиля: напряжение в бортовой сети, детонацию, частоту вращения коленчатого вала, состав смеси, ско-рость движения и др. Чтобы просмотреть измерения параметров работы двигателя в динамике, имеется режим «Сбор данных».

      Сканер KST—500 фирмы «Бош» и некоторые  другие сканеры для наблюдения  процессов работы системы впрыска и других систем автомобиля в динамике могут выдавать графическое изображение сигналов на экране, что позволяет наблюдать их визуально. При проверке системы впрыска автомобиля возможности сканеров определяются диагностическими функциями блока управления данного автомобиля, однако, как правило, все сканеры считывают и стирают коды отказов, выводят цифровые параметры в реальном масштабе времени, управляют некоторыми исполнительными механизмами, например форсунками, соленоидами, реле. При диагностировании систем впрыска применяют имитаторы сигналов отдельных датчиков (температуры охлаждающей жидкости, положения дроссельной заслонки и др.), например, Lucas Pulse Tester YW 33306, передающих сигналы в блок управления.