Основные узлы системы впрыска топлива Digifant

Оглавление: Электрический топливный насос ⇓ Топливный фильтр ⇓ Регулятор давления топлива ⇓ Регулятор холостого хода ⇓ Датчик температуры двигателя ⇓ Датчик положения заслонки ⇓ Форсунки ⇓ Расходомер воздуха ⇓ Датчик температуры воздуха ⇓ Датчик детонационного сгорания ⇓ Распределитель зажигания с датчиком…⇓ Зонд лямбда ⇓ Управляющие реле ⇓ Клапан дополнительной подачи воздуха ⇓

Рис. 55. Основные узлы системы: 1 - центральное управляющее устройство, 2 - расходомер воздуха, 3 - корпус заслонки, 4 - распределитель зажигания с датчиком Холла, 5 - катушка зажигания, 6 - модуль мощности, 7 - датчик температуры двигателя, 8 - датчик детонационного сгорания, 9 - регулятор холостого хода, 10 - форсунка, 11 - зонд лямбда

Электрический топливный насос

Роликово-камерный топливный насос с электрическим приводом и с возбуждением от постоянных магнитов подает топливо в систему под давлением около 2.5 бар через топливный фильтр (см. рис. 56).

В некоторых автомобилях этот насос находится в топливном баке.

В корпусе находится эксцентриковый дисковый ротор 1 (см. рис. 57)

В пазах по контуру ротора движутся металлические ролики 2, выталкиваемые центробежной силой. Эти ролики выполняют функцию мембраны.

Топливо поступает в пустые камеры и подается в подводки системы питания 3 . Невозвратный клапан (4) предотвращает стекание топлива в бак, когда двигатель не работает.

Если давление больше 4 бар, перегрузочный клапан 5 вызывает возврат топлива в камеру 6.

Рис. 56. Принцип действия топливного насоса: 1 - подача топлива, 2 - дисковый ротор, 3 - ролик, 4 - кольцо роликов, 5 - выход топлива

Рис. 57. Устройство топливного насоса

Рис. 58. Схема электрических соединений топливного насоса

Управляющее реле вызывает подачу тока на топливный насос непосредственно после включения зажигания.

Если двигатель неожиданно глохнет, а замок зажигания находится в положении "движение", питание насоса немедленно прекращается.

Возможные неисправности, вызванные выходом из строя электрического топливного насоса:

Двигатель не запускается или запускается с трудом.
Нестабильная частота на холостом ходу.
Двигатель глохнет независимо от передачи в коробке передач.
Падение мощности двигателя.

Топливный фильтр

Для очистки топлива после топливного насоса служит фильтр, размещенный в системе на топливопроводе повышенного давления (см. рис. 59, 60).

Топливный фильтр состоит из металлического цилиндрического корпуса, в котором помещен фильтрующий элемент из пористой бумаги и тканого сита, служащего для задержки возможных кусочков бумаги.

Фильтрующие элементы закреплены изнутри к металлическим стенкам на резьбе. С одной стороны фильтра подсоединяется впускной топливопровод, а с другой стороны выпускной.

Во время монтажа фильтра обратите внимание на стрелку, находящуюся на корпусе и обозначающую направление прохождения топлива.

Необходимость замены фильтра зависит от степени его загрязнения. В зависимости от величины фильтр надо заменять после пробега 30000-80000 км.

Рис. 59. Система питания

Рис. 60. Топливный фильтр

Рис. 61.

Регулятор давления топлива

Регулятор давления топлива устанавливается на конце топливопровода и регулирует давление в системе. Регулятор давления состоит из металлического корпуса (см. рис. 63), разделенного на две камеры диафрагмой 4, принимаемой пружиной 5. Если давление топлива превышает установленную величину, клапан 7 открывается и открывает возможность возврата топлива в бак.

Штуцер 6 соединяет впускной коллектор двигателя с вакуумной камерой (сигнал разрежения). Таким образом обеспечивается взаимозависимость между давлением в топливной системе и абсолютным давлением во впускном коллекторе, независимо от условий работы.

Рис. 62.

Рис. 63. Устройство регулятора давления топлива

Рис. 64. Принцип действия

Регулятор холостого хода

Регулятор холостого хода размещен в обходном канале между впускным коллектором и заслонкой (вместо клапана дополнительной подачи воздуха). Регулятор, изменяя сечение отверстия, устанавливает частоту холостого хода двигателя (см. рис. 66).

Объем засасываемого воздуха, проходящего через регулятор, измеряется при помощи расходомера. В зависимости от количества воздуха подается соответствующее количество топлива. Таким образом устанавливается зависимость этих параметров на последующий период.

