Распределенный впрыск топлива


Система распределенного впрыска топлива: принцип действия, достоинства и недостатки

Система распределенного впрыска – это современная и наиболее прогрессивная многоточечная система топливной подачи, применяемая на бензиновых двигателях. Особенностью подобной системы является то, что каждый цилиндр ДВС оснащен собственной форсункой, через которую происходит дозированная подача топлива.

Двигатели, оснащенные системой распределенной подачей топлива, имеют более высокие показатели экономичного расхода ТС и низкий уровень токсичности отработанных газов.

Виды систем распределенного впрыска

Современные системы распределенного типа подачи топлива разделены на несколько видов:

  • По принципу работы – системы импульсной и непрерывной подачи ТС;
  • По способу управления – системы на механическом и электронном типе управления;
  • По времени открытия топливных форсунок – системы с попарно-параллельным впрыском (при подаче топлива попарно), одновременным впрыском (при одновременной подаче топлива во все форсунки), фазированным впрыском (при индивидуальной подаче топлива для каждой форсунки), прямым впрыском (подача топлива осуществляется в камеру сгорания цилиндра, минуя впускной коллектор).

Наиболее распространенными системами распределенной подачи ТС являются системы KE-Jetronic, K-Jetronic и L-Jetronic, разработанные компанией Bosch.

Система K-Jetronic относится к механическим топливным системам с непрерывной подачей ТС.

Система типа KE-Jetronic одна из разновидностей механической топливной системы непрерывного типа с электронным способом управления.

Система L-Jetronic представляет собой систему импульсной подачи топлива с электронным типом управления.

Система распределенной подачи ТС состоит из следующих подсистем и компонентов:

  • систем подачи и очистки топлива и воздуха;
  • системы сжигания бензиновых испарений;
  • системы выпуска и сжигания отработанных газов;
  • электронного блока управления с входными датчиками

Как работает система распределенной подачи ТС

Работа основных элементов системы – форсунок напрямую зависит от центра управления – управляющего блока, состоящего из бортового компьютера. Основной функцией управляющего блока является прием электрических сигналов, поступающих от входных датчиков, с последующей обработкой и преобразованием в управляющие сигналы, которые передаются на электромагнитные клапаны топливных форсунок и механизмы исполнения.

Помимо основных функций, блок управления выполняет и дополнительные задачи – проводит своевременную диагностику топливной системы на предмет выявления любых неполадок или поломок в ее работе.

При обнаружении неполадок блок управления сообщает о них водителю через контрольные лампы на приборной панели - Check engine, Check. Информация о более сложных поломках заносится в блок памяти для дальнейшего использования при повторной диагностике.

Расчет нужного количества топлива, происходит на основании данных полученных от температурных датчиков (температуры двигателя и поступающего воздуха), расхода воздуха, подсчета скорости вращения коленвала, угла открытия заслонки и т.д.

Произведя необходимые расчеты на основании полученных данных, бортовой компьютер посылает сигналы в виде электрических импульсов на форсунки для их открытия. Принимая сигналы, форсунки открывают клапаны, через которые топливо под высоким давлением поступает в топливный коллектор.

Преимущества и недостатки системы распределенной подачи ТС

Подобный тип системы топливной подачи имеет некоторые преимущества и недостатки. Наиболее значимые из них мы отдельно выделим.

Преимущества системы:

  • долговечность и надежность;
  • высокая экономичность использования топлива;
  • низкая токсичность отработанных газов бензиновых ДВС;
  • низкая вероятность появления сбоев в работе системы в условиях экстремального вождения (например, при преодолении крутых спусков и подъемов, при езде в дождь или гололед).

Недостатки системы:

  • сложная и дорогостоящая конструкция, оснащенная чувствительной системой электронного управления;
  • высокая стоимость ремонта и замены основных электронных элементов системы;
  • особенность конструкции требует проведения ремонтных и профилактических работ только высококвалифицированными специалистами.

Распределенный впрыск топлива или непосредственный что лучше?

Дорогие друзья, сегодня узнаем много интересного о впрыске системы питания. И так: распределенный впрыск топлива или непосредственный? Что лучше и чем они отличаются?

Допустим у вас пришло время осуществить вашу мечту и вы серьезно взялись за выбор автомобиля. Дело серьёзное, и если выбор цвета и формы машины даётся довольно легко, то с подбором типа мотора могут возникнуть трудности, особенно у неподготовленных в техническом плане людей.

Если так, тогда вам однозначно следует внимательно прочитать эту статью.

Распределенный впрыск топлива: экономно и экологично

Не секрет, что распределённый впрыск топлива (инжекция)  – это современная технология, тесно связанная со сложной электроникой. Главной её «фишкой» является наличие индивидуальной форсунки у каждого цилиндра бензинового мотора.

Но, на самом деле, похожие системы, правда, имеющие механическое управление, появились ещё в конце ХIХ – начале ХХ веков. Использовались они в авиации, в гоночных машинах и иногда их интерпретации даже выходили на массовый автомобильный рынок.

Настоящий же бум распределенный впрыск пережил с появлением доступных микропроцессоров в конце 80-х годов и пользуется уважением у производителей транспортных средств и по сей день.

Перейдём к принципу работы и разновидностям системы распределенного впрыска (кстати, её ещё называют многоточечной системой).

Как мы уже упомянули, ключевой особенностью данной технологии являются топливные форсунки, которые устанавливаются по одной перед впускными клапанами каждого цилиндра двигателя.

Таким образом, в отличие от моновпрыска, удаётся добиться равномерного распределения топливно-воздушной смеси по цилиндрам, а также точной её дозировки.

В целом данная схема расположения форсунок позволила инженерам значительно повысить экологичность моторов, а также сделать их менее прожорливыми. Контролирует весь этот ансамбль электронный блок управления (ЭБУ).

Он при помощи многочисленных датчиков, передающих данные о температуре, положении педали газа, количестве поступающего воздуха и прочих параметрах, вычисляет оптимальный объём бензина для впрыска и в нужный для этого момент подаёт управляющий сигнал на открытие форсунок.

Момент впрыск топлива

Кстати, о времени открытия форсунок. Тут не всё так просто, и системы распределённого впрыска различаются в зависимости от того, в каком порядке происходит активация этих элементов. Существуют такие варианты впрыска:

  • одновременный;
  • попарно-параллельный;
  • фазированный.

Одновременный

При одновременной инжекции бензина все форсунки открываются единомоментно, и происходит это за один полный рабочий цикл двигателя (два оборота коленчатого вала). Не считаю это разумным ходом и не понимаю зачем лишний расход топлива.

Видимо это практиковалось на заре изобретения такого метода, когда не очень беспокоились об экологии и бензин был дешевый.

Попарно-параллельный

При попарно-параллельном открытии процесс разбивается таким образом, чтобы в один момент времени впрыск производили только две форсунки и только тех цилиндров, которые переходят в такты впуска и выпуска.

Здесь тоже наблюдается лишний впрыск, зачем он нужен в такте выпуска. Говорят это помогает при запуске двигателя в аварийном режиме. Ну хоть единовременно, и то хорошо.

Фазированный

Но самым современным из перечисленной тройки является фазированный алгоритм работы системы  распределенного впрыска топлива и используется в современных автомобилях. Он предусматривает включение каждой форсунки непосредственно перед тактом впуска соответствующего ей цилиндра. Это конечно разумно и правильно.

Главное в таком впрыске то, что форсунка впрыскивает топливную смесь во впускной коллектор на входе в цилиндр, непосредственно на впускной клапан. Впрыск производится на такте ВПУСК.

В погоне за показателями

Выше мы уже говорили о том, что система многоточечной инжекции позволила двигателям стать гораздо более «чистыми» по сравнению с предшественниками, оснащёнными моновпрыском или карбюратором.

Тем не менее, защитникам окружающей среды этого было мало и с каждым годом автопроизводителям приходилось учитывать всё более жёсткие экологические нормы.

Чем же отличается распределенный впрыск топлива от непосредственного?

А вот в чем. Как уже было сказано выше, при распределенном впрыске, смесь поступает в коллектор в область впускного клапана. А при непосредственном впрыске, прямо в камеру сгорания, минуя впускной коллектор.

Непосредственный впрыск

Непосредственный впрыск более точен и подаваемое давление топливной смеси выше, чем у распределенного впрыска. Такой принцип экономичнее (до 20% экономии топлива). экологичнее (топливо лучше сгорает). Но все же такой тип системы не лишен недоствтков и конструкторы пошли дальше.

А вот что из этого вышло, и какие технологии появились в результате, в Комбинированная система впрыска топлива TFSI.

 

 

//www.youtube.com/watch?v=lW7UOR68poQ

 

До встречи на страницах блога!

Распределенный впрыск — Энциклопедия журнала "За рулем"

В системе центрального впрыска подача смеси и ее распределение по цилиндрам осуществляются внутри впускного коллектора единственной форсункой (Позиция 5 на рисунке).

Более современная система - распределенного впрыска топлива - отличается тем, что во впускном тракте каждого цилиндра устанавливается отдельная форсунка, которая в определенный момент впрыскивает дозированную порцию бензина на впускной клапан соответствующего цилиндра. Бензин, поступивший в цилиндр, испаряется и перемешивается с воздухом, образуя горючую смесь.

Схема системы распределенного впрыска топлива Motronic:
1 — подача топлива;
2 — поступление воздуха;
3 — дроссельная заслонка;
4 — впускной трубопровод;
5 — форсунки;
6 — двигатель

Двигатели с такими системами питания обладают лучшей топливной экономичностью и пониженным содержанием вредных веществ в отработавших газах по сравнению с карбюраторными двигателями. Работой форсунок управляет электронный блок управления (ЭБУ), представляющий собой специальный компьютер, который получает и обрабатывает электрические сигналы от системы датчиков, сравнивает их показания со значениями, хранящимися в памяти компьютера, и выдает управляющие электрические сигналы на электромагнитные клапаны форсунок и другие исполнительные устройства. Кроме того, ЭБУ постоянно проводит диагностику системы впрыска топлива и при возникновении неполадок в работе предупреждает водителя с помощью контрольной лампы (Check или Check engine), установленной в щитке приборов. Серьезные неполадки записываются в памяти блока управления и могут быть считаны при проведении диагностики.
Система питания с распределенным впрыском имеет следующие составные части:
— система подачи и очистки топлива;
— система подачи и очистки воздуха;
— система улавливания и сжигания паров бензина;
— электронная часть с набором датчиков;
— система выпуска и дожигания отработавших газов.

Распределенный впрыск топлива

История создания распределенного впрыска

Первое приспособление, напоминающее современную систему распределенного впрыска топлива, придумал для своих двигателей английский инженер и изобретатель Герберт Стюарт еще в конце XIX века.

Первую российскую систему впрыска для бензиновых авиационных двигателей разработали в 1916 году конструкторы Микулин и Стечкин

В дальнейшем его идеи развили и усовершенствовали Роберт Бош и Клесси Камминс, и конструкция к уже в двадцатые годы нашла массовое применение в топливной системе дизельных двигателей. Первую российскую систему впрыска для бензиновых авиационных двигателей разработали в 1916 году конструкторы Микулин и Стечкин.

