Впрыск топлива: что представляет собой эта система?

Впрыск или инжектор топлива – это система, дозирующая подачу топлива в цилиндры автомобильного двигателя. Существует несколько разновидностей инжектора, среди которых выделить можно такие: распределительный, механический, непосредственный и моновпрыск. В этой статье мы рассмотрим, только использующиеся в наше время электронные системы распределения подачи топлива, которые основаны на электронной системе управления двигателем (сокращённо ЭСУД). Эта система рассчитывает подачу топлива на основе тех сигналов, которые получает от установленных на двигателе датчиков.

Приведённый ниже рисунок схематично показывает общие принципы многоточечного распределительного впрыска. Регулирование подачи воздуха (2) происходит при помощи дроссельной заслонки (3), и, скапливается в ресивере(4) перед тем, как разделиться на 4 потока. Ресивер нужен для того, чтобы правильно отмерять расход воздуха, при котором учитывается давление в ресивере или общий массовый расход. Первый должен быть достаточно объёмным, чтобы цилиндры не подверглись воздушному «голоданию» при сглаживании на пуске пульсаций и потреблении большого объёма воздуха. Форсунки (5) монтируются в канал в максимальной близости к впускным клапанам.

Распределительный или точечный впрыск топлива, когда у каждого цилиндра имеется своя форсунка, разделяется на три вида:

• Одновременный вид. За один цикл работы двигателя 2 раза одновременно работают сразу 4 форсунки. Диаграмма его работы выглядит так

• Попарно параллельный или групповой вид. Здесь за один цикл работы двигателя парами форсунки параллельно отрабатывают два раза за один рабочий такт. Диаграмма его работы выглядит следующим образом:

• Последовательный или форсированный вид. При нём каждая форсунка за один такт работы двигателя отрабатывает в соответствие с фазой впрыска по одному разу

Естественно, во всех системах время впрыска различно, однако количество поданного за один рабочий такт топлива в цилиндре при этом, можно сказать, одинаково. Диаграмма его работы представляется так:

На диаграммах работы жёлтым цветом обозначается впуск, молнией показывается зажигание, а чёрным – впрыск топлива. Немного иной алгоритм фазированного впрыска применяется в системах Bosch MP7.0H – вместо давно привычного всем нам порядка 1-3 и, соответственно 4-2 подача происходит путём последовательным.

Общее время впрыска на попарно-параллельном способе, а также одновременном способе практически одинаково, а на фазированном - в 2 раза больше. Главным образом это из-за того, что за один цикл попарно-параллельного и одновременного впрыска форсунка запускается 2 раза, в то время как на фазированном – 1 раз. Именно поэтому время её работы и увеличивается в 2 раза.

Датчики

Давайте начнём с информации, которая необходима электронному блоку управления (ЭБУ) для управления зажигание и впрыском.

Параметры, необходимые для функциональной работы:

Для функциональной работы ЭСУД не обязательно, чтобы все датчики были в наличии. Комплектацию определяют системы впрыска, нормы токсичности и другие параметры. В программе управления имеются специально сделанные флаги, задача которых - информировать программное обеспечение об отсутствии или наличии каких-либо датчиков. Серым в таблице выделены основные датчики, которые нужны для работы, исключением являются системы впрыска на «классику», в которых датчик детонации не используется.

Датчик кислорода бывает необходим только в системах с катализатором под такие нормы токсичности, как Евро-2 и Евро-3. В последнем применяется два кислородных датчика - до катализатора и после катализатора. Датчик фазы требуется, чтобы более точно рассчитать время впрыска в системах с фазированным впрыском.

ДПКВ необходим для расчёта положения КВ и оборотов двигателя в определённые временные моменты, и для общей системной синхронизации. ДПКВ считается полярным датчиком. Двигатель заводиться не будет при неправильном включении. Работа системы обрывается при аварии датчика. Это единственный датчик, при отсутствии которого движение автомобиля просто невозможно без посторонней помощи. Аварии других датчиков дают возможность своим ходом добраться до автосервиса.

ДМРВ необходим, чтобы рассчитать цикловое наполнение цилиндров. Измеряется массовый расход топлива, который затем пересчитывается программой в цикловое цилиндровое наполнение. В случае аварии датчика его показания не берутся во внимание, а все расчёты ведутся по аварийным таблицам.

ДТОЖ нужен, чтобы определять коррекцию зажигания по температуре и топливоподачи, и для управления электровентилятором. Его показанияне принимаются во внимание, когда датчик приходит в аварийное состояние, температурное значение берётся из таблицы, ориентируясь на время работы двигателя. Внимание! Для индексации на панели этот датчик не используется, его сигналы подаются только на ЭБУ.

ДПДЗ используется для расчета для расчета фактора нагрузки, которую получает двигатель, и его изменения в зависимости от оборота двигателя, угла открытия ДЗ и циклового наполнения.

Датчик детонации необходим, чтобы контролировать детонацию. Когда она обнаруживается, ЭБУ запускает алгоритм гашения детонации, при этом оперативно проводя корректировку УОЗ. В первых ЭСУД применялся резонансный датчик детонации, который пришёл с системы GM. В настоящее время повсеместно применяются широкополосные датчики.

Напряжение бортовой сети определяет степень времени накопления в МЗ и коррекции работы клапанов форсунок.

