🗊Презентация Система центрального впрыска

Система центрального впрыска Mono-jetronic

Устройство

Система центрального впрыска (моновпрыск) относится к системам впрыска топлива бензиновых двигателей. Работа системы основана на впрыске топлива одной форсункой, расположенной на впускном коллекторе двигателя. Известными конструкциями системы центрального впрыска являются системы Mono-Jetronic и Opel-Multec. Система впрыска Mono-Jetronic разработана фирмой Bosch в 1975 году. Система устанавливалась на автомобили марки Volkswagen, Audi

Система Mono-Jetronic имеет следующее устройство: регулятор давления; центральная форсунка впрыска; дроссельная заслонка с механическим приводом; электросервопривод дроссельной заслонки; электронный блок управления; входные датчики

Схема системы

Элементы системы 1. топливный насос 2. фильтр топливный 3.центральная форсунка впрыска a - потенциометр дроссельной заслонки b - регулятор давления c - форсунка d - датчик температуры воздуха e - электродвигатель привода дроссельной заслонки 4. датчик температуры охлаждающей жидкости 5. кислородный датчик (лямбда-зонд) 6. электронный блок управления

Схема системы

1- датчик момента впрыска; 2- датчик положения дроссельной заслонки (дроссельный потенциометр); 3- датчик температуры воздуха; 4 - датчик температуры охлаждающей жидкости; 5- датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя; 6- концевой выключатель сервопривода; 7- кислородный датчик; 8- электромагнитная катушка (соленоид); 9- установочное место датчика температуры воздуха; 10 - сетчатый фильтр; 11- запорный клапан; 12- распылительное сопло; 13 - смесительная зона; 14 - дроссельная заслонка; 15 - центральная форсунка впрыска; 16 - корпус; 17- регулятор давления; 18 – обратная бензомагистраль; 19 - подающая бензомагистраль

Кислородный датчик

Кислородный датчик (другое наименование лямбда-зонд, датчик концентрации кислорода) служит для определения количества кислорода в отработавших газах. Для обеспечения эффективной (экономичной и экологичной) работы двигателя внутреннего сгорания соотношение воздуха и топлива в топливно-воздушной смеси должно быть постоянным на всех режимах работы. Это достигается использованием кислородного датчика в выпускной системе. Сам процесс управления содержанием кислорода в выхлопных газах называется лямбда-регулирование.

Так, при недостатке воздуха в топливно-воздушной смеси, углеводороды и угарный газ полностью не окисляются. С другой стороны, при избытке воздуха оксиды азота полностью не разлагаются на азот и кислород. Лямбда-зонд устанавливается в выпускной системе. На отдельных моделях автомобилей применяется два кислородных датчика: один устанавливается до каталитического нейтрализатора, другой – после. Применение двух кислородных датчиков усиливает контроль за составом отработавших газов и обеспечивает эффективную работу нейтрализатора. В зависимости от конструкции различают два вида кислородных датчиков: двухточечный датчик; широкополосный датчик.

Двухточечный датчик устанавливается как перед нейтрализатором, так и за ним. Датчик фиксирует коэффициент избытка воздуха в топливно-воздушной смеси (λ) по величине концентрации кислорода в отработавших газах. Двухточечный датчик представляет собой керамический элемент, имеющий двухсторннее покрытие из диоксида циркония. Измерение осуществляется электрохимическим способом. Электрод одной стороной контактирует с выхлопными газами, другой - с атмосферой.

Принцип действия двухточечного кислородного датчика основан на измерении содержания кислорода в отработавших газах и атмосфере. При разной концентрации кислорода в отработавших газах и атмосфере на концах электрода создается напряжение. Чем выше содержание кислорода (обедненная топливно-воздушная смесь), тем ниже напряжение, чем ниже содержание кислорода (обогащенная топливно-воздушная смесь), тем выше напряжение. Электрический сигнал от кислородного датчика поступает в электронный блок управления системы управления двигателем. В зависимости от величины сигнала блок управления воздействуют на исполнительные органы подконтрольных ему систем автомобиля.

Широкополосный датчик Датчик представляет собой современную конструкцию лямбда-зонда. Он применяется в качестве входного датчика каталитического нейтрализатора. В широкополосном датчике значение "лямбда" определяется с использованием силы тока закачивания. В отличие от двухточечного датчика широкополосный датчик состоит из двух керамических элементов - двухточечного и закачивающего. Под закачиванием понимается физический процесс, при котором кислород из отработавших газов проходит через закачивающий элемент под воздействием определенной силы тока.

Принцип работы широкополосного датчика Принцип основан на поддержании постоянного напряжения (450 мВ) между электродами двухточечного элемента за счет изменения силы тока закачивания. Снижение концентрации кислорода в отработавших газах (обогащенная топливно-воздушная смесь) сопровождается ростом напряжения между электродами двухточечного керамического элемента. Сигнал от элемента подается в электронный блок управления, на основании которого создается ток, определенной силы, на закачивающем элементе.

Ток, в свою очередь, обеспечивает закачку в измерительный зазор и напряжение достигает нормативного значения. Величина силы тока при этом является мерой концентрации кислорода в отработавших газах. Она анализируется электронным блоком управления и преобразуется в управляющие воздействия на исполнительные устройства системы впрыска.

При обеднении топливно-воздушной смеси работа широкополосного датчика осуществляется аналогичным образом. Отличие состоит в том, что под действием тока происходит выкачивание кислорода из измерительного зазора наружу. Эффективная работа кислородного датчика осуществляется при температуре 300°С. Для скорейшего достижения рабочей температуры лямбда-зонд оборудуется нагревателем

Датчик положения дроссельной заслонки

Для определения степени и скорости открытия дроссельной заслонки применяется датчик положения дроссельной заслонки. Конструктивно датчик представляет собой потенциометр, обеспечивающий изменение выходного напряжения в зависимости от положения дроссельной заслонки. Поэтому, другое наименование датчика – потенциометр дроссельной заслонки.

