Автомобілі ЧКТКТ

 

Система впорскування палива




ЛЕКЦІЯ  № 15,16 (4 год.) 

 

ТЕМА: Система впорскування палива

 

МЕТА:  

навчальна: вивчити загальну будову  та принцип роботи системи живлення дизельних двигунів

розвиваюча:  розширити знаня матеріалу для різних моделей автомобілів

виховна: виховати повагу та розуміння важливості знань вивченого матеріалу  

 

ОБЛАДНАННЯ: схеми, плакати, макети, стенд.

 

ПЛАН

1 Загальна будова призначення системи впорскування палива

2 Принцип роботи системи впорскування палива

3 Система впорскування К- Jetronіс

4 Система впорскування КЕ- Jetronіс , Моnо- Jetronіс  система Ореl-Мultec 

 

ЗМІСТ ЛЕКЦІЇ

 

1 Загальна будова призначення системи впорскування палива 

Система вприскування палива встановлюється на всі сучасні автомобілі. Дана система витісняла карбюраторну систему за рахунок ряду переваг. На відміну від карбюратора, в інжекторної системі упорскування подача палива в циліндри двигуна здійснюється за рахунок форсунок, які управляються електронним блоком управління. Завдяки цьому, змінити параметри можна буквально за лічені секунди. Саме тому, шляхом доробок і перепрограмування електронного блоку управління, система уприскування палива може встановлюватися на будь-який сучасний двигун.

Переваги інжекторної системи впорсування палива

 У порівнянні з карбюраторною, інжекторний система уприскування палива має ряд незаперечних переваг. По-перше, завдяки "розумній електроніці", досягається точне дозування суміші, яка дуже близька по складу з стехіометричної. Через це, забезпечуються найкращі динамічні показники, що позитивно позначається на потужностних показниках автомобіля, а також впливає на зниження споживання бензину. По-друге, електронна система упорскування сприяють підтримці строгих екологічних норм з викидів шкідливих речовин в атмосферу. Адже саме через дотримання сучасних норм екологічності, всі сучасні виробники автомобілів відмовилися від карбюраторів на користь електроніки.

Недоліки інжекторної системи впорсування палива

 Але не варто забувати, що система уприскування палива має також і недоліки. Серед них можна відзначити: високе вимогу до заправляється палива (майже всі сучасні інжекторні двигуни "їдять" бензин марок АИ-92 і АІ-95), а також велика вартість ремонтних робіт, які можна проводити лише при наявності дорогого спеціалізованого обладнання (в гаражі не відремонтуєшь).

Системи імпульсного вприскування палива

 Всі дані системи визначають кількість палива для двигуна з допомогою електронного блоку управління (ЕБУ), що стежить за інтервалами часу, протягом яких паливні форсунки відкриті. На відміну від безперервних систем, де інжектори відкриті і паливо тече з моменту запуску двигуна, імпульсні інжектори відкриті тільки на час подачі палива у двигун. Головні деталі імпульсних систем - вимірювач повітряного потоку, електронний пристрій управління та паливні форсунки. Див малюнок

 

 

Рисунок 2.19 – Загальна схема системи впорскування палива

 В системі імпульсного упорскування все повітря, що входить в двигун, спочатку прокачується через вимірювач повітряного потоку (ІВП). ІВП відміряє кількість повітря, яке визначається за навантаженням двигуна, і перетворює цей вимір в електричний сигнал, що йде до ЕБУ. Блок управління використовує вхідні сигнали про повітряному потоці і частоті обертання двигуна, і по них обчислює кількість палива, необхідний для утворення оптимальної суміші, потім електричним способом відкриває інжектори у впускному каналі кожного циліндра, щоб впорснути відповідну кількість палива в повітряний потік. Час впорскування визначається ЕБУ по частоті обертання коленвала. Головний паливний насос забезпечує систему паливом під тиском.

 Імпульсні системи BOSCH використовують також багато додаткових датчиків, які контролюють експлуатаційні умови двигуна. ЕБУ контролює сигнали цих датчиків і збільшує час відкриття інжектора або зменшує кількість палива, що підводиться для створення кращої суміші при різних станах.