Впервые система распределенного впрыска бензина была применена на двигателе, изобретенном шведским инженером Йонасом Хессельманом в 1925 году. Согласно замыслу Хессельмана, топливо необходимо было впрыскивать в каждый цилиндр ближе к концу такта сжатия, чтобы воспламенение происходило уже непосредственно перед началом хода поршня вниз. Двигатель Хессельмана обычно запускался на бензине, а затем при работе использовался дизель или керосин.

Прямой впрыск топлива в каждый цилиндр использовался в авиационных двигателях времен Второй мировой производства Junkers, Daimler-Benz и BMW с целью обеспечить пилотам возможность выполнять фигуры высшего пилотажа без риска остановки мотора. На германских авиационных двигателях использовалась адаптированная система впрыска дизельного топлива фирмы Bosch. Устройства назывались карбюраторами, но топливо подавалось не самотеком, а при помощи насосов высокого давления.

Первые серийные системы управления распределенным впрыском были механическими, их производство в 1951 начала компания Bosch

Первую систему распределенного впрыска, управляемую электроникой, производства итальянской фирмы Caproni-Fuscaldo установила на гоночный автомобиль Alfa Romeo 6C2500 в 1940 году. Шестицилиндровый двигатель был снабжен индивидуальными форсунками.

Первые серийные системы управления распределенным впрыском были механическими. Их производство в 1951 начала компания Bosch. Одним из первых такой системой в 1954 оснастили легендарное купе Mercedes-Benz 300 SL «Крыло чайки». В дальнейшем механические системы начали устанавливать и на более массовые модели, к примеру, на автомобили Audi 100.

Топливная рейка с форсунками и регулятором давления.

Эпоха электронного управления системами впрыска бензина началась в восьмидесятые годы с появлением дешевых микропроцессоров. Первым серийным автомобилем с инжектором, управляемым электронным контроллером на основе микропроцессора, был Rambler Rebel 1957 года фирмы Nash - части американского автомобильного концерна AMC. Система впрыска называлась Electrojector, и ее применение позволило поднять мощность восьмицилиндрового двигателя "Бунтаря" на 60 л.с.

Виды распределенного впрыска топлива

В системе распределенного впрыска топливо в каждый цилиндр впрыскивается отдельной форсункой. Существует несколько разновидностей распределённого впрыска. Различаются они по времени открытия форсунок. К примеру, в случае одновременного впрыска все форсунки открываются разом. Если форсунки открываются попарно, впрыск называется попарно-параллельным.

Связующим звеном между современной системой распределенного впрыска и карбюратором был моновпрыск - система, с управляемой компьютером единственной форсункой

Большинство современных автомобилей оснащено системами фазированного впрыска. В этой системе каждая форсунка управляется индивидуально и открывается в наиболее удачный с точки зрения заложенной в блоке управления программы момент, то есть непосредственно перед началом такта впрыска.

Как правило, в топливной системе фазированного впрыска в управляющей программе предусмотрены два дополнительных режима: прогрева и аварийный режим. В случае их задействования фазированный впрыск заменяется попарно-параллельным. Это позволяет двигателю в период прогрева работать в интенсивном режиме и на относительно высоких оборотах. В аварийном режим, в случае неисправности одного из датчиков, показания которого влияют на количество впрыскиваемого топлива, обеспечивается бесперебойная работа двигателя при разной нагрузке. Как правило, поводом для включения аварийного режима становится неисправность основного датчика, показаниями которого руководствуется блок управления при дозировке топлива, - датчика фазы или, иначе, датчика положения распределительного вала.

Последний тип распределенного впрыска - прямой впрыск, представляющий собой разновидность фазированного. В этой системе топливо впрыскивается не во впускной коллектор, а непосредственно в камеру сгорания каждого цилиндра.

Принцип работы распределенного впрыска топлива

Управление системой впрыска современного автомобиля осуществляет компьютер, в автомобильной терминологии носящий название электронного блока управления двигателем.

Для вычисления оптимального момента для открытия топливных форсунок и времени, в течение которого они должны оставаться открытыми, блок управления использует показания различных датчиков.

Масса воздуха, поступающего в двигатель, измеряется датчиком массового расхода воздуха. Это один из важнейших показателей. Кроме него, при определении количества топлива компьютер опирается на данные по температуре двигателя, температуре всасываемого воздуха, скорости вращения коленчатого вала, угла открытия дроссельной заслонки и динамике ее открытия. Рассчитав количество топлива, которое может полностью сгореть при данной массе воздуха в цилиндрах, компьютер подает сигнал форсункам на открытие. Сигналом служит электрический импульс нужной длительности. Во время подачи сигнала форсунки остаются в открытом положении, и топливо, которое в магистрали находится под давлением, впрыскивается во впускной коллектор.

Плюсы и минусы распределенного впрыска топлива

Первое и основное преимущество распределенного впрыска топлива – экономичность. Кроме того, в связи с более полным сгоранием топлива за один цикл автомобили с распределенным впрыском наносят меньше вреда окружающей среде вредными выбросами. При точной дозировке топлива вероятность возникновения неожиданных сбоев в работе при экстремальных режимах (преодоление крутого подъема, например) сведена практически к нулю.

Применение распределенного впрыска продлило жизнь многим популярным автомобилям, которые были бы сняты с производства в связи с низкой топливной экономичностью

Недостаток систем распределенного впрыска в достаточно сложной и всецело зависящей от электроники конструкции. В связи с большим количеством электронных компонентов диагностика и ремонт систем распределенного впрыска возможны только в условиях профессионального сервисного центра.

Распределенный впрыск топлива

Центральный впрыск топлива или моновпрыск

Благодаря простоте, надежности и сравнительно невысокой стоимости система центрального впрыска (моновпрыска, точечного впрыска) нашла применение на недорогих автомобилях. При этом она уступает системе распределенного впрыска по мощностным и экономическим показателям, так как допускает образование топливной пленки на стенках впускного трубопровода, как и в случае применения карбюратора.
Кроме того, из-за большого расстояния между форсункой и впускными клапанами ухудшается работа двигателя на режиме разгона, а значительные габаритные размеры самой форсунки увеличивают гидравлическое сопротивление впускной системы.

По этим причинам системы питания бензиновых двигателей, использующие центральный впрыск (моновпрыск) в настоящее время уступили место системам с распределенным и непосредственным впрыском, лишенным описанных выше недостатков.

***

Принцип действия системы с центральным впрыском

Форсунка 2 (Рис. 1), управляемая электронным блоком управления (ЭБУ) 4, подает топливо во впускной трубопровод.
Воздух, поступающих из воздухоочистителя, проходит через измеритель 1 расхода воздуха, смешиваясь с бензином, образует топливовоздушную смесь. Бензин из топливного бака подается через фильтра 6 с помощью электрического насоса 7 под давлением 100…150 кПа.

Электронный блок управления (ЭБУ) выдает управляющий сигнал форсунке на основании сигналов, полученных от измерителя 1 расхода воздуха, датчика 8 положения и скорости открытия дроссельной заслонки и датчика 9 температуры охлаждающей жидкости.
От аккумуляторной батареи 5 осуществляется питание электроэнергией электронного блока управления.
Впрыск бензина происходит прерывисто с частотой, соответствующей частоте вращения коленчатого вала.

Форсунка 2 объединена с регулятором 3 давления, дроссельной заслонкой и регулятором 10 холостого блока в одном блоке.

***

Учебные дисциплины
  • Инженерная графика
  • МДК.01.01. «Устройство автомобилей»
  •       Общее устройство автомобиля
  •       Автомобильный двигатель
  •       Трансмиссия автомобиля
  •       Рулевое управление
  •       Тормозная система
  •       Подвеска
  •       Колеса
  •       Кузов
  •       Электрооборудование автомобиля
  •       Основы теории автомобиля
  •       Основы технической диагностики
  • Основы гидравлики и теплотехники
  • Метрология и стандартизация
  • Сельскохозяйственные машины
  • Основы агрономии
  • Перевозка опасных грузов
  • Материаловедение
  • Менеджмент
  • Техническая механика
  • Советы дипломнику
Олимпиады и тесты
  • «Инженерная графика»
  • «Техническая механика»
  • «Двигатель и его системы»
  • «Шасси автомобиля»
  • «Электрооборудование автомобиля»

Особенности многоточечного механизма

Система впрыска используется почти всеми изготовителями авто.

Система по мере прогревания двигателя может демонстрировать должные качества работы на повышенных оборотах. Поломка датчика способствует иногда переходу устройства в полностью аварийный режим, его показания учитывает блок управления в процессе определения дозировки жидкости. Управление таким механизмом сегодня производится посредством специального компьютера, который называется электронным управленческим блоком

Для вычисления нужного момента открытия форсунок важно получать информационные данные от датчиков. Важный показатель – объем потоков, которые поступают в двигатель и измеряются датчиком

В процессе вычисления подачи определенного количества топлива, которое необходимо для бесперебойной работы агрегата, компьютер анализирует другую информацию – это температурные и влажностные режимы, набор прочих параметров.

Рассмотрим и другие отличия агрегатов HPi, GDI, CGI и FSI от модельного ряда MPI-моторов

  1. В системе прямого впрыска, давление проходящего через форсунку топлива, в несколько десятков раз выше, нежели в системе распределенного впрыска. Это достигается благодаря применению ТНВД в конструкции силовых агрегатов с прямым топливовпрыском.
  2. Специальная конструкция форсунок системы прямой топливоподачи позволяет раскручивать капельки бензина на выходе, благодаря чему быстрее осуществляется их испарение. В то время как вся функция форсунки распределительной системы состоит из средств формирования топливного факела.

Как видно, система топливоподачи MPI гораздо проще во всех отношениях. Но, это далеко не все. В двигателях с прямой подачей топлива на их производительность влияет распределение воздуха внутри них и количество впрыснутого топлива в цилиндры. По этой причине поршневая часть в агрегатах с системой прямого впрыска имеет сложную профилированную конструкцию.

Подобную функцию выполняют и клапаны впуска в конструкции коллектора системы прямой подачи топлива. В конструкции HPi, GDI, CGI и FSI агрегатов предусмотрено послойное образование горючей смеси. Это говорит о том, что полностью сгорает лишь небольшое количество топлива, находящееся вблизи свечи зажигания либо происходит процесс разрушения этого облака из горючего для того, чтобы сделать всю рабочую смесь более обогащенной. В силовых бензиновых агрегатах конструкции MPI каналы для впуска топлива необходимы исключительно для впрыска смеси бензина с воздухом в цилиндры, поэтому они не имеют заслонок и винтовой формы, как моторы с прямой топливоподачей.

