В. И. Ерохов
ЛЕИ
конструкция, расчет, диагностика
В. И. Ерохов
СИСТЕМЫ ВПРЫСКА БЕНЗИНОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ конструкция, расчет, диагностика
Допущено УМО вузов по образованию в области транспортных машин и транспортно-технологических комплексов в качестве учебника для студентов, обучающихся по специальности «Автомобиле- и тракторостроение»
Москва Горячая линия - Телеком 2011
УДК 621.43 ББК31.365
Е78
Рецензенты: доктор техн, наук, профессор В. В. Московкин, доктор техн, наук, профессор С. В. Гусаков
Ерохов В. И.
Е78 Системы впрыска бензиновых двигателей (конструкция, расчет, диагностика). Учебник для вузов. - М: Горячая линия-Телеком, 2011. - 552 с.: ил.
ISBN 978-5-9912-0130-8.
Рассмотрены особенности конструкции, расчета и диагностики систем впрыска топлива современных отечественных и зарубежных автомобилей и приведены регулировочные и конструктивные параметры основных их узлов и систем. А также изложены особенности диагностирования и технического обслуживания систем впрыска топлива. В работе даются рекомендации по обнаружению и устранению характерных неисправностей и отказов компонентов систем впрыска бензиновых двигателей, приводятся указания по разборка, сборке и регулировке узлов и систем впрыска топлива и основные рекомендации по организации технического обслуживания и ремонту систем впрыска топлива. В данном издании содержатся характеристики современного технологического оборудования и приборов для диагностирования систем впрыска бензиновых двигателей.
Для студентов, обучающихся по специальности «Автомобиле-и тракторостроение» и другим автомобильным специальностям, может быть полезен для специалистов в области конструирования, эксплуатации и ремонта бензиновых систем впрыска топлива.
ББК 31.365
Адрес издательства в Интернет www.techbook.ru
Учебное издание
Ерохов Виктор Иванович
Системы впрыска бензиновых двигателей (конструкция, расчет, диагностика)
Учебник
Редактор Е. П. Стариков Художник В. Г. Ситников Подготовка оригинал-макета Е. В. Кормакова
Подписано к печати 25.01.2010. Формат 60x90 1/16. Усл. изд. л. 34,5. Изд.№11130. Тираж500экз. ООО «Научно-техническое издательство «Горячая линия-Телеком»
ISBN 978-5-9912-0130-2	© В. И. Ерохов, 2011
© Оформление издательства «Горячая линия-Телеком», 2011
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение . v...................................................3
Глааа 1. КОНСТРУКТИВНЫЕ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ОСОБЕННОСТИ СИСТЕМ ВПРЫСКА ТОПЛИВА.............................5
1.1.	Особенности систем впрыска топлива...................5
1.2.	Классификация систем впрыска топлива................12
1.3.	Принципиальные схемы систем впрыска топлива.........19
1.4.	Особенности электронных систем зажигания.............96
Глааа 2. УСТРОЙСТВА ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ПОДАЧИ ГОРЮЧЕЙ СМЕСИ.......................................116
2.1.	Элементы системы подачи топлива....................116
2.2.	Устройства подачи воздуха в двигатель..............160
2.3.	Система управления двигателем......................175
2.4.	Датчики системы управления.........................206
2.5.	Вентиляция картера двигателя.......................255
Глааа 3. ПРИНЦИП И ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ СИСТЕМ ВПРЫСКА И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ................................258
3.1.	Принципы работы системы управления двигателем......258
3.2.	Особенности работы системы управления двигателем .... 289
3.3.	Режимы работы систем впрыска топлива...............302
3.4.	Особенности работы систем впрыска топлива..........305
3.5.	Электронный блок управления........................323
3.6.	Контрольная лампа «Check Engine»...................326
Глава 4. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ СОВРЕМЕННЫХ АВТОМОБИЛЕЙ......................................328
4.1.	Токсические параметры современных двигателей.......328
4.2.	Система нейтрализации отработавших газов...........330
4.3.	Система снижения токсичности отработавших газов с обратной связью....................335
4.4.	Система рециркуляции отработавших газов...........378
Глава 5. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕГУЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВПРЫСКА...............................381
5.1.	Периодичность и виды технического обслуживания....381
5.2.	Особенности технического обслуживания систем впрыска топлива..................................383
5.3.	Организация технического обслуживания и ремонта....386
5.4.	Оборудование и приборы для технического обслуживания и ремонта..................................387
5.5.	Регулировка системы холостого	хода................415
550
5.6.	Проверка и регулировка датчиков и исполнительных устройств систем впрыска................420
5.7.	Проверка и регулировка датчиков.....................430
Глава 6. ДИАГНОСТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВПРЫСКА ТОПЛИВА..............436
6.1.	Особенности диагностирования систем впрыска.........436
6.2.	Считывание кодов неисправностей.....................442
6.3.	Режимы и параметры диагностирования систем впрыска топлива...................................447
6.4.	Диагностические карты...............................450
6.5.	Технология диагностирования систем управления двигателем.............................468
6.6.	Очистка кодов неисправностей........................473
Глава 7. ПОИСК НЕИСПРАВНОСТЕЙ И МЕТОДЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ .... 474
7.1.	Причины появления неисправностей....................474
7.2.	Классификация основных неисправностей систем впрыска. . . 484
7.3.	Характерные неисправности систем впрыскивания и способы их устранения..................................485
7.3.1.	Методы определения типичных неисправностей . . . . 485
7.3.2.	Кодирование типичных неисправностей...........502
Глава 8. РЕМОНТ СИСТЕМ ВПРЫСКА................................513
8.1.	Причины износа элементов систем вспрыска............513
8.2.	Снятие, разборка и замена элементов подачи топлива. . . . 514
8.3.	Проверка элементов систем впрыска топлива...........522
8.4.	Разборка систем впрыска топлива.....................533
8.5.	Ремонтный комплект систем впрыска...................535
Глааа 9. БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ И ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ СИСТЕМ ВПРЫСКА................................................536
9.1.	Меры предосторожности при проведении технического обслуживания................................536
9.2.	Порядок сбрасывания давления в системе подачи топлива.................................539
9.3.	Меры безопасности при диагностировании..............540
9.4.	Требования по технике безопасности при работе с тестером...................................	541
9.5.	Общие правила безопасной работы.....................541
9.6.	Технические требования к электронным системам топливоподачи...................................542
9.7.	Предостережения при работе с электронным оборудованием автомобиля.................................545
Литература....................................................549
551
ВВЕДЕНИЕ
Бензиновые двигатели с искровым зажиганием в ближайшем будущем сохранят свое доминирующее положение в качестве силовой установки современного автомобиля. Уровень оснащения автомобилей бензиновыми двигателями в США составляет 99%, Европе - 85 и Японии - 95%. До недавнего времени наибольшее распространение имели двигатели с карбюраторными системами питания. Преимущества и недостатки подобных систем хорошо известны. Основной их недостаток связан с неравномерным распределением горючей смеси по цилиндрам двигателя. Наличие в традиционных конструкциях элементов, обладающих повышенным трением, сопровождается заметной задержкой передачи управляющих сигналов, нарушением процессов топливо-подачи, повышенным расходом топлива и выбросом вредных веществ (ВВ).
Современные системы электронного управления бензиновых двигателей имеют ряд бесспорных и доказанных преимуществ. Автомобильная электроника продолжает развиваться ускоренными темпами под влиянием глобальных компьютерных технологий. В последние годы современные технологии высокого уровня эффективно проникают в функциональные системы управления автомобильных двигателей. Применение электронных средств управления двигателем обеспечивает повышение точности дозирования топлива по сравнению с карбюраторным принципом смесеобразования, повышение надежности, упрощение технического обслуживания и ремонта, получение необходимой информации для эффективного управления автомобилем.
Адаптивные программы управления двигателем обеспечивают реализацию рациональных режимов его работы в соответствии с изменяющимися параметрами внешней среды. Большинство современных автомобилей оборудованы системами с обратной связью (Х-зондом). Оснащение их средствами автоматического регулирования состава горючей смеси обеспечивает эффективную и экономичную работу автомобилей.
Действующие и перспективные экологические нормы «Евро-4» и «Евро-5» могут быть обеспечены путем реализации систем распределенного впрыскивания топлива. Одновременно с этим со-
3
Системы впрыска бензиновых двигателей
храняются высокие ездовые качества и приемистость автомобиля, а также снижаются расход топлива и выброс вредных веществ.
В мире широкое распространение получила аппаратура фирмы Bosch, являющейся лидером в разработке и производстве топливной аппаратуры. Отечественной промышленностью совместно с ведущими зарубежными фирмами General Motors (GM), Bosch, Siemens и Renault для автомобилей семейств ГАЗ, ВАЗ, Святогор и УАЗ разработаны микропроцессорные комплексные системы управления двигателем (МКСУД), содержащие автоматические системы одновременного управления процессами подачи топлива и воспламенения горючей смеси. Подобные комплексные системы обеспечивают также управление кондиционером, вентилятором системы охлаждения и эффективную работу автоматической коробки передач.
Создание современных систем впрыска на практике осуществляют преимущественно путем механического воспроизведения технических решений по известным аналогам. Совершенствование современных конструкций, разработка теоретических основ проектирования и эксплуатации систем управления с принудительным воспламенением представляют собой наиболее актуальную проблему современного автомобилестроения.
Электронные системы впрыска, представляющие собой высокотехнологическое оборудование, требуют более квалифицированного обслуживания и ремонта. В процессе эксплуатации автомобилей с электронной системой впрыска топлива возникает необходимость их технического обслуживания собственными силами владельца, в ряде случаев неквалифицированно. Приведенные сведения и рекомендации позволяют правильно организовать эксплуатацию и обслуживание легковых автомобилей с электронными системами впрыска топлива.
Учебник представляет собой систематизированные материалы и рекомендации по различным аспектам конструирования, расчета и диагностирования современных систем впрыска топлива бензиновых двигателей. Они позволяют правильно понять сущность данных систем, особенности их конструкции и работы, а также технической эксплуатации.
Глава 1. КОНСТРУКТИВНЫЕ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ОСОБЕННОСТИ СИСТЕМ ВПРЫСКА ТОПЛИВА
1.1. ОСОБЕННОСТИ СИСТЕМ ВПРЫСКА ТОПЛИВА
Механическая система впрыска легкого топлива впервые была разработана в 1912 г. в Европе фирмой Bosch (Германия). Первоначально за ее основу была принята конструкция шестереночного масляного насоса. Система впрыска обеспечивает подачу топлива непосредственно в цилиндры двигателя. Подобной системой оснащали двигатели фирмы Dejmler-Benz с впрыскиванием бензина, выполненные на основе дизельной аппаратуры. Механические системы подачи топлива из-за высокой их цены не получили на массовых автомобилях широкого распространения.
Первые системы впрыска топлива с электрическим управлением были созданы в 1939 г. в Италии фирмой Mono Guzzi, но они остались только технической новинкой.
В широких масштабах электронные системы впрыска топлива были реализованы в 1940 г. на авиационных двигателях. Затем они использовались на гоночных автомобилях. Применение электронных систем в автомобилестроении в этот период носило поисковый характер. В послевоенное время наступил новый этап их развития. Первая серийная система впрыска топлива с электронным управлением непосредственно в цилиндры реализовалась в 1951 г. на двухтактном двигателе фирмы Gutbrod.
В современном понимании система впрыска топлива осуществлена в 1951 г. фирмой Bosch на малолитражном автомобиле, двигатель которого был оснащен механической системой впрыска. В дальнейшем этой системой был оборудован известный автомобиль Mercedes Benz 300 SL.
Фирма Chrysler (США) в 1957 г. разработала систему управле1-ния впрыскиванием топлива, выполненную на вакуумных лампах. Высокая стоимость и низкая технологичность системы явились серьезным препятствием на пути практического их применения. Одновременно с этим в США концерн General Motors (GM) в 1957 г. на автомобилях фирм Chevrolet и Pontiac применили систему впрыска фирмы Rochester.
5
Системы впрыска бензиновых двигателей
Введение в США в начале 1960-х годов жестких норм токсичности предопределило новое направление в развитии систем впрыска топлива.
Ведущие зарубежные фирмы Bosch (ФРГ), Siemens, Solex (Франция), Bendix, General Motors, Chrysler (США), Nissan (Япония) и специализированные промышленные фирмы Lukas, Plessey Automative Product (Великобритания), Kugelfischer, Audi NSU (ФРГ), S.E.V. (Франция) занимаются созданием современных систем впрыска топлива.
В нашей стране различными вопросами впрыска топлива занимаются ОАО «ВАЗ», ОАО «ГАЗ», ОАО «ЗМЗ», НПО «Кибернетика», НТЦ «НАМИ», МГТУ «МАМИ», НПО «ЦНИТА», НПП «Элкар» и др.
Механические системы с непрерывным впрыском топлива появилась в начале 1960-х годов. Подобную аппаратуру выпускала фирма Bosch, а также Kugelfischer (ФРГ) и Spika (Италия).
Фирма Bendix (США) в 1966 г. предоставила фирме Bosch исключительную лицензию на производство электронных систем впрыска топлива в Германии и Бразилии. Высокие результаты получены фирмой Bosch (ФРГ), проделавшей путь от создания простейших механических до современных адаптивных систем впрыска топлива.
Первоначально фирмой Bosch была разработана система впрыска модели «D-Jetronic» с электронным управлением (индекс «D» от немецкого слова «druck» - давление). Фирма Bosch с 1967 г. приступила к выпуску аппаратуры «D-Jetronic». В качестве командного параметра в этой системе, опередившей на много лет время их развития, выбрана величина давления во впускном трубопроводе (ВТ). Термин «Jetronic» фирма Bosch использует для систем управления топливоподачей.
Совершенствование конструкции «D-Jetronic» позволило разработать механическую систему впрыска «К-Jetronic» и приступить с 1973 г. к выпуску новой пневмомеханической системы непрерывного впрыска топлива «К-Jetronic» (индекс «К» от немецкого слова «kontinuerlich» - непрерывный). В этой системе бензин подается во впускной трубопровод непрерывно. Система впрыска в то время была признана наиболее удачной по эффективности и содержанию отработавших газов (ОГ). Разработанная пневмомеханическая система проста и достаточно надежна в эксплуатации. Регулирование коэффициента избытка воздуха (а)
6
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
основано на непрерывной автоматической оценке расхода воздуха и топлива.
Следующим этапом с 1973 г. является создание системы впрыска «L-Jetronic» (индекс «Ь> от немецкого слова «luft» - воздух), позволившей упростить ранее разработанную фирмой Bosch конструкцию. В качестве командного параметра системы управления принята величина расхода воздуха.
В современной классификации различают системы импульсного («D-Jetronic», «L-Jetronic», «LH-Jetronic») и непрерывного («К-Jetronic», «КЕ-Jetronic») впрыска топлива.
Развитие систем впрыска фирма Bosch с 1970 г. осуществляет по нескольким направлениям: механические («К-Jetronic»), электронно-механические («КЕ-Jetronic») и электронные («L-Jetronic», «LH-Jetronic» и «LU-Jetronic»).
В дальнейшем, в 1984 г., фирма Bosch разработала электронную механическую систему «КЕ-Motronic» («Е» - электронный). Исполнительная ее часть во многом соответствует конструкции «К-Jetronic». Для повышения точности дозирования вместо механического регулятора давления топлива применен электрогид-равлический. Система впрыска топлива снабжена датчиками расхода воздуха и положения дроссельной заслонки.
Система впрыска «L-Jetronic» представляет дальнейшую разработку фирмы Bosch, позволившую в 1973 г. заменить систему «D-Jetronic». Она является ровесником механической системы «К-Jetronic». Система «L-Jetronic» содержит датчик расхода воздуха с подвижной заслонкой, обеспечивающий измерение расхода воздуха. Количество впрыскиваемого топлива определяет электронный блок управления (ЭБУ), открывая для этой цели электромагнитную форсунку (ЭМФ) на определенное время. Потенциометрический датчик подает сигнал ЭБУ потребляемого количества воздуха.
Величина давления топлива в системе топливоподачи в 2 раза ниже по сравнению с механической системой «К-Jetronic» и составляет 0,3 МПа. На части автомобилей с 1976 г. устанавливают систему «L-Jetronic», оснащенную нейтрализатором ОГ и датчиком кислорода (7-зонд).
Система впрыска «LH-Jetronic» отличается от «L-Jetronic» конструктивным выполнением датчика массового расхода воздуха (ДМРВ). Система «LH-Jetronic» оснащена расходомером с проволочным датчиком, находящимся под напряжением (индекс «Н»
7
Системы впрыска бензиновых двигателей
от немецкого слова «heiss» - горячий). Расходомер воздуха снабжен измерительным элементом в виде подогреваемой металлической нити или керамической пластины. По степени их охлаждения ЭБУ определяет объемный расхода воздуха. Колебания давления в ВТ не влияют на работу измерительного элемента. Величина охлаждения измерительной нити зависит от изменения плотности воздуха. По величине тока, необходимой для поддержания заданной температуры, ЭБУ определяет массу проходящего воздуха.
После выключения зажигания ЭБУ автоматически подает команду на прокаливание нити расходомера до температуры 1000°С для ее очистки. В современных конструкциях расходомера измерительную нить заменили специальной пленкой на керамической основе.
Фирма Bosch с 1994 г. выпускает вариант системы впрыска «LH-Jetronic» на основе пленочного датчика измерения расхода воздуха. Тепловой измерительный элемент термического анемометрического типа («LH-Jetronic») содержит нагреваемую проволоку или керамическую пластину. Выходной сигнал расходомера представляет собой частотный сигнал амплитудой 4-6 В. По мере увеличения расхода воздуха возрастает частота управляющего сигнала.
Система «КЕ-Jetronic», разработаная в 1982 г., отличается от предыдущей конструкции применением более совершенного ЭБУ, наличием функциональных дополнительных датчиков и устройств. Исполнительная ее часть во многом повторяет систему «К-Jetronic». Повышение точности дозирования топлива достигнуто путем замены механического регулятора управления в дозаторе электрогидравлическим регулятором давления топлива. Система укомплектована датчиками расхода воздуха и положения дроссельной заслонки. Значительная часть автомобилей оснащена нейтрализатором, снабженным датчиком кислорода (Х-зонд).
На рубеже 1970-1980 гг. в Японии, США и несколько позднее в Германии широкое развитие получили микропроцессорные системы управления двигателем, в 1979 г. - система «Mot-ronic», включающая в себя элементы системы впрыска «L-Jetro-nic» или «LH-Jetronic» с электронным зажиганием, управляемые единым ЭБУ.
Систему «LU-Jetronic» (индекс «и» от латинского слова «ultra» -сверх, за пределами) устанавливают в основном на автомобили,
8
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
изготовленные в США. Она снабжена ультразвуковым расходомером воздуха. В патрубок подачи воздуха помещен ультразвуковой генератор вихрей, создающий завихрения воздушного потока и размещенный перпендикулярно к направлению воздушного потока. Завихрение воздушного потока влияет на частоту воздушных волн, по изменению интенсивности которых судят об изменении объемного расхода воздуха. Величина пульсации давления в ВТ и изменение плотности поступающего воздуха не вносят погрешностей в процесс измерений. Количество вихрей пропорционально величине расхода поступающего воздуха. Ультразвуковые волны воспринимаются приемником и преобразуются в выходные электрические сигналы.
Система «Mono-Jetronic» представляет собой одноточечную систему впрыска топлива. Управление подачей топлива в ней осуществляют по частоте вращения коленчатого вала (КВ) двигателя и положению дроссельной заслонки. Она обеспечивает подачу топлива через центральную единственную форсунку. Система включает функциональные датчики положения дроссельной заслонки, температуры охлаждающей жидкости и всасываемого воздуха, детонации, частоты вращения и положения КВ, скорости движения автомобиля, расходомера воздуха и концентрации кислорода. Управление этой системой осуществляет ЭБУ, получающий информацию от функциональных датчиков. Система разработана в 1987 г. и предназначена для двигателей малого и среднего объемов до 1,8 л.
Структурные схемы, конструктивные особенности и принцип действия систем распределенного впрыска фирмы Bosch отличаются значительным разнообразием. Принципиальные технические решения и выполнение основных компонентов систем впрыска остаются неизменными. Фирма Bosch осуществляет выпуск систем впрыска бензина более 50 лет.
Фирма Bosch в 1989 г. на основе системы «Mono-Jetronic» разработала систему «Mono-Motronic», оснащенную управляющим устройством и микропроцессором. В этом же году она ввела элемент управления «EGAS», встроенный в педаль управления и обеспечивающий по желанию водителя фиксирование режима работы двигателя.
Система «Motronic» (1979 г.) представляет собой схему впрыска типа «1_Н» или «1_» с электронным зажиганием, управляемую единым ЭБУ. В этой системе впрыска исключены подвижные эле
9
Системы впрыска бензиновых двигателей
менты распределителя топлива и зажигания. В их конструкцию введены датчик детонации, ограничитель максимальной частоты вращения КВ двигателя, а также система самодиагностики. Система «Motronic» позволяет регулировать фазы газораспределения, управлять наддувом, а также изменять длину патрубков ВТ. Электрический сигнал определяет количество воздуха, поступающего за один ход поршня.
Система «Motronic ML 4.1» (1987-1989 гг.) содержит датчик положения дроссельной заслонки и ЭБУ с 35-контактным штекерным разъемом, расходомер воздуха лопаточного типа, датчик положения КВ, встроенный в расходомер воздуха, датчик температуры воздуха и регулятор частоты вращения КВ на режимах холостого хода (XX). На этом режиме система питания обеспечивает одновременное впрыскивание топлива всеми форсунками. Система зажигания снабжена механическим распределителем зажигания.
Система «Motronic М 1.5» (1989-1994 гг.) предназначена для 4- и 6-цилиндровых 8- и 12-клапанных двигателей. Она содержит потенциометрический датчик положения дроссельной заслонки ЭБУ с 55-контактным штекерным разъемом, расходомер воздуха лопаточного типа, датчик положения КВ двигателя, датчик температуры воздуха, встроенный в воздушный расходомер, и регулятор частоты вращения КВ двигателя на режимах XX.
Система снабжена устройством группового впрыскивания топлива, форсунки которой разделены на две группы. Впрыскивание топлива форсунками разных групп производится в разное время по углу поворота КВ двигателя. Система зажигания снабжена механическим прерывателем-распределителем. Датчик идентификации цилиндров размещен в распределителе зажигания. Система управления содержит устройство управления углом опережения зажигания по параметрам детонации и электромагнитный клапан для управления изменяемой длиной впускных каналов.
Система «Motronic М 1.5.2» (1993-96 гг.) содержит потенциометрический датчик положения дроссельной заслонки и ЭБУ с 55-контактным штекерным разъемом, термический анемометрический пленочный расходомер воздуха, датчик положения КВ двигателя, датчик температуры воздуха в ВТ и регулятор частоты вращения КВ двигателя. Система питания снабжена устройством группового впрыскивания топлива, система зажигания - механическим прерывателем-распределителем.
10
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
Система «Motronic М 1.5.4» (1994-1997 гг.) содержит потенциометрический датчик положения дроссельной заслонки, ЭБУ с 55-контактным штекерным разъемом, датчик положения КВ, датчик температуры воздуха и регулятор частоты вращения КВ. Система питания содержит устройство группового впрыска топлива. Устройство обезвреживания ОГ снабжено системой рециркуляции, система зажигания - электронным распределением высокого напряжения. Управление величиной угла опережения зажигания осуществляют по параметрам величины детонации.
Система «Motronic М 2.5» (1988-1994 гг.) содержит датчик положения дроссельной заслонки, ЭБУ с 55-контактным штекерным разъемом, термический анемометрический нитевой расходомер воздуха, датчик положения КВ, регулятор частоты вращения КВ при работе на режимах XX. Система питания снабжена устройством фазированного впрыска топлива. Система зажигания содержит механический распределитель зажигания, а также датчик идентификации цилиндров, размещенный в распределителе зажигания. Управление величиной угла опережения зажигания осуществляют по параметрам величины детонации.
Система «Motronic 2.7» (1992-1996 гг.) содержит потенциометрический датчик положения дроссельной заслонки, ЭБУ с 55-контактным штекерным разъемом, термический анемометрический пленочный расходомер воздуха, датчик положения КВ и датчик температуры воздуха в ВТ, регулятор частоты вращения КВ, размещенный в байпасном канале. Система снабжена датчиком идентификации цилиндров, расположенным в распределителе зажигания, она обеспечивает фазированный впрыск топлива. Управление величиной угла опережения зажигания осуществляют по параметрам детонации
Система «Motronic М 2.8» (1993-1997 гг.) содержит потенциометрический датчик положения дроссельной заслонки, ЭБУ с 55-контактным штекерным разъемом, термический анемометрический пленочный расходомер воздуха, датчик положения КВ, датчик температуры воздуха и регулятор частоты вращения КВ при работе на режимах XX, размещенный в байпасном канале. Система зажигания снабжена электронным распределением высокого напряжения и устройством фазированного впрыска топлива, датчиком положения распределительного вала. Управление величиной угла опережения зажигания осуществляют по параметрам величины детонации.
11
Системы впрыска бензиновых двигателей
1.2. КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ ВПРЫСКА ТОПЛИВА
Современные системы впрыска топлива различают по месту и способу подачи топлива, принципу работы и типу регулирования, а также конструктивному выполнению исполнительных компонентов системы дозирования топлива.
По месту подачи топлива различают системы впрыска во впускной тракт или непосредственно в цилиндры двигателя.
По числу ЭМФ и схеме их размещения выделяют системы центрального (одноточечного, моновпрыска) и распределенного (многоточечного, группового) впрыска топлива. Система центрального впрыска топлива обеспечивает подачу топлива одной форсункой в ВТ, а распределенного - подачу топлива отдельными форсунками в ВТ или непосредственно в каждый цилиндр двигателя.
По принципу подачи различают системы впрыска с непрерывной, циклической и фазированной схемами подачи топлива.
По типу конструктивного выполнения узлов дозирования выделяют системы с различными плунжерными насосами, электромагнитными форсунками и регуляторами давления топлива.
По времени подачи топлива различают системы с одновременным, попарно-параллельным (групповым) и фазированным впрыском.
Одновременный впрыск сопровождается подачей топлива отдельными форсунками вместе во все цилиндры независимо от совершаемого такта двигателя, т.е. все форсунки открываются одновременно.
При попарно-параллельном (групповом) впрыскивании половина ЭМФ впрыскивают топливо одновременно. Так, на четырехцилиндровом двигателе при первом обороте КВ впрыскивают топливо две ЭМФ, а при втором обороте КВ - следующие две ЭМФ, т.е. каждая форсунка подает общую порцию топлива для одного цилиндра за два впрыска. Впрыск топлива форсунками различных групп соответствует определенной величине угла поворота КВ двигателя. Независимо от положения впускных клапанов впрыск топлива производится дважды на каждый оборот КВ двигателя. Если впускной клапан закрыт, то топливо остается в ВТ до следующего открытия впускного клапана данного цилиндра.