Впорскувальні паливні системи класифікують за різними ознаками. За місцем підведення палива розрізняють: • центральне одноточкове впорскування; • розподілене впорскування; • безпосереднє впорскування в циліндри. За способом подавання палива впорскування буває: • неперервним; • переривчастим. Крім того, ці системи розрізняють за типом механізмів, що дозують паливо: • з плунжерними насосами; • з розподільниками; • з форсунками; • з регуляторами тиску. Регулювання кількості суміш і може бути: • пневматичним; • механічним; • електронним. Регу­лювання складу суміші може здійснюватися за: • розрідженням у впускній системі; • кутом повороту дросельної заслінки; • витратою повітря.

Впорскування дає змогу точніше розподілити паливо в циліндрах. У разі розподіленого впорскування склад суміші в різних циліндрах відрізняється тільки на 6 .7 %, а в разі живлення від карбюратора — на 11 .17 %.

Завдяки відсутності додаткового опору потокові повітря на впуску у вигляді карбюратора з дифузором, а отже, більш високому коефіцієнту наповнення циліндрів, можна дістати вищу літрову потужність двигуна.

Впорскування дає змогу використовувати більше перекриття клапанів для кращого продування камери згоряння чистим повітрям, а не сумішшю. Внаслідок кращого продування й більшої рівномірності складу суміші в циліндрах знижується температура стінок циліндрів, днищ поршнів і випускних клапанів, що, своєю чергою, дає змогу зменшити потрібне октанове число палива на 2 .З од., тобто підвищити ступінь стискання без загрози детонації. Крім того, знижується утворення оксидів азоту під час згоряння палива, поліпшуються умови мащення дзеркала циліндра.

Проте, як і в карбюраторному двигуні, треба, щоб склад суміші в процесі впорскування палива узгоджувався з режимом роботи двигуна (пуск, холостий хід, малі й максимальні навантаження); в разі різкого відкриття дросельної заслінки має забезпечуватися збагачення суміші.

 

 

2 Принцип роботи системи впорскування палива 

Паливо під тиском надходить до форсунок, установлених перед впускними клапанами у впускному колекторі. Форсунки неперервно розпилюють паливо, тиск якого (витрата) залежить від навантаження двигуна (розрідження у впускному колекторі) та температури охолодної рідини.

Кількість повітря, що підводиться, постійно вимірюється витратоміром, а кількість упорскуваного палива строго пропорційна (1:14,7) кількості повітря, яке надходить, і регулюється дозатором-розподільником палива. Дозатор-розподільник, або регулятор складу й кількості робочої суміші, складається з регулятора кількості палива й витратоміра повітря. Кількість палива регулюється розподільником, що керується витратоміром повітря та регулятором керуючого тиску. Своєю чергою, дія регулятора керуючого тиску визначається розрідженням у впускному трубопроводі, а також температурою рідини в системі охолодження двигуна.

 

 

3 Система впорскування К- Jetronіс

Система «K-Jetronic» фірми BOSCH — це механічна система постійного впорскування палива.

 

Рисунок 2.20 – Система  «K-Jetronic»


Механічна система витратомір  повітря — дозатор-розподільник і забезпечує тільки відповідність переміщень напірного диска та плунжера розподільника. П

Із дозатора-розподільника паливо каналами Е подається до форсунок упорскування 6 (див. рис. 6). Переміщення напірного диска спричинює переміщення плунжера розподільника (напрями перемі­щеня показано стрілками). Взаємозв'язок переміщень і диференціальні канали забезпечують певне співвідношення повітря її бензину в робочій суміші. Для забезпечення відповідності складу робочої суміші режиму роботи двигуна в системі впорскування з бо-і v верхньої частини плунжера (див. рис. 6) в розподільник каналом С підводиться керуючий тиск, який визначається регулятором 5 і залежить від режиму роботи двигуна. В разі збільшення тиску опір переміщенню плунжера зростає — суміш збіднюється, а в разі змен­шення, навпаки, опір переміщенню плунжера спадає — суміш збага­чується.роте, якщо трубка Вентурі забезпечує лінійну залежність переміщення напірного диска від витрати повітря, то найпростіший за формою плунжера розподільник такої залежності між переміщенням плунжера та витратою бензину вже не дає. Тому застосовано систему диференціальних клапанів.

