Назначение, классификация, устройство и принцип работы инжекторных двигателей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Устройство инжекторного двигателя.

      На автомобилях ВАЗ-21083, ВАЗ-21093 и ВАЗ-21099 в вариантном исполнении применяется система распределенного впрыска топлива на двигателях с рабочим объемом 1, 5л. Распределенным впрыск называется потому, что для каждого цилиндра топливо впрыскивается отдельной форсункой. Система впрыска топлива позволяет снизить токсичность отработавших газов при улучшении ездовых качеств автомобиля.

      Существуют системы распределенного впрыска: с обратной связью и без нее. Причем обе системы могут быть с импортными комплектующими или отечественными. Все эти системы имеют свои особенности в устройстве, диагностике и в ремонте, которые подробно описаны в соответствующих отдельных Руководствах по ремонту конкретных систем впрыска топлива.  В настоящей главе дается только краткое описание общих принципов устройства, работы и диагностики систем впрыска топлива, порядок снятия-установки узлов, а также приводятся особенности ремонта самого двигателя.

      Система с обратной связью применяется, в основном, на экспортных автомобилях. У нее в системе выпуска устанавливается нейтрализатор и датчик кислорода, который и обеспечивает обратную связь. Датчик отслеживает концентрацию кислорода в отработавших газах, а электронный блок управления по его сигналам поддерживает такое соотношение воздух/топливо, которое обеспечивает наиболее эффективную работу нейтрализатора. В системе впрыска без обратной связи не устанавливаются нейтрализатор и датчик кислорода, а для регулировки концентрации СО в отработавших газах служит СО-потенциометр. В этой системе не применяется также система улавливания паров бензина.

Нейтрализатор

       Токсичными компонентами отработавших газов являются углеводороды (несгоревшее топливо), окись углерода и окись азота. Для преобразования этих соединений в нетоксичные служит трехкомпонентный каталитический нейтрализатор, установленный в системе выпуска сразу за приемной трубой глушителей. Нейтрализатор применяется только в системе впрыска топлива с обратной связью. В нейтрализаторе (рис. 5) находятся керамические элементы с микроканалами, на поверхности которых нанесены катализаторы: два окислительных и один восстановительный. Окислительные катализаторы (платина и палладий) способствуют преобразованию углеводородов в водяной пар, а окиси углерода в безвредную двуокись углерода. Восстановительный катализатор (родий) ускоряет химическую реакцию восстановления оксидов азота и превращения их в безвредный азот.

      Для эффективной нейтрализации токсичных компонентов и наиболее полного сгорания воздушно-топливной смеси необходимо, чтобы на 14, 6-14, 7 частей воздуха приходилась 1 часть топлива. Такая точность дозирования обеспечивается электронной системой впрыска топлива, которая непрерывно корректирует подачу топлива в зависимости от условий работы двигателя и сигнала от датчика концентрации кислорода в отработавших газах.

Не допускается работа двигателя с нейтрализатором на этилированном бензине. Это приведет к быстрому выходу из строя нейтрализатора и датчика концентрации кислорода.

 

 

Рис.5 Нейтрализатор:

1 — керамический  блок с катализаторами

Электронный блок управления

      Электронный блок управления (ЭБУ) 11 (рис. 6), расположенный под панелью приборов с правой стороны, является управляющим центром системы впрыска топлива. Этот блок называют еще контроллером. Он непрерывно обрабатывает информацию от различных датчиков и управляет системами, влияющими на токсичность отработавших газов и на эксплуатационные показатели автомобиля.

В блок управления 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 запросе на включение  кондиционера (если он установлен  на автомобиле).

На основе полученной информации блок 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.

 

 

Рис. 6 Схема системы впрыска:

1 - воздушный фильтр; 2 — датчик массового расхода  воздуха; 3 — шланг впускной трубы; 4 - шланг подвода охлаждающей  жидкости; 5 - дроссельный патрубок; 6 — регулятор холостою хода; 7 — датчик положения дроссельной  заслонки; 8 - канал подогрева системы  холостого хода; 9 — ресивер; 10 —  шланг регулятора давления; 11 —  электронный блок управления; 12 —  реле включения электробензонасоса; 13 - топливный фильтр; 14 — топливный  бак: 15 - электробензонасос с датчиком  уровня топлива; 16 — сливная магистраль; 17 - подающая магистраль; 18 - регулятор  давления: 19 - впускная труба: 20 - рампа  форсунок: 21 - форсунка; 22 -датчик скорости; 23 - датчик концентрации кислорода; 24 - газоприемник впускной трубы; 25 — коробка передач; 26 - головка  цилиндров; 2 7 - выпускной патрубок  системы охлаждения; '28 - датчик температуры  охлаждающей жидкости; А - к подводящей  трубе насоса охлаждающей жидкости

Память

 

       В электронном блоке управления имеется три вида памяти: оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), однократно программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ), и электрически программируемое запоминающее устройство (ЭПЗУ).Оперативное запоминающее устройство это «блокнот» электронного блока управления. Микропроцессор ЭБУ использует его для временного хранения измеряемых параметров для расчетов и для промежуточной информации. Микропроцессор может по мере необходимости вносить в него данные или считывать их.Микросхема ОЗУ смонтирована на печатной плате ЭБУ. Эта память является энергозависимой и требует бесперебойного питания для сохранения. При прекращении подачи питания содержащиеся в ОЗУ диагностические коды неисправностей и расчетные данные стираются.