Двойной впрыск топлива в такой системе осуществляют все ЭМФ одновременно при каждом обороте КВ двигателя. Однако они впрыскивают лишь половину требуемого количества топлива.
12
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива 
При последовательном впрыске подача топлива осуществляется по очереди в порядке работы цилиндров двигателя.
Фазированный впрыск обеспечивает подачу топлива каждой форсункой в конкретный момент времени для каждого цилиндра двигателя.
Известные системы центрального и значительная часть систем распределенного вспрыска представляют собой схемы дискретного действия. В импульсных системах подача топлива производится порциями (дискретно) в определенные моменты положения КВ двигателя. В системах непрерывного впрыска форсунка работает постоянно, но изменяется лишь ее производительность. Непрерывная подача топлива имеет ряд серьезных недостатков и для современных двигателей ее считают устаревшей. В системах с прямым (непосредственным) впрыском топлива каждая форсунка размещена в стенке или головке цилиндра и подает топливо непосредственно в цилиндр на такте сжатия.
Величина давления топлива в системах распределенного впрыска составляет 0,3 МПа, а при непосредственном - 5,0 МПа. Систему центрального впрыска топлива в ряде случаев дополнительно оснащают пусковой форсункой, работающей при холодном двигателе и отключающейся автоматически по мере его прогрева. В современных конструкциях пусковую форсунку не применяют.
Система распределенного впрыска отличается многообразием технических решений. В основе своей работы они используют механический и гидравлический принципы подачи топлива. Подобные системы представляют собой схемы непрерывного действия. Они разработаны и выпускаются фирмой «Bosch». Наиболее широкое распространение получили системы «К-Jetronic», «КЕ-Jetronic», «КЕ-Motronic» различных версий. Наиболее перспективной может быть система впрыска топлива в полость цилиндра.
Схема распределенного впрыска обеспечивает подачу топлива в ВТ, на впускной клапан или на перемычку между впускными клапанами. Регулирование количества подаваемого топлива осуществляется путем изменения продолжительности открытия дозирующего клапана электромагнитной форсунки.
Фазированный впрыск осуществляют во впускной патрубок, непосредственно в цилиндр или в дополнительную камеру (вихревую, форкамеру). Регулирование подачи топлива при цикличе-
13
Системы впрыска бензиновых двигателей
оком впрыске осуществляется аналогично путем изменения продолжительности открытия клапана ЭМФ.
Одновременный распределенный впрыск топлива обеспечивает его подачу во все цилиндры двигателя. В системах одновременного впрыска форсунки соединены параллельно в одну или несколько групп и управляются общим импульсом ЭБУ. Одновременный впрыск осуществляют синхронно или асинхронно.
При синхронном впрыске топлива начало его подачи определяется сигналами задающего генератора, т.е. синхронизированными с частотой вращения КВ. Синхронный впрыск является основным способом подачи топлива в современных системах как центрального, так и одновременного распределенного впрыска. При синхронном впрыске подача топлива форсунками обычно происходит один или два раза за оборот КВ. В некоторых режимах (пуск, режим холостого хода, полная нагрузка, режим ускорения) может быть переход на асинхронный впрыск, при котором моменты начала впрыска не связаны с частотой вращения КВ двигателя, а следуют через равные интервалы времени.
Последовательный впрыск топлива осуществляется раздельно в каждый цилиндр после открытия соответствующего впускного клапана в порядке работы цилиндров. В системах последовательного впрыска каждая форсунка связана с ЭБУ индивидуальной электрической цепью. Последовательная работа форсунок осуществляется по сигналам задающего генератора и фазового дискриминатора.
Распределенный впрыск топлива осуществляется в каждый цилиндр отдельной форсункой, установленной в соответствующий патрубок ВТ. Распыленная струя топлива, выходящая из форсунки, направлена в сторону впускного клапана. Распределенная подача топлива может быть одновременной или последовательной, а также синхронной или асинхронной.
Центральный впрыск топлива осуществляется одной форсункой, расположенной во впускном тракте между воздухоочистителем и дроссельной заслонкой. Распыленное форсункой топливо смешивается с воздухом в ВТ и далее поступает в порядке их работы. Впрыск топлива обычно осуществляется один или два раза за один оборот КВ двигателя, а состав смеси регулируется длительностью впрыскивания.
По типу регулирования различают системы впрыска с разомкнутыми цепями управления двигателем и замкнутыми с обратной связью (Х-зонд).
14
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
Разомкнутая схема системы управления представляет собой линейную цепь ряда взаимодействующих элементов, соединенных и действующих последовательно один за другим.
Цепь управления содержит функциональные, системные и передающие элементы (рис. 1.1). В общем виде разомкнутая цепь содержит систему управления 3 и исполнительное устройство 7 с входным 1 и выходным 8 параметром. Электронный блок 10 и устройство управления 4 связаны между собой электрической цепью 9 с образованием системы управления 3.
10 9
Рис. 1.1. Структурная схема системы управления двигателем с разомкнутой цепью
1 - входной параметр; 2 - внешний фактор; 3 - система управления; 4 -устройство управления; 5 - выходной параметр; 6 - внешний параметр исполнительного устройства; 7 - исполнительное устройство; 8 - выходной параметр исполнительного устройства; 9 - электрическая цепь; 10-блок управления
Внешний фактор 2 представляет собой возмущающее воздействие внешней среды на систему управления. Управление исполнительным устройством 7 осуществляется по состоянию выходного параметра 5 системы управления 3 и внешнего входного фактора 6.
Выходной параметр 8 исполнительного устройства 7 представляет собой переменную электрическую величину, обеспечивающую его контролирование в соответствии с функциональными параметрами системы управления.
В разомкнутой цепи система управления 3 регистрирует возмущения, измеряемые блоком управления 10. На другие внешние воздействия система не реагирует. Система управления 3 содержит необходимые функциональные элементы, обеспечивающие решение заданных условий, выполняемых разомкнутой цепью
15
Системы впрыска бензиновых двигателей
управления. На вход системы управления 3 поступает входной параметр 1, проходящий последовательно через ряд промежуточных звеньев и преобразуемый в выходной параметр 5 системы управления 3.
Разомкнутая линейная цепь системы управления функциональных элементов не обеспечивает получение оптимальных характеристик. Она более требовательна к точности изготовления функциональных элементов и поддержания режимов ее работы.
Функции управления разомкнутой системой подачи топлива и опережения зажигания в традиционных системах управления двигателем возложены на водителя. Применение программы с жестким алгоритмом управления в разомкнутых системах впрыска топлива двигателя не обеспечивает получение необходимого уровня топливной экономичности и минимального выброса вредных веществ (ВВ). Система не учитывает многообразие комплекса взаимосвязанных факторов. В этом случае происходит значительное рассогласование действующей и оптимальной программ управления.
Подобные технические решения в виде разомкнутых систем использовали практически на всех автомобилях недавнего времени. Большинство современных систем впрыска топлива снабжены замкнутой цепью управления двигателем.
Автоматическое регулирование системы впрыска топлива обеспечивают путем превращения разомкнутой схемы управления в замкнутую, т.е. в систему управления с жесткой обратной связью. Современные автоматические системы управления двигателем выполнены адаптивными (самоприспосабливающимися, от лат. «adapto» - приспосабливать). Подобная схема обеспечивает необходимый уровень надежной работы системы впрыска топлива в условиях быстрого изменения характеристик объекта управления.
Структурная схема системы управления с обратной замкнутой связью (рис. 1.2) содержит управляющее устройство 14, параметрический датчик 13 и ЭБУ 4, связанный через электрическую цепь 3 с датчиком 2 положения дроссельной заслонки и через выходной сигнал 6 ЭБУ, передающий командный параметр на привод 7 системы управления. Полученный выходной сигнал 8 привода системы управления поступает на регулируемую систему 9 (двигатель). Система управления через выходной сигнал 12 связана с датчиком (Х-зондом), размещенным в канале электрической цепи 15 обратной связи.
16
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
Рис. 1.2. Структурная схема системы управления двигателем с обратной связью
1 - входной параметр; 2 - датчик положения дроссельной заслонки; 3 -электрическая цепь сигнала управления; 4 - ЭБУ; 5 - внешний фактор;
6 - выходной сигнал; 7 - электрический привод системы управления; 8 -выходной сигнал привода; 9 ~ регулируемая система (двигатель); 10 -выходной параметр системы управления; 11 - возмущающий фактор; 12 - выходной сигнал системы управления; 13 - параметрический датчик; 14 - управляющее устройство; 15 - электрическая цепь обратной связи
Входной управляющий параметр 1 через ряд промежуточных элементов формирует необходимую величину выходного сигнала 12 замкнутой системы управления. Выходной сигнал 6 электрической цепи блока управления 4 формируется под воздействием входного 1 и внешнего факторов 5. Возмущающий параметр 11 параметрического датчика 13 оказывает на замкнутую систему переменное возмущающее воздействие.
Параметрический датчик 13 по электрической цепи 15 передает сигналы выходного параметра 12, величина которого пропорциональна значениям выходного параметра 70 управляющего устройства 14. Регулируемая система (двигатель) 9 снабжена системой управления процессами подачи топлива двигателя и исполнительным механизмом управления.
Величина выходного сигнала 12 изменяется адекватно изменению входного параметра 7. Дроссельная заслонка обеспечивает изменение сигнала 12 обратной связи адекватно изменению сигнала входного управляющего параметра 7 и выдает сигнал на вход промежуточных устройств замкнутой системы управления.
Электрический привод 7 регулируемой системы 9 получает обобщенный сигнал от различных датчиков через промежуточные элементы. Входным параметром рассматриваемой системы управления является величина открытия дроссельной заслонки, момент зажигания и состав горючей смеси. Законы управления этими параметрами различны. Водитель изменяет величину угла
17
Системы впрыска бензиновых двигателей
открытия дроссельной заслонки. Изменение величины расхода воздуха сопровождается изменением количества топлива и величины угла опережения зажигания.
Выходной параметр 12 представляет собой переменную электрическую величину, которая непрерывно измеряется и сравнивается с входным параметром. Управление в замкнутом контуре обеспечивает действие возмущающего фактора 11 параметрического датчика 13 в замкнутой цепи управления. Водитель со своего рабочего места через воздушную заслонку воздействует на электрическую цепь 3 системы управления, входным параметром которой является электрический сигнал датчика устройства подачи воздуха.
Система управления двигателем по обратной электрической связи 15 сообщена с датчиком положения дроссельной заслонки (ДПДЗ) 2. Приведенная система по электрическим цепям получает сигналы действий водителя через датчик расхода воздуха, связанный с педалью управления. В процессе движения водитель по желанию изменяет величину угла открытия дроссельной заслонки, обеспечивающей необходимый расход воздуха. В качестве первичной информации служат сигналы датчиков верхней мертвой точки (ВМТ), положения распределительного вала, углового положения КВ двигателя, массового расхода воздуха (или давления в ВТ) и детонации. Замкнутая система обеспечивает необходимую точность поддержания требуемых параметров по сравнению с разомкнутой системой.
Структурная схема замкнутой системы топливоподачи двигателя с обратной связью приведена на рис. 1.3. Система снабжена нейтрализатором ОГ с датчиком кислорода 4 (Х-зонд), размещенным в цепи обратной связи, и исполнительным органом 8 подачи топлива. Двигатель 2 через электрическую цепь 1 получает сигнал состава горючей смеси от исполнительного органа 8 и через электрическую цепь 3 сообщается с датчиком кислорода 4. Электронный блок управления 6 с помощью электрического сигнала через цепь обратной связи 7 связан с исполнительным органом 8.
Исполнительный орган 8 обеспечивает изменение состава горючей смеси (а) входного сигнала. Величина концентрации отдельных компонентов вредных веществ ОГ двигателя 2 позволяет оценить коэффициент избытка воздуха прореагировавшей горючей смеси. Датчик 4 кислорода вырабатывает электрический сиг-
18
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
1	2	3
Рис. 1.3. Упрощенная структурная схема системы топливоподачи с обратной связью
/ - электрическая цепь передачи сигнала исполнительного органа (а); 2 -двигатель; 3 - электрическая цепь передачи сигнала управления (аог); 4 -датчик кислорода; 5 - электрический сигнал датчика кислорода; 6 - ЭБУ; 7 - электрический сигнал обратной связи; 8 - исполнительный орган подачи топлива
нал 5, зависящий от состава ОГ двигателя 2. ЭБУ 6 по сигналам датчика кислорода поддерживает необходимое соотношение воз-дух/топливо, обеспечивающее наиболее эффективную работу нейтрализатора. При этом электронный блок 6 вырабатывает электрический сигнал 7, приводящий в действие исполнительный орган 8, который обеспечивает регулирование величины подачи топлива (а), поступающего в двигатель 2. Мгновенное значение коэффициента избытка воздуха поддерживается на уровне a = 1.
В системе регулирования аог определяют путем измерения концентрации кислорода в ОГ с помощью Х-зонда, на выходе которого появляется напряжение, пропорциональное величине коэффициента избытка воздуха. Полученную величину аог система сравнивает с заданным значением а. При наличии отклонения расчетной величины а от заданной исполнительный сигнал регулятора по сигналам ЭБУ изменяет продолжительность впрыскивания. Регулирование осуществляется с помощью перемножающего звена ЭБУ, учитывающего различные корректировочные факторы. ЭБУ 6 по сигналу Х-зонда усиливает и корректирует длительность импульса впрыска ЭМФ, обеспечивая получение необходимой величины управляемого параметра.
1.3. ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ СИСТЕМ ВПРЫСКА ТОПЛИВА
В современных конструкциях автомобильных двигателей наибольшее распространение получили системы с центральным и распределенным впрыском топлива. Первая система содержит
19
Системы впрыска бензиновых двигателей
многие известные недостатки карбюратора, поэтому она получила ограниченное распространение. Наиболее перспективной считают систему с распределенным впрыском топлива.
Структурная схема системы центрального впрыска (рис. 1.4) содержит ВТ 3, воздушный патрубок 7 с размещенной в нем форсункой 6 с электрическим разъемом 5 и трубопровод подачи топлива. При открытии дроссельной заслонки 4 топливо из форсунки 6 поступает в виде факела через впускной трубопровод 3 во впускные патрубки 2, далее во впускные каналы 1, а затем в цилиндры 9 двигателя 8.
f 'Зд'7 рот
ж5 б б б--
Рис. 1.4. Структурная схема системы центрального впрыска топлива
1 - впускной канал; 2 - впускной патрубок; 3 - впускной трубопровод; 4 - дроссельная заслонка; 5 - электрический разъем; 6 - топливная форсунка; 7 -воздушный патрубок; 8 - двигатель; 9 - цилиндр
8
9
Подача топлива при центральном впрыске осуществляется в общий воздушный патрубок 7 одной форсункой 6, установленной над дроссельной заслонкой 4. Форсунка снабжена шестью распылителями, обеспечивающими необходимый уровень смесеобразования. Центральная форсунка характеризуется низким сопротивлением обмотки электромагнита (4-5 Ом).
Система распределенного впрыска топлива (рис. 1.5) содержит ВТ 6 с впускным патрубком 2 и каналом 1, топливный трубопровод 7 со штуцером 4, воздушный патрубок 9 с дроссельной заслонкой. Трубопровод 7 снабжен патрубком подачи топлива 5, регулятором давления 11 со штуцером 10 и штуцером 12 обратного слива топлива.
Основными элементами системы распределенного впрыска являются расходомер воздуха, сообщенный с воздушным фильтром, ЭБУ и топливные ЭМФ 3, размещенные во впускном патрубке 2.
20
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
Рис. 1.5. Структурная схема системы распределенного впрыска топлива
1 - впускной канал; 2 - впускной патрубок; 3 - топливная форсунка; 4 - топливный штуцер; 5 - патрубок подачи топлива; 6 - впускной трубопровод; 7 -топливный трубопровод; 8 -главный воздушный канал; 9 -воздушный патрубок; 10 - штуцер линии управления; 11- регулятор давления топлива; 12 -штуцер линии обратного слива;
13 - электрический разъем; 14 -двигатель; 15 - цилиндр
Система подачи воздуха содержит воздушную заслонку, размещенную в главном воздушном канале 8 с образованием додрос-сельного и задроссельного пространства, датчик температуры воздуха и регулятор холостого хода (РХХ). Впускной трубопровод 6 сообщен через штуцер 10 и резиновый шланг с расходомером воздуха. ЭБУ связан через электрическую цепь с потенциометром и датчиком температуры воздуха.
Отдельные форсунки 3 осуществляют подачу топлива во впускные патрубки 2 каждого цилиндра. Они располагаются в корпусе головки блока цилиндров и отличаются относительно высоким сопротивлением обмоток (12-16 Ом). Исключение составляют форсунки ДВС с турбонаддувом, имеющие сопротивление обмотки 4-5 Ом. На некоторых автомобилях нового поколения топливо подают непосредственно в камеру сгорания (непосредственный впрыск).
Структурная схема системы распределенного впрыска топлива (рис. 1.6) содержит впускной трубопровод 6, топливную рампу 5 с регулятором 9 давления топлива и дроссельный патрубок 4 с воздушной заслонкой 3.
Основными элементами системы распределенного впрыска являются расходомер 2 воздуха, сообщенный с воздушным фильтром, ЭБУ и топливные ЭМФ 7, размещенные во впускном канале 20. ЭБН 14 через трубопровод низкого давления 13 и штуцер 12 сообщен с топливным баком 11, а через трубопровод 17 и фильтр тонкой очистки топлива 18 сообщен с топливной рампой 5. Регу-
21
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 1.6. Структурная схема системы распределенного впрыска топлива
1 - спрямляющая решетка; 2 - расходомер воздуха; 3 - воздушная заслонка; 4 - дроссельный патрубок; 5 - топливная рампа; 6 - впускной трубопровод; 7 - форсунка; 8 - вакуумный шланг; 9 - регулятор давления топлива; 10 - сливной трубопровод; 11 - топливный бак; 12 - топливный штуцер; 13 - трубопровод низкого давления; 74 - электрический топливный насос; 75 - клемма; 76 - электрический провод; 77 - трубопровод высокого давления, 78 - фильтр тонкой очистки топлива; 79 - трубопровод подачи топлива; 20 - впускной канал; 27 - впускной патрубок
лятор давления топлива 9 через сливной трубопровод 10 сообщен с топливным баком, а через вакуумный шланг 8 сообщен с задроссельным пространством.
Система подачи воздуха содержит воздушную заслонку 3, размещенную с образованием додроссельного и задроссельного пространства, резистор, датчик температуры воздуха и РХХ. ЭБУ связан через электрические цепи с потенциометром и датчиком температуры воздуха.
Блок управления, используя входной сигнал воздушного потока и частоту вращения КВ двигателя, вычисляет по ним количество необходимого топлива для образования оптимального состава горючей смеси. В дальнейшем электрическим способом открываются ЭМФ во впускных каналах каждого цилиндра. ЭБУ контролирует сигналы функциональных датчиков, увеличивает или уменьшает продолжительность открытия ЭМФ, тем самым регулируя количество топлива, подводимого для создания оптимального состава горючей смеси.
22
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
В современных системах все большее распространение получает схема непосредственного впрыска бензина в цилиндр двигателя, обеспечивающая работу двигателя на чрезвычайно бедной смеси. Форсунки непосредственного впрыска топлива в цилиндры двигателя отличаются высоким рабочим напряжением электромагнита (100 В).
Упрощенная структурная схема ЭБУ, изготовленная на базе микропроцессора фирмы Siemens, приведена на рис. 1.7. Электронный блок управления обеспечивает управление рабочими процессами функциональных элементов и систем автомобиля.
Рис. 1.7. Структурная схема электронного блока управления
1 - ОЗУ; 2 - ППЗУ; I - арифметико-логическое устройство; II -порт «Ввод/вывод»; III - шина;
IV - микропроцессор
ЭБУ содержит арифметико-логическое устройство I, порт II «Ввод/Вывод» информации, микропроцессор (МП) IV и устройство управления, обеспечивающее согласование и координацию работы составных частей системы, генератор тактовых импульсов и формирователь сигналов. Функциональные компоненты ЭБУ электрически соединены между собой посредством системной шины III.
Микропроцессор IV представляет собой интегральную схему, смонтированную на миниатюрной кремниевой пластине на одном кристалле большой интегральной схемы (БИС). Объединение элементов МП на одном кристалле повышает надежность и быстродействие его работы. МП через шину данных и адресную шину сообщен с оперативным запоминающим устройством (ОЗУ), постоянным программируемым запоминающим устройством (ППЗУ) и электрически программируемым запоминающим устройством (ЭПЗУ).
Арифметико-логическое устройство предназначено для обработки информации по программе, записанной в ППЗУ, выпол
23
Системы впрыска бензиновых двигателей
нения расчетов и команд управления исполнительными механизмами, а также запоминания предыдущего режима работы двигателя.
Для хранения информации блок управления содержит три типа внутренней памяти: ОЗУ 1, ППЗУ 2 и ЭПЗУ.
Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) представляет собой набор электронных компонентов в виде конденсаторов и триггеров, расположенных на печатной плате ОЗУ. По мере необходимости МП может вносить в него информацию или считывать ее, а также хранить и обновлять данные алгоритма самообучения. ОЗУ содержит оперативную информацию, характерную для текущего момента времени (частота вращения КВ двигателя, температура, давление в ВТ, коды ошибок, положение дроссельных заслонок).
Память ОЗУ предназначена для временного хранения расчетных параметров программы управления, адаптационных настроек и кодов неисправностей, зафиксированных ЭБУ в процессе работы. В микросхемах ОЗУ содержится информация, изменяемая в процессе работы ЭБУ, и промежуточные данные, необходимые для работы программы. ОЗУ характеризуется высокой скоростью записи и чтения информации. При выключении ЭБУ данные, хранящиеся в ОЗУ, теряются. Объем ОЗУ зависит от количества и типа используемых микросхем.
Законы управления двигателем в ЭБУ сводят в виде таблиц или функциональных зависимостей. Эта память является энергозависимой и требует бесперебойного питания для ее сохранения, при отключении питания или падении напряжения в сети ниже 6 В содержащиеся в ОЗУ диагностические коды неисправностей, расчетные параметры и данные самообучения стираются.
Постоянное программируемое запоминающее устройство (ППЗУ) содержит общую программу управления, обеспечивающую последовательное выполнение рабочих команд, и различную калибровочную информацию. В памяти ППЗУ находятся матрицы, таблицы, значения поправочных коэффициентов, необходимые для расчетов длительности управляющих импульсов ЭМФ, величины угла опережения зажигания и стандартные программы, записанные в микросхему памяти на заводе-изготовителе. Память ППЗУ позволяет только считывать хранящиеся в ней данные и является энергонезависимой. Информация в ней записана физическим методом (прожиганием) микросхемы при изготовлении ЭБУ
24
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
и не может быть изменена в эксплуатации, сохраняется при выключении блока управления.
ППЗУ выбирают индивидуально в зависимости от комплектации автомобиля. При ее замене важно правильно установить модель и комплектацию автомобиля. При замене неисправного ЭБУ необходимо оставлять прежнее ППЗУ.
Память ЭБУ способна записать 8 бит или 1 байт. Современный ЭБУ снабжен специализированным 16-разрядным МП. В перспективе широкое распространение получат ЭБУ нового поколения, выполненные на базе 32-разрядного микропроцессора.
Программа ЭБУ возможных режимов и условий работы двигателя записана в ячейке микросхемы памяти ППЗУ и позволяет только считывать информацию. ППЗУ устанавливают на отдельной панели платы ЭБУ и при эксплуатации она может быть извлечена из ЭБУ и заменена другой.
ППЗУ находится в отдельном блоке в запоминающем устройстве калибровок, расположенном внутри ЭБУ под его крышкой. ППЗУ заметно уступает ОЗУ по габаритам и емкости. Для перепрограммирования ЭБУ необходима программа-загрузчик, адаптер «К-Line» и персональный компьютер. Процессор прошивают на заводе-изготовителе, он может иметь разные версии программ.
Устройство калибровок содержит информацию о массе автомобиля, двигателе, трансмиссии, главной передаче и некоторые другие данные. ЭБУ без запоминающегося устройства может применяться на некоторых автомобилях. Запоминающее устройство калибровок применяют индивидуально для каждого автомобиля. При замене ЭБУ запоминающее устройство калибровок должно оставаться на автомобиле. Память ППЗУ не может быть изменена или удалена после ее установки. Подобная память не нуждается в источнике питании для сохранения записанной в ней информации, которая не стирается при отключении источника питания.
Электрически программируемое запоминающее устройство (ЭПЗУ) представляет собой электрически программируемое запоминающее устройство, энергонезависимая память которого содержит паспортные данные блока управления. Устройство выполнено в виде микросхемы памяти, в которую записана информация о типе аппаратуры компьютера и его настройке. ЭПЗУ используют для временного хранения кодов-паролей противоугонной системы автомобиля (иммобилизатора). Коды-пароли сравниваются сданными, хранимыми в ЭПЗУ, и при этом разрешается
25
Системы впрыска бензиновых двигателей
или запрещается пуск двигателя. Память ЭПЗУ при желании всегда можно перезаписать. Устройство не требует электрического питания для хранения информации, т.е. при отключении ЭБУ от источника питания записанные значения вышеуказанных параметров не изменяются.
Системная шина представляет собой совокупность электрических проводов, объединенных по различным признакам. Она содержит функциональные шины данных, адреса и управления, обеспечивающие эффективную работу блока управления.
Шина данных обеспечивает обмен информационными материалами. ЭБУ через шину данных собирает информацию состояния двигателя от функциональных датчиков, подключенных к ЭБУ с помощью жгута управления. Шина адреса обеспечивает передачу адреса ячейки памяти или устройства «Ввода/Вывода», шина управления - передачу сигналов управления для работы системы. Общая шина, объединяющая три функциональные шины, называется системной.
Шина данных наиболее распространенных МП содержит 8 проводов, шина адреса - 16, а шина управления - 5 проводов. Такая архитектура позволяет наращивать различные периферийные устройства и подключать их к ЭБУ. Шина управления выполнена однопроводной, а шина адреса лишь передает сигналы МП и выполнена двунаправленной.
Разрядность шины данных является наиболее важным свойством МП. Быстродействие ЭБУ увеличивается с ростом разрядности МП, представляющей собой число одновременно обрабатываемых битов, т.е. количество двоичных разрядов в регистрах процессора.
Порт «Ввод/Вывод» обеспечивает прием информации от функциональных датчиков и передачу ее на исполнительные устройства. МП считывает обработанную информацию по запросам через шину. Получив через устройство «Ввод/Вывод» необходимую информацию от датчиков, установленных на двигателе и характеризующих рабочий его режим, МП опрашивает в ППЗУ сведения, соответствующие оптимальному режиму работы.
Выходной сигнал датчиков параметрического типа (потенциометрических, резисторных) в значительной степени зависит от стабильности напряжения питания. Колебания напряжения питания вызывают изменения величины выходного сигнала, на которые ЭБУ будет реагировать попыткой изменить режим работы
26
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
двигателя. Питание датчиков параметрического типа осуществляется эталонным (стабилизированным) напряжением постоянного, известного ЭБУ, уровня - обычно 5 В.
