Основные узлы системы впрыска топлива Motronic ML4.1

Оглавление: Электрический топливный насос ⇓ Топливный фильтр ⇓ Регулятор давления топлива ⇓ Гаситель пульсации (только в…⇓ Регулятор частоты холостого хода ⇓ Датчик частоты вращения и положения…⇓ Датчик температуры двигателя ⇓ Датчик положения заслонки ⇓ Расходомер воздуха ⇓ Датчик температуры воздуха ⇓ Форсунки ⇓ Управляющие реле ⇓ Устройство изменения фазы…⇓ Зонд лямбда ⇓

Рис. 102. Основные узлы системы Motronic ML4.1: 1 - расходомер воздуха, 2 - электрический топливный насос, 3 - регулятор холостого хода, 4 - регулятор давления топлива, 5 - центральное управляющее устройство, 6 - топливный фильтр, 7 - зонд лямбда, 8 - датчик частоты вращения и положения коленвала, 9 - датчик положения заслонки, 10 - датчик температуры двигателя, 11 - распределитель зажигания, 12 - катушка зажигания, 13 - форсунки

В системе Motronic ML4.1 (Twin Spark) используются две катушки и два распределителя зажигания, связанные между собой.

Двойное зажигание увеличивает эффективность сгорания, то есть сокращает время сгорания и тем самым увеличивает мощность при неизменном расходе топлива.

Рис. 103. Схема системы Motronic ML4.1 (Twin Spark): 1 - воздушный фильтр, 2 - расходомер воздуха, 3 - датчик температуры воздуха, 4 - впускной воздуховод, 5 - корпус заслонки, 6 - датчик минимального и максимального открытия заслонки, 7 - регулятор холостого хода, 8 - измеритель силы потока воздуха, 9 - впускной коллектор, 10 - топливный бак, 11 - дополнительный топливный насос, 12 - главный топливный насос, 13 - топливный фильтр, 14 - гаситель пульсации, 15 - топливо провод, 16 - регулятор давления топлива, 17 - форсунки, 18 - датчик температуры двигателя, 19 - устройство изменения фазы, 20 - датчик частоты вращения и положения коленвала, 21 - отделитель паров масла, 22 - распределитель зажигания (передние свечи), 23 - распределитель зажигания (задние свечи), 24 - передние свечи, 25 - задние свечи, 26 - катушка зажигания передних свечей (катушка №2), 27 - усилитель мощности (катушка №2), 28 - катушка зажигания задних свечей (катушка №1), 29 - усилитель мощности (катушка №1), 30 - центральное управляющее устройство зажигания и впрыска (Motronic), 31 - реле топливного насоса (реле 1), 32 - реле с диодом центрального управляющего устройства (реле 2), 33 - реле изменения фазы (реле 3), 34 - главное реле (реле 4)

Рис. 104. Основные узлы системы: 1 - расходомер воздуха, 2 - электрический топливный насос, 3 - регулятор холостого хода, 4 - центральное управляющее устройство, 5 - топливный фильтр, 6 - датчик температуры двигателя, 7 - датчик положения заслонки, 8 - гаситель пульсации, 9 - регулятор давления топлива, 10 - распределитель зажигания, 11 - катушки зажигания и усилители мощности, 12 - форсунки

Электрический топливный насос

Роликово-камерный топливный насос с электрическим приводом и с возбуждением от постоянных магнитов подает топливо под давлением около 2.5 бар из бака в топливопровод через фильтр.

В некоторых автомобилях этот насос находится в топливном баке (погружной).

В корпусе находится эксцентриковый дисковый ротор 1 (см. рис. 106).

В пазах, сделанных по контуру ротора, движутся металлические ролики 2, выталкиваемые наружу центробежной силой. Эти ролики выполняют функцию вращающейся прокладки.

Топливо поступает в пустые камеры и подается в подводки системы питания 3 . Невозвратный клапан (4) защищают от стекания топлива в бак в то время, когда двигатель находится в выключенном состоянии.

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

Управляющее реле вызывает включение системы питания топливного насоса, непосредственно после включения зажигания.

