|
СХЕМЫ---->
СХЕМЫ АВТОЭЛЕКТРОНИКИ статьи № 1-50
СИСТЕМЫ ВПРЫСКА БЕНЗИНА ГРУППЫ «L»
Д.Соснин
Ранее были подробно описаны
системы одноточечного импульсного впрыска бензина, в которых электронному управлению подвергается одна центральная электроуправляемая форсунка, общая для всех цилиндров автомобильного двигателя. Такие системы принято относить к группе "Моно". В данной и ряде последующих статей рассматриваются системы впрыска бензина групп "L" и "М".
Предварительные замечания
В настоящее время на подавляющем большинстве двигателей современных легковых автомобилей широкое распространение получили системы впрыска топлива, в которых бензин подается во всасывающий коллектор не через одну центральную форсунку впрыска, а через несколько форсунок, число которых равно числу цилиндров двигателя. При этом впрыск осуществляется на горячие впускные клапана прерывисто одной или двумя порциями за рабочий цикл двигателя и с точным соблюдением геометрии распыла (рис. 1), так чтобы бензин попадал только на головки клапанов.
Такие системы обозначаются индексом "L" от немецкого слова "Lade" (точная порция, заряд), что указывает на отмеренный по количеству топлива прерывистый и распределенный по цилиндрам впрыск бензина. Для реализации такого способа впрыска необходимо применение электрически управляемых форсунок, продолжительность открытого состояния которых определяется длительностью электроимпульса управления. Это позволяет точно и быстро (безынерционно) корректировать качество топливовоздушной смеси (ТВ-смеси), подаваемой в цилиндры при различных режимах работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС).
Системы впрыска бензина группы "L" широко выпускаются разными зарубежными фирмами: BOSCH и VAG — Германия; CITROEN — Франция; LUCAS — Англия; FIAT — Италия; SIEMENS — Голландия; SAAB — Швеция; GENERAL-MOTORS и FORD — США.
В Японии системы впрыска выпускаются большинством автомобилестроительных предприятий (TOYOTA, HONDA, SUBARU, MITSUBISHI, NISSAN, MAZDA).
В России изготовление компонентов для систем впрыска группы "L" освоено рядом отечественных заводов автомобильного приборостроения.
Общее число разработанных и освоенных производством разновидностей и модификаций систем впрыска бензина, входящих в группу "L", более 60-ти наименований. Но их отличия друг от друга незначительны и рассматривать каждую систему в отдельности нет необходимости. Наиболее типичным представителем систем этой группы является система "L-Jetronic" фирмы BOSCH (ФРГ).
Общая характеристика системы "L-Jetronic"
• На рис. 2 показана упрощенная функциональная схема системы "L-Jetronic". Если сравнить эту схему с функциональной схемой системы
"Mono-Jetronic", то можно заметить, что принцип формирования времени впрыска бензина и функциональные связи между компонентами в этих системах одинаковые. Поэтому в них используются целый ряд совершенно идентичных составных частей. Это: ЭБУ — электронный блок 11 управления форсунками 13 впрыска; МДР — механический датчик-распределитель с вакуумным регулятором ДНД(5) и с бесконтактным датчиком ДХ частоты вращения на эффекте Холла ДОД(4), ДХ является задатчиком момента зажигания и момента впрыска т.е. датчиком момента срабатывания ДМС; ДПД 1 — потенциометрический датчик положения дроссельной заслонки (в системе "L-Jetronic" с микровыключателями в краевых положениях); ДТВ 3 — датчик температуры всасываемого воздуха; ДТД 7 — датчик температуры двигателя; ДОД 4 — датчик частоты вращения (оборотов) двигателя (датчик Холла в механическом датчике-распределителе); ДКК 8 — датчик концентрации кислорода в выхлопных отработавших газах (ОГ); клапан 16 дополнительной подачи воздуха.