Такими «наворотами» перечисление отличий системы прямой подачи топлива от распределенной не заканчивается. Однако, большинство заметных моментов уже описаны выше. Если копнуть поглубже, то стоит отметить, что топливный насос высокого давления, наличие специального впускного коллектора, поршневой части особой конструкции и сложной системы форсунок отчасти можно отнести к недостаткам, наличие которых вовсе не говорит, что лишенным этого двигателям MPI придется сойти с дистанции. Во всяком случае, в ближайшее время.

Но, рано или поздно, это все же произойдет. И опять-таки по той же причине, которая относительно недавно сделала карбюратор и систему центральной подачи топлива достоянием политехнических музеев – отсутствие у системы распределенной подачи бензина высоких показателей экономии топлива без потери мощности силового агрегата, и большое количество вредных соединений в выхлопных газах автомобиля. Проведенные тестирования систем топливоподачи выявили, что силовые агрегаты с системой прямого впрыска топлива в отличие от других моторов, имеющих одинаковый объем, позволяют экономить порядка 20-25% топлива, при этом их мощность возрастает на 10%. Естественно, что ни один из существующих автопроизводителей не станет пренебрегать заявленными удовольствиями!

Но, наличие большого количества преимуществ вовсе не говорит об отсутствии недостатков. У системы прямой подачи топлива есть свой «скелет в шкафу». Если рассматривать экологическую составляющую использования прямого впрыска, то она практически идеальна, за исключением одного «но» – повышенного содержания сажи в выхлопных газах. Это и делает систему прямой топливоподачи единственным конкурентом дизельным силовым агрегатам. А это уже реальная возможность FSI поладить с MPI. Это было бы классно, но, во всяком случае, этим системам придется ладить друг с другом в одном двигателе.

Именно эту идею и воплотили в жизнь конструкторы компании Volkswagen, объединив в одном моторе обе системы MPI и FSI. Двигатели 1,8 и 2,0 TFSI относятся к третьему поколению агрегатов EA888.

Устройство

Система в целом имеет в составе основные узлы.

  1. Бак топлива – является компактным элементом, который имеет насос, фильтр для чистки от механических частиц. Он предназначен для хранения топлива.
  2. Инжектор используется с целью образования смеси – эмульсии, а также для ее подачи в цилиндры.
  3. Блок управления – его установка осуществляется непосредственно на двигателях с инжектором.
  4. Топливный насос – используется обычно традиционный вариант. Он представлен электрическим двигателем с высокой мощностью.

Таким образом, рассматриваемый механизм является простым и прогрессивным, позволяет добиваться нужных результатов при его использовании и ездить с комфортом.

Системы с распределенным впрыском топлива

Топливо подается
вблизи впускных клапанов каждого
цилиндра с помощью механических или
электромеханических форсунок. Преимущества
распределенно­го впрыска по сравнению
с центральным:

    • экономия топлива
      за счет его более равномерного
      распределения по ци­линдрам. В
      системах с центральным впрыском подача
      топлива регулирует­ся под цилиндр,
      получающий наиболее бедную смесь, в
      результате суммар­ное потребление
      топлива возрастает;

    • в системах с
      распределенным впрыском есть возможность
      оптимизировать конструкцию впускного
      коллектора под подачу максимального
      количества воздуха, в результате с
      двигателя снимается большая мощность;

    • за счет подачи
      топлива непосредственно в зону впускных
      клапанов умень­шается транспортное
      запаздывание, двигатель быстрее
      реагирует на изме­нение положения
      дроссельной заслонки;

    • за счет сокращения
      транспортного запаздывания в системе
      стабилизации стехиометрического
      состава топливовоздушной смеси по
      сигналу с датчика кислорода повышена
      частота переключений «бедная смесь —
      богатая смесь». Это улучшает работу
      каталитического нейтрализатора,
      уменьшается содержание токсичных
      веществ в выхлопных газах.

В системах
распределенного постоянного впрыска,
нр. K-Jetronic
фир­мы BOSCH,
количество подводимого воздуха непрерывно
измеряется расходо­мером, а масса
впрыскиваемого топлива пропорциональна
объему поступающего воздуха. Система
поддерживает стехиометрическое
соотношение 1:14,7 в ТВ-смеси, кроме
переходных режимов и работы двигателя
с полной нагрузкой. Топливо впрыскивается
постоянно, его количество регулируется
дозатором-рас­пределителем, управляемым
расходомером воздуха и регулятором
управляющего давления. В свою очередь
воздействие регулятора управляющего
давления определяется величиной
подводимого к нему разреженияво
впускном коллекторе и температурой ОЖ.
В этой чисто механической системе
используются датчики температуры на
основе биметаллических пластин. Датчики
управляют работой дозатора-распределителя
через систему диафрагм и патрубков.

В системах
распределенного постоянного впрыска
с электронным управле­нием, нр. в
KE-Jetronic,
используется больше датчиков, информация
с которых обрабатывается в микропроцессорном
ЭБУ. Управляющее давление в
дозаторе-распределителе меняется
электрогидравлическим регулятором по
командам ЭБУ. За счет электронного
управления лучше оптимизировано
дозирование топлива.

Наиболее совершенными
являются системы прерывисто­го
распределенного впрыска топлива. В них
давление подводимого к форсункам топлива
поддерживается постоянным по отношению
к впускному коллектору. Ко­личество
подаваемого топлива регулируется
временем включения электромагнит­ных
форсунок, управляемых непосредственно
от ЭБУ, чем достигается высокое
быстродействие и точность дозирования.
Неотъемлемыми частями современных
систем подачи топлива с прерывистым
впрыском являются:

• датчик массового
расхода воздуха (массметр), обычно
термоанемометриче-ский;

• система дозирования
топлива: электробензонасос, топливный
фильтр, рам­па форсунок, электромагнитные
форсунки, регулятор давления топлива.
Бензонасос подает топливо в рампу под
давлением 250…350 кПа. Регулятор давления
поддерживает постоянный перепад давления
между впускной тру­бой и нагнетающей
магистралью рампы, излишки топлива
возвращаются в бензобак по линии слива.
Соленоиды форсунок управляются силовыми
транзисторами эбу.
В некоторых
системах имеется дополнительная
пуско­вая форсунка, которая
устанавливается за дроссельной заслонкой
и вклю­чается при холодном пуске
двигателя;

• датчик кислорода,
сигнал которого используется ЭБУ для
работы в замкну­том режиме стабилизации
стехиометрического состава топливовоздушной
смеси.

Виды систем впрыска дизельных ДВС

На современных дизельных двигателях применяются такие системы впрыска, как система насос-форсунки, система Сommon Rail, система с рядным или распределительным ТНВД (топливным насосом высокого давления).

ТНВД является центральным элементом любой топливной системы дизельного двигателя.

В дизелях подача горючей смеси может осуществляться как в предварительную камеру, так и напрямую в камеру сгорания (непосредственный впрыск).

На сегодняшний день предпочтение отдается системе непосредственного впрыска, которую отличает повышенный уровень шума и менее плавная работа двигателя, по сравнению с впрыском в предварительную камеру, но при этом обеспечивается гораздо более важный показатель – экономичность.

Система впрыска насос-форсунки

Подобная система применяется для подачи и впрыска топливной смеси под высоким давлением центральным устройством – насос-форсунками.

По названию можно догадаться, что ключевой особенностью данной системы является то, что в единственном устройстве (насос-форсунке) объединены сразу две функции: создание давления и впрыск.

Конструктивным недостатком данной системы является то, что насос оснащен приводом постоянного типа от распредвала двигателя (не отключаемый), который приводит к быстрому износу конструкции. Из-за этого производители все чаще делают выбор в пользу системы впрыска Сommon Rail.

Система впрыска Сommon Rail (аккумуляторный впрыск)

Это более совершенная система подачи ТС для большинства дизельных двигателей. Ее название пошло от основного конструктивного элемента – топливной рампы, общей для всех форсунок. Сommon Rail в переводе с английского как раз и означает – общая рампа.

В такой системе топливо подается к топливным форсункам от рампы, которую еще называют аккумулятором высокого давления, из-за чего у системы появилось и второе название – аккумуляторная система впрыска.

В системе Сommon Rail предусмотрено проведение трех этапов впрыска – предварительного, основного и дополнительного. Это позволяет уменьшить шум и вибрации двигателя, сделать более эффективными процесс самовоспламенения топлива, уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу.

Для управления системами впрыска на дизелях предусмотрено наличие механических и электронных устройств. Системы на механике позволяют контролировать рабочее давление, объем и момент впрыска топлива. Электронные системы предусматривают более эффективное управление дизельными ДВС в целом.

Недостатки

  • Непосредственный впрыск имеет весьма сложное устройство системы, следовательно, повышенную стоимость по сравнению с традиционной программой.
  • К элементам и составным частям такой системы предъявляется большое количество требований по качеству, прочности и точности деталей, что делает себестоимость GDI более высокой.
  • Форсунки при GDI (прямой впрыск) должны выдерживать высокие температурные показатели и прочие жесткие условия, а также давление разрушительного характера.

Таким образом, система имеет «подводные камни», способные изменить отношение к ней крупных мировых производителей. Тем не менее нет удивительного в том, что через несколько лет львиная доля представителей автомобильного рынка перейдет именно на такие двигатели.

Насколько актуален впрыск

Пользователи задаются вопросом актуальности и истинных преимуществ впрыска

Стоит ли заострять на нем внимание, или «игра не стоит свеч». Рассмотрим ситуацию на конкретном примере

Известная компания General Motors занимается изготовлением двух типов двигателей с разными видами впрыска бензина – это модель объемом в 3.6 литра V6. Первый вариант впрыска – непрямой, двигатель сгорания с ним доходит до 263 л. с., а если рассматривать GDI, то данный показатель достигает значения в 304 л. с. Невзирая на высокую мощность работы, которую имеет двигатель сгорания, расход бензина второго устройства более низкий.

Технология GDI не нова и появилась в 20-м веке, но многие изготовители авто стали широко ее использовать при производстве моделей массового потребления. В связи с дорогим производством и отсутствием компьютерных техник, применялся только механический карбюратор, что продолжалось до 80-х годов. Но резкое повышение цен на топливо и другие факторы привели к ужесточению законодательных норм, направленных на снижение расхода, и к возникновению GDI – бензина в камеру двигателей внутреннего сгорания.

