Рампа форсунок, топливные форсунки, регулятор давления топлива
Топливные форсунки
Форсунка (рис. 10-14) системы распределенного впрыска представляет
собой электромагнитное устройство, управляемое контроллером и дозирующее
подачу топлива под давлением в впускную трубу двигателя.
Форсунки закреплены на рампе с помощью пружинных фиксаторов 4. Верхний и
нижний концы форсунок герметизируются уплотнительными кольцами 6,
которые всегда надо заменять новыми при снятии и установке форсунок.
Рампа форсунок
Рампа форсунок (рис. 10-13) представляет собой полую планку, с
установленными на ней форсунками и регулятором давления топлива. Рампа
форсунок закреплена двумя винтами на впускной трубе двигателя.
Топливо под давлением подается во внутреннюю полость рампы, а оттуда
через форсунки во впускную трубу.
На рампе форсунок расположен штуцер для контроля давления топлива,
закрытый резьбовой пробкой.
Ряд диагностических процедур при техническом обслуживании автомобиля или
при поиске неисправностей требуют проведения контроля давления топлива.
Штуцер расположен в удобном легкодоступном месте и позволяет определить
давление топлива, подаваемого на форсунки, с помощью манометра для
контроля давления топлива.
Рис. 10-13. Рампа форсунок в сборе: 1- зажим
крепления подающего топливопровода; 2 - болты крепления рампы; 3 -
штуцер для контроля давления топлива; 4 - рампа форсунок; 5 - регулятор
давления топлива; 6 - форсунки; А - трубка для подвода топлива; В -
патрубок отбора разрежения из впускной трубы; С - штуцер для слива
топлива
Контроллер открывает управляющим сигналом электромагнитный клапан
форсунки, при этом топливо проходит через клапан и направляющую
пластину, обеспечивающую распыление топлива.
Направляющая пластина имеет отверстия, которые направляют топливо,
образуя конический факел.
Факел топлива направлен на впускной клапан. До попадания топлива в
камеру сгорания происходит его испарение и перемешивание с воздухом.
Форсунка, у которой произошел прихват клапана в частично открытом
состоянии, вызывает потерю давления после выключения двигателя, поэтому
на некоторых двигателях будет наблюдаться увеличение времени прокрутки.
Кроме того, форсунка с прихваченным клапаном может вызвать
самовоспламенение топлива, т.к. некоторое количество топлива будет
попадать в двигатель после того, как он заглушён.
РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ТОПЛИВА
Регулятор давления топлива (рис. 10-15) представляет собой мембранный
предохранительный клапан. Он установлен на конце рампы форсунок и
обслуживается в сборе с рампой. На диафрагму регулятора с одной стороны
действует давление топлива, а с другой - давление пружины регулятора и
давление (разрежение) во впускной трубе.
Функция регулятора заключается в поддержании постоянного перепада
давления на форсунках. Регулятор давления компенсирует изменение
нагрузки двигателя, увеличивая давление топлива при увеличении давления
во впускной трубе (при увеличении открытия дроссельной заслонки).
При уменьшении давления во впускной трубе (уменьшении открытия
дроссельной заслонки) регулятор уменьшает давление топлива. При этом
клапан регулятора открывается и избыточное топливо по сливной магистрали
сливается обратно в топливный бак.
При включенном зажигании, неработающем двигателе и работающем
электробензонасосе давление топлива в системе составляет 284...325 кПа.
Пониженное давление топлива приводит к нарушению работы двигателя.
Как упоминалось выше в этой главе, количеством топлива, подаваемого
через форсунки, управляет контроллер.
Топливо подается по одному из двух разных методов: синхронному, т.е. в
определенном положении коленчатого вала, или асинхронному, т.е. без
синхронизации с вращением коленчатого вала.
Синхронная подача топлива является преимущественно применяемым методом.
Форсунки включаются попарно и поочередно: сначала форсунки первой пары
цилиндров (1-3), а через 1800 поворота коленчатого вала - форсунки
второй пары цилиндров (2-4) и т.д. Таким образом, каждая форсунка
включается один раз за оборот коленчатого вала, т.е. два раза за полный
рабочий цикл двигателя.