• В отличие от "Mono-Jetronic" система "L-Jetronic" работает на каждый цилиндр в отдельности, но дополнительно оснащена пусковой форсункой 18 и совершенно иным по конструкции (потенциометрическим) расходомером воздуха 2, 3 с воздушной демферной камерой, с датчиком температуры всасываемого воздуха, с выключателем бензонасоса и с обвододным воздушным (байпасным) каналом. Иногда в систему "L-Jetronic" устанавливается датчик атмосферного давления (ДАД 6), выполняющий функцию корректора состава ТВ-смеси по высоте над уровнем моря.
Система "L-Jetronic", функциональная схема которой со всеми компонентами приведена на рис. 3,
имеет много общего и с широко известной механической системой "K-Jetronic" (в системе "K-Jetronic" реализуется распределенный по цилиндрам непрерывный впрыск бензина с помощью неуправляемых закрытых гидромеханических форсунок). Так, в некоторых модификациях систем "L-Jetronic" (см. рис. 3) применяется расширительный ресивер 12 на впускном коллекторе, который, как и в системе "K-Jetronic", работает совместно с пусковой форсункой 11 при запуске холодного двигателя. В таких конструктивных вариантах для "L-Jetronic" рабочие (клапанные) форсунки 10 могут запитываться так же, как и в системе "K-Jetronic", т.е. с применением топливных соединительных шлангов и устанавливаться непосредственно в предклапанных зонах впускного коллектора. В обеих системах одинаково реализуются пуск и прогрев холодного двигателя (с применением термореле времени 17 для пусковой форсунки), а также регулировка холостых оборотов непрогретого ДВС (с помощью клапана дополнительной подачи воздуха 19).
Принципиальным отличием всех систем группы "L" от систем группы "K" является то, что в них используются не закрытые гидромеханические, а управляемые электроимпульсным сигналом от ЭБУ 1 электромагнитные форсунки впрыска бензина. В более поздних системах группы "L" применяется бензиновая рампа (топливный коллектор), на которую монтируются все рабочие форсунки (рис. 4).
Механический дозатор-распределитель в системе "L-Jetronic" отсутствует, что позволяет почти в два раза понизить рабочее давление бензина в замкнутом топливном кольце (4, 3, 2, 6, 4), благодаря чему повышается надежность подсистемы топливоподачи, и отказаться от механического расходомера воздуха.
Электромагнитные форсунки в системах группы "L" могут управляться (открываться на заданное время) одновременно все сразу (рис. 5, а), группами по несколько форсунок (рис. 5, б) или каждая форсунка в отдельности в заданной последовательности (рис. 5, в). Это легко реализуется с помощью электронного блока управления (ЭБУ) впрыском.
ЭБУ, помимо оснащения большим числом входных датчиков для слежения за текущим состоянием рабочих параметров двигателя, включает в свой состав микропроцессор (МКП) и запоминающее устройство (ЗУ), в последнем записана программа действия системы впрыска на различных режимах работы ДВС (см. рис. 2).
Совокупность перечисленных достоинств делает систему "L-Jetronic" более совершенной по точности дозирования впрыскиваемого бензина и более быстродействующей в исполнении функций управления. За счет этого автомобильный двигатель становится более экономичным и менее токсичным. Средняя эффективная
мощность и стабильность крутящего момента двигателя повышаются.
Наличие в системе электронного блока управления заметно расширяет ее функциональные возможности. Так, посредством системы впрыска "L-Jetronic" надежно реализуются дополнительные функции управления двигателем, такие как: пуск и прогрев холодного двигателя; управление работой прогретого двигателя на холостом ходу; электронное управление дроссельной заслонкой (подсистема электронной акселерации EGas); управление смесеобразованием по концентрации кислорода в выхлопных отработавших газах; управление процессом утилизации паров бензина из герметичного бензобака; электронное управление рециркуляцией отработавших газов (подсистема EGR), электронное управление работой двигателя на принудительном холостом ходу и при недопустимом увеличении частоты вращения. Становится возможным внедрение в систему топливного питания принципов электронного резервирования и функций бортовой самодиагностики.