Система управления ЭБУ имеет встроенную диагностическую функцию и предупреждает водителя о возможных ошибках в сис-кэме управления двигателем. Эту информацию можно прочесть через диагностический разъем или по свету лампы. Ее используют в основном для анализа и временного хранения значений пра-метров, применяемых в расчетах.
В ОЗУ фиксируются коды неисправностей, возникающие в процессе работы системы. Содержание ОЗУ может быть перезаписано, а в случае сброса питания с ЭБУ информация теряется.
Калибровочная информация (калибровка) представляет собой оптимальные параметры управления системами впрыска, зажигания, режимом XX.
ЭБУ непрерывно обрабатывает информацию от различных датчиков и управляет выходными цепями форсунок, системы элек-Фонного зажигания, регулятора XX и различными реле. Он обрабатывает полученную информацию в соответствии с заложенной программой и обеспечивает управление исполнительными механизмами системы в оптимальном режиме работы двигателя.
Функциональная схема микропроцессорной системы управления двигателем (рис. 1.8) содержит функциональный блок внешних датчиков I, устройство сопряжения АЦП II, МП V, порт -Ввод/Вывод» и исполнительные механизмы IX, соединенные между собой с помощью электрической цепи (шины). МП V представляет собой центральное устройство управления системой пиония по определенным программам, заложенным в него при из-ютовлении. Он содержит корпус, печатную плату (интегральную схему) с размещенными на ней микросхемами, оперативное запоминающее устройство VII, ППЗУ VIII и электрически программируемое запоминающее устройство (ЭПЗУ), закрытые крышкой с помощью двух винтов.
Интегральная схема ЭБУ представляет собой миниатюрное устройство, содержащее набор резисторов, диодов и транзисторов, число которых превышает несколько тысяч. Микропроцессор осуществляет обработку информации по запросам через функциональную шину.
Основой системы управления двигателя является процессор с рабочей частотой 41 МГц. На этой же плате находится серийный
27
Системы впрыска бензиновыхдвигателей
интерфейс ОЗУ VII и ППЗУ VIII. Дополнительный блок памяти состоит из ОЗУ XIV и ППЗУ XV. Блок интерфейса включает дисплей МП через выходную ступень IX и управляет выходными цепями форсунки, системы электронного зажигания, регулятора XX и различными реле путем управления цепью заземления через находящиеся в нем транзисторы.
Дискретные сигналы блока внешних датчиков 1-6 поступают на устройство формирования импульсов и сопряжения II и преобразуются в цифровые сигналы. Затем они по шине данных через порты «Ввод/Вывод» поступают непосредственно в МП V.
Аналоговые сигналы 7-14 поступают на АЦП, преобразуются в цифровую форму и поступают в МП. Сигнал датчика XVII частоты вращения КВ двигателя преобразуется в интегральной схеме формирователя импульсов XVI и подается в МП V. Этот сигнал используется для запуска реле 23 ЭБН через выходную ступень XIII. Полученная информация хранится в ОЗУ микропроцессора со встроенным ППЗУ, а если памяти недостаточно, то она может храниться во внешнем ППЗУ. При выключении зажигания вся информация, хранящаяся в ОЗУ, теряется.
Рис. 1.8. Функциональная схема системы управления ДВС
I - блок внешних датчиков дискретных сигналов; II - входной формирователь (устройство сопряжения) АЦП; III - стабилизатор напряжения; IV -арифметическое логическое устройство; V - МП; VI - АЦП; VII - ОЗУ; VIII -ППЗУ; IX - выходная ступень (каскад усиления) функциональных систем ДВС; X - выходная цепь исполнительных механизмов; XI - исполнительные механизмы; XII - диагностический разъем; XIII - выходная ступень (каскад усиления) функциональных систем ДВС; XIV - внешнее ОЗУ; XV -внешнее ППЗУ; XVI - формирователь импульсов; XVII - датчик частоты вращения КВ; XVIII - согласующее устройство АЦП; XIX - устройство датчиков аналоговых сигналов; 1 - датчик системы зажигания; 2 - датчик положения распределительного вала; 3 - датчик скорости; 4 - датчик ступени коробки передач (КП); 5 - датчик рециркуляции; 6 - датчик кондиционера; 7 - датчик температуры охлаждающей жидкости; 8 - датчик детонации; 9 - датчик температуры всасываемого воздуха; 10- датчик адсорбера; 11 - датчик положения дроссельной заслонки; 12 -х-зонд; 13 -датчик массового расхода воздуха; 14 - напряжение батареи; 15 - источник питания; /6-форсунки; 17- маршрутный компьютер; 18 - электрический бензонасос; 19 - нагреватель датчика кислорода; 20 - регулятор системы холостого хода; 21 - вентилятор системы охлаждения; 22 - модуль системы зажигания; 23 - реле электрического бензинового насоса (ЭБН); 24 -главное реле; 25 - клапан продувки адсорбера; 26 - компрессор кондиционера; 27 - сигнальная лампа
28
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
Аналоговые сигналы датчиков фильтруются от дублирования перед преобразованием их в цифровые коды. Единственным исключением является цепь управления реле системы питания. Она является единственной цепью, в которой ЭБУ управляет напряжением 12 В, подаваемым на катушку реле. Вывод заземления ка-гушки реле системы питания соединен с «массой» двигателя.
Источник напряжения 15 через внутренний стабилизатор напряжения III с выходным напряжением 5 В обеспечивает питание микропроцессора, микросхем ОЗУ, входных формирователей, АЦП и активных датчиков (абсолютного давления, расхода воздуха или давления в ВТ, положения дроссельной заслонки). Электронный блок снабжен двумя стабилизаторами напряжениями - 5 и 8 В.
29
Системывпрыска бензиновых двигателей
Внешняя память располагается на магнитных или оптических дисках. Запись и считывание информации при работе с внешней памятью происходит медленнее по сравнению с ОЗУ. Внешняя память имеет большой объем и содержание ее не изменяется при выключении ЭБУ. После формирования управляющих сигналов с необходимыми параметрами они поступают на выходные ключи (драйверы) для усиления по току и для управления исполнительными элементами.
НПП «Элкар» выпускает специальные версии блока управления 209.3763 и жгут проводов системы для двигателя 3M3-4063.10, позволяющие переключать программу управления зажиганием при работе на бензине или сжиженном нефтяном газе.
При включении зажигания ЭБУ включает главное реле и задерживает его выключение на время около 8 с, необходимое для подготовки к следующему включению (завершение вычислений, установка РХХ в положение, соответствующее запуску двигателя). ЭБУ обеспечивает формирование момента подачи и длительности импульса электрического тока для работы ЭМФ и катушек зажигания, управление работой регулятора добавочного воздуха, включение ЭБН через реле управления работой двигателя в резервном режиме при выходе из строя отдельных элементов системы, контроль и самодиагностирование неисправностей системы, получает постоянно информацию от различных датчиков и управляет исполнительными механизмами, обеспечивая оптимальную работу двигателя.
Электронные компоненты центрального управляющего устройства монтируют на печатной плате, а работающие под нагрузкой элементы крепят непосредственно к металлическим элементам корпуса для улучшения отвода теплоты.
Блок управления выходными цепями ЭМФ, системы электронного зажигания, РХХ и различными реле обеспечивает замыкание их цепей с «массой» через выходные транзисторы. Он имеет вывод для подключения штатного тахометра. Частота импульсов на этом выводе при работе двигателя соответствует частоте искро-образования на двух катушках зажигания.
Современные ЭБУ для поиска оптимальных параметров используют специальные математические методы решения в условиях неопределенности. ЭБУ работает по алгоритму нейронных сетей. Большинство современных ЭБУ используют также алгоритм нечетких множеств для принятия оптимального решения и
30
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
обучения ЭБУ оптимальному управлению. Выбор схемы оптимального управления базируется на методах байесовской статистики. В современном ЭБУ для отладки алгоритма используют систему MATLAB.
Система самодиагностики блока предназначена для непрерывной самодиагностики входных и выходных цепей, а также некоторых функций внутреннего состояния ЭБУ.
Блок управления содержит встроенную систему самодиагностики, определяющую наличие и характер рабочих неисправностей и сигнализирующую о них водителю включением контрольной лампы «Check Engine». ЭБУ снабжен аварийными режимами, обеспечивающими близкую к нормальной работу автомобиля при всех неисправностях. Система встроенной диагностики отвечает за автоматическое поддержание резервных режимов работы для эксплуатации автомобиля при наличии неисправностей. В процессе работы двигателя электронная система управления двига-гелем (ЭСУД) синхронизирует момент зажигания с моментом и длительностью подачи топлива (впрыскивания). В современных ЭБУ осуществление функций самодиагностики занимает 50% ресурса МП. В ближайшее время создание ЭБУ нового поколения возможно на базе 32-разрядного МП.
Первоначально система самодиагностики, разработанная фирмой Bendix, была установлена в 1981 г. на автомобиле фирмы Cadillac. Затем, в 1982 г., появилась новая система «КЕ-Jetronic», включающая Х-зонд и ДМРВ. В 1987 г. для сокращения производственных издержек введена система одноточечного впрыскивания для небольших автомобилей. Она представляет собой обходную программу нештатной работы двигателя.
Большинство современных систем электронного управления автомобилем обладают функцией самодиагностики, обеспечивающей постоянный контроль состояния датчиков, исполнительных устройств и управляющих цепей. В процессе работы ЭБУ постоянно опрашивает все датчики и исполнительные устройства сис-юмы. В случае возникновения неисправностей в любой из контролирующих систем ЭБУ заносит в свою память код неисправно-с|и, по которому можно определить неисправную цепь или устройство. Код неисправности может состоять из нескольких цифр - от двух до пяти. Для извлечения кодов из памяти ЭБУ применяют различные способы, зависящие от типа системы и года ее выпуска.
31
Системы впрыска бензиновых двигателей
Коды бывают быстрые и медленные. Медленные, или мигающие, коды можно извлечь с помощью мигающей лампочки, расположенной на передней панели, или контрольной лампочки (светодиода), подключенной к диагностическим гнездам ЭБУ. Всем этим снабжена встроенная система самодиагностики неисправностей. Некоторые ЭБУ содержат два типа кодов. Однако тенденция такова, что в будущем распространение получат только быстрые коды.
В последнее время появились системы, которые не генерируют цифровой код, а формируют и хранят в своей памяти информацию этих неисправностей в машинных кодах. Для обнаружения и идентификации неисправностей в таких системах необходим специальный считыватель кодов, способный отображать на своем дисплее сообщения о неисправностях в словесной форме. Он подключается к диагностическим гнездам разъема ЭБУ или к специальному диагностическому разъему.
Удаление кодов неисправностей из памяти ЭБУ требует специальной процедуры от простого выключения питания ЭБУ или применения считывателя.
При отклонении показаний любого датчика от параметров, заложенных в рабочую программу, этот датчик отключается и включается обходная программа. Когда датчик станет исправным, то обходная программа снимается и двигатель работает штатно. Включение обходной программы сопровождается включением лампы «Check Engine». При устранении неисправности лампа гаснет. Информация о неисправности осталась в памяти ЭБУ и ее можно прочесть на панели приборов или в самом блоке.
Элементная база АЛУ содержит логические схемы и элементы, сумматоры, триггеры и другие функциональные элементы. Логический элемент представляет собой электронную схему, позволяющую реализовать элементарную переключающую функцию. Логическая схема позволяет реализовывать сложную функцию алгебры и логики, а также может входить в состав другого функционального блока МП (триггер, регистр, сумматор, дешифратор).
Триггер представляет собой электронную схему с двумя устойчивыми состояниями, предназначенную для 1 бита информации. Он переходит из одного состояния в другое при воздействии некоторого входного сигнала. Триггер имеет вход для установки в состояние «О» или «1». Триггеры с неустойчивыми состояниями называют вибраторами. Схема с одним неустойчивым
32
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
состоянием (триггер Шмидта, одновибратор) генерирует импульсный сигнал определенной длительности. Схема с двумя неустойчивыми состояниями называется мультивибратором и предназначена для генерации последовательности прямоугольных сигналов. Мультивибратор используют в качестве тактового генератора. В ячейках микросхемы памяти хранятся различные матрицы, таблицы, значения поправочных коэффициентов, необходимые МП для расчета длительности управляющих импульсов ЭМФ и величины угла опережения зажигания.
Регистр представляет собой схему для приема, хранения и передачи n-разрядного блока данных. Регистры используются для промежуточного хранения, сдвига, преобразования и инверсии данных и выполняются на триггерах и логических элементах, их число и тип определяются разрядностью слова и назначением регистра.
Задающий генератор импульсов предназначен для формирования и подачи в ЭБУ опорных импульсов, формирующих параметры системы зажигания. Опорный импульс соответствует моменту, когда поршнень находится в ВМТ или же не достигает ВМТ на определенный угол, равный начальной установке опережения зажигания. Задающий генератор кинематически связан с КВ и в । (неконтактной системе зажигания в режиме холостого хода выполняет роль контактов прерывателя. ЭБУ вычисляет величину угла опережения зажигания относительно опорных импульсов в зависимости от режима работы двигателя - скорости вращения, нагрузки и температуры двигателя.
В качестве задающего генератора используют датчики индукционного и оптического типов, а также датчик Холла, которые кинематически связаны с КВ двигателя. Генератор на основе оптического датчика или датчика Холла обычно расположен в корпусе распределителя зажигания, а индукционный датчик - на маховике или внутри распределителя зажигания.
Амплитуда импульсов зависит от частоты вращения КВ и изменяется в широких пределах (от 5 В на режимах холостого хода при 600 мин'1 до 0,1 В на режимах полного открытия дросселя). I >лок управления при помощи АЦП преобразует аналоговый вид । и! налов датчика в цифровую форму. ЭБУ имеет встроенную сис-|ему диагностики. Он может распознавать неисправности в рабо-ie системы, предупреждая о них водителя через контрольную n.iMiiy «Check Engine».
33
Системы впрыска бензиновых двигателей
Генератор импульсов (мультивибратор) предназначен для организации выполнения тактов, последовательно следующих друг за другом. Генератор инициирует очередной такт машинной команды. Любая операция процессора (машинная команда) состоит из отдельных элементарных тактов, и чем чаще следуют импульсы от генератора, тем быстрее будет выполнена эта операция.
Тактовая частота представляет собой импульсы прямоугольной формы, обеспечивающие синхронизацию всех операций микропроцессора. Она характеризует скорость работы МП, выполняющего разные инструкции и зависящего от соседней информации. Тактовая частота - это частота синхроимпульсов, которая определяется количеством импульсов в секунду и измеряется в мегагерцах, т.е. в миллионах импульсов за 1 с. Тактовая частота не может быть выполнена быстрее, чем за один такт (период) синхроимпульсов.
Структурная схема мультивибратора показана на рис. 1.9. Он представляет собой электронное устройство, генерирующее электрические колебания, близкие к прямоугольной форме. Мультивибратор содержит набор сопротивлений и конденсаторов, связанных электрической цепью и позволяет преобразовывать импульсы синусоидального напряжения в импульсы напряжения (тока) прямоугольной формы той же частоты.
При включении питания ((7П) конденсатор С через резистор R1 начинает заряжаться. По мере увеличения напряжения на нем логические элементы &1 и &2 переходят в неустойчивое состояние, сопровождающееся колебательным процессом. Частота колебательного процесса определяется параметрами последовательных контуров С,/., и С2Ц. В установившемся режиме при С, = С2 и L, = L? напряжение на конденсаторе С соответствует половине напряжения питания, и на выходах Ц и U2 присутствует прямоугольный импульс (ломаная линия под прямым углом). Входные элементы Ц и U2 содержат защитные диоды, шунтирующие контур LC, поэтому необходимо соединить входы Ц и U2 с LC-контурами через резисторы сопротивлением 10-100 кОм.
Основным параметром генератора импульсов является период следования импульсов, представляющий интервал времени с момента появления одного импульса тока (напряжения) до момента появления следующего импульса той же полярности. Время между импульсами представляет собой паузу.
34
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
Количество воздуха, поступающего в цилиндры двигателя за единицу времени, пересчитывается на один ход поршня путем де-пения его на частоту вращения КВ двигателя.
Принцип работы мультивибратора, управляющего делением, пояснен на рис. 1.9, б. Генерация базовой продолжительности пнрыскивания осуществляется мультивибратором в специальной । руппе цепей ЭБУ.
В период между двумя последовательными разрядками конденсатор заряжается постоянным током 1А. Вследствие этого напряжение конденсатора Uc в конце зарядки пропорционально продолжительности зарядки, т.е. обратно пропорционально час-кие вращения КВ двигателя. После этого конденсатор разряжа
35
Системы впрыска бензиновых двигателей
ется постоянным током /£, причем величина разрядного тока зависит от количества воздуха QL, поступающего в единицу времени. По мере разрядки конденсатора напряжение в цепи уменьшается и при полной рязрядке оно будет равным нулю. Продолжительность разрядки определяет время переключения мультивибратора tp, пропорциональное количеству воздуха, поступающего за один ход поршня. Частота вращения КВ двигателя п и количество поступающего воздуха QL определяют основную продолжительность впрыска топлива. Сигнал делителя частоты в виде импульсов поступает на вход управляющего мультивибратора. Емкость мультивибратора заряжается постоянным током 1А в течение времени 1/2л, обеспечивающего зарядку емкости до величины напряжения
Us=lA/2n.	(1.1)
Разрядка емкости мультивибратора осуществляется постоянным током /£. Продолжительность разрядки tp, определяющей длительность импульса, формируемого управляющим мультивибратором, может быть определена из выражения
/д/2п = ^£,	(1.2)
откуда
^р = (/а//£)/(1/2п).	(1.3)
Длительность импульса при подобном способе его формирования обратно пропорциональна частоте вращения КВ, т.е. фактически реализуется операция математического деления. Величина разрядного тока 1Е связана с расходом воздуха соотношением
/e = 1/QL.
После преобразования величина tp может быть определена из зависимости
tp = k,QL/n.	(1.4)
Подобная зависимость необходима для построения ЭБУ. Коэффициент к, выбирают из условия длительности импульса мультивибратора tp, равного половине длительности импульса, управляющего работой электромагнитных форсунок.
Структурная схема системы управления работой двигателя с обратной связью (рис. 1.10) содержит ЭБУ 3, сообщенный с рас
36
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
ходомером воздуха 12 и системой зажигания 13, регулятор коэффициента избытка воздуха 10, формирователь паузы 6 и блок формирования сигнала запаздывания 7, сообщенный через элек-грическую связь 8 входного сигнала нейтрализатора с Х-зондом 9, воздействующим через электрическую цепь 7 7 на параметры датчика расходомера воздуха 12.
3
Рис. 1.10. Структурная схема системы управления работой двигателя с обратной связью
I формирователь импульсов; 2 - мультивибратор; 3 - блок управления; 4 перемножающее звено; 5 - буферный каскад; 6 - формирователь паузы; 7 - блок формирователя сигнала запаздывания; 8 - электрическая цепь входного сигнала нейтрализатора ОГ; 9 - Х-зонд; 10 - регулятор коэффициента избытка воздуха; 7 7 - управляющий сигнал расходомера воздуха; 12 - расходомер воздуха; 13 - модуль системы зажигания
Электронный блок 3 содержит формирователь импульсов 7, мультивибратор 2, перемножающее звено 4 и буферный каскад 5. Расходомер воздуха 72 сообщен с мультивибратором 2, выполняющим функции делителя входных сигналов. Система зажигания 13 обеспечивает подачу сигнала в виде напряжения на формиро-пшель 7 управляющих импульсов системы управления.
Регулятор коэффициента избытка воздуха 10 сообщен с перемножающим звеном 4, выполняющим вычислительные функции. Формирователь паузы 6 обеспечивает появление паузы, протекающей от момента приготовления горючей смеси до момента ее подачи. Пауза представляет собой продолжительность измерения коэффициента а, а блок запаздывания 7 осуществляет заполнение выпускной системы отработавшими газами. Блокуправле-
37
Системы впрыска бензиновых двигателей
ния 3 формирует прямоугольные импульсы, необходимые для открытия ЭМФ на определенное время. Выходное напряжение расходомера 12 поступает на мультивибратор 2, управляющий делением и определяющий ширину прямоугольных импульсов. Мультивибратор переключается под действием импульсов звена формирования сигналов.
Регулируемым параметром системы является коэффициента, определяемый путем измерения концентрации остаточного кислорода в ОГ с помощью Л.-зонда 9. На выходе Х-зонда величина напряжения пропорциональна X, значения которого сравниваются с заданной величиной а, установленной на формирователе эталонного сигнала 11. При наличии отклонения значения а от заданного параметра исполнительный сигнал регулятора 10 изменяет продолжительность впрыскивания с помощью ЭБУ. Регулирование осуществляется с помощью перемножающего звена 4 ЭБУ, содержащего элементы различных корректировочных факторов.
Система «D-Jetronic» (рис. 1.11) представляет собой функциональную схему системы электронного управления вспрыскиванием топлива по величине давления в ВТ. Система снабжена устройством регулирования подачи топлива по величине разрежения в ВТ и частоте вращения КВ. Величина давления преобразуется в электрический сигнал, необходимый ЭБУ для вычисления количества подаваемого топлива.
Система впрыска содержит функциональные устройства подачи топлива, воздуха и электронного управления двигателем. Устройство подачи топлива содержит ЭБН 18, сообщенный с топливным баком 17, топливный фильтр 19, регулятор давления топлива 9, рабочую топливную 3 и пусковую 5 форсунки. ЭБН подает к ЭМФ топливо под постоянным давлением 0,20-0,22 МПа. Система подачи воздуха содержит воздушный фильтр, воздушный канал 10 и впускной трубопровод 4. Устройство управления двигателя включает в себя ЭБУ 11, сообщенный с распределителем зажигания 14 и датчиком абсолютного давления в ВТ.
Электронный блок управления 11 обрабатывает поступающую информацию режимов работы двигателя и преобразует ее в электрический импульс, определяющий начало и продолжительность впрыскивания топлива. Основная информация режимов работы двигателя представляет собой частоту вращения КВ и величину давления в ВТ. Кроме этого, ЭБУ учитывает различную корректировочную информацию, поступающую от внешних датчиков.
38
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
Рис. 1.11. Функциональная схема системы впрыска «D-Jetronic»
I блок цилиндров; 2 - впускной клапан; 3 - топливная форсунка; 4 - впу-। кной трубопровод; 5 - пусковая форсунка; 6 - регулировочный винт; 7 -дроссельная заслонка; 8 - датчик температуры воздуха; 9 - регулятор давления топлива; 10 - воздушный канал; 11 - блок управления; 12 -। ионное реле; 13 - аккумуляторная батарея; 14 - прерыватель-распреде-ииюль системы зажигания; 15 - магистраль подачи топлива; 16 - магистраль возврата топлива; 17 - топливный бак; 18 - электрический бензиновый насос; 19 - топливный фильтр; 20 - датчик положения дроссельной |.к:лонки; 21 - регулятор холостого хода; 22 - датчик абсолютного давления в ВТ; 23 - датчик температуры охлаждающей жидкости
Информация о нагрузке содержится в сигнале датчика разрежения в ВТ. Электрический бензиновый насос содержит ротор на валу электродвигателя, работающий по принципу возбуждения от постоянных магнитов. Электрическая его блокировка осуществляется с помощью реле 12 и ЭБУ 11.
Температура воздуха и охлаждающей жидкости измеряется Функциональными датчиками 8 и 23, представляющими собой н-рмические резисторы с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления. Диафрагменный регулятор 9 поддерживает постоянную величину давления впрыскивания 0,2 МПа. Июльчатый клапан ЭМФ в состоянии покоя прижат пружиной к । едлу, а открывается он с помощью электромагнита и якоря. Вели
39
Системы впрыска бензиновых двигателей
чина задержки срабатывания ЭМФ составляет 1 мс, а продолжительность ее открытого состояния находится в диапазоне 2-10 мс в зависимости от необходимого количества впрыскиваемого топлива. Величина напряжения системы электронного привода форсунок составляет 12 В. Подача топлива в зависимости от особенностей системы управления может осуществляться по частям. В каждый цилиндр поступает одна часть топлива, впрыскиваемого в ВТ перед впускными клапанами, сразу после его подачи, а другая часть - одним тактом позже. Подобная схема позволяет упростить и удешевить конструкцию ЭБУ 11.
Система «D-Jetronic» является первой схемой впрыскивания топлива фирмы Bosch, выпущенная более 40 лет назад. В настоящее время она имеет ограниченное применение.
Система «L-Jetronic» (рис. 1.12) представляет собой функциональную схему системы электронного управления впрыска топлива по количеству всасываемого воздуха. Это система многоточечного распределенного впрыска топлива. Система подачи топлива включает в себя электрический бензиновый насос 3, топливный фильтр 4, топливные трубопроводы подачи и возврата топлива, топливную рампу с четырьмя форсунками 28 и регулятором давления топлива 27. ЭБН 3 забирает топливо из бака 2 и подает его под давлением 0,25 МПа через фильтр тонкой очистки 4 к распределительной магистрали, соединенной шлангами с рабочими форсунками 28. Регулятор давления 27 поддерживает постоянное давление в системе и осуществляет его слив через трубопровод 1 в бак 2, благодаря чему обеспечивается циркуляция топлива в системе и исключается образование паровых пробок.
Количество впрыскиваемого топлива определяется ЭБУ 5 с учетом температуры, давления и объема поступающего воздуха, частоты вращения КВ и нагрузки двигателя, а также температуры охлаждающей жидкости. Основным параметром, определяющим величину дозирования топлива, является объем всасываемого воздуха, измеряемый расходомером воздуха. Воздух, поступающий в двигатель, заставляет пластину 11 расходомера отклоняться, преодолевая усилие пружины, на некоторый угол в зависимости от количества воздуха, поступающего в двигатель за единицу времени. Зависимость между расходом воздуха и величиной угла поворота заслонки нелинейная. Потенциометр 24, соединенный с осью заслонки 22 расходомера, преобразует механическое перемещение заслонки в электрическое напряжение. Электрический
40
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
Рис. 1.12. Функциональная схема системы впрыска «L-Jetronic»
/ магистраль возврата топлива; 2 - топливный бак; 3 - электрический гх'нзиновый насос; 4 - топливный фильтр; 5 - ЭБУ; 6 - датчик положения дроссельной заслонки; 7 - воздушная полость; 8 - успокоительная плас-1ина; 9 - дроссельный патрубок; 10 - датчик температуры воздуха; 11 -напорная заслонка; 12 - обводной канал; 13 - регулировочный винт расходомера воздуха; 14 - главное реле; 15 - выключатель зажигания; 16 -аккумуляторная батарея; 17 - прерыватель-распределитель системы за-+ и)ания; 18 - датчик температуры охлаждающей жидкости; 19-термиче-। кое временное реле пусковой форсунки; 20 - соединительный чехол; .' I клапан подачи дополнительного воздуха; 22 - дроссельная заслонка;
впускной трубопровод; 24 - датчик положения дроссельной заслонки, 25 - винт регулировки системы XX; 26 - пусковая форсунка; 27 - регулятор давления топлива; 28 - рабочая форсунка
( hi нал передается на ЭБУ, определяющий необходимое количе-<л но топлива для работы двигателя и выдает на ЭМФ импульсы примени подачи топлива.