Датчик устанавливается на оси дроссельной заслонки и имеет с ней жесткую связь. Датчик положения дроссельной заслонки имеет три вывода: на один подается напряжение, другой соединен с массой, а с третьего снимается сигнал блоком управления двигателем. При закрытой дроссельной заслонке сопротивление и соответственно напряжение на датчике минимальны. По мере открытия дроссельной заслонки напряжение увеличивается и достигает максимального значения порядка 5В в крайнем положении.

На основании сигналов от датчика положения дроссельной заслонки блок управления двигателем оценивает степень и скорость открытия дроссельной заслонки и соответственно корректирует момент и величину впрыскиваемого топлива, момент зажигания. Вместо потенциометра дроссельной заслонки может устанавливаться магниторезистивный датчик положения дроссельной заслонки. Магниторезистивный датчик состоит из электронного чувствительного элемента, покрытого магниторезистивным материалом, и постоянного магнита, связанного с валом дроссельной заслонки. Магниторезистивный датчик бесконтактный, т.к. чувствительный элемент и постоянный магнит не имеют механической связи.

Работа магниторезистивного датчика основана на изменении магнитного поля при повороте оси дроссельной заслонки с постоянным магнитом. При этом изменяется сопротивление чувствительного элемента, которое воспринимается электронным блоком управления двигателем как изменение абсолютного угла поворота оси заслонки. Неисправность датчика положения дроссельной заслонки (отсутствие сигнала) сопровождается следующими внешними признаками: затрудненный запуск двигателя; большие обороты холостого хода; перебои при разгоне; повышенный расход топлива.

Датчик частоты вращения коленчатого вала предназначен для синхронизации управления системой впрыска и системой зажигания, поэтому другое название датчика – датчик синхронизации. Сигналы от датчика используются системой управления двигателем для установления: момента впрыска топлива; количества впрыскиваемого топлива; момента зажигания (бензиновые двигатели); угла поворота распределительного вала при работе системы изменения фаз газораспределения; времени включения клапан адсорбера при работе системы улавливания паров бензина.

Наибольшее распространение получил датчик частоты вращения коленчатого вала индуктивного типа. В некоторых системах управления двигателем устанавливается датчик синхронизации, построенный на эффекте Холла. Индуктивный датчик представляет собой магнитный сердечник с расположенной вокруг него обмоткой.

Схема датчика индуктивного типа

Принцип работы датчика заключается в наведении электродвижущей силы в обмотке при взаимодействии магнитного поля датчика с металлическим задающим диском (диском синхронизации). Задающий диск имеет по окружности 58 зубьев с пропуском на два зуба, т.н. диск типа 60-2. На отдельных дизельных двигателях для ускорения определения положения коленчатого вала и, соответственно, облегчения запуска устанавливается задающий диск типа 60-2-2 (с двумя пропусками через 180°).

При вращении коленчатого вала впадины зубьев задающего диска изменяют магнитный поток, вследствие чего в обмотке датчика формируется электрический импульс. Датчик синхронизации позволяет определять два параметра: частоту вращения коленчатого вала; точное положение коленчатого вала. Число оборотов коленчатого вала определяется по количеству зубьев, проходящих через датчик в единицу времени. Пропуск зубьев служит в качестве исходной точки для определения положения коленчатого вала. Он соответствует, как правило, нахождению поршня первого цилиндра в верхней мертвой точке.

Датчик частоты вращения коленчатого вала, построенный на эффекте Холла, взаимодействует с задающим диском несколько иной конструкции. Диск выполнен в виде металлических сегментов, разделенных металлическими вставками. Сегменты представляют собой постоянные магниты с чередующими северными и южными полюсами. В качестве начала отсчета используется сегмент большей ширины. Таким образом, получился задающий диск типа 60-2. При неисправности датчика частоты вращения коленчатого вала (отсутствии сигнала) двигатель останавливается и повторно не запускается.

Датчик температуры охлаждающей жидкости предназначен для измерения температуры охлаждающей жидкости в системе охлаждения двигателя. Датчик включен в систему управления двигателем. Информация от датчика используется системой управления для корректировки основных параметров работы двигателя в зависимости от теплового состояния: частоты вращения коленчатого вала; качественного состава топливно-воздушной смеси; угла опережения зажигания.

Таким образом, работа датчика температуры охлаждающей жидкости обеспечивает быстрый прогрев двигателя при запуске и поддержание оптимальной его температуры на всех режимах.

В качестве датчика применяется термистор – устройство, изменяющее сопротивление в зависимости от температуры. Термистор имеет отрицательный температурный коэффициент, т.е. его сопротивление уменьшается с ростом температуры. Когда двигатель холодный сопротивление датчика максимально. На датчик подается напряжение порядка 5В, которое уменьшается с изменением сопротивления датчика. По падению напряжения на датчике блок управления двигателем рассчитывает температуру охлаждающей жидкости.

Новые возможности температурного регулирования открываются с применением двух датчиков температуры охлаждающей жидкости. Один из датчиков устанавливается на выходе из двигателя, другой – на выходе из радиатора. Необходимая температура охлаждающей жидкости определяется в зависимости от нагрузки двигателя (массе засасываемого воздуха) и частоте вращения коленчатого вала двигателя. По показаниям датчиков определяется характер работы вентилятора, степень открытия термостата, включение реле дополнительного насоса охлаждения в системе рециркуляции отработавших газов, реле охлаждения двигателя после остановки.