Асинхронная подача топлива используется на режиме пуска двигателя.
Контроллер обрабатывает сигналы датчиков, определяет режим работы
двигателя и рассчитывает длительность импульса впрыска топлива.
Для увеличения количества подаваемого топлива длительность импульса
впрыска увеличивается. Для уменьшения - сокращается.
Длительность импульса впрыска может быть проконтролирована с помощью
диагностического прибора DST-2M.
Управление топливоподачей осуществляется в одном из нескольких режимов,
описанных ниже.
Отключение подачи топлива
Подача топлива не производится в следующих случаях:
- коленчатый вал двигателя не вращается (отсутствует сигнал ДПКВ);
- частота вращения коленчатого вала двигателя превышает предельное
значение (около 6200 об/ мин).
Режим пуска
При включении зажигания контроллер с помощью реле включает
электробензонасос, который создает давление топлива в рампе форсунок.
Контроллер обрабатывает сигнал датчика температуры охлаждающей жидкости
для определения необходимой для пуска длительности импульсов впрыска.
Когда коленчатый вал двигателя при пуске начинает проворачиваться,
контроллер формирует асинхронный импульс включения форсунок,
длительность которого зависит от температуры охлаждающей жидкости. На
холодном двигателе импульс впрыска увеличивается для увеличения
количества топлива, а на прогретом - длительность импульса уменьшается.
Это называется первоначальным впрыском топлива и служит для ускорения
пуска двигателя. После этого осуществляется синхронный впрыск топлива.
Система работает в режиме пуска до достижения определенной частоты
вращения коленчатого вала (желаемые обороты холостого хода), значение
которой зависит от температуры охлаждающей жидкости.
ВНИМАНИЕ. Необходимым условием запуска двигателя является достижение
оборотов двигателя при прокрутке стартером значения не ниже 80 об/ мин,
напряжение в бортсети автомобиля при этом не должно быть ниже 6,5 В.
Режим управления топливоподачей по разомкнутому контуру
После запуска двигателя и до выполнения условий вхождения в режим
замкнутого контура контроллер управляет подачей топлива в режиме
разомкнутого контура. В режиме разомкнутого контура контроллер
рассчитывает длительность импульсов впрыска без учета сигнала датчика
кислорода. Расчеты осуществляются на базе сигналов датчика положения
коленчатого вала, датчика массового расхода воздуха, датчика температуры
охлаждающей жидкости и датчика положения дроссельной заслонки.
Режим мощностного обогащения
Контроллер следит за сигналом датчика положения дроссельной заслонки и
частотой вращения коленчатого вала для определения моментов, когда
необходима максимальная мощность двигателя.
Для развития максимальной мощности требуется более богатый состав
топливной смеси, что осуществляется путем увеличения длительности
импульсов впрыска.
Режим отключения подачи топлива при торможении двигателем
При торможении двигателем с полностью закрытой дроссельной заслонкой при
включенных передаче и сцеплении впрыск топлива не производится.
Параметры этого режима можно наблюдать с помощью прибора DST-2M.
Управление отключением подачи топлива при торможении двигателем и
последующим восстановлением подчиняется определенным условиям по
следующим параметрам:
- температура охлаждающей жидкости;
- частота вращения коленчатого вала;
- скорость автомобиля;
- угол открытия дроссельной заслонки;
- параметр нагрузки.
Компенсация изменения напряжения бортовой сети
При низком напряжении бортсети накопление энергии в катушках модуля
зажигания происходит медленнее и механическое движение электромагнитного
клапана форсунки занимает больше времени.
Контроллер компенсирует падение напряжения бортсети путем увеличения
времени накопления энергии в катушках модуля зажигания и длительности
импульсов впрыска.
Соответственно, при возрастании напряжения в бортовой сети автомобиля
контроллер уменьшает время накопления энергии в катушках зажигания и
длительность импульсов впрыска.
Регулирование подачи топлива по замкнутому контуру
Система входит в режим замкнутого контура при выполнении всех следующих
условий:
1. Датчик кислорода достаточно прогрет для нормальной работы.