Системы распределённого впрыска топлива

Каждый цилиндр системы распределённого впрыска топлива обслуживается собственной электромагнитной форсункой. Каждая форсунка такой системы впрыскивает топливо во впускной коллектор пред впускными клапанами каждого цилиндра. Таким образом, только часть внутреннего объёма впускного коллектора работающего двигателя заполняется подготовленной топливной смесью. Как и в системе точечного впрыска топлива, здесь впрыск осуществляется не непрерывной струёй топлива, а подаётся порциями. Количество подаваемого топлива регулируется путём изменения продолжительности открытого состояния форсунки.Электромагнитные топливные форсунки имеют некоторую инерционность. Проявляется эта инерционность как задержка открытия и задержка закрытия клапана форсунки относительно управляющего напряжения. Задержка открытия клапана форсунки может составлять около 1,5 mS, кроме того, она может изменяться с изменением величины напряжения на аккумуляторной батарее. Задержка закрытия клапана форсунки может составлять около 1,0 mS. Когда двигатель работает под нагрузкой, длительность впрыска топлива может составлять несколько единиц или даже десятки миллисекунд, то есть -длительность впрыска топлива при этом значительно превышает время задержки срабатывания клапана форсунки, и за счёт этого инерционность форсунки сказывается мало заметно.Когда двигатель работает при малых нагрузках или на холостом ходу, длительность впрыска значительно уменьшается, и становится сравнимой с временем задержки срабатывания клапана форсунки. Из-за этого, инерционность форсунки может сказываться значительно сильнее и точность дозирования количества впрыскиваемого топлива может сильно снизиться. Поэтому, для таких форсунок не используют управляющие импульсы продолжительностью менее 1,5 mS. Кроме того, инерционность форсунок, обслуживающих разные цилиндры одного и того же двигателя со значительным пробегом может заметно различаться, что вносит дополнительную погрешность дозирования малых порций топлива.

Другой вариант классификации

Система может быть нескольких видов и вариантов.

  • Одновременная комбинация – с практической точки зрения встречается редко. За один оборот все форсунки в ней срабатывают в одновременном порядке.
  • Параллельная работа (попарно) – в течение одного оборота вала происходит парное срабатывание форсунок, по одному разу за оборот.
  • Фазированная, последовательная – когда за выполнение валом одного оборота происходит отдельное регулирование любой из форсунок. При этом открытие элемента осуществляется 1 раз перед впуском.

Независимо от варианта классификации все механизмы имеют различия по ряду параметров, учитываемых в ходе эксплуатации.

Трудности реализации и необходимые профилактические меры

При всех положительных моментах эксплуатации двигателя на переобедненных смесях у современных автомобилей имеются проблемы, у которых нет «общих точек соприкосновения» со старым семейством MPI-впрыска, что в свою очередь вызывает трудности в диагностике. Чтобы понять, какие изменения последовали в конструкции, и сравнить, надо обратиться к самому началу появления данного типа системы впрыска в производстве. Конкретную реализацию разберем на примере моделей VW AG. Итак, сравнение поршневой группы атмосферного и турбированного ДВС…

В первом случае видна схема «встречных потоков» описанных ранее, во втором очевидно играет гораздо большую роль предварительное завихрение потока воздуха во впускном коллекторе (в этом одно из различий исполнения данных моторов) и полная направленная циркуляция в полном объеме цилиндра.

Предварительное завихрение воздушного потока во впускном коллекторе и обедняет классическую однородную (гомогенную) смесь при смешивании воздушного потока с топливом. На практике первая схема обеспечивает лучшее охлаждение поршня (а с ним – эффективную борьбу с детонационными явлениями при рабочем цикле, о чем подробнее поговорим далее). В то же время для таких моторов характерна проблема зимнего пуска, при котором свечи просто «заливало» топливом, и мотор не запускался, а самое смешное в этом вопросе (думаю, владельцы Passat B6 первых годов выпуска об этом хорошо помнят), что самая простая «жигулевская» и даже не первой свежести свеча помогала запустить замерзший ДВС, после чего следовала еще одна замена – возвращение оригинальных свечей назад. Последовало порядка десятка изменений версий программного обеспечения блока управления ДВС, прежде чем удалось решить эту проблему. Разумеется, владельцев ДВС с турбокомпрессором такие проблемы не коснулись. Пуск на гомогенной смеси при минусовой температуре воздуха отработан автопроизводителями до мелочей. В дальнейшем на цепных моторах 2008 года и далее эксперименты с формой днища поршня проводить не стали. Обычно такие поршни обладают плоской поверхностью со стандартными выемками под клапана.

Или имеют ярко выраженную сферическую вогнутую поверхность по всей ширине гильзы цилиндров, назначение которой будет понятно немного позже.

А теперь посмотрим на организацию подачи топлива и воздуха на этих ДВС:

Используются форсунки с 6-ю отверстиями, что положительно влияет на качество распыления топлива

Обратите внимание на расположение топливной форсунки и впускного канала: они находятся в одной плоскости, а это значит, суммарного восходящего потока уже не получится. Учитывая, что топливо должно успеть равномерно распределиться по топливовоздушному заряду, получаем единственный вариант —организацию встречного потока с довольно большим дефицитом по времени эффективного распыления

Разумеется, об эффективном охлаждении поршней в этом случае речь тоже не идет. Давайте посмотрим, что думают об этом сами создатели.

Довольно простое решение подачи топлива непосредственно в зону свечи, т.е. топливный заряд оборачивается, условно говоря, в «кокон» воздушного заряда (эффект дополнительного охлаждения смеси достигается ее изолированием воздушным потоком, если говорить точнее). В итоге в зоне электрода свечи мы имеем обогащенную, легко воспламеняемую смесь, а в остальных местах камеры сгорания – переобедненную. Но путь смешивания топливного и воздушного зарядов очень короткий, в отличие от схемы, обсуждаемой ранее, а нормальное перемешивание, с отражением от поверхности поршня и равномерным распределением по фронту потока (как это было с атмосферным мотором), к сожалению, невозможно. Именно этот аспект и влияет на возможную проблемную работу ДВС в целом, а причина возникновения трудностей стабильного воспламенения довольна простая:

Попарно-параллельный впрыск топлива

Для уменьшения зависимости качества подготовки топливовоздушной смеси от момента впрыска топлива, а так же для улучшения точности дозирования топлива на переходных режимах работы двигателя, топливные форсунки были разделены на группы согласно порядку работы цилиндров и соединены попарно-параллельно — половина форсунок соединена параллельно и управляется своим выходным силовым транзистором блока управления двигателем, другая половина форсунок так же соединена параллельно и управляется своим, вторым выходным силовым транзистором блока управления двигателем.Управление форсунками одной группы происходит одновременно — все форсунки одной группы работают синхронно. Когда форсунки первой группы впрыскивают топливо, форсунки второй группы закрыты, и наоборот. При этом, первая и вторая группы форсунок, так же как и в системе параллельного впрыска топлива, впрыскивают топливо дважды за один цикл работы 4-х тактного двигателя (за два оборота коленвала).Осциллограммы напряжения сигналов системы управления 4-х цилиндрового 4-х тактного двигателя, осуществляющей попарно-параллельный впрыск топлива, демонстрирующие схему впрыска топлива данной системы. Порядок работы цилиндров 1 — 3 — 4 — 2. В данном случае в первую пару объединены форсунки, обслуживающие цилиндры №1 и №4, а во вторую пару объединены форсунки, обслуживающие цилиндры №2 и №3. Но встречаются системы, где при таком же порядке работы цилиндров двигателя, форсунки объединены в пары по-другому.напряженияуправляющихимпульсовтопливнойнапряженияуправляющихимпульсовтопливнойнапряженияуправляющихимпульсовтопливнойнапряженияуправляющихимпульсовтопливнойфорсункой форсункой форсункой форсункой1Осциллограмма 1-го цилиндра.2Осциллограмма 2-го цилиндра.3Осциллограмма 3-го цилиндра.4Осциллограмма 4-го цилиндра.5Осциллограмма напряжения выходного сигнала датчика положения / частоты вращения коленчатого вала. За один полный оборот коленвала датчик генерирует 58 импульсов и один пропуск, продолжительность которого соответствует продолжительности двух импульсов. Соответственно, за один полный цикл работы 4-х тактного двигателя (за два оборота коленвала) датчик генерирует такие пропуски дважды.7 Импульс синхронизации с моментом зажигания в первом цилиндре.Следует заметить, что в момент пуска двигателя блок управления двигателем переключается на параллельную схему впрыска топлива, то есть, включает и выключает все топливные форсунки одновременно.

Преимущества

Система обладает существенными достоинствами по сравнению с другими технологиями и механизмами:

  • Непосредственный впрыск позволяет обеспечивать наиболее точное управление топливным количеством (дозировкой) и воздухом.
  • Внизу располагается инжектор, что способствует распылению, превращающему бензин в маленькие капельки.
  • В такой системе происходит полноценное сгорание бензина, и это важный показатель, поскольку в условиях высоких оборотов на это выделяется мало времени.

Большое число компаний стремится перейти на изготовление машин именно с такими агрегатами, мотивируя это высокой мощностью, возможностью снижения расхода топлива и другими преимуществами.

Многоточечный распределенный впрыск топлива: что это за система

3547 Просмотров

Система впрыска – основной составляющий элемент системы топлива в транспортном средстве, форсунка выступает в качестве основного рабочего «органа». На сегодняшний день не составит труда найти большое количество разнообразных устройств, их задача сводится к обеспечению впрыска. В статье будет рассмотрен многоточечный впрыск – его особенности, достоинства, а также основные отличия от некоторых других систем.

Особенности действия

Особенности деятельности и существования данной системы базируются на том, что необходимо обеспечивать бесперебойную подачу топлива в цилиндры с помощью форсунок, число которых равно количеству цилиндров.

Если рассматривать классификационные моменты по принципу работы, то можно выделить две основные группы систем – непрерывный впрыск и импульсную подачу. Есть электронный и механический варианты контроля их работы.

Разновидности

Рассматривая конструкции, которые предполагают распределенный впрыск топлива, можно выделить наиболее распространенные моменты:

  • K-JETRONIC – механический элемент в непосредственной подаче топлива, используется часто.
  • L-JETRONIC – система, в которой наблюдается импульсное действие элементов, находящихся под электронным управлением.
  • KE-JETRONIC – механический элемент подачи топлива непрерывного типа.

Надо отметить, что все эти варианты уже устарели и являются очень капризными конструкциями.

Таким образом, система может иметь несколько разновидностей, зависящих от определенного набора факторов и характеристик работы.

Другой вариант классификации

Система может быть нескольких видов и вариантов.

  • Одновременная комбинация – с практи

Ошибка

Перейти к основному содержанию

☰Боковая панель

Мои курсы
  • Школы Школа искусств, дизайна и архитектуры (ARTS) Школа бизнеса (BIZ) Школа химической инженерии (CHEM) –SРуководства для студентов (CHEM) - Инструкция по написанию отчета (ХИМ) Школа электротехники (ELEC) Школа инженерии (ENG) Школа наук (SCI) Языковой центр Открытый университет Библиотека Программа педагогической подготовки университета Аалто UNI (экзамены) Песочница
  • КОРОНАВИРУС ИНФОРМАЦИЯ Коронавирус - tietoa opiskelijalle Коронавирус - информация для студентов Коронавирус - информация для студента Koronaviruksen vaikutus opiskeluun: kysymyksiä ja westauksia Влияние коронавируса на исследования: вопросы и ответы Coronaviruset och studierna: frågor och svar Corona в помощь учителям
  • Ссылки на услуги Мои курсы - Инструкции для учителей - Учитель записывается на онлайн-сессию со специалистом - Цифровые инструменты для обучения - Инструкции по защите персональных данных для учителей - Инструкции для студентов - Рабочее место для авторского надзора WebOodi В портал для студентов Курсы.aalto.fi Библиотечные услуги - Ресурсы - Имагоа / Открытая наука и изображения IT услуги
.