Рис. 9-35. Электронный блок управления:

1 - программируемое  постоянное запоминающее устройство (ППЗУ)

 

      Электрически программируемое запоминающее устройство используется для временного хранения кодов-паролей противоугонной системы автомобиля (иммобилизатора). Коды-пароли, принимаемые ЭБУ от блока управления иммобили-затором (если он имеется на автомобиле), сравниваются с хранимыми в ЭПЗУ и при этом разрешается или запрещается пуск двигателя. Эта память является энергонезависимой и может храниться без подачи питания на ЭБУ.

Датчики инжектора

      Датчик температуры охлаждающей жидкости представляет собой термистор, (резистор, сопротивление которого изменяется от температуры). Датчик завернут в выпускной патрубок охлаждающей жидкости на головке цилиндров. При низкой температуре датчик имеет высокое сопротивление (100 кОм при -40 °С), а при высокой температуре - низкое (177 Ом при 100 °С).Температуру охлаждающей жидкости ЭБУ рассчитывает по падению напряжения на датчике. Падение напряжения высокое на холодном двигателе и низкое на прогретом. Температура охлаждающей жидкости влияет на большинство характеристик, которыми управляет ЭБУ.

      Датчик детонации заворачивается в верхнюю часть блока цилиндров (рис. 9-36) и улавливает аномальные вибрации (детонационные удары) в двигателе.Чувствительным элементом датчика является пьезокристаллическая пластинка. При детонации на выходе датчика генерируются импульсы напряжения, которые увеличива-ются с возрастанием интенсивности детонационных ударов. Блок управления по сигналу датчика регулирует опережение зажигания, для устранения детонационных вспышек топлива.

Рис.7 Расположение датчика детонации на двигателе:

1 — датчик  детонации

      Для нормальной работы датчик должен иметь температуру не ниже 360°С. Поэтому для быстрого прогрева после пуска двигателя, в датчик встроен нагревательный элемент. Датчик массового расхода воздуха расположен между воздушным фильтром и шлангом впускной трубы. Он термоанемометрического типа. В датчике используются три чувствительных элемента. Один из элементов определяет температуру окружающего воздуха, а два остальные нагреваются до заранее установленной температуры, превышающей температуру окружающего воздуха.ЭБУ использует информацию от датчика массового расхода воздуха для определения длительности импульса открытия форсунок.

СО-потенциометр

      СО-потенциометр (рис.8) установлен в моторном отсеке на стенке коробки воздухопритока и представляет собой переменный резистор. Он выдает в ЭБУ сигнал, который используется для регулировки состава топливо-воздушной смеси с целью получения нормированного уровня концентрации окиси углерода (СО) в. отработавших газах на холостом ходу. СО-потенциометр подобен винту каче-ства смеси в карбюраторах. Регулировка содержания СО с помощью СО-потенциометра выполняется только на станции технического обслуживания с применением газоанализатора.

Рис. 8. СО-потенциометр

Система питания

      Воздушный фильтр установлен в передней части моторного отсека на резиновых фиксаторах. Фильтрующий элемент — бумажный, с большой площадью фильтрующей поверхности. При замене фильтрующего элемента его необходимо устанавливать так, чтобы гофры были расположены параллельно осевой линии автомобиля.

 

Рис. 9 Дроссельный патрубок:

1 — патрубок  подвода охлаждающей жидкости; 2 - патрубок системы вентиляции  картера на холостом ходу; 3 - патрубок  для отвода охлаждающей жидкости; 4 - датчик положения дроссельной  заслонки; 5 — регулятор холостого  хода; 6 — штуцер для продувки  адсорбера; 7 – заглушка

 

      Дроссельный патрубок (рис. 9-39) закреплен на ресивере. Он дозирует количество воздуха, поступающего во впускную трубу. Поступлением воздуха в двигатель управляет дроссельная заслонка, соединенная с приводом педали акселератора.

      В состав дроссельного патрубка входят датчик 4 положения дроссельной заслонки и регулятор 5 холостого хода. В проточной части дроссельного патрубка (перед дроссельной заслонкой и за ней) находятся отверстия отбора разрежения, необходимые для работы системы вентиляции картера и адсорбера системы улавливания паров бензина. Если последняя система не применяется, то штуцер для продувки адсорбера глушится резиновой заглушкой 7.

Рис.10 Система подачи топлива:

1 - пробка штуцера  для контроля давления топлива; 2 - рампа форсунок; 3 - скоба крепления  топливных трубок- 4 - регулятор давления  топлива; 5 - электробензонасос; 6 - топливный  фильтр; 7 - сливной топливопровод; 8 - подающий топливопрорвод;  9 – форсунки

 

      Регулятор 5 холостого хода регулирует частоту вращения коленчатого вала на режиме холостого хода, управляя количеством подаваемого воздуха в обход закрытой дроссельной заслонки. Он состоит из двухполюсного шагового электродвигателя и соединенного с ним конусного клапана. Клапан выдвигается или убирается, по сигналам ЭБУ. Когда игла регулятора полностью выдвинута (что соответствует 0 шагов), клапан полностью перекрывает проход воздуха. Когда игла вдвигается, то обеспечивается расход воздуха, пропорциональный количеству шагов отхода иглы от седла.