Центральное управляющее устройство отвечает за работу регулятора частоты холостого хода и посылает ему импульсы, определяющие сечение отверстия, подающего воздух в двигатель.

Контроль постоянства частоты холостого хода

Во всех фазах работы одновитковый регулятор отвечает за величину частоты холостого хода.

При наименьшей величине частоты холостого хода, регулятор, воздействуя на обходной канал заслонки, увеличивает реальную частоту холостого хода до номинального значения.

Кроме проверки частоты холостого хода регулятор выполняет также функции аккумулятора дополнительного воздуха и регулятора устройств кондиционирования.

Частоту холостого хода, кроме регулятора холостого хода, можно быстро изменить, произведя корректировку угла опережения зажигания.

При включении кондиционера центральное управляющее устройство увеличивает частоту до 1000 об/мин.

После включения компрессора центральное управляющее устройство поддерживает частоту на постоянном уровне, посылая соответствующие сигналы регулятору.

Таким образом обеспечивается работа кондиционера и по возможности постоянная частота холостого хода двигателя.

Рис. 65. Схема электрических подсоединении регулятора холостого хода

Рис. 66. Устройство регулятора холостого хода: 1 - разъем, 2 - корпус, 3 - постоянный магнит, 4 - якорь, 5 - пружина, 6 - ползун

Возможные неисправности, вызванные неправильным действием регулятора холостого хода:

Двигатель не запускается или запускается с трудом.
Нестабильная частота холостого хода.
Повышенный расход топлива.

Датчик температуры двигателя

Датчик температуры представляет собой терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления, помещенный в металлический корпус. Являясь полупроводниковым элементом, он уменьшает свое сопротивление при возрастании температуры.

Датчик передает информацию о изменении температуры двигателя в центральное управляющее устройство. Эта информация необходима для корректировки состава (обогащение) смеси, до момента достижения двигателем рабочей температуры.

В двигателях с жидкостным охлаждением датчик температуры расположен в блоке цилиндров, где в результате контакта с охлаждающей жидкостью он принимает ее температуру.

Рис. 67.

Рис. 68. График изменения сопротивления датчика температуры двигателя

Рис. 69. Устройство датчика температуры

Рис. 70. Электросхема подключения датчика температуры двигателя

Возможные неисправности, вызванные неправильным действием датчика температуры двигателя:

Двигатель не запускается или запускается с трудом.
Двигатель глохнет сразу же после запуска.
Повышенный расход топлива.
Повышенная концентрация CO в выхлопных газах на холостом ходу.

Датчик положения заслонки

Ось заслонки воздействует на два датчика, установленные на ее корпусе, которые передают в центральное управляющее устройство информацию о положении заслонки.

Первый датчик передает в центральное управляющее устройство информацию о закрытии заслонки, соответствующем частоте холостого хода двигателя.

Второй датчик передает в центральное управляющее устройство информацию об угловом положении заслонки в фазе ускорения (заслонка открыта).

Принцип действия

Центральное управляющее устройство получает отдатчиков, работающих параллельно, два сигнала:

"закрыто": двигатель работает на холостом ходу или при полной нагрузке
"открыто": двигатель работает с частичной нагрузкой

Центральное управляющее устройство, обработав информацию, полученную от расходомера воздуха, определяет, находится ли двигатель под полной или частичной нагрузкой.

При опущенной педали газа датчик холостого хода передает информацию в центральное управляющее устройство, которое вызывает отсечение подачи топлива.

Обогащение смеси при полной нагрузке

Смесь при полной нагрузке обогащается, если расходомер воздуха подает сигнал о повышенной нагрузке двигателя. Подача топлива возрастает, вызывая увеличение длительности впрыска.

Примечание: Двигатель начинает терять мощность, если в результате неправильной регулировки, датчик холостого хода срабатывает с опозданием ("заслонка закрыта").

Падение мощности двигателя, связанное с обогащением смеси, может наступить в том случае, когда датчик полной нагрузки не выключается ("заслонка не закрыта").

Центральное управляющее устройство реагирует и передает информацию регулятору холостого хода только в том случае, когда получает сигнал о закрытии заслонки. Если заслонка работает неправильно, этот сигнал не дается и двигатель уменьшает мощность.

Рис. 71. Корпус заслонки

Рис. 72. Электросхема подключения заслонки

Возможные неисправности, вызванные неправильным действием датчиков положения заслонки:

Нестабильная частота холостого хода.
Падение мощности двигателя.

Форсунки

Топливо подается в двигатель через форсунки, управляемые электрическими сигналами. Форсунки расположены в отдельных трубах впускного коллектора. Форсунка (см. рис. 74) состоит из корпуса, содержащего катушку электромагнита 3 и стержня 2, жестко соединенного о иглой 1, прижатой к гнезду винтовой пружиной. Электромагнитное поле, создаваемое в катушке электромагнита, в результате импульса тока от центрального управляющего устройства поднимает стержень, преодолевая при этом сопротивление винтовой пружины.