Электронный впрыск топлива, почему это важно и как его быстро создать

Плагин Eclipse для впрыска топлива для SPC5-Studio IDE недавно получил обновления, которые позволяют инженерам быстро создавать приложения электронного впрыска топлива (EFI) для двигателей с одним цилиндр и даже использовать две форсунки с одним цилиндром. Давайте посмотрим, как команды могут создать модуль EFI с микроконтроллером SPC572L64F2 и драйвером L9177A.

Более низкий спрос на выбросы Улучшенный электронный впрыск топлива

Первая система EFI появилась на Volkswagen 1600 в 1967 году, и они по-прежнему доминируют в автомобильной промышленности.Согласно исследованию JP Morgan, проведенному в 2018 году, поскольку доля автомобилей с двигателями внутреннего сгорания сократится до 41% мирового рынка в 2025 году по сравнению с 98% в 2015 году, гибридные автомобили также должны составлять 41%, а электромобили - 18%. %. Традиционные двигатели никуда не денутся, поэтому регулирующие органы продолжают ожидать от них большей эффективности . Например, Euro 6 / VI, последний европейский стандарт выбросов, ограничивает, среди прочего, выброс оксида азота (NOx) дизельными автомобилями до 80 мг / км, тогда как бензиновые двигатели не могут превышать 60 мг / км. км.Более того, «17 из 20 членов [G-20] выбрали путь европейского регулирования для контроля выбросов транспортных средств», согласно данным Международного совета по чистому транспорту.

Электронные системы впрыска топлива - отличный способ соответствовать этим стандартам и значительно повысить производительность. Впрыск топлива в топливный клапан - необходимый процесс в любом двигателе внутреннего сгорания. Однако ввести его в оптимальный момент и в оптимальном количестве далеко не так просто. .В автомобиле скорость, нагрузка, высота, внешняя температура и то, запускает ли водитель двигатель или использует круиз-контроль, существенно влияют на время впрыска и количество топлива. Более того, EFI теперь все чаще встречаются за пределами автомобильной сферы. Потребители требуют гораздо лучших характеристик своих двухколесных транспортных средств, придорожного оборудования, газонокосилок, лодок и даже генераторов двигателей внутреннего сгорания. Таким образом, EFI необходимы, и создание их для небольших двигателей может быть простым благодаря двум компонентам ST и нашей IDE.

SPC572L64F2, GTM для EFI… Боже мой!

SPC572L-DISP

SPC572L64F2 - отличный микроконтроллер для электронных систем впрыска топлива из-за наличия общего модуля таймера (GTM101) . Этот IP-адрес может разгрузить основной ЦП для выполнения нескольких задач, что значительно оптимизирует производительность. Например, он может получать информацию от маховика, таким образом определяя положение двигателя, и использовать свой аппаратный блок для увеличения разрешения сигнала перед отправкой сигналов впрыска и зажигания.В нашем предыдущем поколении MCU для приложений EFI главное ядро ​​должно было обрабатывать сигнал от маховика, что отнимало ресурсы для других вычислений. Теперь, когда GTM позаботится об этом, MCU может использовать свое ядро ​​для других процессов, тем самым оптимизируя производительность. Разработчики также могут использовать GTM для вычисления мгновенной скорости или запустить систему управления батареями с помощью определенных функций.

SPC572L64F2 является частью нашего второго поколения микроконтроллеров для автомобильных трансмиссий и самым маленьким устройством, которое работает в двигателях с числом цилиндров до четырех .Он обеспечивает соответствие ISO26262 ASIL-A благодаря функциям безопасности, таким как мониторинг часов и сторожевые устройства, обеспечивающие исключительную надежность. Он также включает в себя блок защиты системной памяти, чтобы гарантировать целостность информации, передаваемой между ядром и контроллерами памяти или периферийными устройствами. Его одно ядро ​​e200z2, 64 КБ SRAM и 1568 КБ флэш-памяти делают его особенно интересным компонентом для небольших двигателей с одним или двумя цилиндрами. Разработчики, которые хотят начать экспериментировать с ним, могут получить SPC572L-DISP, который позволит им использовать периферийные устройства MCU, такие как CAN, UART, LIN или FlexRay, а также воспользоваться двумя портами JTAG для облегчения операций отладки и программирования.Плата полностью поддерживается SPC5-Studio.

L9177A, модуль управления двигателем с 2-канальными драйверами форсунок

Еще одним важным аспектом любой системы EFI является управление двигателем. L9177A - это мощное решение, которое включает в себя драйверы двухканальных форсунок по параллельным линиям или через последовательный интерфейс SPI, что позволяет двигателям с двумя форсунками на один цилиндр или двумя цилиндрами с одной форсункой каждый. Драйвер инжектора, нагреватель датчика O2 и два драйвера реле используют последовательный периферийный интерфейс (SPI) для облегчения разработки.Инженеры могут даже начать свои разработки на оценочной плате EVAL-L9177A, которая также использует SPI для чтения полной диагностической информации . Дополнительно плата защищает все каналы от короткого замыкания, перегрузки по току и перегрева. Команды, которые хотят попробовать EVAL-L9177A, подключают его к разъему на плате SPC56M-Discovery, на которой используется микроконтроллер SPC563M64L7. Однако, как только разработчики ознакомятся с L9177A и SPC572L64F2, будет довольно просто переключиться на индивидуальный дизайн, включающий оба компонента.

SPC5-Studio IDE и SPC5-L9177A-K02 Эталонный дизайн, обеспечение доступности систем EFI

Эталонный дизайн SPC5-L9177A-K02

Отчасти переход от одного MCU SPC5 к другому относительно прост в том, что мы также предоставить библиотеки для нашей IDE SPC5-Studio, которые значительно облегчают разработку . Независимо от того, разрабатывают ли команды адаптивное переднее освещение или электронную систему впрыска топлива, у нас есть фреймворки, которые сильно помогают разработчикам программного обеспечения.Например, IDE включает библиотеки для универсального модуля таймера SPC572L64F2 для более быстрой оптимизации процессов впрыска или зажигания, среди прочего. Кроме того, команды также могут запросить демонстрационное приложение EFI у ST, чтобы ускорить этап создания прототипа. Это поможет им увидеть, как мы реализовали определенные функции, а также будет действовать как конфигуратор, чтобы быстро определить количество форсунок на цилиндр, маховик и, в конечном итоге, получить функциональное приложение.

Мы также работали над эталонным дизайном с Arrow, SPC5-L9177A-K02, который включает в себя SPC572L64F2 и L9177A .Программное обеспечение, которое поставляется с ним, поможет создать базовую систему управления впрыском топлива для одного инжектора и одного цилиндра, и оно уже помогает соответствовать стандартам Euro 4 / IV, Euro 5 / V, Bharat Stage VI, China V и China VI, выбросам стандарты. Однако сама плата открывает пользователям всю мощь ее компонентов, а это означает, что она позволит программистам выйти за рамки демонстрационного приложения и создавать приложения с двумя цилиндрами и двумя инжекторами. Таким образом, это отличное решение для инженеров, которые хотят сосредоточиться на приложениях EFI и хотят сократить время выхода на рынок.

Маленькая система EFI с SPC572L64F2 и L9177A

Что дальше?

Связанные

.

Как работают системы впрыска топлива

Алгоритмы управления двигателем достаточно сложные. Программное обеспечение должно позволять автомобилю соответствовать требованиям по выбросам на 100 000 миль, соответствовать требованиям EPA по экономии топлива и защищать двигатели от неправильного использования. И есть множество других требований, которым нужно соответствовать.

Блок управления двигателем использует формулу и большое количество справочных таблиц для определения ширины импульса для заданных условий эксплуатации. Уравнение будет представлять собой серию множества факторов, умноженных друг на друга.Многие из этих факторов будут взяты из справочных таблиц. Мы рассмотрим упрощенный расчет длительности импульса топливной форсунки . В этом примере в нашем уравнении будет только три фактора, тогда как в реальной системе управления их может быть сто или больше.

Ширина импульса = (основная ширина импульса) x (коэффициент A) x (коэффициент B)


Для расчета ширины импульса ЭБУ сначала ищет базовую ширину импульса в справочной таблице. Базовая ширина импульса является функцией частоты вращения двигателя (об / мин) и нагрузки (которая может быть рассчитана по абсолютному давлению в коллекторе).Допустим, частота вращения двигателя составляет 2000 об / мин, а нагрузка равна 4. Мы находим число на пересечении 2000 и 4, что составляет 8 миллисекунд.

об / мин Нагрузка
1 2 3 4 5
1 000 1 2 3 4 5
2 000 2 4 6 8 10
3 000 3 6 9 12 15
4 000 4 8 12 16 20


В следующих примерах A и B - это параметры, поступающие от датчиков.Допустим, A - температура охлаждающей жидкости, а B - уровень кислорода. Если температура охлаждающей жидкости равна 100, а уровень кислорода равен 3, справочные таблицы говорят нам, что коэффициент A = 0,8 и коэффициент B = 1,0.

А Фактор A
В Фактор B
0 1.2
0 1.0
25 1.1
1 1.0
50 1.0
2 1.0
75 0,9
3 1.0
100 0.8
4 0,75


Итак, поскольку мы знаем, что ширина основного импульса является функцией нагрузки и оборотов в минуту, и что ширина импульса = (ширина основного импульса) x (коэффициент A) x (коэффициент B) , общая ширина импульса в нашем примере равно:

8 x 0,8 x 1,0 = 6,4 миллисекунды


Из этого примера вы можете увидеть, как система управления выполняет настройки. Если параметр B представляет собой уровень кислорода в выхлопе, справочная таблица для B - это точка, в которой (по мнению разработчиков двигателей) слишком много кислорода в выхлопе; и, соответственно, ECU сокращает расход топлива.

Реальные системы управления могут иметь более 100 параметров, каждый со своей таблицей поиска. Некоторые параметры даже меняются со временем, чтобы компенсировать изменения в характеристиках компонентов двигателя, таких как каталитический нейтрализатор. И, в зависимости от оборотов двигателя, ЭБУ может выполнять эти вычисления более ста раз в секунду.

Performance Chips
Это подводит нас к обсуждению высокопроизводительных микросхем. Теперь, когда мы немного понимаем, как работают алгоритмы управления в ECU, мы можем понять, что делают производители микросхем производительности, чтобы получить больше мощности от двигателя.

Чипы Performance производятся компаниями вторичного рынка и используются для увеличения мощности двигателя. В ЭБУ есть микросхема, которая содержит все таблицы поиска; чип производительности заменяет этот чип. Таблицы в чипе производительности будут содержать значения, которые приводят к увеличению расхода топлива в определенных условиях движения. Например, они могут подавать больше топлива при полном открытии дроссельной заслонки на каждой скорости двигателя. Они также могут изменить время зажигания (для этого тоже есть справочные таблицы). Поскольку производители чипов производительности не так озабочены такими проблемами, как надежность, пробег и контроль выбросов, как производители автомобилей, они используют более агрессивные настройки в топливных картах своих чипов производительности.