 

 

 

 

4 Система впорскування КЕ- Jetronіс , Моnо- Jetronіс  система Ореlultec 

Рисунок 2.21 – Система «КЕ - Jetronic»

 

«КЕ - Jetronic» — це механічна система постійного впорскування палива, подібна до системи «К- Jetronic», але з електронним блоком керування (Е- Jetronic). Регулятор керуючого тиску замінено елект рогідравлічним регулятором. Крім того, система має потенціометр (реостатний датчик), установлений на важелі витратоміра повітря, й вимикач положення дросельної заслінки.

Потенціометр передає електричними сигналами в електронний блок керування інформацію про положення напірного диска витра­томіра повітря. Положення напірного диска визначається витратою повітря (розрідженням у впускному трубопроводі, положенням дро­сельної заслінки, навантаженням двигуна).

Вимикач положення дросельної заслінки може інформувати електронний блок керування про: крайні положення дросельної за­слінки — повністю відкрита чи закрита (в цьому разі вимикач нази­вається кінцевим); всі положення дросельної заслінки; всі положен­ня та швидкості її відкривання й закривання.

Система «КЕ - Jetronic» складніша порівняно з «К - Jetronic» але дає змогу краще оптимізувати дозування палива.

Принцип дії, головна дозувальна система та система холостого хо­ду. Паливо під тиском надходить до форсунок 12 (рис. 2.76), установ­лених перед впускними клапанами. Форсунки розпилюють паливо, кількість якого визначається його тиском залежно від навантаження (розрідження у впускному колекторі) та температури охолодної рі­дини.

Регулювання кількості палива забезпечується дозатором-роз-подільником 8, що керується витратоміром повітря 7 та електрогід­равлічним регулятором керуючого тиску 9. Останнім керує елек­тронний блок Юза сигналами датчика температури охолодної ріди­ни 15 двигуна, вимикача положення дросельної заслінки 6 і датчика частоти обертання колінчастого вала двигуна (датчика початку відлі­ку). На рис. 2.73 умовно показано, що сигнали (імпульси) частоти обертання беруться від датчика-розподільника запалювання. Як за­значалося вище, ці сигнали можуть братися також від котушки запа­лювання або від комутатора. Для цього застосовуються індуктивні датчики, які закріплюються на картері маховика, а їхня «чутлива» частина розташовується над зубчастим вінцем маховика. Коли зуб проходить повз датчик, в його обмотці генерується ЕРС.

Система впорскування (див. рис. 2.76) працює так. Електрона­сос 2 забирає паливо з бака й подає його під тиском до дозатора-роз-подільника палива 8 крізь паливний фільтр 4 та нагромаджувач 3. Паливо надходить у верхні камери диференціальних клапанів доза-тора-розподільника під тиском, що змінюється регулятором 16 за­лежно від положення плунжера розподільника. Кількість палива, що надходить до робочих форсунок 12, регулюється діафрагмою дифе­ренціальних клапанів, яка притискається керуючим тиском (проти­тиском) до вихідних отворів (трубок форсунок).

У системі «КЕ-Мгопіс», на відміну від «К-Мгопіс», керуючий тиск до верхнього торця плунжера розподільника не підводиться.

Регулятор керуючого тиску 9 становить електроклапан, яким ке­рує електронний блок 10. Під час роботи головної дозувальної систе­ми змінюється положення біметалевої пластини. В разі збільшення частоти обертання колінчастого вала (прискорення) верх пластини відхиляється праворуч, отвір підведення палива до регулятора при­кривається. В разі зменшення частоти обертання колінчастого вала (сповільнення) верх пластини відхиляється ліворуч, отвір підведення палива до регулятора збільшується. Коли частота обертання колін­частого вала постійна (двигун працює рівномірно), пластина ви­прямлена.

Потенціометр напірного диска й вимикач положення дросельної заслінки передають в електронний блок керування інформацію про поточне навантаження двигуна та про «поведінку» дросельної заслінки. Своєю чергою, електронний блок керування через елек­трогідравлічний регулятор керуючого тиску коректує вплив перемі­щень напірного диска на плунжер розподільника. Наприклад, у разі різкого натискання на педаль «газу» електронний блок керування розрізняє, чи це прискорення руху автомобіля, чи просто збільшення частоти обертання колінчастого вала двигуна на холостому ходу.