Датчик скорости автомобиля необходим для расчётов блокировки и возобновления подачи топлива при движении. Также этот сигнал получает приборная панель, чтобы сделать расчёт пробега. 6000 сигналов с датчика скорости составляют примерно 1 километр пробега автомобиля.

Датчик фазы выполняет точную синхронизацию по времени впрыска в системах с последовательным (фазированным) впрыском. В случае аварийной ситуации или отсутствия датчика система переходит на групповую (попарно - параллельную) систему топливной подачи.

Запрос на включение кондиционера информирует ЭБУ о том, что двигатель необходимо подготовить к включению кондиционера, так как это добавит на него дополнительную нагрузку. Для подготовки двигателя потребуется заменить принцип регулирования и обороты.

Датчик неровной дороги используется для оценки уровня вибраций автомобиля при детектировании пропусков воспламенения. Причины большого расхода топлива? Раньше он практически не применялся, однако после ввода новых норм токсичности его стали датчик стали использовать значительно чаще. Датчик неровной дороги позволяет сделать оценку правильности работы зажигания.

Исполнительные механизмы

Согласно результатом опроса, программа ЭБУ выполняет управления исполнительными механизмами (сокращённо ИМ).

Форсунка – это электромагнитный (иногда пьезоэлектрический) прецензионный  клапан, отличающийся нормированной производительностью. Она нужна, чтобы осуществлять впрыск количества топлива, которое было вычислено для такого режима движения.

Бензонасос используется для нагнетания в топливную рампу смеси топлива. Давление в топливной рампе поддерживается при помощи работы вакуумно-механического регулятора. В определённых системах подобный регулятор давления идёт совмещённым с бензонасосом. Правильно работающий бензонасос с пережатой обработкой (то есть, не имеющий регулированием) должен в магистрали создавать давление, равное 5 и выше атм. Рабочее давление на XX должно быть в пределах до 2,4 атм. Бензонасос, который совмещён с регулятором давления топлива, который применяется в системах с рампой безсливной, должен иметь давление в 3,9 атм.

Модуль зажигания является электронным устройством, которое осуществляет управление искрообразованием. Оно включает в себя два независимых канала для зажигания смеси в цилиндрах. Другими словами, происходит реализация принципа «холостая искра». В самых новых модификациях низковольтные модульные элементы помещаются в ЭБУ, а чтобы получить высокое напряжение, необходимо использовать двухканальную катушку зажигания или ту катушку, которая находится прямо на свече.

Регулятор холостого хода вместе с УОЗ – регулированием служит для поддержания заданных оборотов XX. Он представляет собой шаговый прецизионный двигатель, который регулирует в корпусе дроссельной заслонки обводной канал воздуха.

Вентилятор системы охлаждения с помощью сигналов ДТОЖ управляется ЭБУ. Разница между включением вентилятора и его выключением составляет обычно 4 или 5 градуса.

Сигнал на тахометр приборная панель получает с целью индикации текущих оборотов, совершаемых двигателем.

Сигнал расхода топлива получается маршрутным компьютером – на 1 расчетный литр использованного топлива 16000 импульсов. Эти значения приблизительные, так как они рассчитываются по суммарному времени открытия форсунок с учётом определённого эмпирического коэффициента, который требуется для компенсации погрешностей в измерениях, которые были вызваны асинхронной подачей топлива, работой форсунок и некоторыми другими факторами. Практика не раз показала, что на системах с ДК сигнал о расходе топлива почти полностью соответствует истине.

СУПБ или адсорбер относится к элементам рециркуляции бензиновых паров. Нормы Евро-2 не предусматривают контакт вентиляции бензобака и атмосферы, пары бензина должны сначала собираться, затем и посылаться при продувке на дожиг в цилиндры.

Управление муфтой кондиционера требуется, чтобы запускать кондиционер после обработки сигнала на запрос его включения, то есть, когда система будет к этому готова.

Электронный блок управления

ЭБУ по своей сути является особым микрокомпьютером, который управляет исполнительными механизмами и обрабатывает данные, поступающие с датчиков. Данная программа хранится в микросхеме ПЗУ, чьё английское название звучит как Chip (чип), от этого и пошло такое понятие, как чип-тюнинг или изменения программы управления двигателем. По своему содержанию чип чаще всего делится на две функциональные части – блок калибровок и сама программа, которая выполняет математические расчёты и обработку полученных данных. Калибровки – это массивы фиксированных данных, необходимых для работы программы управления. Чип-тюнинг работает в двух основных направлениях: изменение алгоритмов обработки калибровок и рекалибровка переменных программы. Эти направления нередко перекликаются друг с другом, так как выполняют общую задачу – улучшают эксплуатационные характеристики управляемого двигателя. Как экономить топливо при езде? Для того чтобы программа работала правильно, все датчики должны присутствовать, причём в исправном состоянии. Поэтому чип-тюнинг производится только на полностью продиагностированных автомобилях.   

Последними разработками в описываемой области являются новые контроллеры Bosch M7.9.7 Bosch MP7.0H. Они весьма требовательны при изменениях физических параметров двигателя. Кроме того, данные контроллеры значительно сложнее калибруются. Но, не смотря на эти сложности, можно с полной уверенностью утверждать, что данные системные новинки очень даже неплохо поддаются чип-тюнингу.

• Расход топлива автомобиля УАЗ Хантер на 100 км
• Какой расход топлива Chevrolet Cruze
• Устройство для экономии топлива Free Fuel: отзывы владельцев
• Причины повышенного расхода топлива