Для упрощения системы управления все форсунки соединены шокгрически параллельно и осуществляют впрыскивание один рл.1 при каждом обороте КВ двигателя. Независимо от положения опускных клапанов ЭМФ впрыскивают топливо за один или два
41
Системы впрыска бензиновых двигателей
оборота КВ (два такта, цикл). Если впускной клапан закрыт в момент подачи, то топливо накапливается в пространстве перед клапаном и поступает в цилиндр при следующем его открытии одновременно с воздухом. Клапан дополнительной подачи воздуха 21, установленный в воздушном канале параллельно дроссельной заслонке, подводит добавочный воздух при холодном пуске и прогреве двигателя, что приводит к увеличению частоты вращения КВ двигателя. Для ускорения прогрева используют повышенную частоту вращения КВ на режимах холостого хода свыше 1000 мин'1. Для облегчения пуска холодного двигателя применена электромагнитная пусковая форсунка 26, продолжительность открытия которой изменяется в зависимости от температуры охлаждающей жидкости с помощью термического временного реле 19.
Система впрыска по количеству поступающего воздуха «L-Jetronic» обеспечивает более точное дозирование топлива. Особенностью ее по сравнению с «D-Jetronic» является применение ЭБУ на интегральных схемах.
Во всех электронных системах регулирование подачи топлива осуществляется циклически. Электрические импульсы формируются синхронно с частотой вращения КВ двигателя с помощью датчика частоты вращения. Полученный сигнал поступает в ЭБУ 5, определяющий расход воздуха и мгновенную частоту вращения, а затем вычисляет количество воздуха, поступающего за один ход поршня.
Подобная простая вычислительная операция легко осуществляется с помощью электронных устройств. Другим отличием рассматриваемой системы от «D-Jetronic» является параллельное соединение всех впрыскивающих ЭМФ, которые одновременно открываются и закрываются. Такое решение необходимо для упрощения конструкции ЭБУ и снижения затрат на их изготовление. Из-за одновременного впрыска бензина в ВТ 23 происходит неравномерное распределение смеси. Для устранения этого недостатка (одновременного впрыска) подают лишь половину количества топлива, необходимого на рабочий ход, а частота впрыска увеличена вдвое.
В этом случае можно управлять началом впрыска с помощью импульсов высокого напряжения, используя каждый второй, третий или четвертый импульс напряжения в зависимости от числа цилиндров двигателя. Количество поступающего в цилиндры воз
42
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
духа содержит больше информации о параметрах, влияющих на необходимое количество топлива, чем давление в ВТ.
Электронный блок 5 позволяет осуществить управление дозирующим и функциональным клапаном по параметрам частоты вращения КВ двигателя и количеству входящего воздуха. ЭБУ корректирует количество впрыскиваемого топлива на высоте более 2000 м по сигналу барометра, совмещенного с потенциометром. Заданная зависимость между количеством входящего воздуха и величиной напряжения на выходе потенциометра обеспечивается за счет конструктивных его особенностей.
В системе «L-Jetronic» ЭБУ 5 вырабатывает прямоугольные импульсы напряжения, необходимые для открытия на определенное время ЭМФ 28. Выходное напряжение расходомера поступа-OI на мультивибратор и определяет ширину прямоугольных импульсов на его выходе. Мультивибратор переключается под действием импульсов, поступающих от системы зажигания. При отсут-(1вии контактов они поступают с выхода модуля формирования сигналов, подключенного к бесконтактному датчику. Перемножающее звено ЭБУ 5 обеспечивает изменение ширины управляющего импульса в соответствии с требуемой коррекцией.
Система «Motronic» представляет собой новый этап в разви-1ии электронных систем управления, объединившей систему одновременного управления впрыска топлива и зажигания. Функциональная схема системы управления двигателем «Motronic» (рис. 1.13) представляет собой комбинированную электронную систему с I ^определенным впрыском топлива и зажигания, выполненную на основе «L-Jetronic».
Система впрыска топлива содержит топливный насос 1, сообщенный с топливным баком 2 и фильтром тонкой очистки топлива (опливный демпфер 4 и регулятор давления топлива 32, пусковую 31 и рабочую топливную 33 форсунки, расходомер воздуха 9, снабженный измерительной напорной пластиной 11, кинематиче-। ки связанной с успокоительной пластиной, размещенной в поломи 7, датчик температуры воздуха, сообщенный электрической цепью с разъемом 8, обводной канал 12 с регулировочным винты холостого хода 14.
Система управления включает в себя датчик температуры двигателя 23, термическое временное реле 24, датчик положения КВ двигателя 21, датчик положения поршня в ВМТ 22, дроссельную заслонку 29 с потенциометром 6 и А.-зонд 26. Топливная фор-
43
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 1.13. Структурная схема системы впрыска «Motronic»
1 - электрический бензиновый насос; 2 - топливный бак; 3 - топливный фильтр; 4 - топливный демпфер; 5 - электронный блок управления; 6 -датчик положения дроссельной заслонки; 7 - воздушная полость; 8 -электрический разъем; 9 - расходомер воздуха; 10 - датчик температуры воздуха; 11 - измерительная напорная заслонка; 12 - обводной канал; 13 -успокоительная пластина; 14 - регулировочный винт системы холостого хода; 15 - соединительный чехол; 16-регулятор холостого хода; 17-реле электрического бензинового насоса; 18 - главное реле; 19 - выключатель зажигания; 20 - аккумуляторная батарея; 21 - датчик положения коленчатого вала; 22- датчик ВМТ; 23 - датчик температуры двигателя; 24 -термическое временное реле; 25- топливный факел; 26-Х-зонд; 27- катушка зажигания; 28 - регулировочный винт состава смеси; 29 - дроссельная заслонка; 30 - впускной трубопровод; 31 - пусковая форсунка; 32 -регулятор давления топлива; 33 - топливная форсунка; 34 - свеча зажигания; 35 - распределитель зажигания; 36 - зубчатый венец
44
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
системвпрыска топлива
сунка 33 управляется индивидуально ЭБУ 5. Во впускном трубопроводе 30 установлена дополнительная пусковая форсунка 31.
Система зажигания содержит аккумуляторную батарею 20, ка-|ушку зажигания 27, распределитель зажигания 35 и свечу зажи-i ания 34. Электрический бензиновый насос 1 забирает топливо из бака 2 и через ФТО 3 подает его к форсункам 33 и 31. Регулятор давления топлива 32 обеспечивает его оптимальное давление, включая зависимость от разрежения в ВТ. В случае превышения давления топлива в системе регулятор давления через демпфер 4 возвращает излишки топлива в топливный бак. Постоянная рециркуляция топлива в системе исключает возможность образования в ней его паров.
Впрыск топлива ЭМФ осуществляется ЭБУ 5 по специальной программе. Продолжительность открытия ЭМФ вычисляют в зависимости от величины выходных сигналов функциональных датчиков. Чем дольше открыта форсунка, тем больше обогащается । орючая смесь. ЭБУ 5 прекращает подачу топлива на режиме принудительного холостого хода (ПХХ) по частоте вращения КВ дви-тгеля и положению дроссельной заслонки 29. Частоту вращения КВ двигателя отслеживают по сигналу датчика ВМТ 22, а угловое положение КВ двигателя - по сигналу датчика 21 положения КВ. 11оложение дроссельной заслонки анализируют по сигналам датчика углового положения дроссельной заслонки (потенциометра) и выключателя крайнего ее положения.
Температуру двигателя ЭБУ измеряют по сигналам датчика юмпературы двигателя 23. Количество поступающего воздуха определяют по сигналу расходомера 9, а его температуру- по датчику температуры воздуха 10. При пуске холодного двигателя по сигналу термического временного реле 24 включается дополнительная ЭМФ 31. Регулятор дополнительной подачи топлива поддерживает необходимую частоту вращения КВ двигателя. I Io сигналам датчика 22 ВМТ и датчика 21 углового положения КВ двигателя ЭБУ 5 определяет оптимальную величина угла опере-*ония зажигания.
Система «LE-Jetronic» представляет функциональную схему । истемы электронного управления впрыском топлива по количе-t.my всасываемого воздуха (рис. 1.14). Рассматриваемая система .|н.члогична системам «L-Jetronic» первого и второго поколения, и ее конструкцию внесены изменения. Сопротивление обмоток I).К)очих ЭМФ увеличено с 2,5 до 16,2 Ом, позволившее исклю-
45
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 1.14. Функциональная схема системы впрыска «LE-Jetronic»
1 - электромагнитная форсунка; 2 - топливный трубопровод; 3 - регулятор давления топлива; 4 - впускной трубопровод; 5 - соединительный трубопровод; 6 - пусковая форсунка; 7 - регулировочный винт горючей смеси; 8 - дроссельная заслонка; 9 - воздушный патрубок; 10 - трубопровод подачи топлива; 11 - трубопровод возврата топлива; 12 - расходомер воздуха; 13 - топливный бак; 14 - электрический бензиновый насос; 15 - топливный фильтр; 16 - регулятор холостого хода; 17 - датчик положения дроссельной заслонки; 18 - ЭБУ; 19 - датчик температуры охлаждающей жидкости; 20 - датчик положения поршня; 21 - впускной канал; 22 - двигатель
чить дополнительные резисторы форсунок. Форсунки снабжены разъемами желтого цвета. ЭБУ имеет компактную конструкцию с меньшим числом электронных элементов. Количество контактов сокращено с 35 до 25. Для всех модификаций применен датчик прекращения подачи топлива. На режимах ПХХ контакт в расходомере для включения ЭБН отсутствует. Датчик температуры воздуха подключен параллельно к измерительному потенциометру расходомера воздуха. Управление ЭБН осуществляется с помощью коммутационного реле с временной задержкой, обес-
46
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
почивающей прерывание подачи топлива через 0,15 с после остановки двигателя. Количество проводов в жгуте сокращено с 21 до 11. Давление топлива составляет 0,25 МПа вместо прежней величины 0,3 МПа.
Система «LH-Jetronic» представляет собой функциональную схему системы электронного управления впрыска топлива по количеству всасываемого воздуха (рис. 1.15). Система «LH-Jetro-шс» отличается от базовой схемы «1_» только конструктивным выполнением датчика массового расхода воздуха (ДМРВ). Главный
Рис. 1.15. Функциональная схема системы впрыска «LH-Jetronic»
I электрический бензиновый насос; 2 - топливный бак; 3 - топливный Фильтр; 4 - трубопровод возврата топлива; 5 - трубопровод подачи топ-пипа; 6 - регулятор давления топлива; 7 - вакуумный шланг; 8 - впускной Ч'убопровод; 9 - винт регулировки состава горючей смеси; 10 - датчик положения дроссельной заслонки; 11 - электрическая цепь; 12 -ЭБУ; 13-' оединительный чехол; 14 - расходомер воздуха; 15 - реле бензонасоса; и, главное управляющее реле; 17- выключатель зажигания; 18 - аккумуляторная батарея; 19 - прерыватель-распределитель системы зажигания; 20 - К-зонд; 21 - регулятор системы холостого хода; 22 - дроссельном заслонка; 23 - датчик температуры охлаждающей жидкости; 24 - топливный факел; 25 - топливная форсунка; 26 - свеча зажигания
47
Системы впрыска бензиновых двигателей
его элемент выполнен в виде платиновой проволоки, нагреваемой электрическим током. Поступающий воздух охлаждает ее. Электронная система обеспечивает определение массы воздуха, проходящей в цилиндры двигателя.
После выключения зажигания ЭБУ автоматически выдает команду на нагрев нити до температуры 1000°С, обеспечивая ее очистку в течение 1 с. В дальнейшем тонкую проволоку заменили специальной пленкой на керамической основе. Принцип и точность системы измерения остались прежними, но конструкция ее стала более надежной. Система «LH-Jetronic» более совершенна по сравнению с «L-Jetronic» и отличается методом измерения расхода воздуха.
Система «Motronic М5» представляет собой функциональную схему системы электронного управления впрыска топлива по количеству всасываемого воздуха с диагностикой (рис. 1.16). Схема снабжена системой самодиагностики и обеспечивает изменение фаз газораспределения, управление наддувом и изменение длины ВТ. Система имеет единое электронное управление, снижающее стоимость аппаратуры, и использует единый источник питания. Микропроцессор преобразует поступающую информацию в параметрические поверхности, представляющие трехмерные графические характеристики. Входные сигналы пригодны для регулирования систем подачи топлива и зажигания. Система «Motronic» объединяет системы зажигания и впрыска, управляемые единым ЭБУ в соответствии с общими критериями оптимизации.
Система подачи топлива включает в себя топливный насос 27, топливный фильтр 26, топливные трубопроводы, топливную рампу с четырьмя форсунками и регулятором давления топлива 12, ЭБН погруженного типа и устанавливается в топливном баке 28. Напряжение питания 12 В подается на ЭБН через реле топливного насоса, управляемое ЭБУ. Топливный фильтр установлен под днищем кузова около бензобака. Фильтр встроен в линию подачи топлива между насосом и топливной рампой. Корпус фильтра изготовлен из стали и имеет резьбовые штуцеры для присоединения трубопроводов. Рампа форсунок представляет собой полую планку с установленными на ней форсунками 13 и регулятором давления топлива 12. Топливная рампа закреплена на ВТ двигателя. На рампе форсунок расположен закрытый резьбовым колпачком штуцер для контроля давления топлива.
48
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива 
Рис. 1.16. Функциональная схема системы впрыска «Motronic М5» с диагностикой
I диагностическая лампочка; 2 - диагностический разъем; 3 - электронный блок; 4 - датчик углового положения дроссельной заслонки; 5 - измеритель подачи дополнительного воздуха; 6 - расходомер воздуха; 7 -воздушная заслонка; 8 - клапан подачи продувочного воздуха устройства (. активированным углем; 9 - клапан подачи воздуха; 10 - сосуд с активированным углем; 11 - впускной трубопровод; 12 - регулятор давления 1онлива; 13 - электромагнитная форсунка; 14 - регулятор давления; 15 -ыпушка зажигания; 16- фазовый датчик; 17- насос подачи дополнительною воздуха; 18 - вспомогательный воздушный затвор; 19 - датчик температуры двигателя; 20 - основной кислородный датчик; 21 - выпускной |рубопровод; 22 - диагностический кислородный датчик; 23 - зубчатый ненец; 24 - датчик частоты вращения КВ; 25 - датчик детонации; 26 ~ топ-пивный фильтр; 27 - электрический бензиновый насос; 28 - топливный <>.1к; 29 - датчик перепада давления; 30 - клапан рециркуляции; 31 - датчик температуры воздуха; 32 - регулятор холостого хода
Форсунка 13 (каждая из четырех) установлена одним концом в |(>пливной рампе, другим в отверстии ВТ, герметичность соединений обеспечивается с помощью уплотнительных колец. По ис-ючении электрического импульса форсунка перекрывает подачу
49
Системы впрыска бензиновых двигателей
топлива. Номинальное сопротивление обмотки форсунки находится в диапазоне 11,0-13,4 Ом при температуре 20°С.
Регулятор представляет собой мембранный предохранительный клапан. На диафрагму регулятора с одной стороны действует давление топлива, а с другой - давление пружины регулятора и давление (разрежение) в ВТ. Регулятор давления топлива ^установлен на топливной рампе и поддерживает постоянный перепад давления (по отношению к давлению в ВТ на форсунках). При увеличении нагрузки на двигатель (при росте давления в ВТ) регулятор повышает давление топлива в топливной рампе, при уменьшении нагрузки - снижает. При включенном зажигании, неработающем двигателе и работающем топливном насосе регулятор 12 поддерживает давление в топливной рампе в пределах 0,28-0,32 МПа.
Система встроенной диагностики содержит диагностический разъем 2, связанный электрической цепью с ЭБУ, контрольную лампу и электрические цепи. Система EOBD (Europe-an On-board diagnostics) обеспечивает регистрацию кодов неисправностей в работе системы управления двигателем. Отдельные коды используют для диагностирования как системы управления, так систем, влияющих на выброс ВВ. Коды неисправностей сохраняются для дальнейшего использования при проведении диагностических работ. Система впрыска снабжена схемой отключения EOBD, исключающей ложное ее срабатывание. Такими условиями являются опорожнение топливного бака на величину более 80% от номинального объема, пуск двигателя при температуре окружающего воздуха ниже -7°С, движение на высоте свыше 2500 м над уровнем моря. Система имеет диагностическую функцию, предупреждающую водителя о неисправностях. Эту информацию можно получить через диагностический разъем или по свету лампочки двигателя.
Система впрыска автомобилей «Лада» приведена на рис. 1.17. Современные автомобили семейства «Лада» оснащены тремя вариантами двигателей ВАЗ-2111, снабженными системами распределенного впрыска топлива: GM; «Январь» («Январь-4, -4.1», «Январь-5, -5.1, -5.5.1») и Bosch (Bosch 1.5.4, 1.5.4 N и МР 7.0). Принципиальных отличий между ЭБУ не существует. «АвтоВАЗ» продолжает процесс совершенствования технологии изготовления и ужесточение требований международных стандартов. Первый вариант разработан совместно с фирмой GM и предназначен
50
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
Рис. 1.17. Функциональная схема системы электронного управления двигателем автомобилей ВАЗ, соответствующих требованиям «Евро-3»
/ корпус воздушного фильтра; 2 - фильтрующий элемент; 3 - датчик расхода воздуха; 4 - трубопровод подвода охлаждающей жидкости; 5 -дроссельный патрубок; 6 - регулятор системы холостого хода; 7 - датчик положения дроссельной заслонки; 8 - корпус датчика положения дроссельной заслонки; 9 - трубопровод отвода охлаждающей жидкости; 10 -да 1чик фаз газораспределения; 11 - датчик температуры; 12 -датчик охлаждающей жидкости; 13 - свеча зажигания; 14 - винт; 15 - регулятор давления топлива; 16 - топливный фильтр; 17 - электрический бензиновый насос; 18 - топливный бак; 19 - реле топливного насоса; 20 - пробка н вшивного бака; 21 - реле вентилятора; 22 - сепаратор; 23 - гравитационный клапан; 24 - реле; 25 - клапан продувки адсорбера; 26 - адсорбер продуктов сепарации; 27 - электрический вентилятор; 28 - сигнальная пампа; 29 - диагностический разъем; 30 - аккумулятор; 31 - датчик неровности дороги; 32 - замок зажигания; 33 - иммобилизатор; 34 - блок управления; 35 - датчик КП; 36 - модуль зажигания; 37 - двигатель; 38 -д.пчик детонации; 39 - диск синхронизации; 40 - датчик положения КВ; > 1 выпускной трубопровод; 42 - управляющий датчик кислорода; 43 -нейтрализатор; 44 - диагностический датчик кислорода
51
Системы впрыска бензиновых двигателей
только для экспорта. Автомобиль оснащен нейтрализатором и работает только на неэтилированном бензине. Второй вариант предназначен для внутреннего рынка. Он оснащен системой распределенного впрыска с ЭБУ «Январь-4». Разъемы взаимозаменяемы с системой GM. Третий вариант связан с установкой системы впрыскивания фирмы Bosch. Разработана новая МКСУД, позволившая увеличить мощность двигателя на 3,7 кВт. Система оснащена новым ВТ, ресивером и распределительным валом с более широкими фазами газораспределения.
Автомобили имеют внешнее сходство и вариант установки системы впрыска можно определить по заводской табличке. В обозначении автомобиля ВАЗ-21083-20-10 число 21083 означает базовый двигатель, цифра 2-8 - клапанный двигатель с распределенным впрыском топлива (РВТ), 0 - автомобиль с низкой панелью приборов (или 1 - с высокой). Единица в хвостике означает, что автомобиль предназначен на экспорт, оснащен нейтрализатором ОГ и системой впрыска фирмы GM, 0 - автомобиль предназначен для внутреннего рынка, система РВТ отечественная.
Распределенную систему впрыска топлива фирмы Bosch обозначают цифрой 4 в концовке (ВАЗ-21083-24). Автомобиль оснащают высокой панелью. Автомобили «Лада Нива 1,7i» снабжены системой центрального впрыска топлива и двигателем с рабочим объемом 1,7 л с ЭБУ ITMS-6F. Автомобили «Лада Самара» ВАЗ-21083, -21093, -21099 оснащены системой распределенного впрыска топлива. Рабочий объем двигателя автомобилей «Жигули» ВАЗ-21081 равен 1,1 л; ВАЗ-2108, -2109 - 1,3 л. Последние оборудованы системой распределенного впрыска топлива. Автомобиль «Лада-110» оснащен двигателем 2112 с электронной системой управления «Январь-4» без нейтрализатора, автомобиль «Лада-111» с двигателем 2111 - системой управления фирмы Bosch 1.5.4 или «Январь-4» без нейтрализатора, автомобиль «Лада-112» - двигателем 2112 с системой «Январь-4» без нейтрализатора. Технические характеристики автомобилей семейства «Лада» приведены в табл. 1.1.
ЭБН 17 подает топливо из бензинового бака 18 через подающий топливопровод и топливный фильтр 16 к ЭМФ 15 при постоянном давлении, поддерживаемом регулятором давления. Избыток бензина возвращается в топливный бак 18 по обратной линии топливопровода. ЭБН 17 выдает команду ЭМФ 15 на подачу топлива в ВТ.
52
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
Таблица 1.1
Технические характеристики автомобилей семейства «Лада»
Параметры	Автомобили «Лада»				
	2110	21102	21103	2111	2112
Снаряженная масса, кг	1010	1020	1035	1030	1010
11олная масса, кг	1485	1495	1510	1530	1485
Максимальная скорость, км/ч	165	170	175	165	185
Время разгона с переключе-	13,5	13,5	12,0	15,0	12,5
лием передач в диапазоне					
0 100 км/ч, с					
Выбег со скорости, м:					
120 км/ч	1978	1978	1978	1978	1978
50 км/ч	583	583	583	583	583
Контрольный расход топлива					
при скорости, л/100 км:					
90 км/ч	4,9	4,9	4,7	4,9	4,7
120 км/ч	6,3	6,3	6,0	6,3	6,0
Ездовой цикл	8,2	8,2	7,9	8,2	7,9
РХХ через каналы сообщен с додроссельным и задроссельным пространством и электрической цепью с ЭБУ. Свеча зажигания чорез модуль зажигания сообщена электрической цепью с ЭБУ.
Датчик скорости автомобиля установлен на раздаточной коробке между приводом спидометра и наконечником гибкого вала привода спидометра, принцип его действия основан на эффекте Холла. Датчик выдает на ЭБУ прямоугольные импульсы напряжения с частотой, пропорциональной скорости вращения ведущих и о лес.
Воздушный поток через фильтрующий элемент и шланг по-। тупает из воздушного фильтра во всасывающий патрубок, корпус дроссельной заслонки и камеру повышенного давления. Количество поступающего воздуха определяется ДМРВ и регулируем :я дроссельной заслонкой с помощью педали ее управления. X >У постоянно контролирует положение дроссельной заслонки и i л н енсивность ее перемещения с помощью потенциометрическо-11 > датчика, смонтированного на конце оси дроссельной заслонки.
При прокручивании КВ двигателя со скоростью менее минимальной ЭБУ обеспечивает увеличение длительности впрыска, огхнащая горючую смесь. При этом педаль управления дроссе
53
Системы впрыска бензиновых двигателей
лем нажимать не следует. После запуска двигателя параметры впрыска топлива определяют по датчикам массового расхода воздуха (ДМРВ) и температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ).
Минимальную частоту вращения КВ на режимах холостого хода прогретого двигателя регулируют с помощью РХХ по команде ЭБУ. В зависимости от нагрузки кондиционер, обогреватель, антиобледенитель заднего стекла переводят в положении «Вкл» или «Выкл». Количество воздуха, поступающего через перепускной воздухопровод вокруг дроссельной заслонки, регулируют путем срабатывания клапана, приводимого в действие шаговым электродвигателем. Корпус дроссельной заслонки имеет полость охлаждающей жидкости для нагрева перепускного воздухопровода XX. Охлаждающую жидкость подводят через входной патрубок, а удаляют через штуцер и выходной патрубок по шлангу.
ЭБУ управления прекращает управление пневматическим клапаном холостого хода при поступлении входного сигнала скорости датчика скорости, смонтированного на КП.
Система впрыска топлива автомобиля «Лада-110» снабжена ЭБУ «Январь-4». В ЭБУ от датчика и зубчатого диска поступает информация о положении и частоте вращения КВ, массовом расходе воздуха, температуре воздуха и охлаждающей жидкости, положении дроссельной заслонки, содержании кислорода в ОГ (с обратной связью), наличии детонации от датчика в двигателе, напряжении в бортовой сети автомобиля, скорости автомобиля, положении распределительного вала, запросе на включение кондиционера.
ЭБУ включает выходные цепи ЭМФ, различные реле и др. путем замыкания их на «массу» через выходные его транзисторы. Единственным исключением является цепь реле ЭБН, на обмотку которого ЭБУ подает напряжение 12 В. ЭБУ снабжен встроенной системой диагностики, обеспечивающей распознавание дефектов системы, предупреждая водителя через контрольную лампу «Check Engine».
ЭБУ обрабатывает десять программ, заложенных при его изготовлении. В дальнейшем ЭБУ в нужный момент подает сигнал на подачу топлива и обеспечивает его воспламенение при любом режиме работы двигателя. Связующее звено получает информацию отдатчиков, обрабатывает ее, приводя к привычному цифровому виду. ЭБУ преобразует и выдает команды на исполнитель
54
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
ные механизмы (ЭМФ, антиблокировочная система (АБС) или кондиционер).
Двигатель ВАЗ-2112 снабжен датчиком фаз, определяющим момент конца такта сжатия в первом цилиндре. Топливо подают . )МФ по цилиндрам в последовательности, соответствующей порядку зажигания в цилиндрах 1-3-4-2.
Выключатель зажигания электрической цепью сообщен с ак-| умуляторной батареей и главным реле. Система управления содержит адсорбер с клапаном его продувки, сообщенным через шланг с трубопроводом, двухходовой клапан, сообщенный через и>убопровод с адсорбером, и гравитационный клапан, сообщенный через трубопровод с предохранительным клапаном, датчик и диш ностическйй разъем. Сепаратор через трубопровод сообщен । бензиновым баком. Отличительные признаки, комплектация и и !.1имозависимость компонентов систем управления двигателей । гмойства ВАЗ приведены в табл. 1.2.
Двигатель ВАЗ-2111 с системой распределенного впрыска । и нащен ЭБУ «М 1.5.4», устанавливаемым на автомобили семей-I HI.1 «Лада-110, -111, -21083, -21093 и 21099».