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

Рис. 105. Принцип действия: 1 - подача топлива, 2 - дисковый ротор, 3 - ролик, 4 - кольцо роликов, 5 - выход топлива

Рис. 106. Устройство электрического топливного насоса

Рис. 107. Схема электрических соединений топливного насоса

Возможные неисправности, вызванные неисправной работой электрического топливного насоса:

Двигатель не запускается или запускается с трудом.
Нестабильная частота холостого хода.
Двигатель глохнет независимо от включенной передачи коробки передач.
Падение мощности двигателя.

Топливный фильтр

Для очистки топлива служит фильтр, размещенный на топливопроводе повышенного давления.

Топливный фильтр состоит из металлического цилиндрического корпуса, в котором помещен фильтрующий элемент из пористой бумаги и тканого сита, служащего для задержки возможных кусочков бумаги (см. рис. 108).

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

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. 108. Топливный фильтр

Рис. 109.

Регулятор давления топлива

Регулятор давления (см. рис. 110) устанавливается на конце топливопровода и регулирует давление в топливной системе. Регулятор давления топлива (см. рис. 111) состоит из металлического корпуса, разделенного на две камеры диафрагмой 4, поджатой пружиной 5. Если давление топлива превышает установленную величину, клапан 7 открывается и открывает возможность отведения излишков топлива в бензобак.

Подводка 6 соединяет впускной коллектор двигателя с камерой 5 (сигнал разрежения). Таким образом обеспечивается связь между давлением в топливной системе и абсолютным давлением во впускном коллекторе, независимо от условий работы.

Рис. 110.

Рис. 111. Устройство регулятора топлива

Гаситель пульсации (только в автомобилях Alfa Romeo)

После регулятора давления к трубопроводу подсоединен гаситель пульсации, которые, как правило, появляются при низкой частоте вращения.

Эта пульсация вызвана падением давления топлива, возникающим в результате открытия и закрытия электромагнитных форсунок, либо регулятора давления топлива.

Рис. 112. Гаситель пульсации

Регулятор частоты холостого хода

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

Засасываемый воздух, проходящий через регулятор, измеряется при помощи расходомера воздуха. В зависимости от количества воздуха подается соответствующее количество топлива Таким образом устанавливается связь этих параметров на последующий период.

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

Рис. 113. Регулятор частоты холостого хода: 1 - разъем, 2 - корпус, 3 - постоянный магнит, 4 - якорь, 5 - пружина, 6 - ползун

Рис. 114. Электросхема подключения регулятора холостого хода

Рис. 115. Принцип действия: Регулятор холостого хода, установленный в обходном канале дроссельной заслонки, устанавливает частоту холостого хода

Контроль постоянной величины частоты холостого хода

Во всех фазах работы регулятор регулирует частоту вращения холостого хода.

При наименьшей частоте холостого хода, регулятор, воздействуя на обходной канал заслонки, преобразует реальную частоту в номинальную.

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

[За основу взяты данные сайта www.MazBook.ru]

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

После получения информации о включении кондиционера, переданной через контакты находящегося на нем выключателя, центральное управляющее устройство увеличивает частоту холостого хода до 1000 об/мин.

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

Таким образом обеспечивается максимальная эффективность работы кондиционера и по возможности постоянная частота холостого хода двигателя.

Датчик частоты вращения и положения коленвала

Датчик предназначен для измерения частоты вращения и положения коленвала. Индукционный датчик работает благодаря изменениям магнитного поля от перемещения зубцов венца, прикрепленного к коленвалу двигателя.

Зубцы, проходя перед датчиком, вызывают изменение величины зазора между колесом и датчиком. В результате этого в обмотках катушки датчика индуцируется переменное напряжение с синусоидальной характеристикой. Величина амплитуды зависит от окружной скорости колеса, от зазора между зубцами и датчиком, от формы зубцов, от магнитной характеристики датчика и способа его закрепления.

Центральное управляющее устройство обрабатывает выходные сигналы с датчика от 0,5 В до 100 В в зависимости от частоты вращения, для того чтобы получить сигнал после каждого прохождения через нулевую точку и напряжение, колеблющееся с постоянной амплитудой. Это необходимо для управления схемами в центральном управляющем устройстве.

На зубчатом венце через каждые шесть градусов выфрезерован зуб. Два из шестидесяти зубцов зубчатого венца удалены для обозначения точки отнесения.

