Система распределенного впрыска топлива

Устройство.
На автомобилях ВАЗ 21093 и ВАЗ-21099 могут устанавливаться двигатели с системой распределенного впрыска топлива, т.е. топливо впрыскивается четырьмя форсунками (по одной форсунке на цилиндр) во впускную трубу, на впускные клапаны. Здесь топливо испаряется, перемешивается с воздухом и в виде горючей смеси поступает в цилиндры двигателя. Система впрыска топлива позволяет снизить токсичность отработавших газов при улучшении ездовых качеств автомобиля. Существуют две системы распределенного впрыска: с обратной связью и без нее.

Система с обратной связью применяется, в основном, на экспортных автомобилях. У нее в системе впуска устанавливается нейтрализатор и датчик кислорода, который и обеспечивает обратную связь. Датчик отслеживает концетрацию кислорода в отработавших газах, а электронный блок управления по его сигналам поддерживает такое соотношение воздух/топливо, которое обеспечивает наиболее эффективную работу нейтрализатора. В качестве топлива необходимо применять только неэтилированный бензин. Применение этилированного бензина приведет к повреждению нейтрализатора, датчика кислорода и к отказу системы.

В системе впрыска без обратной связи не устанавливаются нейтрализатор и датчик кислорода, а для регулировки концетрации СО в отработавших газах служит СО-потенциометр. В этой системе не применяется также система улавливания паров бензина. На рисунках показано устройство именно этой системы, так как она и будет в основном применяться на автомобилях, продаваемых в России. А в тексте ниже описываются узлы обеих систем и даются особенности работы системы с обратной связью.

Нейтрализатор устанавливается в системе выпуска отработавших газов перед дополнительным глушителем. Он содержит два окислительных катализатора (ускорителя химической реакции) и один восстановительный. Окислительные катализаторы (платина и палладий) способствуют преобразованию углеводородов в водяной пар, а окиси углерода в двуокись углерода. Восстановительный катализатор (радий) способствует преобразованию окислов азота в безвредный азот.

В связи с тем, что каталитическому нейтрализатору требуется кислород для нейтрализации углеводородов и окиси углерода, и одновременно он должен отнимать кислород для нейтрализации окислов азота, необходимо очень строго поддерживать баланс смеси воздух/топливо (примерно 14,7:1), поступающей в двигатель. Эту функцию выполняет электронный блок управления.

Электронный блок управления (ЭБУ), расположенный под панелью приборов на левой боковине кузова, является управляющим центром системы впрыска топлива. Это специализированный компьютер. Он непрерывно обрабатывает информацию от различных датчиков и управляет системами, влияющими на токсичность отработавших газов и на эксплуатационные показатели автомобиля.

ЭБУ выполняет также диагностическую функцию системы впрыска топлива. Он может распознавать неполадки в работе системы, предупреждая о них водителя через контрольную лампу CHECK ENGINE. Кроме того, он хранит диагностические коды, указывающие области неисправности, чтлбы помочь специалистам в проведении ремонта.

Воздушный фильтр установлен в передней части моторного отсека на резиновых фиксаторах. Фильтрующий элемент 9 бумажный, с большой площадью фильтрующей поверхности. При замене фильтрующего элемента его необходимо устанавливать так, чтобы гофры были расположены параллельно осевой линии автомобиля.

Дроссельный патрубок 19 закреплен на ресивере. Он дозирует количество воздуха, поступающего во впускную трубу. Поступлением воздуха в двигатель управляет дроссельная заслонка, соединенная с приводом педали акселератора.

В состав дроссельного патрубка входят датчик 23 положения дроссельной заслонки и регулятор 24 холостого хода. В проточной части дроссельного патрубка (перед дроссельной заслонкой и за ней) находятся отверстия отбора разрежения, необходимые для работы системы улавливания паров бензина. Если последняя система не прменяется, то штуцер для продувки адсорбера глушится резиновой заглушкой.

Регулятор 24 холостого хода регулирует частоту вращения коленчатого вала на режиме холостого хода, управляя количеством подаваемого воздуха в обход закрытой дроссельной заслонки. Он состоит из двухполюсного шагового электродвигателя и соединеного с ним конусного клапана. Клапан выдвигается или убирается по сигналам ЭБУ.

Датчик 23 положения дроссельной заслонки установлен на корпусе 1 дроссельного патрубка и связан с осью дроссельной заслонки. Датчик представляет собой потенциометр, на один конец которого подается напряжение питания 5 В, а другой конец соединен с массой. С третьего вывода потенциометра (от ползунка) идет выходной сигнал к ЭБУ.

Система подачи топлива включает в себя электробензонасос 11, топливный фильтр 20, топливопроводы и рампу 4 форсунок в сборе с форсунками 5 и регулятором 8 давления топлива.