У разі повного навантаження сигнал від вимикача положення дросельної заслінки надходить в електронний блок керування. Останній через регулятор керуючого тиску дозатора-розподільника збагачує суміш.

Система холостого ходу, яку показано на рис. 2.76, майже не від­різняється від системи холостого ходу «К-Мгопіс». Паралельно ка­налу дросельної заслінки проходять ще два повітряних канали. В од­ному встановлено конічний гвинт регулювання холостого ходу (гвинт кількості), яким підтримується мінімальне розрідження у ви­тратомірі повітря 7 під диском і забезпечується робота двигуна на хо­лостому ходу. Клапан додаткової подачі повітря 5 працює під час хо­лодного пуску й прогрівання двигуна, як і в системі «К-Теїгопіс».

Система пуску. Електронасос 2 (див. рис. 2.76) під час пуску мит­тєво створює тиск у системі. Протягом певного часу, який залежить від температури охолодної рідини, пускова форсунка 13 розпилює паливо у впускний трубопровід, що забезпечує збагачення суміші й надійний пуск холодного двигуна. Тривалість роботи пускової фор­сунки визначає термореле 14 (як і в системі «К-Мгопіс»).

Клапан 5 відкриває доступ у впускний трубопровід додатковому повітрю, забезпечуючи тим самим збільшення частоти обертання ко­лінчастого вала на холостому ходу під час прогрівання двигуна.

Замість клапана додаткової подачі повітря (див. рис. 2.71) або па­ралельно з ним можуть установлюватися складніші пристрої, напри­клад електромагнітний регулятор (клапан) з електронним керуван­ням. Якщо клапани додаткового повітря з підігріванням працюють «самі по собі» або за усередненою програмою без зворотного зв'язку, то електромагнітними регуляторами керує електронний блок. Остан­ній, дістаючи поточну інформацію про частоту обертання колінчас­того вала двигуна, коректує її, діючи на електромагнітний регулятор холостого ходу, що працює на всіх температурних режимах двигуна.

Збагачення суміші в холодного двигуна здійснюється регулято­ром керуючого тиску 9 який зменшує протитиск у нижніх камерах диференціальних клапанів; при цьому біметалева пластина регулятора відхиляється праворуч. Збагачення суміші при­пиняється за сигналом датчика температури охолодної рідини 15.

Датчик температури охолодної рідини зовні схожий на термореле (теплове реле часу), що керує роботою пускової форсунки. Проте принцип його дії зовсім інший. Якщо термореле  — це простий термоелектричний вимикач, то датчик температури двигуна — це термочутливий опір з від'ємним температурним коефі­цієнтом (обернена залежність між температурою нагрівання та опором датчика). Це означає, що в холодного датчика опір макси­мальний, а в міру нагрівання — зменшується.

Електронний блок керування дістає сигнал про поточну темпера­туру двигуна у вигляді значення опору датчика. На підставі цього сигналу блок видає відповідну команду на електрогідравлічний регу­лятор керуючого тиску, який змінює цей тиск, а отже, і склад суміші.

Дозатор-розподільник системи «КЕ-Іеігопіс» принципово відріз­няється від такого системи «К-Теїгопіс»: немає потреби встановлю­вати регулятор керуючого тиску на блоці циліндрів двигуна й підво­дити до нього вакуум — його вбудовано безпосередньо в дозатор-розподільник (рис. 2.77); керуючий тиск підводиться не до плунжера розподільника зверху, а до диференціального клапана знизу; над плунжером установлено пружину, яка запобігає втягуванню плунже­ра вгору під дією розрідження в разі охолодження дозатора-розпо­дільника після зупинки двигуна (є варіанти системи «К-Мгопіс» із пружиною над плунжером); плунжер у крайньому нижньому поло­женні спирається не на ролик важеля (див. рис. 2.76), а на внутріш­ній кільцевий виступ у нижній частині гільзи розподільника. В сис­темі «К-теітопіс», коли знімається дозатор-розподільник, плунжер випадає вниз із гільзи.