Для получения дополнительной информации о системах впрыска топлива и других автомобильных темах перейдите по ссылкам на следующей странице.

Объявление

.

Впрыск дизельного топлива

Впрыск дизельного топлива

Magdi K. Khair, Hannu Jääskeläinen

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Реферат : Назначение системы впрыска топлива - подавать топливо в цилиндры двигателя с точным контролем времени впрыска, распыления топлива и других параметров.К основным типам систем впрыска относятся насос-форсунка, насос-форсунка и common rail. Современные системы впрыска достигают очень высокого давления впрыска и используют сложные электронные методы управления.

Основные принципы

Назначение системы впрыска топлива

На характеристики дизельных двигателей сильно влияет конструкция их системы впрыска. Фактически, наиболее заметные успехи, достигнутые в дизельных двигателях, явились прямым результатом превосходной конструкции системы впрыска топлива.Хотя основная цель системы - подавать топливо в цилиндры дизельного двигателя, именно то, как это топливо подается, определяет разницу в характеристиках двигателя, выбросах и шумовых характеристиках.

В отличие от своего аналога двигателя с искровым зажиганием, система впрыска дизельного топлива подает топливо под чрезвычайно высоким давлением впрыска. Это означает, что конструкция компонентов системы и материалы должны быть выбраны таким образом, чтобы выдерживать более высокие нагрузки, чтобы работать в течение продолжительного времени, что соответствует целевым показателям долговечности двигателя.Для эффективной работы системы также необходимы более высокая точность производства и жесткие допуски. Помимо дорогих материалов и производственных затрат, дизельные системы впрыска характеризуются более сложными требованиями к управлению. Все эти функции составляют систему, стоимость которой может составлять до 30% от общей стоимости двигателя.

Основное назначение системы впрыска топлива - подавать топливо в цилиндры двигателя. Чтобы двигатель эффективно использовал это топливо:

  1. Топливо необходимо впрыскивать вовремя, то есть необходимо контролировать время впрыска и
  2. Должно подаваться правильное количество топлива для удовлетворения требований к мощности, то есть необходимо контролировать дозирование впрыска.

Однако для достижения хорошего сгорания по-прежнему недостаточно подавать точно отмеренное количество топлива в нужное время. Дополнительные аспекты имеют решающее значение для обеспечения надлежащей работы системы впрыска топлива, в том числе:

  • Распыление топлива - обеспечение распыления топлива на очень мелкие топливные частицы является основной задачей при проектировании систем впрыска дизельного топлива. Маленькие капли гарантируют, что все топливо испарится и участвует в процессе сгорания.Любые оставшиеся капли жидкости плохо горят или выходят из двигателя. В то время как современные системы впрыска топлива способны обеспечивать характеристики распыления топлива, намного превосходящие то, что необходимо для обеспечения полного испарения топлива в течение большей части процесса впрыска, некоторые конструкции систем впрыска могут иметь плохое распыление в течение некоторых коротких, но критических периодов фазы впрыска. Конец процесса закачки - один из таких критических периодов.
  • Массовое смешивание —Хотя распыление топлива и полное испарение топлива имеют решающее значение, обеспечение достаточного количества кислорода в испарившемся топливе во время процесса сгорания не менее важно для обеспечения высокой эффективности сгорания и оптимальной производительности двигателя.Кислород поступает из всасываемого воздуха, захваченного в цилиндре, и достаточное количество должно быть увлечено топливным жиклером, чтобы полностью смешаться с имеющимся топливом во время процесса впрыска и обеспечить полное сгорание.
  • Использование воздуха —Эффективное использование воздуха в камере сгорания тесно связано с объемным смешиванием и может быть достигнуто за счет комбинации проникновения топлива в плотный воздух, который сжимается в цилиндре, и деления общего количества впрыскиваемого топлива на число струй.Должно быть предусмотрено достаточное количество форсунок, чтобы увлечь как можно больше доступного воздуха, избегая при этом перекрытия форсунок и образования зон с высоким содержанием топлива, в которых отсутствует кислород.

Основное назначение системы впрыска дизельного топлива графически представлено на Рисунке 1.

Рисунок 1 . Основные функции системы впрыска дизельного топлива

Определение терминов

Для описания компонентов и работы систем впрыска дизельного топлива используется множество специализированных понятий и терминов.Некоторые из наиболее распространенных из них включают [922] [2075] :

Сопло относится к части узла сопла / иглы, которая взаимодействует с камерой сгорания двигателя. Такие термины, как P-тип, M-тип или S-тип сопла, относятся к стандартным размерам параметров сопла в соответствии со спецификациями ISO.

Держатель форсунки или Корпус форсунки относится к части, на которой устанавливается форсунка. В обычных системах впрыска эта часть в основном выполняла функцию крепления форсунки и предварительного натяга игольной пружины форсунки.В системах Common Rail он содержит основные функциональные части: сервогидравлический контур и гидравлический привод (электромагнитный или пьезоэлектрический).

Инжектор обычно относится к держателю сопла и соплу в сборе.

Начало впрыска (SOI) или Время впрыска - это время, когда начинается впрыск топлива в камеру сгорания. Обычно он выражается в градусах угла поворота коленчатого вала (CAD) относительно ВМТ хода сжатия.В некоторых случаях важно различать , указанный SOI, и фактический SOI. SOI часто обозначается легко измеряемым параметром, таким как время, в течение которого электронный триггер отправляется на инжектор, или сигнал от датчика подъема иглы, который указывает, когда игольчатый клапан инжектора начинает открываться. Точка в цикле, где это происходит, - это обозначенная SOI. Из-за механического отклика форсунки может быть задержка между указанным КНИ и фактическим КНИ, когда топливо выходит из сопла форсунки в камеру сгорания.Разница между фактическим SOI и указанным SOI заключается в запаздывании инжектора .

Начало поставки. В некоторых топливных системах впрыск топлива согласован с созданием высокого давления. В таких системах начало подачи - это время, когда насос высокого давления начинает подавать топливо в форсунку. Разница между началом подачи и SOI зависит от продолжительности времени, необходимого для распространения волны давления между насосом и инжектором, и зависит от длины линии между насосом высокого давления и инжектора, а также от скорости звука. в топливе.Разница между началом подачи и SOI может обозначаться как задержка впрыска .

Конец впрыска (EOI) - это время в цикле, когда впрыск топлива прекращается.

Количество впрыскиваемого топлива - это количество топлива, подаваемое в цилиндр двигателя за рабочий такт. Часто выражается в мм 3 / ход или мг / ход.

Продолжительность впрыска - это период времени, в течение которого топливо поступает в камеру сгорания из форсунки.Это разница между EOI и SOI, связанная с количеством впрыска.

Схема впрыска. Скорость впрыска топлива часто меняется в течение периода впрыска. На рисунке 2 показаны три распространенные формы нормы: пыльник, пандус и квадрат. Скорость открытия и скорость закрытия относится к градиентам скорости впрыска во время открывания и закрывания сопла иглы, соответственно.

Рисунок 2 . Общие формы скорости закачки

События множественного впрыска. В то время как обычные системы впрыска топлива используют одно событие впрыска для каждого цикла двигателя, более новые системы могут использовать несколько событий впрыска. На рисунке 3 определены некоторые общие термины, используемые для описания событий множественной инъекции. Следует отметить, что терминология не всегда последовательна. Основной впрыск Событие обеспечивает основную часть топлива для цикла двигателя. Один или несколько впрысков перед основным впрыском, предварительные впрыски , обеспечивают небольшое количество топлива перед событием основного впрыска.Предварительный впрыск может также обозначаться как пилотный впрыск . Некоторые называют предварительный впрыск, который происходит относительно долго перед основным впрыском, как пилотный, а тот, который происходит за относительно короткое время перед основным впрыском, как предварительный впрыск. Впрыски после основных впрысков, пост-впрыски, , могут происходить сразу после основного впрыска (, закрытый пост-впрыск ) или относительно долгое время после основного впрыска (, поздний пост-впрыск, ).Пост-инъекции иногда называют после инъекции . Хотя терминология сильно различается, близкая повторная инъекция будет называться повторной инъекцией, а поздняя повторная инъекция - вторичной инъекцией.

Рисунок 3 . Множественные события инъекции

Термин разделенный впрыск иногда используется для обозначения стратегий множественного впрыска, когда основной впрыск делится на два меньших впрыска приблизительно равного размера или на меньший предварительный впрыск, за которым следует основной впрыск.

В некоторых системах впрыска топлива могут возникнуть непреднамеренные последующие впрыски, когда форсунка на мгновение повторно открывается после закрытия. Иногда их называют вторичными впрысками .

Давление впрыска постоянно не используется в литературе. Это может относиться к среднему давлению в гидравлической системе для систем Common Rail или к максимальному давлению во время впрыска (пиковое давление впрыска) в обычных системах.

Основные компоненты топливной системы

Компоненты системы впрыска топлива

За некоторыми исключениями, топливные системы можно разделить на две основные группы компонентов:

  • Компоненты стороны низкого давления —Эти компоненты служат для безопасной и надежной доставки топлива из бака в систему впрыска топлива.Компоненты стороны низкого давления включают топливный бак, топливный насос и топливный фильтр.
  • Компоненты стороны высокого давления —Компоненты, создающие высокое давление, дозирующие и подающие топливо в камеру сгорания. К ним относятся насос высокого давления, топливная форсунка и форсунка для впрыска топлива. Некоторые системы могут также включать аккумулятор.

Форсунки для впрыска топлива можно разделить на тип отверстий или дроссельных игл, а также на закрытые или открытые.Закрытые форсунки могут приводиться в действие гидравлически с помощью простого подпружиненного механизма или с помощью сервоуправления. Открытые форсунки, а также некоторые новые конструкции форсунок с закрытыми форсунками могут приводиться в действие напрямую.

Дозирование количества впрыскиваемого топлива обычно осуществляется либо в насосе высокого давления, либо в топливной форсунке. Существует ряд различных подходов к измерению топлива, включая: измерение давления с постоянным интервалом времени (PT), измерение времени при постоянном давлении (TP) и измерение времени / хода (TS).

Большинство систем впрыска топлива используют электронику для управления открытием и закрытием форсунки. Электрические сигналы преобразуются в механические силы с помощью привода определенного типа. Обычно эти исполнительные механизмы могут быть либо электромагнитными соленоидами, либо активными материалами, такими как пьезокерамика.

Основные компоненты системы впрыска топлива рассмотрены в отдельной статье.

###

.

Как работают системы прямого впрыска топлива в автомобильные двигатели

Системы впрыска топлива не являются чем-то новым и используются с Первая разработка в 1950-х годах для самолетов с проблемами использования карбюраторов. в полете маневры. Есть два типа систем впрыска, которые обеспечивают бензин и дизельное топливо, механическое и электронное, используют форсунки и топливные насосы. Механический впрыск топлива используется на старых двигателях и был заменены более новыми электронными системами, которыми легче управлять.Современные системы впрыска топлива строго регулируются и контролируются для достижения лучшая производительность и эффективность.