Длительность открытия форсунки, зависящая от центрального управляющего устройства, регулирует количество подаваемого топлива. Все форсунки соединяются между собой параллельно, что обеспечивает равномерное дозирование топлива по цилиндрам.

Система питания обеспечивает подачу к форсунке половину порции топлива, приходящейся на один оборот коленвала двигателя.

Рис. 73. Коллектор форсунок

Рис. 74. Форсунка. 1 - игла; 2 - стержень электромагнита; 3 - катушка электромагнита; 4 - электрический провод; 5 - подача топлива

Рис. 75. Электросхема подсоединения форсунок

Возможные неисправности, вызванные неправильной работой форсунок:

Двигатель не запускается или запускается с трудом.
Нестабильная частота холостого хода.

Расходомер воздуха

Расходомер измеряет количество воздуха, засасываемого двигателем и передает соответствующий сигнал в центральное управляющее устройство.

Определенное количество засасываемого двигателем воздуха вызывает открытие откидного клапана.

Откидной клапан находится в определенной угловой позиции, зависящей от напора проходящего воздуха и силы сопротивления возвратной пружины. Сигнал, соответствующий положению клапана передается потенциометру, соединенному с осью клапана.

С откидным клапаном жестко соединен компенсационный клапан, который имеет точно такие же размеры. Его задачей является уравновешивание сил, которые могут воздействовать на откидной клапан в случае возможной пульсации давления. Благодаря этому система защищена от влияния вибрации на точность измерения.

Компенсационный клапан снижает колебания в измерительном контуре, благодаря наличию гасящей (успокоительной) камеры.

Более того, откидной клапан имеет специальный возвратный клапан, который защищает расходомер воздуха от повреждения в том случае, если в двигателе наступает калильное зажигание.

Небольшое количество воздуха, которое не подлежит измерению, направляется обходным каналом, сечение которого может изменяться при помощи регулировочного винта. Таким образом можно изменять соотношение между воздухом и топливом в смеси во время работы на холостом ходу.

Выше названная регулировка позволяет скорректировать состав топливно-воздушной смеси на холостом ходу, в том случае, если концентрация CO в выхлопных газах превышает допустимую норму.

Назначение этого регулировочного винта можно сравнить с винтом регулировки состава смеси в карбюраторе. Для того, чтобы не допустить случайного изменения регулировочных параметров винт необходимо застопорить заглушкой.

Рис. 76. Расходомер воздуха

Рис. 77.

Рис. 78. Электросхема подсоединения расходомера воздуха/датчика температуры воздуха

Возможные неисправности, вызванные неправильным действием расходомера воздуха:

Двигатель не запускается или запускается с трудом.
Двигатель глохнет сразу же после запуска.
Нестабильная частота холостого хода.
Слабая приемистость двигателя
Повышенный расход топлива.
Двигатель глохнет после включения какой-нибудь передачи.
Повышенная концентрация CO в выхлопных газах.
Падение мощности двигателя.

Датчик температуры воздуха

Количество воздуха, необходимое для полного сгорания топлива, непосредственно зависит от его температуры.

Как известно, холодный воздух более плотный, чем горячий. В связи с этим количество подаваемого воздуха в систему зависит не только от положения заслонки, но также и от температуры воздуха.

Для того, чтобы обеспечить (в различных условиях нагрузки и эксплуатации) оптимального соотношения воздуха и топлива впускная система снабжена датчиком, который передает в центральное управляющее устройство информацию о температуре засасываемого воздуха, корректируя тем самым подачу количества топлива.

Рис. 79. Датчик температуры воздуха находится расходомере воздуха

Рис. 80.

Возможные неисправности, вызванные неправильным действием датчика температуры воздуха:

Двигатель не запускается или запускается с трудом.
Двигатель глохнет сразу же после запуска.
Повышенный расход топлива.
Повышенная концентрация CO в выхлопных газах на холостом ходу.

Датчик детонационного сгорания

Детонационное сгорание регистрируется при помощи соответствующего датчика, помещенного в головке блока цилиндров.

Принцип действия

Когда механическая вибрация вызывает изменение напряжения в датчике он высылает, сигналы, которые информируют центральное управляющее устройство о динамической нагрузке в головке блока.

Сигналы, идущие от датчика детонационного сгорания и от датчика Холла, анализируются в центральном управляющем устройстве, которое определяет цилиндр, в котором происходит детонационное сгорание топлива и задерживает в нем точку зажигания.