Электробензонасос 11 двухступенчатый роторного типа, установлен в топливном баке. Топливо из насоса через топливный фильтр 20 тонкой очистки подается в топливную рампу под давлением более 284 кПа. Электробензонасос включается с помощью вспомогательного реле 13. Топливный фильтр с бумажным фильтрующим элементом установлен под полом кузова за топливным баком.

Рампа 4 форсунок представляет собой полую планку с установленными на ней форсунками и регулятором давления топлива. Рамка форсунок закреплена двумя болтами на впускной трубе 32. С правой стороны на рампе форсунок находится штуцер для контроля давления топлива, закрытый резьбовой пробкой 27.

Форсунка 5 представляет собой электромагнитный клапан. Когда на нее от ЭБУ поступает импульс напряжения, то клапан открывается, и топливо через распылитель тонко распыленной струей под давлением впрыскивается во впускную трубу на впускной клапан.

После прекращения подачи электрического импульса подпружиненный клапан форсунки перекрывает подачу топлива. Форсунки закреплены на рампе с помощью пружинных фиксаторов. Верхний и нижний концы форсунок герметизируются резиновыми уплотнительными кольцами.

Регулятор 8 давления топлива состоит из клапана 29 с диафрагмой 30, поджатого пружиной к седлу в корпусе регулятора. Назначение регулятора - поддерживать постоянный перепад давления между давлением воздуха во впускной трубе и давлением топлива в рам-, пе. На работающем двигателе регулятор поддерживает давление в рампе форсунок в пределах 284-325 кПа.

На диафрагму регулятора с одной стороны действует давление топлива, а с другой - давление (разрежение) во впускной трубе. При уменьшении давления во впускной трубе (дроссельная заслонка закрывается) клапан регулятора открывается при меньшем давлении топлива, перепуская избыточное топливо по сливной магистрали обратно в бак. Давление топлива в рампе понижается. При увеличении давления во впускной трубе (приоткрывании дроссельной заслонки) клапан регулятора открывается уже при большем давлении топлива в рампе повышается.

Датчик 18 температуры охлаждающей жидкости представляет собой термистр (резистор, сопротивление которого изменяется от температуры). Датчик завернут в выпускной патрубок охлаждающей жидкости на головке цилиндров. При низкой температуре датчик имеет высокое сопротивление (100 кОм при -40 °С), а при высокой температуре - низкое (177 Ом при 100 °С).

Датчик концетрации кислорода применяется в системе впрыска с обратной связью и устанавливается на приемной трубе глушителей. Кислород, содержащийся в отработавши газах, реагирует с датчиком кислорода, создавая разность потенциалов на выходе датчика. Она изменяется приблизительно от 0,1 В (высокое содержание кислорода - бедная смесь) до 0,9В (мало кислорода - богатая смесь). В датчик встроен нагревательный элемент для повышения эффективности его работы.

Датчик 10 массового расхода воздуха расположен между воздушным фильтром и шлангом 12 впускной трубы. Он термоанемометрического типа. В датчике используются три чувствительных элемента. Один из элементов определяет температуру окружающего воздуха, а две остальных нагреваются до заранее установленной температуры, превышающей температуру окружающего воздуха. Во время работы двигателя про- ходящий воздух охлаждает нагреваемые элементы. Массовый расход воздуха определяется путем измерения электрической мощности, необходимой для поддержания заданного превышения температуры нагреваемых элементов над температурой окружающего воздуха. Сигнал датчика частотный. Большой расход воздуха вызывает сигнал высокой частоты, а малый расход - сигнал низкой частоты.

Датчик скорости автомобиля 22 устанавливается на коробке передач между приводом спидометра и наконечником гибкого вала привода спидометра. Принцип действия датчика основан на эффекте Холла. Датчик выдает на ЭБУ прямоугольные импульсы напряжения с частотой, пропорциональной скорости вращения ведущих колес.

СО-потенциометр 7 установлен в моторном отсеке на стенке коробки воздухопритока и представляет собой переменный резистор. Он выдает в ЭБУ сигнал, который используется для регулировки состава топливовоздушной смеси с целью получения нормированного уровня концетрации окиси углерода (СО) в отработавших газах на холостом ходу. СО-потенциометр подобен винту качества смеси в карбюраторах. Регулировка содержания СО с помощью СО-потенциометра выполняется только на станции технического обслуживания с применением газоанализатора.

Датчик 28 положения коленчатого вала индуктивного типа, установлен на крышке масляного насоса напротив задающего диска на шкиве привода генератора. Задающий диск представляет собой зубчатое колесо с 58 равноудаленными (6°) впадинами. Для создания импульса синхронизации два зуба отсутствуют. При вращении коленчатого вала зубья изменяют магнитное поле датчика, наводя импульсы напряжения переменного тока.