Двигатель ВАЗ-2112 разработан на базе двигателя мод. 2108 । ивместно с фирмой Porsche, снабжен 16-ю клапанами, двумя ц.определительными валами и системой рецикуляции (РЦ), имен г систему распределенного впрыска с возможностью кор-I ><ции фаз.
8-клапанные двигатели ВАЗ, имеющие разные системы, отли-конструкцией распределительного вала, а также формой и длиной канала ресивера, равной в ВАЗ-2108 - 370 мм, «Ла-H. । I 10» - 300 мм. Характеристики автомобильных двигателей  нмгйства ВАЗ-2111 и -2112 приведены в табл. 1.3.
8 и 16-клапанные двигатели семейства ВАЗ оснащены отече-' ионными свечами А17ДВРМ и АУ17ДВРМ. Составляющие ком-ноненгы системы впрыска производят на Саратовском, Калуж-• him, Арзамаском и Уральском предприятиях. В г.Саратове выпу- I-.п<>» пять компонентов системы фирмы Bosch, включая ЭМФ, il.il, ЭБУ, ДМРВ и кислорода. Значительную часть компонентов, । 1.ШЛЯЮЩИХ системы впрыска, производит Калужское предпри-нин автоэлектронного оборудования ОАО «Автоэлектроника». ।уд.арственное унитарное предприятие «Калужский завод теле-11 >.1<|ик>й аппаратуры» (ФГУП КЗТА) освоило выпуск регуляторов "'in, ।ого хода для двигателей ВАЗ. Производство шаговых дви-
СП о
Таблица 1.2
Комплектация и взаимозаменяемость элементов двигателей ВАЗ
Компоненты	Модель автомобиля (двигателя)								
	ВАЗ-2111						ВАЗ-2112		
Контроллер	GM	«Январь-4»	«М 1.5.4»	«М 1.5.4N» или «Ян-варь-5.1»	«М 1.5.4N» или «Январь-5. 1»	МР-7.0	«Январь-4.1»	«М 1.5.4N»	«М 1.5.4N» или «Январь-5.1.2»
Модель контроллера	2111-14 11020-20	2111-14 11020-22	2111-14 11020-22	2111-14 11020-60 или 2111-14 11020-61	2111-14 11020-70 или 2111-14 11020-71	2111-14 11020-40	2112-14 11020-0 1	2112-14 1102-0-40 или 2112-14 1102-0-41	2111-14 11020-70 или 2111-14 11020-71
Нейтрализатор	Есть	Нет	Нет	Есть	Нет	Есть	Нет	Есть	Нет
Датчик кислорода	GM AFS-62 или Bosch LHS-24	Нет	Нет	Bosch LHS-25	Нет	Bosch LHS-25	Нет	Bosch LHS-25	Нет
Датчик скорости (разъем)	Круглый	Прямоугольный или круглый	Прямоугольный	Круглый	Прямоугольный				
Датчик детонации	Резонансный	Широкополосный	Резонансный	Широкополосный					
Распределительный вал и рессивер	2108	2110	2112						
Системы впрыска бензиновых двигателей
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
Таблица 1.3
Характеристики автомобильных двигателей ВАЗ
Параметры	Модель двигателя ВАЗ		
	2110	2111	2112
I ип двигателя	Система рас	пределенного в	прыскивания
Число/тип цилиндров	4/рядный	4/рядный	4/рядный
Рабочий объем, л	1,499	1,499	1,499
Диаметр цилиндра и ход поршня, мм	82x71	82x71	82x71
Количество клапанов на цилиндр	2	2	4
Степень сжатия	9,8	9,8	10,5
Максимальная мощность, кВт	54 (5600)*	58 (4800)*	68 (5600)*
Максимальный крутящий момент, Н м	103,9 (3500)*	115,7 (2900)*	128,3 (3800)*
Удельный расход юплива, г/кВт ч	260	255	247
Минимальная частота вращения КВ на режиме холостого хода, мин’1	750-800	800-850	800-850
Порядок работы цилиндров	1-3-4-2	1-3-4-2	1-3-4-2
Октановое число юплива (ОЧ), не менее	92	92	95
' В скобках указано значение частоты вращения КВ (мин"’), при котором рассмотрен параметр максимальной мощности и максимального крутящего момента.
। а(елей РХХ осуществляется по лицензии, купленной у итальянской фирмы Olivetti. В г.Арзамасе освоен выпуск датчика положения дроссельной заслонки.
Датчик детонации изготавливают на Уральском электромеханическом заводе. В отличие от аналога (Bosch) детали выполнены рыжего цвета. Комплектующие ЭМФ выпускаются Самарским зародом им. Масленникова (ЗИМ) и Старооскольским заводом.
Для автомобилей семейства «Волга» ГАЗ-3110 ОАО «ЗМЗ» испоено производство нового двигателя модели ЗМЗ-4062.10 с двумя верхними распределительными валиками, оборудованного । исгемой впрыска топлива с электронным управлением. Двига-н'нь ЗМЗ-4062.10 бензиновый с рабочим объемом 2,3 л, 16-кла-
57
Системы впрыска бензиновых двигателей
панный, четырехцилиндровый, рядный, снабжен КМСУД мощностью 110,2 кВт со степенью сжатия 9,3. Двигатели семейства ЗМЗ-406.10 имеют по четыре клапана на каждый цилиндр (два впускных и два выпускных). Впускные клапаны приводятся в действие левым (при виде спереди) распределительным валом, а выпускные - правым. Двухступенчатый привод распределительных валов осуществляется двухрядными втулочными цепями с числом звеньев 70 в нижней ступени и 90 - в верхней.
Одна группа датчиков системы впрыска необходима для сбора информации о расходе воздуха, а другая для синхронизации положения коленчатого и распределительного валов. Датчик фазы размещен в задней части головки блока цилиндров с левой его стороны.
При прокручивании КВ двигателя со скоростью ниже минимальной ЭБУ увеличивает длительность импульса, обогащая горючую смесь. После пуска двигателя расход впрыскиваемого топлива определяют по параметрам ДМРВ и ДТОЖ.
При правильной сборке привода распределительных валов при положении поршня первого цилиндра в ВМТ такта сжатия риска на звездочке КВ двигателя должна совпадать с выступом на крышке цепи (метка М). Метки на звездочках распределительных валов должны быть расположены горизонтально, направлены в разные стороны и совпадать с верхней плоскостью головки цилиндров. Риска на звездочке промежуточного вала должна совпадать с установочной меткой М2 на блоке цилиндров.
При таком положении валов напротив середины сердечника датчика положения коленчатого вала будет находиться середина 20-го зуба диска синхронизации. Диск синхронизации представляет собой зубчатое колесо с 58-ю равноудаленными (через 6°) впадинами. Для синхронизации два зуба отсутствуют. Номер зуба на диске синхронизации отсчитывается против часовой стрелки от места пропуска двух зубьев.
Первоначально автомобили семейства «Волга» ГАЗ-3110 были оборудованы ЭБУ «Микас 5.3» с 8-разрядным микропроцессором фирмы Siemens. В дальнейшем автомобиль «Волга» ГАЗ-3110 был оснащен ЭБУ «Микас 5.4», разработанным на основе современной элементной базы отечественной фирмой НПП «Элкар».
Система питания автомобиля «Волга» ГАЗ-3110 (рис. 1.18) содержит ЭБН 22, сообщенный через трубопровод высокого давления 21 с бензиновым баком 20, впускной трубопровод 10, воз-
58
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
Рис. 1.18. Функциональная схема системы электронного управления двигателя автомобиля «Волга» ГАЗ-3110
I датчик детонации; 2 - выпускной трубопровод; 3 - кислородный датчик; 4 - датчик положения распределительного вала; 5- свеча зажигания; ь катушка зажигания; 7 - форсунка; 8 - регулятор давления топлива; 9 -i осдинительный трубопровод; 10 - впускной трубопровод; 11 - дроссельный патрубок; 12 - винт регулировки СО; 13 - дроссельная заслонка; 14-। осдинительный чехол; 15 - потенциометр; 16 - расходомер воздуха; 17-1шж1рический разъем; 18 - трубопровод подачи топлива; 19 - трубопро-под слива топлива; 20 - бензиновый бак; 21 - трубопровод; 22 - ЭБН; 23 юпливный фильтр; 24 - додроссельное пространство; 25 - регулятор  шюстого хода; 26 - задроссельное пространство; 27- датчик положения дроссельной заслонки; 28 - датчик температуры; 29 - воздушный реси-п<>1>; 30 - воздушный патрубок; 31 - впускной клапан; 32 - датчик темпе-p.। гуры охлаждающей жидкости; 33 - датчик частоты вращения и положения КВ; 34 - ЭБУ; 35 - зубчатый венец диска синхронизации
душный патрубок 30 и топливный трубопровод с регулятором давления топлива 8. Впускной трубопровод 10 включает дроссельный и. и рубок 11 с додроссельным 24 и задроссельным 26 простран-( । пом и воздушные патрубки 30, отлитые из алюминиевого спла-н.। и соединенные между собой через паронитовую прокладку ।i'.i।ъю шпильками.
Клапан ЭПХХ представляет собой дозирующее устройство, р. к положенное на моторном щите. Воздушные каналы патрубка <() имеют одинаковую длину, форму и сечение для каждого ци-пиндра. К фланцу ВТ 10 через паронитовую прокладку четырьмя
59
Системы впрыска бензиновыхдвигателей
болтами крепят дроссельный патрубок 11, в котором на горизонтальной оси установлена дроссельная (воздушная) заслонка 13.
Корпус дроссельного патрубка снабжен двумя нижними и двумя верхними штуцерами. К нижним штуцерам подключены шланги подвода и отвода охлаждающей жидкости, обеспечивающие подогрев корпуса дросселя. Один из верхних штуцеров служит для подключения трубки вентиляции картера двигателя, а другой -для подключения трубопроводов подачи воздуха.
Воздух поступает в уравнительную полость ВТ 70 и равномерно распределяется по отдельным воздушным патрубкам 30. РХХ 25 через электрическую цепь обеспечивает подачу воздуха независимо от положения дроссельной заслонки. Устройство поддерживает повышенную частоту вращения КВ при прогреве двигателя, избавляя водителя на режимах XX от необходимости следить за этим процессом.
Система зажигания двигателей с электронным управлением позволяет изменять величину угла опережения зажигания по оптимальному закону по сравнению с традиционным управлением. Управление работой двигателя осуществляют исполнительные механизмы, обеспечивающие через ЭМФ подачу топлива в двигатель.
В зависимости от входных параметров наиболее широкое применение получили системы, входными параметрами которых являются давление (разрежение) в ВТ, частота вращения КВ двигателя и положение дроссельной заслонки.
Система питания двигателя ЗМЗ-4062.10 содержит механические и электрические элементы. В механической части находится ЭБН, фильтр тонкой очистки топлива (ФТО), топливная рампа, ЭМФ, регулятор давления топлива, система улавливания паров бензина (СУПБ) и нейтрализатор ОГ. Электрическая часть содержит набор базовых датчиков режимов работы (частоты вращения КВ двигателя и нагрузки) и корректирующих датчиков -температуры охлаждающей жидкости, скорости движения, массового расхода воздуха и дроссельной заслонки.
На воздушном патрубке двумя болтами закреплен топливный трубопровод с установленными в нем четырьмя ЭМФ 7. Уплотнение ЭМФ в отверстиях топливного провода и воздушного патрубка обеспечивается с помощью резиновых колец круглого сечения.
Концы ЭМФ входят в отверстия воздушного патрубка 30. Форсунки размещены на впускном патрубке с правой стороны под ресивером. Число ЭМФ в системах распределенного впрыска соот-
60
Глааа 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
шнствует числу цилиндров двигателя. Уплотнение ЭМФ в отвер-(чиях топливного провода и воздушного патрубка обеспечивается । помощью резиновых колец круглого сечения.
Топливо из бака 20 подается в ЭБН 22 и под давлением поступает сначала к фильтру тонкой очистки 23, а затем к распредели-юпьному трубопроводу. Фильтр 23 устанавливают на передней менке кабины в подкапотном пространстве.
Система управления двигателем содержит датчик угловых импульсов 33 начала отсчета и частоты вращения КВ двигателя, размещенный над зубчатым венцом 35 диска синхронизации, датчик рециркуляции ОГ и РХХ 25, размещенный на дроссельном пн<рубке 11 ресивера.
Электронный блок 34 снабжен встроенным коммутатором шжигания, разработанным на базе однокристальной ЭВМ с испо-нп.юванием перспективной элементной базы, и размещен под панелью приборов на правой стороне. ЭБУ работоспособен в диапазоне напряжения бортовой сети 6-16 В и защищен от перенапряжения. Для улучшения качества ОГ цилиндры двигателя со-пгнцены между собой патрубками от каждого цилиндра по схеме I 4 и 2-3. На режиме XX и малых нагрузках воздух поступает черна РХХ непосредственно к впускным клапанам.
Корректировку длительности управляющих импульсов осущест-timiior в зависимости от температуры охлаждающей жидкости и воздуха на впуске, сигнала k-зонда, а также датчика температуры ОГ.
ЭБУ управляет работой РХХ, режимами пуска и прогрева дпи(ателя, обеспечивая заданную частоту вращения КВ на этих Режимах.
Кронштейн наконечника трубки троса управления дроссельной заслонкой закреплен с помощью двух болтов на корпусе ВТ.
ЭМФ размещают сверху каждого впускного клапана двигате-|н( Калиброванное отверстие ЭМФ закрывается иглой, управляемой с помощью соленоида, плунжер которого втягивается при про юкании тока через его обмотку. После прекращения электрики кого импульса игла под действием пружины вновь опускается к ыкрывает отверстие, прекращая подачу топлива.
11ижние (выходные) элементы ЭМФ через уплотняющие кольни находятся в специальных гнездах в ВТ, обеспечивая размещении сопла ЭМФ в зоне над впускными клапанами.
I опливный трубопровод выполняет роль демпфера ВТ, умень-uiiui колебания давления топлива в зоне расположения ЭМФ,
61
Системы впрыска бензиновых двигателей
возникающие из-за импульсного характера открытия и их закрытия. Абсолютная величина давления топлива в трубопроводе не зависит от режима работы двигателя. Разность между абсолютным давлением топлива в системе и абсолютным давлением воздуха в ВТ за дроссельной заслонкой поддерживается постоянной 0,3 МПа.
Топливный трубопровод снабжен входным и выходным участками, регулятором давления 8, размещенным на выходном участке и сообщенным через сливной трубопровод 19 с бензиновым баком 20 и четырьмя ЭМФ 7.
Регулятор 8 давления топлива перепускает часть топлива обратно в бензиновый бак 20 по трубопроводу 19. ВТ 10 представляет собой емкость подобранного объема. Газопровод в сборе крепят через прокладку к головке блока цилиндров. К фланцу ВТ через прокладку четырьмя болтами крепят дроссельный патрубок 11.
ВТ 10 снабжен дроссельным патрубком 11с размещенной в нем на горизонтальной оси воздушной заслонкой 13 и кинематически связанной с педалью управления. На корпусе дроссельного патрубка 11 установлен датчик 27 положения дроссельной заслонки (ДПДЗ), подвижная часть которого соединена с осью дроссельной заслонки. На корпусе ВТ 10 размещен РХХ 25, а также кронштейн наконечника трубки троса управления дроссельной заслонкой.
ЭБН 22 включает электрический двигатель постоянного тока с постоянными магнитами и нагнетательный узел ЭБН, производительность которого составляет 50 л/ч топлива при давлении 0,3 МПа. Редукционный клапан ЭБН размещен на топливном трубопроводе рядом с четвертым цилиндром. Электрический двигатель ЭБН получает питание через реле только при работающем двигателе.
ЭБН 22 подает топливо из топливного бака 20 через трубопровод 21 и топливный фильтр 23 и направляет его к ЭМФ. Регулятор 8 давления поддерживает в ВТ постоянное давление.
Количество поступающего воздуха определяют ДМРВ и регулируют его расход при помощи дроссельной заслонки, связанной с педалью управления. Воздух поступает из воздушного фильтра через расходомер 16, гибкий соединительный чехол 14, корпус дроссельной заслонки и камеру повышенного давления. Расходомер 16 снабжен ДМРВ и размещен на шланге между воздушным фильтром и ВТ.
62
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
Управление работой двигателя обеспечивают исполнительные механизмы. Блок управления постоянно контролирует поло-+ 1иие дроссельной заслонки и интенсивность ее перемещения с помощью датчика 27, смонтированного на конце оси дроссельной 1.1<:лонки. При прокручивании КВ двигателя со скоростью ниже минимальной ЭБУ увеличивает длительность импульса, обогащая к>1 ночую смесь. После пуска двигателя расход впрыскиваемого i он лива определяют по параметрам ДМРВ и ДТОЖ.
Система впрыска топлива обеспечивает подачу необходимого rill количества в цилиндры двигателя на всех рабочих режимах с помощью четырех ЭМФ 7, установленных в ВТ. Технические ха-p. !кюристики двигателей семейства ЗМЗ-4062.10 с электронным распределенным впрыском приведены в табл. 1.4.
Большинство автомобилей «Волга» ГАЗ-3110 оснащено современными 16-клапанными двигателями 3M3-4063.10. Системой зажигания управляет ЭБУ «Микас 5.4», разработанный Мос-|.опекой фирмой НПП «Элкар». Кроме ЭБУ в систему входят две и и ушки зажигания, четыре датчика и электромагнитный клапан принудительного холостого хода (ЭПХХ).
Перспективный двигатель ЗМЗ-4052 предназначен для автомобиля «Волга» ГАЗ-3111 и оснащен системой электронного ппрыска с ЭБУ «Микас 7.1».
Вместо 8-разрядного процессора фирмы Siemens в «Автроне» применен 16-разрядный процессор Intel. Применение электронною блока «Автрон» более перспективно по сравнению с ЭБУ Микас». Функциональные блоки взаимозаменяемые, но только последние их модификации «Микас 5.4» и «Автрон М.1.5.4», ЭБУ Микас 5.3» снабжен переходником под разъемы современной । ишемы питания.
Система питания автомобиля «Волга» ГАЗ-3110 снабжена ЭБУ ..юге поколения «Микас 7.1», обеспечивающим выполнение норм «Евро-3». Электронный блок способен распознать все возникающие неисправности в цепях исполнительных устройств (. >МФ или реле). ЭБУ «Автрон» выпускает Старооскольский завод. Выход из строя датчика положения КВ двигателя не позволяет ому продолжить работу.
Блок управления «Автрон» имеет два режима работы. При на-ф .иии на педаль управления дросселем ЭБУ обеспечивает пере- <>д из обычного алгоритма в спортивный. При выключении зажи-1.ШИЯ ЭБУ возвращает в обратный режим.
63
Системы впрыска бензиновых двигателей
Таблица 1.4
Параметры двигателей семейства ЗМЗ-4062
Параметры	Модель двигателя «ЗМЗ»			
	4026.10	4062.10	4063.10	4052.10
Число/тип цилиндров Рабочий объем, л	2,445	4/ря 2,3	дный 2,3	2,5
Диаметр цилиндра	92x92	92x86	92x86	95,5x86
и ход поршня, мм Степень сжатия	8,2	9,3	9,5	9,3
Количество клапанов	4	4	4	4
на один цилиндр Максимальная мощ-	73,5/100*	110/150	90/125	114/155
ность (кВт/л.с) при частоте вращения КВ 5000 мин'1 Максимальный крутя-	182,46/	206/21	191,3/	215,8/22
щий момент Н-м/(кгс м) при частоте вращения КВ 4000 мин'1 Удельный расход топ-	18,6** 292 (215)	252 (185)	19,53*** 265 (195)	258,4 (190)
лива, г/кВт-ч (г/л.с) Порядок работы цилиндров двигателя Расход масла на угар от расхода топлива, % Система вентиляции	Закрыта	1-3 С я, принудит	-4-2 ,3 ельная, дей<	угвующая
картера		за счет разрежения в ВТ		
Система рециркуляции	Подача части ОГ в ВТ на режимах			
Минимальная частота вращения КВ, мин'1 Топливо: основное	АИ-93	частичны 700 АИ-93	х нагрузок -800 АИ-93	АИ-93
дублирующее	А-92	А-92	А-92	А-92
Масса, кг	187	187	187	190
* При частоте вращения КВ 4500 мин'1.
" При частоте вращения КВ 2500 мин’1.
При частоте вращения КВ 5000 мин-1.
64
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
Параметры работы двигателя автомобиля «Волга» ГАЗ-3110 с различными электронными блоками
Система управления	«Микас 5.4» «Автрон М.1.5.4»
Концентрация вредных веществ в ОГ при ездовом (горячем) цикле, г/исп:
СО.....................
CmHn..................
NOX...................
То же на режимах XX при минимальной частоте вращения КВ 750 мин-1:
СО, %..................
СтНп, ррт..............
То же, при 3200 мин-’: СО, %.....................
СтНп, ррт..............
Время разгона (с) на четвертой передаче в диапазоне 40-100 км/ч . . Контрольный расход топлива (л/100 км) при скорости:
90 км/ч...............
120 км/ч...............
Ездовой цикл..............
23,52
4,68
8,98
24,03
5,06
4,79
0,55-0,60 . 180-90
0,50-0,60
220-226
0,19-0,20
. . 53-55
0,25-0,27 ... 70
16,50
16,17
8,80
11,80
14,78
8,36
9,26
15,00
Микропроцессорная система управления двигателем VA3-3159 автомобиля семейства «УАЗ» (система УАЗ) приведена ил рис. 1.19. ОАО «ПУАЗ» разработал новую серию модельного ряда автомобилей ПУАЗ-3160 и УАЗ-3165, соответствующих тре-ьонаниям правил R83-02B. На автомобилях установлен двигатель IM3-409.10 объемом 2,7 л.
Система питания включает два топливных бака 17 и 18, снаб-+ 1Ч1ных ограничителем заправки 8 топлива. Погруженный топливный насос 5, размещенный в левом баке, снабжен указателем уровня топлива. В системе применяют два типа фильтров: фильтр I представляет собой сетчатый фильтр, устанавливаемый непо-। родственно в топливном заборнике, фильтр тонкой очистки 19 ореспечивает тонкую фильтрацию топлива, установлен после на-। оса и выполнен неразборным. Струйный насос 12 обеспечивает днюматическую перекачку топлива из правого бака в левый.
65
Системы впрыска бензиновых двигателей
Алгоритм управления двигателем с обратной связью по составу смеси и с учетом продувки адсорбера. Микропроцессорная система управления включает оборудование ОАО НПП «Элкар» (для ЭБУ «Микас») и ОАО «Автрон» (ЭБУ «СОАТЭ-Автрон»). Результаты испытаний автомобилей семейства УАЗ приведены в табл. 1.5.
Автомобиль УАЗ-316051 оснащен двигателем УМЗ-4213.10 (Vh - 2,89 л, мощность 75 кВт, 8 клапанов) производства АО «Волжские моторы» с системой ЭСУД и 5-ступенчатой КП.
Автомобиль УАЗ-31514 оснащен двигателем УМЗ-420.10 (Vh = 2,445 л, мощность 90 л.с., 8 клапанов) производства АО «Волжские моторы» с системой ЭСУД и 5- и 4-ступенчатой КП.
66
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
Рис. 1.19. Микропроцессорная система управления двигателем автомобиля УАЗ (система УАЗ-3159 «Барс»)
1 - адсорбер; 2 - атмосферный штуцер; 3 - клапан продувки адсорбера; 4 - фильтр электрического бензинового насоса; 5 - электрический бензиновый насос; 6 - заправочная горловина; 7 - пробка бензинового бака; 8 - трубопровод ограничителя заправки бензинового бака; 9 - продувочная магистраль; 10 - соединительный трубопровод; 11 - трубопровод подачи топлива; 12 - струйный насос; 13 - клапан бензобака; 14 - герметичная пробка топливного бака; 15 - фильтр; 16 - регулятор давления топлива; 17 - дополнительный топливный бак; 18 - основной топливный бак; 19 - фильтр тонкой очистки топлива; 20 - форсунка (условно); 21 -свеча зажигания; 22 - катушки зажигания; 23 - трубопровод подачи топлива; 24 - вакуумный трубопровод; 25 - топливная рампа; 26 - трубопровод; 27 - датчик положения дроссельной заслонки; 28 - педаль управления дроссельной заслонкой; 29 - блок управления; 30 - головка блока; 31 - датчик детонации; 32 - рабочая форсунка; 33 - датчик температуры воздуха; 34 - датчик температуры охлаждающей жидкости; 35 - свеча зажигания; 36 - датчик положения распределительного вала; 37 - диск синхронизации; 38 - датчик частоты и положения КВ; 39 - датчик кислорода; 40 - каталитический нейтрализатор; 41 - регулятор холостого хода; 42 -ресивер впускного трубопровода; 43 - воздушная заслонка; 44 - додрос-сельное устройство; 45 - винт регулировки токсичности ОГ; 46 - электрическая цепь; 47 - датчик массового расхода воздуха; 48 - воздушный фильтр; 49 - соединительная магистраль
◄------------------•
Таблица 1.5
Результаты испытаний автомобилей семейства УАЗ
Автомобиль, двигатель	Токсичность ОГ, г/км				Испаре-ния углеводородов, г/исп	Расход топлива, л/100 км
	СО	СпНт	NOX	+NOX		
УАЗ-316051 УМЗ-4213.10 Vh = 2,89 л	0,48	0,106	0,10	0,206	0,83	12,8
УАЗ-31514 УМЗ-420.10 Vh = 2,445 л 5-ступенчатая КП 4-ступенчатая КП	3,351 1,186	0,194 0,133	0,328 0,282	0,522 0,415	0,271 0,271	13,19 14,50
УАЗ-31539 ЗМЗ-409.10 Vh = 2,70 л	1,19	0,207	1,01	1,217	1,37	12,1
Требования R83-04 («Евро-2»)	5,00			0,70	2,0	
67
Системы впрыска бензиновых двигателей
Автомобиль УАЗ-31539 оснащен двигателем ЗМЗ-409.10 (Vh - 2,7 л, мощность 95 кВт, 16 клапанов) производства ОАО «Заволжский моторный завод» с системой ЭСУД и 5-ступенчатой КП.
ЭБУ типа «Микас 7.2» установлен в салоне автомобиля со стороны пассажира на щитке передка под панелью приборов. ДПКВ находится спереди на двигателе рядом с зубчатым диском синхронизации в приливе передней крышки распределительного вала. Номинальный зазор между торцом датчика и зубом диска синхронизации должен быть в пределах 0,5-1,2 мм. ДПРВ 36 устанавливается на двигателе с левой стороны сзади в приливе головки блока цилиндров у четвертого цилиндра со стороны выпускного трубопровода. Номинальный зазор между торцом датчика и штифтом-отметчиком должен быть в пределах 0,5-1,2 мм.