В этих точках в центральное управляющее устройство передается сигнал о положении коленвала. Перемещающиеся перед датчиком зубцы вызывают передачу в центральное управляющее устройство сигналов о частоте вращения.

Рис. 116. Принцип действия датчика частоты вращения и положения коленвала: 1 - зубчатый венец моховика, 2 - кронштейн датчика, 3 - болт, крепящий датчик, 4 - датчик частоты вращения и положения коленвала, 5 - разъем индукционного датчика, 6 - сердечник из мягкого железа, 7 - обмотка, 8- постоянный магнит, 9 - точка для установки фазы, 10 - экран

Рис. 116. Электросхема подключения датчика частоты вращения и положения коленвала

Рис. 117. Сигнал от датчика частоты вращения и положения коленвала

Возможные неисправности, вызванные неправильным действием датчика частоты вращения и положения коленчатого вала:

Двигатель не запускается или запускается с трудом.

Датчик температуры двигателя

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

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

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

Рис. 118.

Рис. 119. График изменения сопротивления датчика

Рис. 120. Электросхема подключения датчика температуры двигателя

Рис. 121. Устройство датчика температуры

Возможные неисправности, вызванные неправильной работой 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

В зависимости от нагрузки и условий работы силового агрегата, регулировочная система на базе информации, полученной от отдельных датчиков, высылает управляющие импульсы к форсункам.

Во время торможения двигателем центральное управляющее устройство может прервать впрыск топлива. Это приведет к прекращению выброса в атмосферу несгоревших углеводородов и, кроме того, к значительной экономии топлива.

Именно на основании сигнала от датчика положения заслонки, ответственного за работу двигателя на холостом ходу, а также частоты вращения, центральное управляющее устройство может прервать генерирование импульсов, результатом которых является впрыск топлива. Условия, при которых снова открываются форсунки, зависят от температуры охлаждающей жидкости и частоты вращения коленвала.

Для того, чтобы не допустить во время нового включения впрыска резкого изменения крутящего момента, подача топлива производится в два этапа. Сначала подается часть топлива, после чего постепенно, с промежутками в десятые доли секунды достигается номинальная величина.

Датчик положения заслонки (см. рис. 123) имеет контакт холостого хода 4 и контакт полной нагрузки 1.

На центральном контакте 3 находится выключатель, приводимый в действие осью заслонки и замыкающий или размыкающий контакты 1 и 4.

В положениях полной нагрузки или холостого хода, соответствующие сигналы обрабатываются центральным управляющим устройством, которое отвечает за обогащение состава смеси, а также за создание импульса на форсунки.

Рис. 122.

Рис. 123. Устройство датчика положения заслонки: 1 - контакт полной нагрузки 2 - выключатель, приводимый в действие осью заслонки 3 - центральный контакт 4 - контакт холостого хода 5 - подсоединение питания

Рис. 124. Проверка датчика положения заслонки (в закрытом положении). Величина сопротивления между зажимами "2" и "5" должна составлять 0 ом.

Рис. 125. Электросхема подключения датчика положения заслонки

Возможные неисправности, вызванные неправильной работой датчика положения заслонки:

Нестабильная частота холостого хода в закрытом положении.
Пониженная мощность двигателя при полной нагрузке.

Расходомер воздуха

Расходомер измеряет количество засасываемого двигателем воздуха и обработав эту информацию, передает соответствующий сигнал, служащий для определения необходимого количества подаваемого топлива (длительность впрыска).

Действие расходомера основано на принципе подвижной заслонки, приводимой в действие избегаемым воздушным потоком.

Заслонка останавливается в определенном угловом положении, в зависимости от давления проходящего воздушного потока и силы сопротивления спиральной пружины.

Измерительная заслонка жестко соединена с компенсационной заслонкой. Задачей компенсационной заслонки является сбалансирование сил, которые могут воздействовать на измерительную заслонку в результате пульсации давления. Благодаря этому система защищена от влияния вибрации на точность измерения.

При помощи потенциометра в центральное управляющее устройство передается электрический сигнал, напряжение которого соответствует данному угловому положению заслонки.

Геометрические параметры расходомера воздуха позволяют обеспечить логарифмическую зависимость между потоком проходящего воздуха и угловым положением заслонки, обеспечив тем самым максимальную точность, даже в случае минимального потока воздуха.

