Устройство автомобилей




Системы питания инжекторных двигателей




Объединенные системы впрыска топлива и зажигания

На современных автомобилях внедрение электроники в управление системами зажигания и питания привело к созданию объединенного, или центрального, электронного управления двигателем. Объединенное электронное устройство называют микроЭВМ, микропроцессором или контроллером. Иногда такие системы управления двигателем сокращенно называют МСУАД (микропроцессорная система управления автомобильным двигателем).
Системы объединенного электронного управления впрыском (смесеобразованием) и зажиганием имеют следующие достоинства:

  • совмещение функций агрегатов и датчиков, позволяющее сократить их количество;
  • совместная оптимизация процессов зажигания и смесеобразования, при этом улучшаются характеристики крутящего момента, расхода топлива, состава отработавших газов, облегчается пуск и подогрев холодного двигателя;
  • возможность автоматизации управления автоматической коробкой передач, противобуксовочной системой ведущих колес, антиблокировочной тормозной системой, кондиционером, противоугонным устройством и др.
объединенная система управления впрыском и зажиганием

На рис. 1 показана функциональная схема электронной системы управления двигателем и ее составные части. В микроЭВМ 14 от датчиков поступают аналоговые сигналы 1-11, т. е. не непосредственные значения температуры, давления и других показателей, а их электрические аналоги с изменяющимися параметрами (напряжением, силой тока и др.).
Далее аналоговые сигналы в аналого-цифровом преобразователе 15 превращаются в цифровую информацию и поступают в микропроцессор 18, который анализирует полученную информацию по программе, заложенной в блоке 17 постоянной памяти с использованием блока 16 оперативной памяти.
Так как выходные сигналы микроЭВМ из-за их малой мощности не могут быть использованы для непосредственного управления зажиганием, топливными форсунками и насосом, они усиливаются в каскадах усиления 19 и 22 и превращаются в команды (электрические сигналы), управляющие системами питания и зажигания.

Одной из таких наиболее простых и дешевых является система Mono-Motronic, которая объединяет электронные устройства смесеобразования и зажигания. В систему Mono-Motronic могут быть включены различные системы впрыска, например Mono-Jetronic, K-Jetronic, L-Jetronic и др. Ее устанавливают на двигателях небольшого рабочего объема автомобилей малого и особо малого класса.
В системах Mono-Motronic, в отличие от более сложных систем, основные сигналы зависят от положения дроссельной заслонки и частоты вращения коленчатого вала двигателя.
Кроме того, учитываются сигналы от кислородного датчика, а также датчика температуры охлаждающей жидкости и всасываемого воздуха.




Рассчитанное микроЭВМ требуемое количество топлива посредством центральной электромагнитной форсунки периодически впрыскивается над дроссельной заслонкой и смешивается с воздухом. С учетом этих же данных, но по другой программе управляющие импульсы подаются на катушку зажигания.
Система способна учитывать износ цилиндропоршневой группы двигателя (падение компрессии) и изменение атмосферного давления.
Если датчики начинают подавать ошибочные сигналы. Информация об этом накапливается в памяти микроЭВМ и во время технического обслуживания считывается диагностическим тестером, что позволяет быстро определить источник неисправности.

Цифровые системы управления двигателем объединяют (интегрируют) в себе системы распределенного впрыска топлива и зажигания, которые управляются одним контроллером, представляющим собой специализированную цифровую микроЭВМ.
Единый для систем распределенного впрыска и зажигания контроллер вычисляет оптимальные углы опережения зажигания в зависимости от сигналов, выдаваемых датчиками.

Количество впрыскиваемого топлива определяется контроллером в зависимости от информации, выдаваемой датчиками, измеряющими следующие параметры:

  • объем и температуру всасываемого воздуха;
  • частоту вращения коленчатого вала двигателя;
  • нагрузку двигателя;
  • температуру охлаждающей жидкости.

Основным параметром, определяющим дозировку топлива, является объем всасываемого воздуха, измеряемый расходомером воздуха. Поступающий воздушный поток отклоняет измерительную заслонку на определенный угол, который преобразуется потенциометром в электрический сигнал, выдаваемый на контроллер.
Контроллер определяет количество топлива, необходимое в данный момент для работы двигателя, и выдает на электромагнитные форсунки импульсы времени (начала и продолжительности) подачи топлива.

Частота вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу поддерживается постоянной с помощью выключателя (потенциометра) дроссельной заслонки.
Значения углов опережения зажигания, заложенные в запоминающее устройство (блок памяти) контроллера, сравниваются с действительными значениями и соответствующим образом корректируются, что позволяет исключить нарушения режима работы двигателя в результате механического износа деталей, появления негерметичности впускного тракта, изменения компрессии и т. п.

Как только частота вращения коленчатого вала двигателя достигает максимально допустимого значения, по команде контроллера подача топлива к форсункам прерывается. В начальный момент пуска холодного двигателя в цилиндры впрыскивается увеличенное количество топлива.
Впрыск происходит три раза в каждую группу цилиндров (первый-третий-пятый и второй-четвертый-шестой для шестицилиндровых двигателей или первый-четвертый и второй-третий – для четырехцилиндровых двигателей) на первых трех оборотах коленчатого вала.
Степень обогащения горючей смеси определяется температурой охлаждающей жидкости.

***

Система питания двигателя ВАЗ-2111