Регулятор дополнительного воздуха крепится с одной стороны к дроссельному устройству двумя винтами. К выходному штуцеру регулятора проводится резиновый шланг от ресивера. ДТОЖ устанавливается на корпусе термостата, датчик температуры - на блоке цилиндров справа перед ресивером, датчик давления топлива - на топливной рампе, датчик кислорода - в системе выпуска ОГ на приемной трубе глушителя перед нейтрализатором. Четыре топливные ЭМФ устанавливаются сверху справа на двигателе в специальные седла-отверстия на ВТ и прижимаются топливной рампой через уплотнительные кольца.
ЭБН находится на левом лонжероне рамы и сообщается одним резиновым шлангом с фильтром-отстойником, а вторым - с фильтром тонкой очистки топлива, расположенным под капотом. Электродвигатель ЭБН охлаждается проходящим потоком топлива, во избежание его выхода из строя допускается включать ЭБН при отсутствии в магистрали или баках топлива на время не более 2 мин. В новых конструкциях автомобилей ЭБН 5 размещен в основном топливном баке 18.
Регулятор давления топлива находится с правой стороны двигателя на топливном трубопроводе форсунок сзади. Струйный насос 12 закреплен на топливных шлангах у левого лонжерона рамы. Дроссельное устройство крепят к входному фланцу ресивера ВТ.
Главное реле включается ЭБУ и предназначено для подачи напряжения бортовой сети на все основные элементы системы управления двигателем. Силовая цепь главного реле, идущая от аккумулятора, защищена от коротких замыканий на массу жгуто-
68
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
ним плавким предохранителем на 20 А. Одновременно цепь зажи-Н1пия защищена от коротких замыканий на «массу» плавким предохранителем на 10 А. Предохранители устанавливаются в колод-► о и крепятся так: 20 А - к главному реле и 10 А - к реле ЭБН. I паиное реле крепится на щитке передка над двигателем, рядом с реле ЭБН, находящимся над главным реле. Катушки зажигания размещаются на крышке коромысел двигателя.
Контрольная лампа диагностики двигателя (диагностическая и, 1мпа) установлена в блоке контрольных ламп приборов автомо-пиля. Разъем диагностический служит для осуществления режима самодиагностики блока управления и для подключения । редств автоматизированной внешней диагностики и программи-рпнания системы управления двигателя, он находится под капо-iiiM на щитке передка слева и закрывается защитной крышкой. 11еигрализатор устанавливается в системе выпуска ОГ сразу по-< не приемных труб (перед глушителем и резонатором).
Система «К-Jetronic». На автомобильном транспорте до 1'180 г. наибольшее распространение получили механические । поемы управления в зависимости от величины расхода возду-
Система впрыска топлива «К-Jetronic» представляет собой механическую многоточечную систему, осуществляющую непрерывное дозирование топлива, пропорциональное количеству пи щуха при такте впуска (рис. 1.20). Система «К-Jetronic» периодически впрыскивает отмеренную дозу топлива в зону перед впускными клапанами каждого цилиндра. Форсунки открываются ,(вк>матически при определенном давлении и непрерывно впры-। иипают распыленное топливо в ВТ перед каждым цилиндром. I '<>1 улятор состава смеси состоит из расходомера воздуха и распределителя топлива.
Для измерения расхода воздуха используют расходомер в виде пластины, размещенной в ВТ. Пластина связана с плунжером с немощью рычажной системы, обеспечивающей пропорциональнее их перемещение. При увеличении расхода воздуха пластина перемещается и перемещает плунжер таким образом, что площадь проходного сечения увеличивается и увеличивается расход юнпива.
Воздух, поступающий в двигатель, проходит через расходомер 28 и смещает напорный диск 7. Величина отклонения датчика hi положения покоя является мерой количества воздуха. Управляющий поршень 11 в распределителе топлива 9 перемещается под
69
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 1.20. Функциональная схема системы «К-Jetronic»
1 - термический временной датчик; 2 - рабочая форсунка; 3 - впускной трубопровод; 4 - соединительный трубопровод; 5 - дроссельная заслонка; 6 - клапан дополнительного воздуха; 7 - напорный диск; 8 - верхняя часть камеры; 9 - дозатор-распределитель топлива; 10- трубопровод подачи топлива; 11 - управляющий распределительный плунжер; 12 - трубопровод подачи топлива к рабочим форсункам; 13 - трубопровод подачи топлива; 14 - нагнетательный трубопровод; 15-регулятор подачи топлива; 16 - дозатор топлива; 17 - регулятор давления с толкающим клапаном; 18 - трубопровод возврата топлива; 19 - топливный бак; 20 - рычаг; 21 - регулировочный винт; 22 - трубопровод подачи топлива пусковой форсункой; 23 - трубопровод; 24 - топливный фильтр; 25 - топливный аккумулятор; 26 - трубопровод; 27 - топливный насос; 28 - расходомер воздуха; 29 - регулировочный винт; 30 - пусковая форсунка; 31 - реле электрического бензинового насоса; 32 - прерыватель-распределитель;
33 - выключатель зажигания; 34 - аккумуляторная батарея
воздействием качающегося рычага 20 диска расходомера. На режимах XX и полной нагрузки двигателя воздушный поток обладает большой степенью пульсаций, что вызывает колебания пластины воздушного датчика. Для сглаживания таких колебаний управляющий поршень распределителя топлива сообщается с надпоршневой полостью, заполненной топливом под давлением. Перемеще
70
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
ние управляющего поршня вверх вызывает перетекание топлива через ограничитель в магистраль управляющего давления.
Распределитель топлива установлен на фланце расходомера. Управляющий поршень распределителя опирается на регулируемый ограничитель рычага пластины датчика. В процессе работы 1ППЛИВО, проходящее через топливный аккумулятор 25, после 1маановки двигателя сохраняет на определенное время величину рлЬочего давление.
Расходомер воздуха представляет собой прибор с прецизионным устройством. Напорный диск очень легкий (толщина 1 мм, диаметр - 100 мм) и крепится к рычагу, снабженному балансиром для уравновешивания системы. На оси вращения рычага напорного диска 7 закреплен второй рычаг с роликом, находящимся в непосредственном контакте в нижней части плунжера дозатора-распределителя. Наличие дополнительного рычага с pci улировочным винтом позволяет изменять относительное понижение рычагов, напорного диска и упорного ролика плунжера распределителя.
Микровыключатель в расходомере воздуха исключает включение электрического бензинового насоса при включенном зажи-ынии и неработающем двигателе. Взаимосвязь перемещений и райо га дифференциальных клапанов обеспечивают стехиометрическое соотношение воздуха и бензина в рабочей смеси.
Пневмомеханическая система работает по параметрам рас->ода воздуха и не учитывает особенностей протекания характери-< 1ик по частоте вращения КВ. Проходящий воздушный поток обеспечивает изменение положения подвижной пластины в рас-"одомере воздуха. Топливный насос обеспечивает непрерывную подачу топлива из бака в аккумулятор давления, позволяющий сохранить необходимую величину давления в системе топливопода-чи Далее через фильтр тонкой очистки (ФТО) бензин поступает в до шор-распределитель, включающий в себя регулятор управляемо! о давления топлива и датчик расхода воздуха.
Дозатор-распределитель топлива соединен питающими топчанными трубопроводами с пусковой и рабочей форсунками и |рубопроводом слива топлива с топливным баком.
На верхнюю часть плунжера со стороны специального регуля-iop.i воздействует гидравлическое управляющее давление. В со-онииствии с конкретным балансом сил распределительный ллун-+ ер перемещается в вертикальном направлении в ту или иную
71
Системы впрыска бензиновых двигателей
сторону. Дозирующая кромка плунжера открывает подачу топлива к форсункам через дозирующие щели в стенках цилиндра.
Рабочие форсунки впрыскивают топливо распределительным плунжером. Топливо в пусковую форсунку поступает из корректора состава смеси без дозирования. Эта форсунка управляется термическим временным реле с регулированием времени включения во время пуска холодного двигателя. Регулятор управляющего давления с нагреваемой биметаллической пластиной во время пуска и прогрева двигателя обеспечивает снижение гидравлического давления, воздействующего на верхнюю часть распределительного плунжера дозатора. Благодаря этому во время пуска и прогрева за счет большего смещения плунжера вверх в двигатель поступает большее количество топлива.
Регулятор системного давления поддерживает величину давления топлива в системе постоянной и возвращает лишнее топливо в бак. Под действием необходимой величины давления открываются ЭМФ. Система управления обеспечивает необходимый состав горючей смеси на различных режимах.
Топливная система содержит топливный бак 19, электрический топливный насос 27, поддерживающий давление топлива, топливный аккумулятор 25, сглаживающий гидравлические удары в системе, топливный фильтр 24, регулятор-распределитель топлива 16, поддерживающий первичное давление в системе, и топливные форсунки.
Топливо под давлением поступает к форсункам, установленным перед впускными клапанами в ВТ. Форсунка непрерывно распыляет топливо, поступающее под давлением. Давление (расход) топлива зависит от нагрузки двигателя (от разрежения в ВТ) и от температуры охлаждающей жидкости.
Количество поступающего воздуха непрерывно измеряется расходомером. Количество впрыскиваемого топлива строго пропорционально (1:14,7) величине поступающего воздуха (за исключением пуска холодного двигателя, работы под полной нагрузкой и т.д.) и регулируется дозатором-распределителем топлива.
Топливный насос 27 забирает топливо из бака 19 и подает его под давлением около 0,5 МПа через топливный аакумулятор 25 и фильтр 24 к дозатору-распределителю 9. В системе впрыска дроссельная заслонка 5 регулирует только подачу чистого воздуха. Для установления требуемого соотношения между количеством поступающего воздуха и количеством впрыскиваемого топ-
72
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
липа используется расходомер воздуха с напорным диском 7 и до спором-распределителем топлива 9.
Электрический бензиновый насос работает независимо от ча-। кны вращения КВ двигателя. Он включается при включенном шжи1ании и вращении КВ. ЭБН имеет двукратный запас по вели-чин(! давления и пятикратный по расходу топлива.
В системах с пневмомеханическим регулированием исполь-iyioi биметаллические элементы, воздействующие на органы до-шронания на режимах пуска.
Система «КЕ-Jetronic» (рис. 1.21) разработана в 1982 г. и представляет собой усовершенствованную механическую систему. оснащенную электронными компонентами. Основное ее отли-
Рис. 1.21. Функциональная схема системы «КЕ-Jetronic»
I 1<>пливный бак; 2 - топливный насос; 3 - топливный аккумулятор; 4 -.... фильтр; 5 - регулятор системного давления; 6 - клапан; 7 -иич । рогидравлический регулятор управляющего давления; 8 - регулятор H.IIIIII'ния; 9 - распределитель топлива; 10 - рычаг; 11 - аккумуляторная ।. 11.ц><;я; 12 - выключатель зажигания; 13 - электронный блок; 14-управ-......... главное реле; 15 - распределитель зажигания; 16 - Х-зонд; 17-ц II U1K положения дроссельной заслонки; 18 - клапан дополнительного .....духа; 19 - термовременной выключатель; 20 - пусковая форсунка; 21 -рабочая форсунка; 22 - напорный диск
73
Системы впрыска бензиновых двигателей
чие заключается в конструктивном изменении распределения топлива. Электромагнитный привод обеспечивает управление величиной давления в дифференциальных клапанах. Исполнительная часть системы во многом повторяет систему «К-Jetronic». Повышение точности достигнуто путем замены механического регулятора в дозаторе электрогидравлическим регулятором давления топлива 7. Подчиняясь командам электронного блока 73, регулятор давления поддерживает в магистралях требуемое давление, Х-зонд информирует ЭБУ о количестве свободного кислорода в ОГ. Нарушение работоспособности Х-зонда сопровождается повышенным расходом топлива.
Система представляет собой дальнейшее развитие механической системы «К» и позволяет оптимизировать точность дозирования топлива. Она использует принцип постоянного впрыска и оснащена электронным блоком управления. На рычаге расходомера воздуха установлен потенциометр (реостатный датчик) и выключатель положения дроссельной заслонки. Потенциометр через электрическую цепь сообщен с ЭБУ 13, поступающие электрические сигналы информируют о положении напорного диска 22 расходомера воздуха.
Система включает ЭБН, накопитель топлива, топливный фильтр, регулятор давления топлива в системе, дозатор-распределитель топлива, электрогидравлический регулятор управляющего давления, пусковую форсунку, датчик Холла, ДПДЗ, клапан дополнительной подачи воздуха, термический датчик, термическое реле, потенциометр напорного диска и блок управления.
Основой этой системы является механико-гидравлическое устройство управления впрыскиванием. Поток воздуха отклоняет напорную пластину расхода воздуха, управляющую дозирующим плунжером. В зависимости от его положения регулируется сечение дозирования профильных пазов. Основной функцией системы «КЕ» является дозирование топлива в зависимости от количества воздуха, поступающего в двигатель.
Дополнительная информация для управления электрогидравлическим регулятором давления поступает от функциональных датчиков, выходные сигналы которых обрабатывает ЭБУ. В ЭБУ поступают сигналы от ?1-зонда, преобразующиеся в команду для регулятора управляющего давления. Основным параметром, определяющим расход впрыскиваемого топлива, служит количество поступающего в двигатель воздуха.
74
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
Регулятор управляющего давления 7 представляет собой янжфический клапан, управляемый электронным блоком 13. I'nOoia системы дозирования определяется положением биме-|||лиической пластины.
При разгоне автомобиля ЭБУ вырабатывает команды на увеличение подачи топлива на основе сигнала напряжения от потенциометра измерителя расхода воздуха, величина которого пропорциональна смещению напорного диска измерителя.
На режиме ПХХ (при отпускании педали дросселя) дроссельная заслонка возвращается в исходное состояние. ЭБУ получает информацию о частоте вращения КВ от встроенного в распреде-ннн!ль зажигания датчика Холла. Если частота вращения действи-цнп.но находится в пределах частоты вращения КВ, при которой должна прекращаться подача топлива на режиме ПХХ, то ЭБУ изменяет направление тока управления, проходящего через обмот-ьу .нюктрогидравлического регулятора давления. В результате шио биметаллическая пружина отходит от седла, давление в нижних камерах распределителя топлива поднимается почти до 1н.1чения управляющего давления и пружины нижних камер диа-Фрагмы перекрывают каналы подачи топлива из верхних камер распределителя к форсункам. Момент прекращения подачи топ-ИИП.-1 на режиме ПХХ определяется температурой охлаждающей жидкости. При прогретом двигателе прекращение подачи топлива происходит раньше, что позволяет избежать его повышенного расхода.
Система «КЕ-Jetronic» представляет более совершенную । чему по сравнению с «К-Jetronic» и отличается в основном наличием усовершенного ЭБУ и большим количеством датчиков и дополнительных систем, а также конструктивным выполнением pci улятора-распределителя, снабженного встроенным электро-। пдравлическим регулятором и управляемым ЭБУ. Она содержит д.нчик всасываемого воздуха, исполнительный механизм регули-ропания качества смеси и регулятор давления. Датчик расхода по щуха соединен с плунжером и потенциометром, сигнал с которой) поступаете ЭБУ.
Система работает следующим образом. ЭБН 2 обеспечивает подачу топлива из топливного бака 1 под давлением к дозатору распределителю 9 через накопитель 3 и топливный фильтр 4. И дозаторе-распределителе топливо поступает в верхние камеры дифференциальных клапанов под давлением, измеряемым регу
75
Системы впрыска бензиновых двигателей
лятором 7 в зависимости от положения плунжера-распределителя. Количество топлива, необходимое для приготовления топливной смеси и подающегося к ЭМФ, регулируется диафрагмой дифференциальных клапанов, находящейся под действием управляющего давления.
Давление топлива в системе определяется соответствующим регулятором, который устанавливает диапазон изменения давления в системе и регулирует дифференциальное давление. Регулятор управляющего давления 7 представляет собой электрический клапан, управляемый ЭБУ 13. Регулятор включаете себя биметаллическую пластину, от положения которой зависит подача топлива к регулятору.
При увеличении частоты вращения КВ двигателя подача топлива к регулятору ограничивается, а при снижении частоты увеличивается. По сигналам датчиков ЭБУ вычисляет режим работы двигателя и обеспечивает управление клапаном регулятора управляющего давления.
Клапан дополнительной подачи воздуха управляется ЭБУ и работает при холодном пуске и прогреве двигателя. В пусковых режимах в зависимости от температуры охлаждающей жидкости пусковая форсунка распыляет топливо в ВТ и обеспечивает обогащение для надежного пуска двигателя.
Система «Mono-Jetronic» (рис. 1.22) представляет собой функциональную схему системы электронного управления впрыска топлива по количеству всасываемого воздуха. Это электронно-пневматическая система впрыска топлива. Одноточечный или центральный впрыск появился в 1987 г. и предназначен для двигателей малого и среднего объема до 1,8 л.
Система управления содержит датчики частоты вращения КВ и положения дроссельной заслонки. Это сравнительно простая одноточечная система с подачей топлива через центральную форсунку, управляемую электромагнитным клапаном. Управление системой осуществляется ЭБУ, получающим информацию от функциональных различных датчиков.
Система «Mono-Jetronic» снабжена форсункой, расположенной перед дроссельной заслонкой 10, электронным блоком 13 и центральным узлом 7. В нем расположена дроссельная заслонка, выключатель ее положения и датчик температуры всасываемого воздуха. Устройство, определяющее положение дроссельной за-
76
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
Рис. 1.22. Функциональная схема системы «Mono-Jetronic»
/ юпливоподкачивающий насос; 2 - топливный бак; 3 - трубопровод ш пирата топлива; 4 - трубопровод подачи топлива; 5 - электрический пншивный насос; 6 - топливный фильтр; 7 - узел центральной форсунки; Л регулятор системы холостого хода с шаговым двигателем; 9 - датчик положения дроссельной заслонки; 10 - дроссельная заслонка; 11 - электрический подогреватель; 12-Х-зонд; 13 - ЭБУ; 14 - коммутатор сигнала чп< нны вращения КВ; 15 - выключатель зажигания; 16 - аккумуляторная (пырея; 17-датчик температуры охлаждающей жидкости; 18-свеча зажигания; 19 - прерыватель-распределитель
। ж тки, представляет собой потенциометр, информирующий ЭБУ <> <ч! положении в данный момент времени.
I опливо впрыскивается с определенными интервалами. Рас-“<щ воздуха определяется положением дроссельной заслонки, н-мпературой всасываемого воздуха и частотой вращения КВ. ь проектировка подачи топлива осуществляется по импульсам, получаемым отдатчиков температуры всасываемого воздуха, ох-лпждающей жидкости и потенциометра дроссельной заслонки.
ЭБУ сглаживает колебания напряжения бортовой сети и осу-щ«ч.(вляет регулировку XX. Величина подачи воздуха на режимах холостого хода достигается вращением запорного органа < пениальным электродвигателем. ЭБУ воспринимает скорость «ращения запорного органа и при режиме ускорения горючая । месь обогащается.
77
Системы впрыска бензиновых двигателей
Система содержит электрический подогреватель 11 топлива в ВТ, включаемый с помощью вспомогательного реле при температуре охлаждающей жидкости ниже 65°С, температуре воздуха на впуске ниже 80°С и напряжении питания более 8 В. Эти условия имеют место на непрогретом работающем двигателе с минимальной электрической нагрузкой от вспомогательных агрегатов. Электрический подогреватель 11 ВТ размещен в нижней его части непосредственно под агрегатом центрального впрыска топлива. Он служит для ускоренного прогрева системы пуска холодного двигателя. Это обеспечивает быстрое испарение топлива и его равномерное распределение по цилиндрам. В результате улучшаются ездовые качества с холодным двигателем и уменьшается токсичность ОГ.
Топливо из бака 2 подается ЭБН 1 под давлением по трубопроводу подачи топлива 4 через фильтр 6 к узлу 7 центральной форсунки, при этом постоянное давление поддерживает регулятор. Избыток топлива по трубопроводу возврата 3 поступает в бак 2. Форсунка по команде ЭБУ 13 открывается и впрыскивает топливо в наддроссельное пространство. ЭБУ постоянно отслеживает положение дроссельной заслонки и скорость ее движения (ускорение, замедление) через датчик 9, установленный на конце оси дроссельной заслонки.
При пуске двигателя, когда частота вращения КВ ниже минимальной, ЭБУ обогащает горючую смесь, увеличивая продолжительность открытия форсунки, а при пуске холодного двигателя включает электрический подогреватель 11 в ВТ. После пуска двигателя длительность открытия форсунки корректируется на основе информации от датчика 17 температуры охлаждающей жидкости, датчика температуры воздуха, установленного в корпусе воздушного фильтра.
ЭБУ выключает электрический подогреватель при рекомендуемой температуре охлаждающей жидкости. Количество топлива, подаваемого форсункой, регулируется электрическим импульсным сигналом ЭБУ.
Принципиальная схема системы центрального впрыска (рис. 1.23) содержит центральный узел 7топливоподачи с размещенными в нем подводящей магистралью 27 и отводящей магистралью 26 топлива и регулятор 32 давления топлива.
Центральный узел системы впрыскивания топлива 7 содержит топливную форсунку 6 для впрыска топлива, дроссельную заслон-
78
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
I ’ис. 1.23. Система питания двигателя с центральным впрыском топлива
I двигатель; 2 - выпускной патрубок системы охлаждения; 3 - датчик ii’MiiepaTyphi охлаждающей жидкости; 4 - регулятор системы XX с шаго-iii.im двигателем; 5 - сектор привода дроссельной заслонки; 6 - топлив-н,hi форсунка; 7 - центральный узел топливоподачи; 8 - электрическая цепь; 9 - электрическая цепь; 10 - электрическая цепь; 11 - впускной патрубок; 12-реле; 13 - датчик положения дроссельной заслонки; 14-воздушный фильтр; 15 - Х-зонд; 16 - выпускной трубопровод; 17-датчик .||>с.олютного давления; 18- каталитический нейтрализатор; 19- сигналь-н.in лампа; 20 - ЭБУ; 21 - реле топливного насоса; 22 - топливный бак; . ’.т электрический топливный насос; 24 - датчик скорости; 25 - разда-iочная коробка; 26 - отводящая магистраль; 27 - подводящая магист-11.1 ль; 28 - коробка передач; 29 - трубопровод управляющего разрежения; К) топливный фильтр; 31 - впускной трубопровод; 32 - регулятор давления; 33 - датчик температуры воздуха
। у с потенциометром, регулятор холостого хода 4 с шаговым дви-I.пелем, электронный блок управления 20, регулятор давления iполива 32 и датчик положения дроссельной заслонки 13. Этот v к;л устанавливают на входе ВТ вместо карбюратора. Для отбора р.гфежения имеются три патрубка, соединенные с задроссель-Hi.iM пространством.
ВТ 23 сообщен через трубопровод системы вентиляции и клапан с топливным баком 22. Регулятор давления топлива 32 снаб
79
Системы впрыска бензиновых двигателей
жен пружиной, регулировочным винтом и клапаном подачи топлива. ЭБУ 20 через выходные электрические цепи сообщен с шаговым электродвигателем регулятора холостого хода 4, электромагнитной форсункой 6, и через выходные цепи с цепями подачи топлива, контрольной лампой 19, распределителем зажигания, а через входные электрические цепи - с датчиком дроссельной заслонки 13, датчиком давления 17 в ВТ, датчиком температуры 3 охлаждающей жидкости, Х-зондом 15 и через входные цепи - соответственно с выключателем зажигания, распределителем системы зажигания, датчиками скорости 24 и пройденного пути. Кроме того, через электрическую цепь он сообщен с блоком питания.
Датчик температуры воздуха обеспечивает измерение температуры воздуха, поступающего в двигатель. Датчик абсолютного давления воздуха предоставляет информацию, которая в совокупности с данными датчика температуры воздуха позволяет ЭБУ рассчитать расход воздуха, поступающего в цилиндры двигателя.
Регулирование расхода топлива осуществляют по трем параметрам - углу поворота дроссельной заслонки, частоте вращения КВ и давлению в ВТ. Электронный блок управления 20 получает сигналы от датчика давления в ВТ. В зависимости от режима работы двигателя он корректирует состав горючей смеси по электрической цепи датчика распределителя зажигания.
Когда дроссельная заслонка открывается, топливо из форсунки 6 поступает в виде факела во впускной трубопровод, впускные каналы и двигатель 1. Давление топлива и сечение электромагнитной форсунки 6 являются постоянными величинами и доза топлива определяется только продолжительностью открытия форсунки.
При центральном впрыске топливо впрыскивается в общий ВТ одной форсункой, установленной над дроссельной заслонкой. Форсунка снабжена шестью распылителями, обеспечивающими высокий уровень смесеобразования. Центральная форсунка характеризуется низким сопротивлением обмотки электромагнита (4-5 Ом).
Система снабжена регулятором холостого хода, шаговым электродвигателем и устройством контроля распыления топлива, обеспечивающим его подвод из бака. Величину угла опережения зажигания регулируют в зависимости от частоты вращения КВ двигателя.
Воздух в агрегат поступает из воздушного фильтра 14. Дроссельной заслонкой агрегата управляют с помощью педали через
80
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива 
। .ок гор 5. ЭБУ 20 постоянно контролирует положение дроссельной заслонки и скорость ее движения через датчик 13, установленный на конце вала дроссельной заслонки. ЭБУ управляет I'XX 4 независимо от положения дроссельной заслонки.
При пуске двигателя, когда частота вращения КВ ниже минимальной, ЭБУ увеличивает длительность импульсов форсунки 6 для обогащения горючей смеси, а при пуске холодного двигателя дополнительно через реле 12 в определенный период включает шоктрический подогреватель 31 на ВТ. Нажимать на педаль управления воздушной заслонкой во время пуска двигателя недопустимо. После пуска двигателя длительность импульсов форсунки 6 корректируется в соответствии с заданной программой в зависимости от данных датчика температуры воздуха 33, установленного в корпусе воздушного фильтра 14, датчика 3 температуры охлаждающей жидкости, датчика абсолютного давления 17, ннорый отбирает управляющее разрежение по трубопроводу 29 из задроссельного пространства центрального агрегата.
После прогрева двигателя минимальная частота вращения КВ на режиме холостого хода устанавливается РХХ 4 по команде ЭБУ л зависимости от нагрузки на ДВС. ЭБУ 20 отключается от управления РХХ 4 при достижении автомобилем определенной окороти, информация о которой поступает в ЭБУ от датчика скорости .’4, установленного на раздаточной коробке 25.
При движении автомобиля на прогретом ДВС ЭБУ формирует длительность импульса форсунки 6 в зависимости от данных датчика 15 концентрации кислорода, установленного в выпускном |рубопроводе 16. При возникновении неисправности в системе пи1ания в комбинации приборов загорается контрольная лампа I1). Загорание лампы не означает, что двигатель должен быть, немедленно остановлен, так как ЭБУ имеет резервные системы, по-1ноляющие ДВС работать практически в нормальном режиме.