Системы впрыска топлива

СПОНСИРУЕМЫЕ ССЫЛКИ

  • PFI (порт впрыска топлива)
  • TBI (впрыск дроссельной заслонки)
  • DI (прямой впрыск)
  • SFI (последовательный впрыск топлива)
  • MFI (механический впрыск топлива)

Система подачи топлива впрыска начинается в бензобаке, где топливо хранится.Насос внутри бака подает топливо в рампу впрыска или вторичный насос в зависимости от типа системы. А PCM используется для управлять системой с помощью различных датчиков, таких как кислород, MAP (коллектор абсолютное давление) и MAF (массовый расход воздуха). А топливный фильтр используется для удалите грязь и другие загрязнения, которые могут помешать работе и эффективности системы.

Посмотрим!

  1. Вот снятый с машины топливный бак с изображением топливный насос внутри которого управляется реле топливного насоса.На входе в топливный насос есть первичный фильтр.
  2. Давление топлива из насоса составляет от 14 до 62 фунтов на квадратный дюйм. он проходит через топливопровод.
  3. Для дополнительной очистки топлива можно использовать вторичный фильтр. Некоторые машины и у большинства грузовиков есть этот фильтр (локации очень).
  4. Топливные системы с направленным впрыском используют вторичный механический насос для повысить давление между 900 и 1200 фунтов на квадратный дюйм.Этот насос приводится в действие распределительный вал двигателя и подает топливо высокого давления по стальным трубопроводам к форсункам. Это дополнительное давление необходимо для проталкивания / распыления топлива в камера сгорания во время ход сжатия.
  5. Топливная форсунка с непосредственным впрыском установлена ​​на головку блока цилиндров. в отличие от традиционной системы, в которой топливная форсунка устанавливается на впускной коллектор.
  6. Сопло топливной форсунки находится внутри камеры сгорания на ДВ. системы.
  7. Это пример того, как выглядит картина распыления топлива при операция.
  8. Дизельный двигатель
  9. всегда был прямым впрыском. Новее версии дизельного топлива с прямым впрыском включают масляный насос высокого давления для работают форсунки, эти форсунки больше по массе, чем бензиновые форсунки.
  10. Топливные рейки используются для равномерного распределения топлива по каждой форсунке в система и сделаны из металла, которые содержат уплотнительные кольца для уплотнения форсунки. к рейке и ГБЦ.
  11. Традиционное топливо форсунки устанавливаются во впускном коллекторе или в корпусе дроссельной заслонки на Системы TBI, в которых не используется вторичный насос. Последовательный впрыск обеспечивает топлива в отдельный цилиндр, когда впускной клапан открывается в отличие от меньшего система, которая может подавать топливо сразу или на одну сторону двигателя, или другой.
  12. Более старые системы включают регулятор давления топлива, расположенный где-то на топливной рампе и управляется вакуумом двигателя через небольшой вакуумный шланг, подключенный к впускному коллектору.

Вопросы?

Наша команда сертифицированных механиков готова бесплатно ответить на ваши вопросы.

Статья опубликована 29.11.2020

.

Диагностика системы впрыска топлива Toyota

Многоточечная система впрыска топлива, которую Toyota использовала с начала 1980-х по 1990-е годы в своих двигателях различных семейств, основана на системе Bosch L-Jetronic. Система развивалась с годами и заслужила репутацию относительно безотказной. Даже в этом случае у старых легковых и грузовых автомобилей с большим пробегом могут возникнуть проблемы, общие для всех систем впрыска топлива: изнашиваются насосы, выходят из строя регуляторы, форсунки становятся грязными или изношенными, форсунки холодного запуска могут протекать, а системы впуска могут быть ограничены из-за накопления углерода и топлива. лак.

КАК TOYOTA FUEL INJECTION ИЗМЕРИТ ВОЗДУШНЫЙ ПОТОК

Для регулирования воздушно-топливной смеси компьютер двигателя должен знать, сколько воздуха всасывается в двигатель. В более старых системах Toyota EFI воздушный поток измеряется механически с помощью заслонки воздухомера. Заслонка внутри счетчика вращается, когда на нее наталкивается поступающий воздух. К заслонке подсоединен рычаг, который трется о сетку резисторов (потенциометр). Это изменяет выходное напряжение расходомера пропорционально расходу воздуха.Чем больше воздушный поток, тем выше сопротивление, создаваемое потенциометром. Таким образом, выходное напряжение измерителя падает по мере увеличения потока воздуха.


Тойота, старая модель, коммерческий механический расходомер воздуха с заслонкой.

Со временем контакты потенциометра внутри расходомера воздуха могут изнашиваться, вызывая нестабильные или непостоянные показания. Короткое замыкание или обрыв в цепи также нарушит сигнал напряжения, лишив компьютер двигателя этого жизненно важного бита информации.Результатом может быть плохая управляемость на холоде, колебания или плохая ходовая способность.

TCCS (компьютерная система управления Toyota) должна установить код 2, 31 или 32, если сигнал расходомера отсутствует или выходит за пределы допустимого диапазона, но не всегда может обнаруживать периодические проблемы. Чтобы найти такую ​​неисправность, осциллограф может помочь вам проанализировать выходное напряжение расходомера воздуха в виде волны. Если вы не видите хорошего линейного изменения выходного напряжения при перемещении заслонки от холостого хода к полностью открытой дроссельной заслонке, это означает, что потенциометр пропускает и расходомер воздуха необходимо заменить.

Другой способ проверить работу расходомера воздуха, а также всей цепи обратной связи через компьютер - использовать осциллограф для сравнения задержки (времени) форсунки с сигналом расхода воздуха. Если у вас хороший сигнал воздушного потока, но время задержки форсунки не увеличивается по мере увеличения воздушного потока, в компьютере есть проблема с управлением.

Расходомеры воздуха с заслонкой также следует проверять, нажимая на заслонку пальцем. При открытии заслонки не должно быть заедания, а давление пружины должно возвращать ее в закрытое положение.Скопление лака или грязи может вызвать заедание. Обязательно осмотрите воздушный фильтр, если вы обнаружите грязь в устройстве.

Датчик температуры, расположенный во впускном трубопроводе, используется для измерения температуры воздуха, чтобы компьютер мог рассчитать, сколько воздуха на самом деле поступает в двигатель. Холодный воздух плотнее теплого и требует немного более богатой топливной смеси. Датчик температуры воздуха изменяет сопротивление, поэтому, если сигнал идет ровно или пропадает, это также может нарушить топливно-воздушную смесь и вызвать проблемы с управляемостью.Коды, указывающие на неисправность в цепи датчика температуры воздуха, включают 8, 23 и 24. Вы можете использовать омметр для проверки выходного сигнала датчика. Если показание не соответствует техническим характеристикам или не изменяется при повышении температуры, датчик неисправен и его необходимо заменить.


Датчик массового расхода воздуха Toyota нового типа.

ДАТЧИК ВОЗДУШНОГО РАСХОДА ВТОРОГО ПОКОЛЕНИЯ TOYOTA

Начиная с середины 1990-х годов Toyota представила датчик воздушного потока второго поколения, который сочетает в себе функции измерителя воздушного потока и датчика температуры воздуха в одном устройстве.В новом датчике массового расхода воздуха используется горячий провод для измерения массы воздуха, а не объема, и он не имеет движущихся частей. Опорное напряжение подается на тонкую проволоку внутри датчика, который нагревает его до приблизительно 100 градусов C теплее, чем температура окружающего воздуха. Когда воздух проходит через датчик и мимо горячей проволоки, он уносит тепло и охлаждает проволоку. Электрическая цепь управления для провода предназначена для поддержания постоянного перепада температур, поэтому количество дополнительного напряжения, которое требуется для компенсации охлаждающего эффекта и поддержания температуры провода, сообщает блоку управления, сколько воздуха поступает в двигатель.

Как в датчиках воздушного потока ранних, так и в поздних версиях утечки вакуума могут вызвать проблемы с управляемостью, поскольку в двигатель попадает неизмеренный воздух. Утечки воздуха вокруг корпуса дроссельной заслонки, уплотнительных колец форсунок, прокладок впускного коллектора или соединений вакуумных шлангов могут привести к обеднению соотношения воздух / топливо. Поэтому, если вы обнаружите код 25 (обедненное соотношение воздух / топливо), начните искать утечки.

Обнаружение утечки воздуха может потребовать много времени и терпения. Один из способов - использовать баллон с пропаном и шланг для проверки подозрительных участков.Когда пары пропана перекачиваются через утечку, холостой ход сглаживается и частота вращения меняется. Еще одна уловка - выключить двигатель и слегка нагнетать (не более 5 фунтов на квадратный дюйм) во впускной коллектор сжатым воздухом. Затем используйте ручную бутылку для распыления мыльной воды на возможные точки утечки. Пузыри указывают на утечку. Другой способ - использовать устройство, которое заполняет впускной коллектор дымом для выявления утечек.

Другая причина утечки воздуха, о которой часто забывают, - это клапан рециркуляции ОГ.Если клапан заедает в открытом положении, это будет действовать как утечка вакуума, вызывая перебои зажигания на холостом ходу и проблемы с колебаниями.

ЦЕПЬ ВПРЫСКА ТОПЛИВА

TOYOTA

Топливо течет от установленного на баке насоса через топливопровод к встроенному фильтру, обычно расположенному в моторном отсеке. Затем он попадает в общую топливную рампу (которую Toyota называет «трубой подачи топлива») на двигателе, чтобы питать форсунки. Топливные форсунки вставляются в рейку и снимаются вместе с рейкой.В приложениях V6 есть отдельная рейка для каждого ряда цилиндров. К сожалению, Toyota не включает тестовый клапан на топливной рампе для проверки давления топлива. Для проверки давления необходимо отсоединить топливный штуцер форсунки холодного пуска и подсоединить манометр.

Регулятор давления установлен на конце топливной рампы и поддерживает давление на постоянном уровне при изменении нагрузки двигателя и разрежения на впуске. Вакуумный шланг соединял регулятор с впускным коллектором, поэтому внутренняя диафрагма могла реагировать на изменение вакуума на впуске.Перепускной клапан внутри регулятора направляет избыток топлива по возвратной линии обратно в топливный бак.

Toyota использует множество различных регуляторов давления топлива, поэтому убедитесь, что вы получили правильную замену.

Рабочее давление в системе варьируется в зависимости от области применения, но обычно составляет от 30 до 37 фунтов на квадратный дюйм, если вакуумный шланг подсоединен к регулятору, и от 38 до 44 фунтов на квадратный дюйм, когда шланг отсоединен и заглушен.

ПРИМЕЧАНИЕ. Если вы заменяете регулятор на двигателе с турбонаддувом, убедитесь, что вы получили правильную замену, потому что регулятор в этих приложениях откалиброван иначе, чем в двигателях без турбонаддува.