Работа системы "L-Jetronic" на различных режимах ДВС
При запуске автомобильного двигателя внутреннего сгорания (ДВС) любая система впрыска топлива (СВТ) должна обеспечивать обогащение топливовоздушной смеси (ТВ-смеси). В системе "L-Jetronic" это реализуется пусковой форсункой, которая включается в работу при температуре Тд двигателя меньше 20°С (Тд<20°С). Управляется пусковая форсунка от замка зажигания через контакты термореле времени. От замка зажигания одновременно с пусковой форсункой срабатывает электробензонасос и стартер. Но продолжительность впрыска бензина пусковой форсункой не связана с работой стартера, а зависит от степени достартового нагрева ДВС и может лежать в пределах от 0,5 до 10 с (для Тд от +20 до -30°С). Если Тд>20°С , то пусковая форсунка в работу не включается (контакты термореле времени разомкнуты). Если Тд<-30°С, то максимальная продолжительность впрыска (10 с) ограничивается срабатыванием
термореле времени от прогрева внутренней биметаллической пластины под действием электрического тока. Если двигатель не запускается в течение первых 8...10 с, то электробензонасос отключается от бортсети автомобиля при помощи специального реле управления. После запуска ДВС реле управления переходит в режим удержания от управляющего сигнала системы зажигания (С3). При этом пусковая форсунка включается послестартовым реле и в работу вступают основные (клапанные) форсунки. По мере прогрева ДВС сигнал от датчика ДТД температуры охлаждающей жидкости через ЭБУ-впрыска постепенно обедняет ТВ-смесь, пока она не станет нормальной (сокращается продолжи тельность впрыска бензина рабочими (клапанными) форсунками. На прогретом двигателе состав ТВ-смеси корректируется по температуре воздуха на впуске (по сигналу датчика ДТВ температуры, который установлен на пути воздушного потока в расходомере).
Значительную часть времени автомобильный двигатель работает в режиме неполных (частичных) нагрузок, когда могут быть достигнуты максимальная экономия топлива (за счет обеднения ТВ-смеси) или минимальный процент токсичных веществ в выхлопных отработавших газах (за счет получения ТВ-смеси с коэффициентом а=1). ЭБУ системы "L-Jetronic" обеспечивает необходимый компромисс на частичных нагрузках ДВС между двумя этими противоречивыми параметрами. Важно отметить, что в системе "L-Jetronic" сигналы для ЭБУ о режимах "холостой ход", "частичные нагрузки", "форсаж", "полная нагрузка" — формируются так же, как и в системе "Mono-Jetronic", т.е. с помощью датчиков краевых положений и потенциометра дроссельной залонки.
Программа, заложенная в память ЭБУ, обеспечивает обогащение ТВ-смеси при пуске и прогрев холодного двигателя, а также при его полной назрузке и разгоне. Предусмотрен режим принудительного холостого хода (торможения двигателем) и режим ограничения максимальных оборотов (6500 м).
Перечень проверяемых устройств при поиске неисправности:
1. Электробензонасос
2. Фильтр тонкой очистки топлива
3. Давление в бензиновой рампе
4. Давление нагнетания бензонасоса
5. Производительность бензонасоса
6. Качество бензина
7. Клапан дополнительной подачи воздуха
8. Термореле времени
9. Пусковая форсунка
10. Рабочие (клапанные) форсунки
11. Датчик температуры ДВС
12. Краевой выключатель дроссельной заслонки
13. Узел дроссельной заслонки
14. Пневмопривод дроссельной заслонки
15. Измеритель расхода воздуха
16. Электронный блок управления (ЭБУ)
17. Электропровода и их соединения
18. Реле включения топливного насоса
19. Воздушный фильтр
20. Система охлаждения двигателя
21. Соединения во впускном коллекторе двигателя (проверка на герметичность)
22. Отсутствие подсоса воздуха в двигатель
23. Впускной тракт двигателя
24. Отсутствие подачи ТВ-смеси при частичных нагрузках двигателя
РЕМОНТ&СЕРВИС-6'2000
|