Топливо из бака 22 электрическим бензонасосом 23 подается под давлением по нагнетающей магистрали через встроенный । поливный фильтр 30 к агрегату центрального впрыскивания топлива. Регулятор давления топлива 32 поддерживает постоянное давление подачи топлива к форсунке 6. Избыток бензина по отво-дящей магистрали возвращается в бак 22. Форсунка 6 по команде )1>У 20 открывается и впрыскивает топливо в наддроссельное пространство агрегата. ЭБУ формирует продолжительность от-Н»ытия форсунки (длительность импульса) в зависимости от обо
81
Системы впрыска бензиновых двигателей
ротов двигателя и его нагрузки таким образом, чтобы постоянно обеспечивать оптимальный состав горючей смеси. Если в течение 2 с после включения зажигания прокрутка двигателя не начинается, ЭБУ выключает реле и ожидает режима прокрутки. После ее начала ЭБУ вновь включает реле, обеспечивая включение ЭБН.
Одноточечная система впрыска как промежуточный этап при переходе от карбюратора к системам распределенного впрыска топлива, устанавливалась на автомобилях в основном в 80-х годах XX в. В 90-х годах она была практически полностью вытеснена многоточечным или распределенным впрыском.
Система центрального впрыска топлива фирмы GM устанавливается на заднеприводных автомобилях «Лада» моделей 21044, 21073, 21214, предназначенных на экспорт.
Система центрального впрыска реализована в двигателях ВАЗ-21214 рабочим объемом 1,7 л, оборудованных ЭБУ EFI-4 и ITMS-6F и обеспечивает выполнение норм «Евро-3». Система центрального спрыска для автомобилей классической компоновки (универсала ВАЗ-21044, седана «Лада-2107» и полноприводной «Лада Нива 1.71») разработана автозаводом ВАЗ совместно с фирмой GM. В системе питания применен ЭБН роликового типа, включаемый через реле. При установке выключателя в положение «Зажигание» или «Стартер» после пребывания в положении «Выключено» более 15 с ЭБУ запитывает реле для включения ЭБН.
Электрический бензонасос расположен в бензобаке и конструктивно объединен с трубкой обратного слива топлива и указателем уровня топлива. Топливный фильтр установлен в отсеке двигателя и рассчитан на пробег 80 тыс. км при использовании высококачественного бензина. Количество горючей смеси регулируется дроссельной заслонкой.
При включении зажигания ЭБУ включает на 2 с реле ЭБН и насос создает давление в магистрали подачи топлива. После начала вращения КВ ЭБУ будет работать на пусковом режиме, пока обороты не превысят 420 мин'1. В ином случае возможно переключение на режим продувки двигателя. Длительность каждого импульса на форсунку составляет 4-6 мс в зависимости от температуры охлаждающей жидкости и положения дроссельной заслонки.
При движении автомобиля с прогретым двигателем контроллер формирует длительность импульса форсунки в зависимости от частоты вращения КВ, а также использует данные от датчика абсолютного давления, датчика положения дроссельной заслонки
82
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
и д;пчика концентрации кислорода. На режиме ускорения ЭБУ pein ирует на резкое открытие (или прикрытие) дроссельной заслон-пи и, соответственно, увеличивает или уменьшает подачу топли-нп, вплоть до полного ее прекращения на определенный период.
Система центрального впрыска (рис. 1.24) содержит центральный узел топливоподачи 8 с размещенными в нем каналами подвода 10 и отвода топлива 3 и регулятор давления 6. Центральный у |<>л системы впрыскивания содержит топливную форсунку 9, дроссельную заслонку 2 с потенциометром, регулятор холостого иода 1 с шаговым двигателем и электронный блок управления 13.
26	25	24
I ’ис. 1.24. Дозирующий узел системы центрального впрыска топлива
I шаговый двигатель; 2 - датчик положения дроссельной заслонки; 3 -, и перстне слива топлива в бак; 4 - пружина регулятора; 5- регулировочный винт; 6 - регулятор давления топлива; 7 - соединительный канал; 8 -► приус узла; 9 - форсунка; 10 - канал подвода топлива; 11 - электриче-о.н цепьДПДЗ; 12 - электрическая цепь ЭМФ; 13-ЭБУ; 14 - сигнал по-д.ыи топлива; 15 - сигнал контрольной лампы; 16 - сигнал к распредели-кшю зажигания; 17 - сигнал выключателя зажигания; 18 - сигнал от и.определителя зажигания; 19 - цепь питания от аккумуляторной батареи; .'О сигнал датчика пройденного пути; 21 - сигнал выключателя нейтраль-НОИ передачи; 22 - трубопровод системы вентиляции топливного бака;
। возвратный топливный клапан; 24 - л-зонд; 25 - датчик температуры । |«п.1ждающей жидкости; 26 - датчик давления во впускном трубопроводе
83
Системы впрыска бензиновых двигателей
Впускной трубопровод сообщен через трубопровод системы вентиляции 22 и клапан 23 с топливным баком. Регулятор давления топлива снабжен пружиной 4, регулировочным винтом 5 и соединительным каналом 7. ЭБУ 13 через выходные электрические цепи 11 и 12 соединен с шаговым электродвигателем регулятора холостого хода 1 и электромагнитной форсункой 9, а через выходные цепи 14, 15 и 16 сообщен с контуром подачи топлива, контрольной лампой и системой зажигания. Электронный блок 13 через входные электрические цепи связан с потенциометром дроссельной заслонки 2, датчиком давления ВТ 26, датчиком температуры охлаждающей жидкости 25 и Х-зондом 24, а через цепи 17, 18, 20 - соответственно с выключателем зажигания, распределителем системы зажигания, датчиками скорости и пройденного пути. Величина давления топлива и сечение ЭМФ 9 являются постоянными величинами и доза впрыскиваемого топлива определяется только продолжительностью открытия форсунки.
Регулирование расхода топлива осуществляют по углу поворота дроссельной заслонки, частоте вращения КВ и давлению в ВТ. ЭБУ 13 получает сигналы от датчика давления ВТ 26. В зависимости от режима работы двигателя корректируется состав горючей смеси. Система снабжена РХХ, шаговым электродвигателем и устройством контроля распыления топлива. Величину угла поворота электродвигателя регулируют в зависимости от частоты вращения КВ двигателя.
Автомобиль «Святогор» представляет собой базовую модель семейства легковых автомобилей АО «Москвич», соответствующей технической заводской документации «Москвич-214102». На базе автомобиля «Москвич-2141» разработаны его модификации «Юрий Долгорукий» и «Князь Владимир», выполненные с улучшенным оформлением передней части и увеличенной их базой на 200 мм. Технические характеристики автомобилей «Москвич» с различными двигателями приведены в табл. 1.6.
Автомобиль «Святогор» и его модификации оснащены двигателем мод. F3R-272 фирмы Renault. Блок цилиндров выполнен из чугуна, а головка блока цилиндров - из алюминиевого сплава. Маркировка двигателя мод. F3R-272: F - чугунный блок цилиндров, 3-параллельное расположение клапанов и R - рабочий объем цилиндров 1998 см3, индекс 272 - модификация для автомобиля «Москвич-214145».
84
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
Таблица 1.6
Техническая характеристика автомобилей АО «Москвич»
Параметр	Модель автомобиля (двигателя)	
	АЗЛК-214122 (УЗАМ-3317)	«Святогор» (Renault-F3R)
Число мест (включая водителя)/ масса перевозимого груза, кг	5/50	5/50
Масса снаряженного автомобиля, кг	1080	1090
Полная масса автомобиля, кг	1480	1490
Максимальная скорость па 5-й передаче, км/ч	157,3	175,0
Время разгона с места с переключением передач до 100 км/ч, с Время разгона с места, с:	15,8	11,5
на пути 400 м	19,6	18,08
на пути 1000 м	36,96	33,16
Разгон с 60 до 100 км/ч на 4-й передаче, с	14,99	10,90
1 ’азгон с 80 до 120 км/ч на 5-й передаче, с	29,34	18,60
Выбег автомобиля со скорости 50 км/ч, м Контрольный расход топлива (л/100 км) при скорости:	581	569
90 км/ч	6,03	5,6-6,7
120 км/ч	8,24	7,9-8,9
Ездовой цикл	9,1	8,5
Система подачи топлива выполнена распределенной и обеспечивает подачу топлива во впускные патрубки. Система зажигания бесконтактная, с автоматической корректировкой величины у> ла опережения зажигания по параметрам детонации.
Система управления двигателем снабжена ЭБУ S113717120 фирмы Siemens. Она содержит систему функциональных датчиков и исполнительных устройств. Величину расхода воздуха ЭБУ определяет по частоте вращения КВ, давлению в ВТ и положению дроссельной заслонки. Корректирующие датчики включают ДТОЖ и температуры воздуха. Датчик положения КВ вырабатывает электрический сигнал частоты вращения и положения КВ двигателя. ДНДЗ представляет собой потенциометр, регистрирующий поло
85
Системы впрыска бензиновых двигателей
жение дроссельной заслонки, скорость открытия или ее закрытия. ДТОЖ вырабатывает электрический сигнал температурного состояния двигателя, датчик температуры поступающего воздуха -сигнал температуры воздуха, проходящего через корпус дроссельной заслонки. Информация о содержании кислорода в ОГ поступает от Х-зонда.
Шаговый двигатель обеспечивает управление частотой вращения КВ на режимах холостого хода. Он информирует ЭБУ о положении дроссельной заслонки.
Исполнительные устройства системы питания содержат ЭБН фирмы Walbro (Бельгия), регулятор давления топлива фирмы Bosch или Weber, электрический клапан механизма регулировки холостого хода фирмы Hitachi AESP 207-17, дроссельный патрубок фирмы Solex и четыре ЭМФ фирмы Siemens.
Электронная система подачи топлива включает в себя ЭБН, топливный фильтр, топливопроводы, рампу в сборе с ЭМФ и регулятор давления топлива. Топливный насос выполнен двухступенчатым, роторного типа, неразборным и установлен в бензиновом баке. Он обеспечивает подачу топлива под давлением более 284 кПа.
ЭБН подает топливо к ЭМФ через фильтр Purflux ЕР ЭОС, установленный возле бензинового бака. Воздушный фильтр снабжен фильтрующим элементом Lautrette ELP 3606. Рампа ЭМФ, представляющая собой полую планку с расположенными на ней ЭМФ, закреплена двумя болтами на ВТ. С левой стороны на рампе ЭМФ находится штуцер для контроля величины давления топлива, закрытый резьбовой пробкой.
Система зажигания содержит две катушки Magnetti Marelli BAE 801 с сопротивлением первичной обмотки 1 Ом, вторичной -8 кОм и свечи фирм Bosch W7DCO, Champion N7YCX. Характеристики двигателей автомобилей АО «Москвич», «Святогор-FSR» приведены в табл. 1.7.
На двигателе расположены впускной и выпускной трубопроводы, кислородный датчик с нагревательным элементом, размещенный на приемном трубопроводе, и стартер. На правом брызговике расположен датчик абсолютного давления, диагностический разъем, главный предохранитель и главное реле. Сверху на двигателе в зоне ВТ установлены ЭМФ, датчики положения дроссельной заслонки и температуры воздуха на впуске. Сзади двигателя расположены корпус термостата, датчики температу-
86
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
Таблица 1.7
Технические характеристики двигателя мод. F3R фирмы Renault
Параметр	Модель автомобиля (двигателя)	
	АЗЛК-214122 (УЗАМ-3317)	«Святогор» (Renault-F3R-272)
' 1исло/тип/нумерация	4/рядное/под уг-	4/рядное/под уг-
цилиндров	лом 8° к вертикали от маховика	лом 20° к вертикали от шкива приводов агрегатов
I 'абочий объем, см3	1700	1998
Количество клапанов двигателя	4	4
Диаметр цилиндра и ход поршня, мм	85/75	82,7/93
(: шпень сжатия	8,5	9,8
Номинальная мощность (кВт) при частоте вращения КВ ' >'.>00 или 5250 мин'1	62,5 (5500)	83 (5250)
Максимальный крутящий момент (Нм), при частоте прощения КВ 3200 или 3500 мин'1	130,4 (3200)	168 (3500)
Направление вращения КВ и,стороны шкива	Правое	Правое
< Система питания	Карбюратор, 2140-110701-20	Распределенный впрыск
1 ин блока управления системой впрыскивания и зажигания	—	7700107796, Simens «Fenix 5»
Карбюратор	ДААЗ 140-1107010-20	—
Минимальная частота вращения КВ на режимах холостого хода, мин'1	800-900	800-900
Порядок работы цилиндров двигателя	1-3-4-2	1-3-4-2
Октановое число (04) юплива, не менее	92	92
ры охлаждающей жидкости и положения КВ и распределительного вала.
ЭБУ 13 управляет системами выпуска ОГ и обеспечивает кон-11 )оль испарения топлива. Если сигнал ДТОЖ или датчика темпе-p. нуры поступающего воздуха илиХ-зонда не соответствует опти
87
Системы впрыска бензиновыхдвигателей
мальным параметрам, то ЭБУ 13 включает аварийный режим работы. В этом случае ЭБУ использует заранее заданные величины, позволяющие продолжить работу двигателя на неоптимальных режимах.
Система центрального впрыска газа (рис. 1.25) содержит источник газа 1 (газовые баллоны) с расходно-наполнительным устройством 27, снабженным манометром 24 высокого давления,
Рис. 1.25. Функциональная Схема системы впрыска газового топлива
1 - газовый баллон; 2 - редуктор высокого давления; 3 - пусковой электромагнитный клапан; 4 - электромагнитный газовый клапан; 5 - вакуумный трубопровод; 6 - регулятор давления газа; 7 - газовый трубопровод; 8 - ЭМФ; 9 - карбюратор-смеситель; 10 - воздушный фильтр; 11 - трубопровод; 12 - датчик; 13 - поплавковая камера; 14 - дроссельная заслонка; 15 - впускной трубопровод; 16 - бензопровод; 17 - электромагнитный бензиновый клапан; 18 - функциональный преобразователь; 19 - переключатель; 20 - катушка зажигания; 21 - ЭБУ; 22 - компенсационное кольцо; 23 - трубопровод; 24 - манометр; 25 - заправочный штуцер; 26 -расходный штуцер; 27 - расходно-наполнительное устройство
88
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
ипуцерами 25 и 26 заправки и расхода газа соответственно, выполненными в одном блоке. Газовые баллоны сообщены через Фубопровод 23 с редуктором 2 высокого давления, снабженным компенсатором 22 и регулятором давления газа 6, с электромагнитным и пусковым клапанами 4 и 3 соответственно. Регулятор давления газа 6 при помощи трубопровода низкого давления 7 сообщен с электромагнитной форсункой 8, размещенной перед дроссельной заслонкой 14. С другой стороны регулятор давления । аза 6 при помощи трубопровода управления 5 сообщен с задрос-(.ильным пространством карбюратора-смесителя 9. Переключа-к)ль вида топлива 19 электрической цепью связан с катушкой зажигания 20, электромагнитным бензиновым клапаном 17, сообщенным через бензопровод 16 с поплавковой камерой 13 карбюратора-смесителя 9.
Блок управления 21 топливоподачей и зажиганием связан шектрической цепью с датчиком расхода воздуха 12, размещенным в ВТ 11 перед воздушным фильтром 10. Датчик частоты вращения КВ выполнен в виде бесконтактного устройства определения момента зажигания и представляет собой обмотку, размещенную вокруг высоковольтного провода и сообщенную с блоком управления 21.
Датчик расхода воздуха имеет корпус с отверстиями для крепления, центральное отверстие для прохода воздушного потока и тонкую нить чувствительного элемента термического компенсационного элемента, подключенного к электрической схеме.
Сжатый (или сжиженный) газ под высоким давлением поступает через входной канал и фильтр очистки газа в полость высокого давления. Далее очищенный газ проходит через впускной канал, отжимает уплотнитель от седла и поступает в полость среднего давления, величина которого поддерживается в преде-нах 1,0-1,1 МПа. В дальнейшем газ в зависимости от режима рано гы по каналу поступает в полость низкого давления или в промежуточную камеру. При вращении КВ через ВТ в цилиндры двигателя всасывается воздух, массовый расход которого измеряется датчиками 12 массового расхода воздуха. С увеличением ожущей мощности, развиваемой двигателем, возрастает соот-шчственно расход воздуха. Сигнал сдатчика 12 поступает на вход Функционального преобразователя 18, выходной сигнал которого пропорционален расходу газа.
89
Системы впрыска бензиновых двигателей
Импульсы переменной длительности, управляющие клапанами электромагнитных форсунок, формируются в электронном блоке 21.
При нормальной работе двигателя в выходной полости создается некоторое разрежение, которое по рабочему каналу передается в рабочую полость и путем деформации мембраны вызывает пропорциональное открытие первого регулирующего элемента.
Количество поступающего воздуха в цилиндры ДВС содержит информацию о параметрах, влияющих на необходимое количество топлива, поэтому в данной системе число корректирующих параметров уменьшается. Количество воздуха, поступающего в цилиндры двигателя за единицу времени, пересчитывается на один ход поршня путем деления его на частоту вращения КВ двигателя.
Блок управления 21 получает от датчиков информацию о пуске двигателя и состоянии температурного датчика системы охлаждения, работе системы холостого хода и полной нагрузке двигателя. Блок усиления мощности вырабатывает прямоугольные импульсы напряжения, необходимые для открытия на определенное время электронной впрыскивающей форсунки.
Схема инжекционной подачи сжиженного нефтяного газа (ГСН) и бензина (рис. 1.26) содержит равноценную бензиновую и газовую системы питания. Бензиновая система содержит устройство подачи топлива, воздуха и управления двигателем.
Газовая система содержит газовый баллон 20, сообщенный через электромагнитный газовый клапан 13 с газовым редуктором 15 и диффузором 36 газового смесителя 37.
Электронный блок 33 бензиновой системы сообщен с датчиком положения дроссельной заслонки 30 и датчиком расхода воздуха 35. В системе находится датчик температуры охлаждающей жидкости, маркерный диск, датчик частоты вращения КВ двигателя и регулятор 38 холостого хода.
Газовый редуктор 15 содержит корпус с размещенными на нем штуцерами подвода и отвода газа и теплоносителя. Командная полость через штуцер сообщена с впускным трубопроводом двигателя.
Структурная схема системы впрыскивания газа приведена на рис. 1.27. Система содержит газовый баллон 1, редуктор-испаритель газа 2, дозатор газа 4, газовые форсунки 15 и ЭБУ 10. Газовый баллон 1 через магистральный трубопровод сообщен с редуктором испарителем 2 и электромагнитным клапаном 3 газа.
90
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
18
Рис. 1.26. Принципиальная схема инжекционной подачи ГСН и бензина
I жгут электропроводов; 2 - Х-зонд; 3 - выпускной трубопровод; 4 - гончака блока цилиндров; 5 - свеча зажигания; 6 - электромагнитная форсунка; 7 - бензопровод; 8 - бензиновый фильтр; 9 - электрический бен-1иновый насос; 10 - топливный бак; 11- трубопровод возврата бензина; 12 - газовый трубопровод высокого давления; 13 - электромагнитный । .1зовый клапан; 14 - штуцер отвода теплоносителя; 15 - газовый редук- <>р; 16 - серводвигатель; 17 - вентиляционная трубка; 18 - коробка мультиклапана; 19 - наполнительное устройство; 20 - газовый баллон; 21 - жгут электропроводов; 22 - штуцер подвода теплоносителя; 23 -।оединительный трубопровод; 24 - трубопровод; 25 - переключатель нида топлива; 26 - блок управления ГС)Н; 27 - регулятор давления бен-1ина; 28 - соединительный трубопровод; 29 - пусковая форсунка; 30 -датчик положения дроссельной заслонки; 31 - расходомер воздуха; 32 -*i ут электропроводов; 33 - блок управления подачей бензина; 34 - датчик расхода воздуха; 35 - датчик положения заслонки расходомера; .<(>' - диффузор; 37 - смеситель; 38 - регулятор холостого хода; 39 - датчик давления; 40 - бесконтактный распределитель системы зажигания; I I  аккумуляторная батарея; 42 - жгут электропроводов; 43 - реле; 44 -выключатель зажигания
91
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 1.27. Структурная схема системы впрыска газа
1 - баллон газа; 2 - редуктор-испаритель; 3 - электромагнитный клапан; 4 - дозатор газа; 5 - электрическая цепь; 6 - двигатель; 7 - цепь датчика давления во впускном трубопроводе; 8 - цепь датчика частоты вращения КВ; 9 - цепь Х-зонда; 10 - ЭБУ; 11 - цепь датчика температура охлаждающей жидкости; 12 - цепь датчика положения дроссельной заслонки;
13 - электрическая цепь; 14 -шаговый двигатель; 15 - газовые форсунки
В корпусе распределителя размещен регулируемый плунжер дозатора 4, приводимый в действие шаговым двигателем 14. Регулятор давления газа поддерживает более высокое давление по сравнению с ВТ.
ЭБУ через электрические цепи связан с внешними параметрами и функциональными датчиками, а также с шаговым двигателем 14, который по сигналам ЭБУ 10 открывает каналы выхода газа к форсункам 15. ЭБУ по частоте вращения КВ и давлению во впускном трубопроводе рассчитывает продолжительность открытия форсунки 15.
Газовое топливо равными порциями поступает к различным цилиндрам. Объем газа определяется размером открывающегося отверстия под плунжером и давлением газа до распределителя. Система управления шаговым двигателем полностью контролируется ЭБУ. Точность дозирования газа определяется положением 92
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
шагового двигателя, размещенного в корпусе распределителя. Все блоки, связанные с потребителем топлива, управляются ЭБУ и транслируются в положение шагового двигателя. Правильность дозирования калибруется на каждый тип двигателя.
ЭБУ использует данные по частоте вращения и давлению в ВТ. Шаговый двигатель изменяет свое положение в зависимости от положения дроссельной заслонки и Х-зонда.
Система впрыска газового топлива. Принципиальная схема системы электронного впрыскивания газового топлива фирмы Killer приведена на рис. 1.28. Аппаратура распределенного впрыска
Рис. 1.28. Принципиальная схема системы впрыска ГСН
I - выпускной трубопровод; 2 - Х-зонд; 3~5 - электрическая цепь; 6 -шектронный блок управления; 7 - диагностический разъем; 8 - переключатель вида топлива со светодиодной индикацией; 9-11 - функциональные реле; 12 - датчик давления во впускном трубопроводе; 13 - электриче-। кая цепь; 14 - регулятор давления газа; 15 - магистральный электромагнитный клапан; 16 - трубопровод; 17 - электромагнитный клапан; 18 -редуктор-испаритель; 19 - соединительный канал; 20 - газовый трубопровод; 21 - трубопровод; 22 - дроссельная заслонка; 23 - впускной грубопровод; 24 - бесконтактный распределитель; 25 - штуцер; 26 - доктор-распределитель газа; 27 - электрическая цепь; 28 - электрический дозатор; 29 - жгут электропроводов; 30 - форсунка; 31 - свеча;
32 - головка блока цилиндров
93
Системы впрыска бензиновых двигателей
газа содержит газовый баллон, из которого топливо через расходный вентиль поступает в испаритель 18, а затем по трубопроводу 20 проходит к распределителю 26 и газовым форсункам 30, а затем во впускной трубопровод.
Регулятор 14 обеспечивает сглаживание пульсаций давления газового топлива. Поступление воздуха в двигатель регулируется дроссельной заслонкой 22. Патрубки объединены общим трубопроводом 23.
Датчик частоты вращения КВ установлен на корпусе двигателя. Длительность управляющих импульсов и, следовательно, величина подачи топлива определяется величиной расхода воздуха в ВТ двигателя. При этом включается дополнительный резистор, включенный в цепь блокирующего каскада, что приводит к возрастанию длительности управляющего импульса и к обогащению смеси.
В случае резкого изменения расхода воздуха (разгон автомобиля) срабатывает система ускорения, в результате чего на выходе формирователя импульсов создается последовательность коротких импульсов, обеспечивающих дополнительную подачу топлива для интенсивного разгона автомобиля.
Работа двигателя с малой частотой вращения на режиме холостого хода регулируется винтом упора дроссельной заслонки и потенциометром специального каскада формирователя импульсов. Обогащение смеси при прогреве двигателя обеспечивается увеличением сопротивления управляющей цепи. Пуск холодного двигателя может быть облегчен впрыскиванием дополнительного топлива сначала, а также во время поворота КВ двигателя стартером.
В новых системах ВТ становится объемным и более сложным узлом. В газовых системах с впрыскиванием топлива возможен и хлопок на газу. Для предупреждения и уменьшения его последствий применяют заслонку.
Регулятор 14 поддерживает давление в баллоне выше, чем во впускном трубопроводе. Корпус распределителя содержит регулирующий плунжер, который приводится в действие шаговым моторчиком. Затем газовое топливо поступает равными порциями к различным цилиндрам. Объем газового топлива определяется размером открывающегося отверстия под плунжером и давлением газа до распределителя.
Форсунка имеет диафрагму и обеспечивает постоянное давление. Датчик давления в ВТ является стандартным устройством,
94
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
измеряющим разрежение в ВТ и определяющим нагрузку на дви-। атель.
ЭБУ совместно с микропроцессором рассчитывает команды ио расходу топлива для шагового моторчика. Система имеет ряд (9 11) реле, переключатель вида топлива 8, светодиодную индикацию и диагностический разъем 7 для считывания ошибочных кодов.
Под управлением микропроцессора шаговый моторчик открывает каналы выхода газа к инжекторам. Микропроцессор рассчитывает продолжительность открытия каналов по частоте вращения КВ и величине давления в ВТ, а также на основе программной таблицы с разными комбинациями частоты вращения КВ и величины давления, рассчитанными с нулевой точки.
Возможности расчетных операций ограничены скоростью ша-। ового моторчика, имеющего 160 операций в секунду (полный ход плунжера 225 позиций). Этого недостаточно для устранения пропилов при ускорении. Для решения этой проблемы изменяется давление в распределителе газа с помощью редуктора-регулятора. При увеличении нагрузки давление газа увеличивается и в двигатель поступает больше газа даже при неполном открытии клапана распределителя.
Изменение величины давления газа, подаваемого из редуктора в распределитель, осуществляется соединением редуктора и В Г. Любые изменения величины давления в ВТ передаются на диафрагму второй ступени. Давление, подаваемое на распределитель, может повыситься на 96 кПа и выше по сравнению с величиной давления в ВТ. Давление газа в магистралях подачи газа к Форсункам постоянно поддерживается на уровне атмосферного давления или выше.
Любое внезапное изменение давления в ВТ (изменение на-|рузки) не вызовет задержки на его выравнивание. Величина давления газа в распределителе повышается в линейной зависимости от нагрузки двигателя и достигает 196 кПа при полной на-|рузке. Потребность двигателя в топливе при постоянном числе оборотов не имеет линейного увеличения в зависимости от величины давления газа, но при полной нагрузке коэффициент увеличивается в 3 раза. Последнее достигается из-за небольшой разницы давления в каналах распределителя.
Шаговый электродвигатель отвечает на относительно мед-венное увеличение частоты вращения ротора двигателя. В то же
95
Системы впрыска бензиновых двигателей
время вакуумный регулятор (регулятор давления в редукторе) реагирует значительно быстрее при увеличении нагрузки. Оба механизма обеспечивают точную дозировку топлива с дополнительной корректировкой от Х-зонда и датчика положения дроссельной заслонки.