2. Температура охлаждающей жидкости выше определенного значения.
3. С момента запуска двигатель проработал определенный период времени,
зависящий от температуры охлаждающей жидкости в момент пуска.
4. Двигатель не работает ни в одном из нижеперечисленных режимов: пуск
двигателя, отключение подачи топлива, режим максимальной мощности.
5. Двигатель работает в определенном диапазоне по параметру нагрузки.
В режиме управления топливоподачей по замкнутому контуру контроллер
первоначально рассчитывает длительность импульсов впрыска по данным тех
же датчиков, что и для режима разомкнутого контура (базовый расчет).
Отличие заключается в том, что в режиме замкнутого контура контроллер
использует сигнал датчика кислорода для корректировки расчетов
длительности импульсов впрыска в целях обеспечения максимальной
эффективности работы каталитического нейтрализатора.
Существует два вида корректировки подачи топлива - текущая и
корректировка самообучения. Первая (текущая) корректировка
рассчитывается по показаниям датчика кислорода и может изменяться
относительно быстро, чтобы компенсировать текущие отклонения состава
смеси от стехи-ометрического. Вторая (корректировка самообучения)
рассчитывается для каждой совокупности параметров <обороты-нагрузка> на
основе текущей корректировки и изменяется относительно медленно.
Текущая корректировка обнуляется при каждом выключении зажигания.
Корректировка самообучения хранится в памяти контроллера до отключения
аккумуляторной батареи.
Целью корректировки самообучением является компенсация отклонений
состава топливовоздуш-ной смеси от стехиометрического, возникающих в
результате разброса характеристик элементов ЭСУД, допусков при
изготовлении двигателя, а также отклонений параметров двигателя в период
эксплуатации (износ, закоксовка и т.д.).
Для более точной компенсации возникающих отклонений весь диапазон работы
двигателя разбит на 4 характерные зоны обучения:
- холостой ход;
- высокие обороты при малой нагрузке;
- частичные нагрузки;
- высокие нагрузки.
При работе двигателя в любой из зон по определенной логике происходит
коррекция длительности импульсов впрыска до тех пор, пока реальный
состав смеси не достигнет оптимального значения.
При смене режима работы двигателя в оперативной памяти контроллера (ОЗУ)
сохраняется последнее значение коэффициента коррекции для данной зоны.
Полученные таким образом коэффициенты коррекции характеризуют конкретный
двигатель и участвуют в расчете длительности импульса
впрыска при работе системы в режиме разомкнутого контура и при пуске, не
имея при этом возможности изменяться.
Значение корректировки, при котором регулирование подачи топлива по
замкнутому контуру не требуется, равно 1 (для параметра корректировки
топливоподачи самообучением на холостом ходу оно равно 0). Любое
изменение от 1(0) указывает на то, что функция регулирования
топливоподачи по замкнутому контуру изменяет длительность импульса
впрыска. Если значение корректировки топливоподачи по замкнутому контуру
больше 1(0), происходит увеличение длительности импульса впрыска, т.е.
увеличение подачи топлива. Если значение корректировки топливоподачи по
замкнутому контуру меньше 1(0), происходит уменьшение длительности
импульса впрыска, т.е. уменьшение подачи топлива. Предельным диапазоном
изменения текущей корректировки топливоподачи и корректировки
самообучением является диапазон 1 +0,25 (+0,45). Выход любого из
коэффициентов коррекции за пределы регулирования в сторону обогащения
или обеднения смеси свидетельствует о наличии неисправности в двигателе
или ЭСУД (отклонение давления топлива, подсос воздуха, негерметичность в
системе выпуска и т.д.).
Коррекция самообучением для регулирования топливоподачи на автомобилях с
каталитическим нейтрализатором является непрерывным процессом в течение
всего срока эксплуатации автомобиля и обеспечивает выполнение жестких
норм по токсичности отработавших газов.
При отключении аккумуляторной батареи значения коэффициентов коррекции
обнуляются и процесс самообучения начинается заново.