У верхні камери диференціальних клапанів підво­диться робочий тиск системи, він же, «загальмований» демпфіру-вальним дроселем, діє над плунжером розподільника. В нижніх ка­мерах є тиск керування. '

Регулятор 4 тиску палива в системі (див. рис. 2.77) не тільки вста­новлює діапазон зміни тиску в системі живлення, а й регулює дифе­ренціальний тиск (різницю тисків між верхніми та нижніми камера­ми диференціальних клапанів).

Електрогідравлічний регулятор керуючого тиску змінює тиск у нижніх камерах диференціальних клапанів залежно від режиму робо­ти двигуна (тиску струменя палива на пластину) та вироблюваного відповідно до цього режиму сигналу (команди) електронного блока керування. Завдяки цьому змінюється доза палива, що підводиться до робочих форсунок.

Коли частота обертання колінчастого вала двигуна постійна, біме­талева пластина перебуває в положенні, показаному на рис. 2.78, а.

У разі зниження частоти обертання колінчастого вала або приму­сового холостого ходу (гальмування двигуном), коли дросельна заслінка закрита, а частота обертання колінчастого вала ще переви­щує 1700 хв_1, електронним блоком керування за сигналом датчика положення дросельної заслінки подається команда регулятору керу­ючого тиску, який повністю відкривається (рис. 2.78, б). У нижніх камерах диференціальних клапанів створюється тиск, що дорівнює тиску подачі палива. Надходження палива до робочих форсунок різ­ко скорочується.

У разі збільшення частоти обертання колінчастого вала після від­криття дросельної заслінки відбувається збагачення суміші внаслі­док зниження керуючого тиску регулятором (рис. 2.78, в). При цьому діяння електронного блока керування на регулятор визначається сигналами від потенціометра напірного диска та датчика дросельної заслінки. Останній повідомляє про положення дросельної заслінки та швидкість її відкривання. В системі «К-теІгопіс» збагачення сумі­ші в разі швидкого відкривання дросельної заслінки здійснюється лише завдяки швидкому переміщенню напірного диска.

Збагачення суміші під час холодного пуску (див. рис. 2.78, в) та прогрівання відбувається відповідно до сигналів датчика температу­ри двигуна по колу: датчик (сигнал)—електронний блок керування (команда)—регулятор керуючого тиску (вигин пластини)—диферен­ціальні клапани (прогин діафрагми вниз).

Збагачення суміші в режимі повного навантаження двигуна від­бувається за сигналом від датчика дросельної заслінки.

 

Рисунок 2.22 – Будова  системи впорскування палива «L-Jetronic»

«L-Jetronic» — це керована електронікою система багатоточкового (розподіленого) переривчастого впорскування палива. Головні відмінності цієї системи від розглянутих вище: немає дозатора-розподільника й регулятора керуючого тиску — всі форсунки (пускова й робочі) з електромагнітним керуванням; істотно змінено витратомір повітря; тиск палива в системі приблизно вдвоє менший; може не бути нагромаджувача (гідроакумулятора).

 «L-Jetronic» — найдосконаліша система, оскільки підвищує економічність і поліпшує динаміку автомобіля, знижує токсичність відпрацьованих газів.

 Функціонування системи на різних режимах роботи двигуна. Кожний циліндр має свою форсунку з електромагнітним керуванням, яка впорскує паливо перед впускним клапаном. Упорскування узгоджено з частотою обертання колінчастого вала двигуна. Інформація про частоту обертання передається в електронний блок керування від контакту переривника (системи запалювання з контактним керуванням), від затискача котушки запалювання або затискача комутатора (для безконтактних систем запалювання).

Функціональна схема керування системою впорскування палива «L-Jetronic»:

 Інформація про тепловий режим двигуна надходить від датчика температури охолодної рідини.

 Інформацію про навантажувальний режим двигуна в блок електронного регулювання видає вимикач положення дросельної заслінки. Інформація складається із сигналів: «холостий хід», «часткові навантаження», «повне навантаження». Якщо дросельна заслінка закрита, то двигун працює на холостому ходу, контакти холостого ходу замкнені, а в електронний блок керування подається відповідний сигнал. Так само передається інформація про повне навантаження двигуна, тільки в цьому разі контакти розімкнені. Сигнал про часткове навантаження формується за допомогою потенціометра.