Действие в аварийной ситуации

Во избежание повреждения двигателя, в случае обрыва связи между центральным управляющим устройством и датчиком детонационного сгорания возможное раннее зажигание будет автоматически задержано.

Рис. 81. Датчик детонационного сгорания

Рис. 82. Электросхема подсоединения датчика детонационного сгорания

Распределитель зажигания с датчиком Холла

Одним из основных факторов, обеспечивающих правильную работу двигателя, является частота вращения его коленвала.

Датчик Холла, находящийся внутри распределителя зажигания, посылает в центральное управляющее устройство информацию о частоте вращения коленвала и положении ВМТ.

Принцип действия

От оси распределителя зажигания вращательное движение передается диафрагме датчика Изменяющееся положение диафрагмы, вызывает изменение силы тока в датчике.

Одному обороту оси распределителя зажигания соответствуют четыре импульса датчика Холла, которые принимаются центральным управляющим устройством, как информация о частоте вращения коленвала.

Положение и сечение, вращающейся диафрагмы обеспечивают то, что импульс, принимаемый центральным управляющим устройством, служит как информация для установки положения коленвала.

Примечание: Если в центральное управляющее устройство не поступает сигнал о частоте вращения, прерывается подача питания электрическому топливному насосу.

Рис. 83. Распределитель зажигания

Рис. 84. Контактная группа распределителя зажигания

Зонд лямбда

Принцип действия

Задачей зонда лямбда (см. рис. 85) является периодическая отправка в центральное управляющее устройство данных, относящихся к составу выхлопных газов. Регулировочный контур постоянно приспосабливается к новым условиям, обеспечивая тем самым наилучшую производительность.

Зонд лямбда состоит из цилиндрического корпуса, выполненного из специального керамического материала, соединенного с металлической трубкой, выполняющей защитные функции. Зонд лямбда сконструирован так, чтобы его можно было поместить на выпускном коллекторе. Керамический наконечник должен иметь контакт с выхлопными газами, а второй наконечник зонда лямбда выводится в атмосферу.

Принцип действия зонда лямбда основывается на свойствах керамического материла, который при температуре выше 300°C проводит ионы кислорода.

Если количество кислорода, соприкасающегося с наконечниками зонда лямбда различна, создается разница потенциалов. Полученное таким образом напряжение зависит от разницы концентрации кислорода со стороны обоих наконечников зонда лямбда. Благодаря возможности измерять содержание кислорода в выхлопных газах, зонд лямбда позволяет контролировать состав топлива воздушной смеси. Неправильная концентрация кислорода вызывает скачки напряжения. Сигнал об этом передается в центральное направляющее устройство, где производится обработка сигнала.

Центральное управляющее устройство регулирует подачу топлива к форсункам, чтобы состав топливно-воздушной смеси вернулся к норме.

Зонд лямбда посылает распознаваемые сигналы при температурах, превышающих 330°C, благодаря чему центральное управляющее устройство, располагающее соответствующей контрольной системой не приводит в действие регулировочную систему во время запуска, то есть при не нагретом двигателе.

Рис. 85. Зонд лямбда

Рис. 85. Электросхема подключения лямбда зонда

Управляющие реле

А - реле топливного насоса

Реле вызывает включение топливного насоса (соединение системы насоса с массой) после получения от центрального управляющего устройства сигнала, являющегося результатом изменения частоты вращения коленвала.

В - главное реле

Реле включает питание центрального управляющего устройства и форсунок после получения сигнала от замка зажигания.

Рис. 86. Блок реле

Рис. 86. Принципиальная схема подключения блока реле

Клапан дополнительной подачи воздуха

Клапан (см. рис. 87) осуществляет подачу необходимого количества воздуха во время запуска холодного двигателя. Этот клапан выполняет точно такую же функцию, как автоматическое пусковое устройство ("воздушная заслонка") в карбюраторных двигателях.

Сечение канала 3 (см. рис. 88) регулируется заслонкой 4 в которой имеется паз 1 для прохождения воздуха. Изменение положения заслонки является результатом воздействия термобиметаллического элемента с нагревательной обмоткой 2, постоянно находящейся под напряжением при помощи двойного дистанционного выключателя.

Когда температура возрастает, термобиметаллический элемент, преодолевая сопротивление пружины, перемещает заслонку, уменьшая подачу дополнительного воздуха, вплоть до полного прогрева двигателя, при котором подача воздуха в коллектор этим путем будет полностью закрыта.

Рис. 87. Клапан дополнительной подачи воздуха с электрическим подогревом: 1 - разъем; 2 - нагревательная обмотка; 3 - термобиметаллический элемент; 4 - заслонка с отверстием