Датчик температуры (терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления), помещенный внутри расходомера воздуха измеряет температуру засасываемого воздуха, от которой зависит плотность (удельный вес) воздуха.

В корпусе расходомера воздуха имеется маленькое отверстие, в котором помещен потенциометр для регулировки концентрации СО.

Регулировка возможна только на холостом ходу и после включения датчика положения заслонки (минимальное открытие заслонки).

Датчик температуры и регулятор концентрации CO посылают сигналы в центральное управляющее устройство, которое после получения сигнала от датчика изменяет длительность впрыска, тем самым изменяя весовое соотношение воздуха и топлива, а после получения сигнала от регулятора модифицирует время впрыска таким образом, чтобы обеспечить полное сгорание смеси во время работы двигателя на холостом ходу.

Рис. 126. Расходомер воздуха: 1 - разъем питания; 2 - место размещения винта регулировки концентрации СО

Рис. 127. Электросхема подключения расходомера 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.
Неприемистость двигателя.
Повышенный расход топлива.
Двигатель глохнет после включения какой-либо передачи.
Повышенная концентрация CO в выхлопных газах.
Резкое падение мощности двигателя.

Датчик температуры воздуха

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

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

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

Рис. 128. Датчик температуры воздуха в расходомере

Возможные неисправности, вызванные неправильной работой 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.

Форсунки

Топливо подается в двигатель при помощи форсунок, управляемых электрическими сигналами. Форсунки расположены в отдельных подводках впускного коллектора. Форсунка состоит (см. рис. 129) из корпуса, содержащего катушку электромагнита 3 и сердечника 2, жестко соединенного с иглой 1, прижатой к гнезду винтовой пружиной. Электромагнитное поле, создаваемое в катушке, в результате импульсов тока, высылаемых центральным управляющим устройством, поднимает стержень, преодолевая при этом сопротивление винтовой пружины.

Длительность открытия форсунки, зависящая от центрального управляющего устройства, регулирует количество поданного топлива. Для того чтобы получить смесь однородного состава все форсунки соединяются между собой параллельно, что обеспечивает равномерное дозирование топлива по цилиндрам.

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

Рис. 129. Форсунка: 1 - игла; 2 - стержень электромагнита; 3 - катушка электромагнита; 4 - электрический провод; 5 - подача топлива

Рис. 130. Коллектор форсунок

Рис. 131. Электросхема подключения форсунок

Возможные неисправности, вызванные неправильной работой форсунок:

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

Управляющие реле

Возможные неисправности, вызванные неправильным действием управляющих реле:

Двигатель не запускается или запускается с трудом (причина в неправильном действии реле А и В).
Нестабильная частота холостого хода (причина в неправильном действии реле А и С).

Рис. 132. Управляющее реле: А - реле топливного насоса; В - главное реле; С - реле изменения фазы

Рис. 133. Электрическая схема подключения реле

Устройство изменения фазы газораспределительного механизма

Задачей устройства является изменение параметров работы впускных клапанов, в зависимости от расчетной нагрузки двигателя. Этот параметр задается в виде электрического импульса, генерируемого расходомером воздуха. Затем он обрабатывается в центральном управляющем устройстве и передается в виде управляющего сигнала к электромагниту 1 (рис. 134) при помощи реле.

Рис. 134. Электросхема подключения устройства изменения фаз

Возможные неисправности, вызванные неправильным действием устройства изменения фазы питания:

Нестабильная частота холостого хода.

Зонд лямбда

Принцип действия

Задачей зонда лямбда является генерирование информации для центрального управляющего устройства, о составе выхлопных газов. Регулировочный контур постоянно приспосабливается к новым условиям, обеспечивая тем самым наилучшую производительность.

Корпус зонда (см. рис. 135) выполнен из специального керамического материала, соединен 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 выставляется так, чтобы быть от них защищенными.

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 топливно-воздушной смеси. Неправильная концентрация кислорода вызывает скачки напряжения. Сигнал об этом передается в центральное направляющее устройство, где ситуация анализируется.

Центральное управляющее устройство регулирует подачу топлива к форсункам так, 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 ненагретом двигателе.