 Під час прогрівання двигуна на холостому ходу подача палива збільшується також завдяки сигналам, які надходять в електронний блок керування від датчика температури двигуна (охолодної рідини). У системі «L-Jetronic» ураховується, що густина холодного повітря перевищує густину теплого. Чим тепліше всмоктуване повітря, тим гірше наповнення циліндрів при незмінному положенні дросельної заслінки. Температура повітря, що надходить, змінюється залежно від зміни як «зовнішньої» температури, так і «внутрішньої».

Нормальна температура в підкапотному просторі — приблизно 50 °С. Інформація про температуру повітря від датчика, вбудованого у витратомір повітря, надходить в електронний блок керування, який визначає дозу впорскуваного палива. На деяких автомобілях, крім того, встановлюється висотний коректор, який інформує блок керування про зовнішній атмосферний тиск.

 Двигун працює переважно в режимі часткових навантажень, тому програма, закладена в електронний блок керування, забезпечує мінімально можливу витрату палива й прийнятну концентрацію шкідливих речовин у відпрацьованих газах. Паливної економічності та (або) мінімальної токсичності відпрацьованих газів удається досягти використанням лямбда-зондів і нейтралізаторів.

 У режимі примусового холостого ходу дросельна заслінка закрита, й у блок керування подається сигнал «холостий хід». Якщо при цьому частота обертання колінчастого вала двигуна перевищує відновну частоту обертання, коли знову починається впорскування палива (як правило, 1200...1700 хв), впорскування палива припиняється. Відповідно зменшуються витрата палива й викидання шкідливих речовин.

"L-Jetronic"- це більш досконала, порівняно з розглянутою вище, керована електронікою система багатоточкового (розподіленого), переривчастого впорскування бензину (літера L - від німецького „Lade" - заряд, порція).

 Головні відмінності її від системи „К-Jetronic" - це відсутність дозатора-розподільника палива і регулятора керуючого тиску. Усі форсунки системи (включаючи робочі) - з електромагнітним керуванням. Істотно змінилася і конструкція витратоміра повітря.

 Тиск палива в системі „L-Jetronic" приблизно удвічі менший, тому немає необхідності застосування в ній гідроакумулятора палива.

 Оперативно обробляючи інформацію, (ЕБК) визначає кількість палива, що необхідно впорснути в даний момент роботи двигуна, і надсилає команди у вигляді електричних імпульсів на електромагнітні клапани робочих форсунок, визначаючи у такий спосіб час їх відкриття.

 Якщо впускний клапан у момент початку впорскування закритий, паливо накопичується в просторі перед клапаном і надходить у циліндр при подальшому його відкритті разом із потоком повітря, утворюючи пальну суміш.

 Інформація про частоту обертання колінчастого вала передається до ЕБК від контактів переривача системи запалювання (при застосуванні систем з контактним керуванням) або від електричних клем котушки (котушок) запалювання (при безконтактних системах).

 Порівнюючи різні типи сучасних систем впорскування бензину, необхідно мати на увазі, що робота автомобілебудівних фірм з удосконалення конструкції систем живлення безперервно продовжується. В основному, це стосується електронної частини систем. Так, на двигунах сучасних автомобілів використовують систему впорскування типу „LE-Jetronic", яка подібна до системи „L-Jetronic" і відрізняється від неї, в основному, конструкцією електронної частини.

 Відома також система типу „LH-Jetronic", що відрізняється від інших, в основному, конструкцією витратоміра повітря. З інших відомих конструкцій можна назвати системи „KUGELFISCHER", „OPEL-MULTEC", „MOTRONIC", „МЕ-MOTRONIC", а також системи фірм ..SIEMENS", ..GENERAL MOTORS" та інші.

 

 

 

УЗАГАЛЬНЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ:

 

 ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ:

1 Вивчити й конспектувати необхідний матеріал з [3] c.82-86  [7] c.127-162, [9] c.88-93

 

https://www.youtube.com/watch?v=4wV6yxy2SSg

ВИКЛАДАЧ – Колот П.Д.



Обновлен 13 окт 2016. Создан 25 мар 2016



  Комментарии       
Имя или Email


При указании email на него будут отправляться ответы
Как имя будет использована первая часть email до @
Сам email нигде не отображается!
Зарегистрируйтесь, чтобы писать под своим ником