Также не путайте регулятор давления с маленькой круглой пластиковой штуковиной, которая может быть установлена ​​на конце топливной рампы. Это импульсный демпфер, который помогает гасить шум и резонанс, вызванные пульсацией форсунок.

Начиная с 1996 года, некоторые системы Toyota EFI были переведены на безвозвратную систему EFI. Регулятор на безвозвратных системах EFI расположен в топливном баке с насосом.

ПРОБЛЕМЫ ДАВЛЕНИЯ ВПРЫСКА ТОПЛИВА TOYOTA

Если давление топлива низкое или кажется, что двигатель испытывает нехватку топлива под нагрузкой, не упускайте из виду топливный фильтр внутри топливного бака как возможную причину.Во многих случаях система может расходовать достаточно топлива на холостом ходу для развития нормального давления, но при более высоких скоростях или нагрузках топливо заканчивается. Ржавчина, грязь и накипь внутри бака могут препятствовать подаче топлива в насос. Точно так же скопившаяся грязь и мусор могут забивать встроенный фильтр.

Toyota утверждает, что лучший способ подтвердить подозрение на проблему нехватки топлива - это провести дорожные испытания автомобиля с манометром, надежно установленным на двигателе. Если показание давления падает, когда двигатель находится под нагрузкой, это означает, что система не поддерживает нормальное давление.Но это насос, фильтр или что?

Вы можете исключить регулятор давления, если система поддерживает нормальное давление на холостом ходу, и давление повышается, когда вы отсоединяете вакуумный шланг регулятора. Никакое изменение давления не будет указывать на неисправный регулятор или закупорку вакуумной линии.

Хороший способ проверить насос, всасывающий фильтр и встроенный фильтр - измерить объем подачи топлива. Сбросьте давление в системе, затем отсоедините линию подачи топлива от топливного фильтра или топливной рампы или отсоедините возвратный шланг от рейки.Поместите открытый конец топливного шланга в мерный стакан или мерный цилиндр. Если вы отсоединяете возвратный шланг, вам придется прикрепить другой кусок шланга к топливной рампе и использовать его для направления топлива в контейнер. При выключенном двигателе используйте перемычки, чтобы отключить реле насоса. Включите насос на 30 секунд и измерьте объем подаваемого топлива.

Как правило, хороший насос должен подавать около одной кварты топлива за 30 секунд.

Если объем и / или давление на выходе насоса низкие, двигатель насоса может работать медленно из-за внутреннего износа.Типичный топливный насос работает со скоростью от 5000 до 6000 об / мин и потребляет от 3 до 6 ампер. Но по мере того, как щетки якоря изнашиваются, а пружины щеток ослабевают, повышенное сопротивление снижает потребляемый насосом ток и заставляет двигатель работать медленнее, в результате чего он подает меньше топлива.

Двигатель насоса можно проверить с помощью омметра для измерения внутреннего сопротивления двигателя. Как правило, большинство насосов должны показывать от 2 до 50 Ом, если все в порядке. Если насос открыт (показывает бесконечность) или показывает нулевое сопротивление (короткое замыкание), двигатель неисправен и насос требует замены.

Даже если двигатель насоса в порядке, проблемы с подачей топлива могут быть вызваны подачей напряжения на насос. Низкое напряжение аккумуляторной батареи, низкое рабочее напряжение системы, плохое соединение с массой или чрезмерное сопротивление в разъемах проводки насоса или реле могут отрицательно повлиять на рабочую скорость насоса. Насос должен иметь нормальное напряжение для работы на полной скорости, поэтому всегда проверяйте электрические разъемы насоса и напряжение питания, когда вы сталкиваетесь с насосом с низким давлением или объемом на выходе.

Напряжение питания насоса должно быть в пределах половины вольта от нормального напряжения аккумуляторной батареи. Если низкий, проверьте разъемы проводки, реле и массу. В хорошем соединении должно быть падение менее одной десятой вольта (в идеале без падения напряжения). Падение напряжения более 0,4 В может создать сопротивление, достаточное для возникновения проблемы.

ДАВЛЕНИЕ ОСТАТОЧНОГО ТОПЛИВА

Если двигатель с трудом запускается в горячем состоянии, возможно, топливо закипает в рампе, поскольку система не удерживает остаточное давление при выключении зажигания.Для предотвращения паровой пробки и сокращения времени запуска двигателя при перезапуске двигателя обратный клапан внутри топливного насоса поддерживает давление в магистрали. Toyota заявляет, что давление должно оставаться выше 21 фунт / кв. Дюйм в течение пяти минут после выключения двигателя. Если система не может удерживать давление, значит течет либо обратный клапан, либо регулятор давления, либо протекает инжектор. Утечки регулятора можно исключить, пережав обратную магистраль. Утечки в форсунке можно проверить, сняв топливную форсунку и топливную рампу с коллектора и подняв давление в рампе.Нет капель топлива? Тогда это обратный клапан насоса.

ТОЙОТА ТОПЛИВНЫЕ ИНЖЕКТОРЫ

В двигателях Toyota могут использоваться четыре различных типа форсунок: игольчатого типа, типа отверстия (конический клапан и шаровой клапан), высокого сопротивления и низкого сопротивления. Форсунки Bosch игольчатого типа используются в более старых приложениях TCCS, а форсунки Nippondenso используются в более новых двигателях. Форсунки с отверстиями распыляют топливо через отверстия, просверленные в направляющей пластине на наконечнике форсунки.В настоящее время существует три различных типа, включая форсунки с боковой подачей, используемые на двигателях 3S-GTE и 2TZ-FE.


Один из нескольких типов топливных форсунок, которые использовала Toyota.
Подходит для Camry и Celica с 1997 по 2000 год.

Конструкция клапана старых форсунок игольчатого типа делает их более восприимчивыми к образованию отложений, чем форсунки с отверстиями. Так что, если вы диагностируете бедное топливо на Toyota с форсунками игольчатого типа, форсунку, возможно, необходимо очистить.

Форсунки с низким сопротивлением используются на старых автомобилях Toyota примерно до 1990 года и имеют сопротивление от 2 до 3 Ом при комнатной температуре. Они используются с внешним резистором в цепи драйвера, управляемой напряжением, или без внешнего резистора в цепи драйвера, управляемой током. Форсунки с высоким сопротивлением (13,8 Ом) используются в новых приложениях и не требуют внешнего резистора.

При включении зажигания напряжение на топливные форсунки подается непосредственно через цепь зажигания или через главное реле EFI в зависимости от применения.Затем схемы привода в компьютере обеспечивают заземление для завершения соединения и подачи питания на форсунки.

Toyota запрещает подавать напряжение аккумулятора непосредственно на форсунку с низким сопротивлением для ее проверки, поскольку это может привести к перегреву и повреждению обмоток соленоида. Используйте провод резистора для защиты инжектора.

Если двигатель работает с пропусками зажигания и имеет мертвый цилиндр, и вы уже исключили пропуски зажигания или потерю сжатия как возможные причины, используйте стетоскоп, чтобы прослушать инжектор.Постоянное жужжание будет свидетельствовать о том, что инжектор работает и цепь драйвера в порядке. Отсутствие гудения означает проблемы с проводкой или управлением. Проверить напряжение на клемме форсунки при включенном ключе. Нет напряжения? Проверьте реле EFI, предохранитель и электрическую цепь. Если есть напряжение, используйте логический пробник или осциллограф, чтобы проверить, заземляет ли схема драйвера компьютера инжектор. Отсутствие двухпозиционного сигнала указывает на неисправность проводки или неисправный компьютер.

Сопротивление форсунки можно измерить напрямую омметром.Обрыв, короткое замыкание или показание, выходящее за рамки спецификации, говорит о том, что инжектор вышел из строя и его необходимо заменить.

Если форсунка гудит, но цилиндр работает на обедненной смеси или пропускает зажигание, проблема, вероятно, заключается в скоплении топливного лака в отверстии форсунки или в клапане. Решением здесь является очистка как в автомобиле, так и вне его. Очистка на автомобиле экономит время и часто может вернуть форсунки к новым характеристикам. Очистка вне автомобиля означает, что вам нужно вытащить форсунки, но это дает вам возможность изучить их форму распыления.Не должно быть твердых струй жидкого топлива, только конусообразный туман. Если чистка не восстанавливает шаблон, пора установить новый инжектор.

Еще кое-что, что нужно сделать, если вы используете оборудование для очистки системы впрыска вне автомобиля, - это сравнить объем топлива, подаваемого каждой форсункой. Разница более 10 процентов может вызвать заметные проблемы с управляемостью и выбросами.

Если форсунки необходимо заменить, всегда устанавливайте новые уплотнительные кольца, слегка смазанные чистым бензином.На банджо-соединениях топливной рампы также должны быть установлены новые медные прокладки для предотвращения утечек топлива.

В двигателях Tercel объемом 1456 куб. См 1991-94 гг. В цилиндрах № 1 и № 3 используется другой инжектор, чем в № 2 и № 4, поэтому убедитесь, что вы устанавливаете правильные форсунки в каждый цилиндр.

ИНЖЕКТОР ХОЛОДНОГО ЗАПУСКА

Старые модели Toyota используют форсунку холодного пуска для впрыскивания дополнительного топлива в коллектор при первом запуске холодного двигателя. «Время включения» форсунки контролируется таймером пусковой форсунки и компьютером.Время подачи питания на форсунку холодного пуска в секундах (обычно от 2 до 8 секунд) ограничивается схемой нагревателя внутри таймера, имеющей две катушки. Биметаллический переключатель внутри таймера обычно замкнут, поэтому при запуске двигателя ток течет через соленоид форсунки холодного пуска и обе катушки нагревателя внутри таймера. В течение нескольких секунд катушка нагревателя размыкает биметаллический переключатель, заставляя его размыкаться и выключать форсунку холодного пуска.


Топливная форсунка холодного пуска Toyota.

Если таймер выходит из строя, форсунка холодного пуска никогда не включится, и двигатель может быть трудно запустить в холодном состоянии. Цепь можно проверить с помощью вольтметра, чтобы проверить напряжение на форсунке холодного пуска при включении зажигания. Вы также должны проверить сопротивление на выводах форсунки, чтобы убедиться в отсутствии обрыва или короткого замыкания соленоида. Хороший холодный инжектор должен показывать от 2 до 4 Ом.

На большинстве двигателей TCCS альтернативное заземление может быть подключено к форсунке холодного запуска от компьютера на клемме STJ.Используя данные датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя, компьютер может управлять форсункой холодного пуска до трех секунд независимо от состояния переключателя таймера. Максимальная температура охлаждающей жидкости, при которой компьютер будет включать форсунку холодного пуска, составляет 113 градусов по Фаренгейту. Выше этой температуры форсунка не будет запитываться ни от таймера, ни от компьютера.

Иногда форсунка холодного пуска зависает и течет топливо. Капание может показаться небольшим, но его может быть достаточно, чтобы нарушить соотношение воздух / топливо и вызвать увеличение неровностей холостого хода и выбросов.Форсунку холодного пуска можно проверить на герметичность, сняв ее и подняв давление в топливной системе.



.

Смотрите также