Запуск двигателя всегда начинается на бензине, поэтому бензиновая система должна оставаться функциональной при установке систем ГСН.
Таблица 1.8
Выброс вредных веществ автомобиля «Лада-110»
Способ испытаний	Компоненты ОГ, г/км		
	СО	CmHn	NOX
ген	0,25	0,015	0,03
«Евро-4»	1,00	0,100	0,08
Электронная система фирмы Kilter относится к газовой аппаратуре четвертого поколения. Она устанавливается на 8- и 16-клапанные двигатели семейства ВАЗ. Автомобили семейства «Лада» отвечают стандарту ЕЭК ООН «Евро-4» (табл. 1.8).
1.4. ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ ЗАЖИГАНИЯ
В современной системе зажигания не используются традиционные распределитель и катушка зажигания. Электронная система зажигания состоит из модуля зажигания, датчика положения КВ, свечей зажигания, высоковольтных проводов и ЭБУ.
Электронная система зажигания двигателей семейства ВАЗ (рис. 1.29) содержит аккумуляторную батарею 1, сообщенную через главное реле 3 и выключатель 5 с ЭБУ 21 и через электрический контакт 11 с модулем зажигания 13. В модуле зажигания расположены две катушки зажигания (12 и 15), два устройства согласования (9 и 19), силовые транзисторы {10 и 18), сообщенные со свечами зажигания 14. ЭБУ управляет модулем, подавая сигнал по цепям управления зажиганием одновременно на первый и четвертый и соответственно второй и третий цилиндры. Такое распределение искры по цилиндрам называется методом холостой искры.
В состав системы включены две катушки с опорным искрооб-разованием, четыре свечи зажигания, высоковольтные провода и
96
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
Рис. 1.29. Принципиальная схема системы зажигания
I аккумуляторная батарея; 2, 4, 7 - электрическая цепь; 3 - главное репо системы зажигания; 5 - выключатель зажигания; 6 - электрическая цепь питания; 8, 20 - контакт модуля зажигания; 9, 19 - согласующее звено; 10, 18 - транзистор; 11- электрический контакт; 12, 15 - катушка за-+ и1ания; 13 - модуль зажигания; 14 - свеча зажигания; 16 - контакт; 17, .''Л 23 - электрическая цепь «массы»; 21 - блок управления; 24 - защитная оболочка; 25 - датчик положения КВ; 26 - площадка; 27 - задающий диск; 28 - электрическая цепь; 29 - предохранитель
конденсатор для подавления радиопомех. Катушки крепятся к <а юциальному кронштейну, расположенному в средней части бло-ка цилиндров. На блоке установлен конденсатор радиопомех. Каждая катушка образовывает искру одновременно в двух цилиндрах, находящихся в ВМТ.
Система зажигания представляет собой электронную, высокой энергии систему. Блок управления по сигналам датчиков определяет момент зажигания и выдает управляющие импульсы на модуль зажигания, в котором объединены две катушки зажигания и коммутатор. Модуль зажигания закреплен на блоке цилиндров двигателя со стороны размещения свечей зажигания.
Система зажигания не имеет подвижных деталей. Она не тре-оует обслуживания и регулировок в эксплуатации. Для точного расчета момента зажигания ЭБУ использует частоту вращения и положение КВ двигателя, массовый расход воздуха, положение дроссельной заслонки, температуру охлаждающей жидкости и наличие детонации.
97
Системы впрыска бензиновых двигателей
В системе зажигания применяют метод распределения искры, называемый методом «холодной» искры. Цилиндры двигателя объединены в пары 1-4 и 2-3.
Модуль зажигания по сигналам блока управления выдает импульсы высокого напряжения на свечи зажигания. Причем включаются сразу две свечи - первого и четвертого или второго и третьего цилиндров. Искрообразование происходит одновременно в цилиндре, находящемся в конце такта сжатия (рабочая искра), и в цилиндре, где заканчивается такт выпуска (холостая искра). Если поршень первого цилиндра находится в ВМТ в конце такта сжатия, то поршень четвертого цилиндра находятся в ВМТ в конце такта выпуска. На искру в свече зажигания четвертого цилиндра идет незначительная энергия, а основная энергия направляется на свечу зажигания первого цилиндра.
Модуль зажигания 13 включает в себя коммутатор и катушки зажигания 12 и 15. Система зажигания содержит четыре электрические цепи. Напряжение электрической цепи питания 6 поступает с выключателя зажигания 5 на контакт 8 модуля зажигания.
Датчик 25 положения КВ двигателя электрической цепью связан с ЭБУ и задающим диском 27 с площадкой 26. Цепь питания обеспечивает подачу напряжения 12 В через предохранитель 29 (15 А) на контакт 11 модуля зажигания 13. Электрическая цепь «массы» соединена с «массой» автомобиля 17 и осуществляется с торца крышки головки цилиндров на контакт 16 модуля зажигания 13.
Блок управления 21 формирует и подает электрический сигнал через цепь управления зажиганием первого и четвертого цилиндров на контакт 8 модуля зажигания (полученный сигнал используется для коммутации первичного тока катушки и выдачи высокого напряжения на свечи первого и четвертого цилиндров), а также формирует и подает электрический сигнал через цепь управления зажиганием второго и третьего цилиндров на контакт 20 модуля зажигания (сигнал используют для коммутации первичного тока катушки и выдачи высокого напряжения на свечи зажигания второго и третьего цилиндров).
Для правильного управления ЭМФ ЭБУ учитывает различные факторы, влияющие на работу двигателя. ЭБУ регистрирует изменение сопротивления датчиков температуры и в зависимости от величины их сопротивления управляет работой корректирующего устройства, согласовывающего продолжительность впрыска
98
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
с температурой. ЭБУ связан с первым датчиком давления, подающим данные давления в ВТ.
Второй датчик предназначен для обогащения горючей смеси на режимах полной нагрузки. Для определения количества дополнительного топлива в режиме ускорения существует связь между ЭБУ и датчиком, учитывающим положение дроссельной заслонки ВТ. Датчик прекращает подачу топлива на работу двигателя в режиме XX и включается при открытии дроссельной заслонки на 2°. 11ри открывании дроссельной заслонки с датчика на ЭБУ подаются импульсы, по которым определяется количество дополнительного топлива в режиме ускорения. Система ускорения блокируется при закрытии дроссельной заслонки.
Комплексная система управления двигателем включает подсистему управления впрыскиванием топлива и подсистему управления углом опережения зажигания (УОЗ).
Усилитель зажигания. В бесконтактной системе зажигания включение и выключение первичной обмотки катушки зажигания происходит по сигналу ЭБУ. Однако этот сигнал, который дости-1ает 8-10 А, не обладает необходимой мощностью для управления током катушки. Поэтому в цепь управления катушкой включен усилитель мощности, который по существу выполняет роль электронного ключа (электронный коммутатор).
Система не имеет регулировок (в том числе и угла опережения зажигания), так как управление зажиганием осуществляет ЭБУ. Модуль зажигания получает сигнал отдатчика положения коленчатого вала, обрабатывает его и посылает в ЭБУ с частотой, равной одному импульсу за 180° поворота КВ. Модуль зажигания (акже посылает сигнал для работы тахометра в комбинации приборов. При оборотах двигателя до 500 мин’1 зажиганием управляет модуль зажигания путем включения каждой катушки с изданным интервалом только на базе данных частоты вращения коленчатого вала.
Карта зажигания - это трехмерная таблица, хранящаяся в памяти ЭБУ, в которой помещены оптимальные значения опережения в зависимости от скорости и нагрузки двигателя. Получив сигналы соответствующих датчиков, ЭБУ обращается к этой таблице, из которой и выбирается требуемое значение опережения, соответствующее текущим условиям работы двигателя. В некоторых случаях, при поступлении дополнительной информации с датчиков, ЭБУ корректирует опережение. Если с датчика детонации по
99
Системы впрыска бензиновых двигателей
ступает информация о начале детонации в каком-то цилиндре, то ЭБУ уменьшает опережение. Алгоритм такой корректировки зависит от модели ЭБУ. Некоторые ЭБУ имеют устройство для тонкой регулировки частоты вращения на режимах XX.
Фрагмент принципиальной схемы электрических соединений основных функциональных элементов автомобиля «Лада-110» (рис. 1.30) содержит ЭБУ 29; датчик детонации 33; датчик темпе-
38 37 36 35 34 33
Рис. 1.30. Электрическая схема соединений автомобиля семейства «Самара»
1 - форсунки; 2 - модуль зажигания; 3, 4, 6 - предохранитель 10 А; 5, 8 -предохранитель 15 А; 7 - реле бензонасоса; 9 - основное реле; 10 - предохранитель 30 А; 11, 12, 13, 14 - электрические провода; 15 - электрический вентилятор; 16 - реле электрического вентилятора; 17, 18 - предохранитель 8 А; 19 - датчик электрического вентилятора; 20 - сигнальная лампа; 21 - электрическая цепь указателя запаса и уровня топлива; 22 -продувочный вентиль; 23 - предохранитель 10 А; 24 - пневматический клапан XX с шаговым электродвигателем; 25 - ЭБН и комплект датчика уровня топлива; 26 - диагностическая колодка; 27 - датчик кислорода; 28 - электрическая цепь кондиционера; 29 - электронный блок управления; 30 - электрическая цепь датчика счетчика пути; 31 - электрическая цепь датчика электронного спидометра; 32 - сигнал к тахометру; 33 -датчик детонации; 34 - датчик температуры; 35 - датчик положения дроссельной заслонки; 36 - датчик массового расхода воздуха; 37 - датчик поворота КВ; 38 - датчик частоты вращения КВ
100
Гпава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
ратуры 34; датчик положения дроссельной заслонки 35; ДМРВ 36; датчик 37 поворота КВ; датчик 38 частоты вращения КВ; пневма-(ический клапан 24 холостого хода с шаговым электромотором; ЭБН 25 и комплект датчика уровня топлива, сообщенный через реле 7 с модулем зажигания 2 и ЭМФ 1; датчик кислорода 27; продувочный вентиль 22; сигнальную лампу 20; диагностическую колодку 26, сообщенную с ЭМФ 1, датчиком кислорода 27 и указателем 21 уровня топлива и его запаса; основное реле 9, сообщенное с модулем зажигания 2 и ЭБУ 29; вентилятор 15, подключенный через реле 16 и выключатель 19. Система снабжена предохранителями 3, 4, 6, 8, 10, 17, 18, 23. ЭБУ получает сигналы по каналам 30-32 соответственно к счетчику пути, электронному спидометру и тахометру.
Кондиционер получает сигнал по цепи 28 от его выключателя на панели приборов. Получив такой сигнал, ЭБУ сначала подстраивает РХХ для компенсации дополнительной нагрузки на двигаюсь от компрессора кондиционера, а затем включает реле, управляющее работой компрессора кондиционера.
Электрический вентилятор 15 включается и выключается ЭБУ в зависимости от температуры двигателя, частоты вращения КВ, работы кондиционера и других факторов. Его включают с помощью вспомогательного реле, расположенного под консолью панели приборов с правой стороны, при температуре охлаждающей жидкости выше 104°С или при запросе на включение кондиционера. Электрический вентилятор выключается после падения юмпературы охлаждающей жидкости ниже 101°С, после выключения кондиционера или остановки двигателя.
Микропроцессорная система управления зажиганием современных двигателей (рис. 1.31) содержит ЭБУ 7, датчики первичной информации 1-6, сообщенные с ЭБУ 7, выключатель зажигания 8, сообщенный с катушкой зажигания 9 и выходным каскадом К), и электрическую цепь распределителя зажигания 11.
ЭБУ выполнен на базе МП VII, содержащего входной формирователь III импульсов, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) II, каскад I обработки сигнала детонации с помощью датчи-ы 1, ОЗУ V и ПЗУ VI, сообщенные с МП VII.
Входные аналоговые сигналы в АЦП II преобразуются в сигна-П1.1, представляющие собой электрический ток с изменяющимися п.|раметрами (напряжением, силой тока). ЭБУ снабжен блоком пи1ания IV, напряжение которого составляет 5 В.
101
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 1.31. Принципиальная схема микропроцессорной системы управления зажиганием
1 - датчик детонации; 2 - датчик положения дроссельной заслонки; 3 -датчик температуры всасываемого воздуха; 4 - датчик температуры охлаждающей жидкости; 5 - датчик нагрузки; 6 - датчик частоты вращения; 7 - блок управления; 8 - выключатель; 9 - катушка зажигания; 10- выходной каскад; 11 - провод к распределителю зажигания: I - каскад обработки сигнала детонации; II - АЦП; III - входной формирователь импульсов; IV - блок питания; V - ОЗУ; VI - ППЗУ; VII - микропроцессор
В ПЗУ заложена матрица оптимальных величин углов опережения зажигания. Датчик, установленный над специальным (маркерным) диском, позволяет определить угловое положение КВ двигателя, а датчик 6 - частоту его вращения. В конструкции датчика использован индукционный принцип. Датчик абсолютного давления 5, связанный с ВТ, обеспечивает определение нагрузочного режима двигателя. После получения информации о частоте вращения КВ и нагрузке двигателя ЭБУ 7 выбирает из записанной в ППЗУ матрицы оптимальное значение угла опережения зажигания.
Бесконтактная система зажигания получает информацию о частоте вращения КВ от катушки зажигания и обрабатывает ее в ЭБУ. Сигналы проходят формирователь III импульсов прямоуголь-
102
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
	систем впрыска топлива 
пои формы и поступают на делитель частоты, преобразующий ча-< iory импульсов в соответствии с порядком зажигания.
Формирование импульса соответствует началу работы ЭБУ, обеспечивающего впрыскивание один раз за один оборот КВ не-ынисимо от положения впускного клапана. Длительность импуль-। .I впрыскивания ЭБУ зависит от количества воздуха и частоты прощения КВ двигателя. При необходимости длительность импульса корректируют в зависимости от показаний датчиков температуры охлаждающей жидкости 4 и всасываемого воздуха 3, формирующих сигнал выходного каскада 10.
В микропроцессорных системах зажигания выходной каскад . работает без ограничения тока на всех режимах частоты вращения I'K Стабилизация тока разрыва на заданном уровне (6,5-8,5 А) осуществляется МП за счет поддержания оптимальной продолжи-п'льности протекания тока по первичной обмотке катушки зажи-। апия на основании информации, хранящейся в памяти ЭБУ.
Функциональная схема МКСУД (рис. 1.32) содержит датчики / 14 первичной информации, ЭБУ 25, ЭМФ 23 и систему зажигания 24. Датчики первичной информации представляют собой входные сигналы I (температура, давление), превращающиеся в преобразователе II в аналоговые сигналы, способные принимать любые промежуточные значения между минимальным и макси-м.шьным. В ЭБУ 25 от датчиков 1-14 поступают аналоговые сиг-h.шы, преобразующиеся в АЦП в цифровую информацию. МП 18 обрабатывает полученную информацию по программе, заложенной в блоке памяти ППЗУ 19, с использованием блока (ОЗУ) 20 оперативной памяти.
Выходные сигналы ЭБУ имеют малую мощность. После про--ождения их через выходные каскады усиления они превращают-। я в команды, воздействующие на системы питания и зажигания.
Зависимость между расходом воздуха и величиной угла поворот дроссельной заслонки нелинейная. Потенциометр преобра-iy< я электрическое сопротивление цепи в изменяющееся электрическое напряжение. Полученный сигнал подают в ЭБУ с учетом р.п.хода воздуха и мгновенной частоты вращения КВ. Определяют количество воздуха, поступающего за один ход поршня. ЭБУ корректирует количество впрыскиваемого топлива в соответствии с сигналом, получаемым от барометра, совмещенного с поил щиометром.
103
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 1.32. Функциональная схема управления системами впрыска топлива и зажигания ДВС
1 - датчик частоты вращения КВ двигателя; 2 - датчик углового положения КВ двигателя; 3 - датчик объема всасываемого воздуха; 4 - датчик температуры всасываемого воздуха; 5 - датчик положения дроссельной заслонки; 6 - датчик режима пуска двигателя; 7 - датчик детонации; 8 -датчик компрессии двигателя; 9 - датчик температуры охлаждающей жидкости; 10 - датчик напряжения аккумуляторной батареи; 11 - датчик адсорбера; 12 - датчик рециркуляции ОГ; 13 - датчик засоренности воздушного фильтра; 14 - Х-зонд; 15-АЦП; 16, 18-МП; 17 - входные электрические импульсы; 19 - ППЗУ; 20 - ОЗУ; 21, 22 - каскады усиления функциональных систем двигателя; 23 - электромагнитные форсунки; 24 - модуль системы зажигания; 25 - блок управления; I - входной сигнал датчика (датчик первичной информации); II - преобразователь входного сигнала; III и IV - электрические цепи соответственно аналогового сигнала, АЦП и МП; IV - аналоговый цифровой преобразователь; V - цифровые сигналы ‘<0» или «1»; VII и IX - выходные каскады; VIII - каскады усилителя мощности; X - управляемые системы двигателя
МКСУД использует единую сеть датчиков. Системы первого поколения снабжены элементами управления подачи топлива и зажигания. Современные конструкции дополнительно обеспечивают функции управления системами рециркуляции ОГ, продувки угольного адсорбера, поддержания заданной температуры охлаждающей жидкости, а также автоматической коробки передач.
104
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
МКСУД содержит центральный процессор. МП 18 обрабаты-п.ют полученную информацию по программе, заложенной в блоке памяти, с использованием блока оперативной памяти. Выходные < и1налы микро-ЭВМ не могут быть использованы для непосред-I.шейного управления зажиганием, ЭМФ и ЭБН из-за малой их мощности. После прохождения сигналов через выходные каскады усиления 21 и 22 они превращаются в электрические сигналы, ноздействующие на системы питания и зажигания.
Основными компонентами электронных систем зажигания являются ЭБУ, коммутаторы, датчики, катушки зажигания и свечи. Из наиболее важных датчиков следует отметить датчики нагрузки, чистоты вращения и/или положения, детонации и температуры.
Датчик скорости автомобиля 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.
Реле ЭБН размыкает цепь напряжения топливного насоса при включенном зажигании и остановленном двигателе. Реле ЭБН сохраняет цепь напряжения замкнутой в течение всего времени, пока поступает импульс от катушки зажигания, и предотвращает подачу топлива в случае аварии с целью снижения опасности воспламенения.
Реле скорости двигателя замыкает цепь напряжения клапана уменьшения подачи топлива при скорости, превышающей минимальную скорость двигателя при разомкнутом реле.
В системе зажигания применяется модуль зажигания, состоящий из двухканального коммутатора и двух двухвыводных катушек |.|>кигания. Система зажигания не имеет подвижных деталей и не имеет регулировок, так как управление зажиганием полностью 'нейтронное.
В системе зажигания применяют метод распределения «холо-। ।ой» искры. Цилиндры двигателя объединяются в пары - первый и четвертый (1-4), второй и третий (2-3). Высоковольтные импульсы подаются на соответствующую пару свечей зажигания ( I 4 и 2-3). Искрообразование идет одновременно в двух цилиндрах: в цилиндре, в котором заканчивается такт сжатия (рабочим искра), и в цилиндре, в котором происходит такт выпуска ( холостая» искра). Аналогичный процесс повторяется, когда цилиндры меняются ролями.
105
Системы впрыска бензиновых двигателей
В связи с постоянным направлением тока в первичной и вторичной обмотках, ток искрообразования одной свечи протекает с центрального электрода на боковой, а второй - с бокового на центральный. Система зажигания имеет следующие четыре цепи: цепь питания, цепь «массы», цепи управления зажиганием 1-4 и 2-3 цилиндров.
Принципиальная схема лазерно-искровой системы зажигания приведена на рис. 1.33. Двигатель 26 содержит систему питания с электронным управлением топливоподачи и лазерно-искровую систему зажигания 13 с ЭБУ.
Датчик частоты вращения установлен на корпусе. Длительность управляющих импульсов и цикловой подачи топлива опре-
Рис. 1.33. Принципиальная схема лазерно-искровой системы зажигания газового двигателя с электронной системой управления
1 - микропроцессорная система зажигания; 2 - электрическая цепь; 3 -формирователь (преобразователь) импульсов; 4, 6, 8 - электрическая цепь; 5 - электронный блок управления; 7 - блок накачки; 9 - активная головка лазера; 70 - согласующее устройство; 7 7, 74 - световод; 12 -оптический усилитель; 73 - лазерная система управления; 75 - оптический блок формирования луча; 76 - электрическая цепь к системе зажигания; 77- регулятор давления топлива; 78 - форсунка; 79 - впускной трубопровод; 20 - впускной клапан; 27 - датчик температуры охлаждающей жидкости; 22 - электрическая цепь датчиков; 23 - датчик детонации; 24 - выпускной трубопровод; 25 - Х-зонд; 26 - двигатель; 27 - датчик положения распределительного вала; 28 - датчики внешней среды
106
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
деляются величиной расхода воздуха во впускном трубопроводе двигателя. При этом включается дополнительный резистор, включенный в цепь хронирующего каскада, что приводит к возрастанию длительности управляющего импульса и, следовательно, к обогащению смеси.
В случае резкого увеличения расхода воздуха (разгон автомобиля) срабатывает система ускорения, в результате на выходе формирователя импульсов создается последовательность коротких импульсов, обеспечивающих дополнительную подачу топлива для интенсивного разгона автомобиля.
Датчик расхода воздуха содержит корпус с отверстиями для крепления и центральное отверстие для прохода воздушного по-кжа, тонкую нить чувствительного термокомпенсационного элемента, подключенного к электрической схеме.
ЭБУ сообщен с датчиками положения дроссельной заслонки и расхода воздуха. Система содержит датчик температуры охлаждающей жидкости 21, маркерный диск, датчик частоты вращения КВ и регулятор XX.
Лазерно-искровая система управления 13 содержит микропроцессорную систему зажигания 1, связанную электрической цепью 2 с формирователем 3 импульсов системы зажигания. Формирователь 3 импульсов электрической цепью 4 сообщен с электронным блоком управления 5.
Электронный блок управления 5 через электрическую цепь 6 сообщен с блоком накачки 7, связанным через электрическую цепь 8 с активной головкой 9 лазера. Головка лазера снабжена согласующим звеном 10, связанным через световод 11с оптическим усилителем 12. Оптический усилитель 12 через световод 14 соединен с оптическим блоком 15 формирования луча. Блок 15 >лектрической цепью сообщен с микропроцессорной системой южигания 1.
Система управления опережением зажигания может содержать штатную электронную систему, устанавливаемую на автомобиле. Датчиками внешней среды могут быть параметры влажно-| .| и воздуха, состава ОГ, температуры ОГ и охлаждающей жидкости и других параметров среды, к которой необходимо адаптироваться. Усилитель мощности выполнен в виде транзистора, работающего в классе А, или как усилитель с широтно-импульсной модуляцией. Транзистор связан с обмоткой катушки электромагнитной форсунки 18 и выходом регулятора напряжения.
107
Системы впрыска бензиновых двигателей
Регулятор напряжения выполнен в виде операционного усилителя, соединенного электрической цепью с датчиком расхода воздуха, усилителем и функциональным преобразователем.
Система регулирования заданной температуры датчика расхода воздуха содержит нити накаливания и компенсации соответственно, сообщенные с операционным усилителем и транзистором. Датчик расхода воздуха действует по принципу термического анемометра, содержащего проволоку накаливания, температуру которой поддерживают с помощью системы регулирования температуры. Количество теплоты, отводимое в воздушный поток, является функцией расхода воздуха.
Импульсы переменной длительности, управляющие клапанами электромагнитных форсунок 18, формируются в электронном блоке 5. Сигналы с датчиков воздушной среды позволяют адаптировать систему питания к параметрам, удовлетворяющим требованиям двигателя. При этом нелинейная адаптация достигается вводом сигналов датчика через входы функционального преобразователя, а линейная - через входы регулятора напряжения.
Количество поступающего воздуха в цилиндры двигателя содержит информацию о параметрах, влияющих на необходимое количество топлива, поэтому число корректирующих параметров в данной системе уменьшено. Количество воздуха, поступающего в цилиндры двигателя за единицу времени, пересчитывается на один ход поршня путем деления его на частоту вращения КВ двигателя.
Ширина сигнала преобразователя (формирователя), управляющего делителем, содержит информацию, относящуюся к одному ходу поршня. Ширина импульса пропорциональна промежутку между двумя импульсами зажигания, т.е. обратно пропорциональна частоте вращения КВ двигателя. Выходное напряжение расходомера воздуха поступает на вход преобразователя, управляющего делением и определяющего ширину прямоугольных импульсов, появляющихся на его выходе.
Преобразователь переключается под действием импульсов, поступающих от датчика частоты вращения (электрических импульсов). Микропроцессорный электронный блок управления 5 позволяет на основе информации о частоте вращения КВ и количестве засасываемого воздуха осуществить управление электромагнитной форсункой 18.
Блок управления системой топливоподачи и зажигания работает в диапазоне от 6 до 16 В. Управляющие сигналы поступают
108
Главе 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
<>| датчиков частоты вращения, расхода воздуха, температуры воздуха и охлаждающей жидкости. Обработав их, микропроцессорный блок формирует электрические импульсы напряжения определенной длительности для управления работой форсунки в к1висимости от частоты вращения, а также корректирует длительность управляющих импульсов в зависимости от температуры ох-паждающей жидкости и воздуха на впуске.
Функциональный преобразователь предназначен для формирования управляющего импульса в соответствии с требуемой коррекцией. Он осуществляет обогащение горючей смеси, необходимое при пуске и прогреве двигателя, а также на режимах холостого хода и полной его нагрузке.
Блок управления получает от датчиков информацию о пуске двигателя, о работе системы холостого хода и полной нагрузке двигателя. Блок управления 5 вырабатывает прямоугольные импульсы напряжения, необходимые для открытия на определенное время электромагнитных газовых форсунок. Система впрыска I СН (газ нефтяной сжиженный) имеет высокое быстродействие по сравнению с эжекционной.
Лазерно-искровая свеча зажигания (рис. 1.34) содержит корпус 6 с боковым электродом 12, контактный стержень 4, разменянный в изоляторе 5 корпуса 6 и снабженный разъемом 1 для подключения световода 3, выполненного в полости стержня. (:нетовод 3 содержит фокусирующую линзу 9.
Особенность работы свечи зажигания заключается в подаче лазерной энергии фокусирующего луча 10 от источника лазерно-н> излучения через световод и оптический разъем с образованием фокального пятна 11.
Трубчатый контактный стержень 4 в верхней части снабжен ► интактной втулкой 2 для провода высокого напряжения, а нижней частью через токопроводящую заливку 7 стеклогерметиком элек-«рически соединен с центральным электродом 8, имеющим калиброванное отверстие 13, обеспечивающее формирование ла-|<!рного луча 18 и искрообразование.
Световод 3 оканчивается активной зоной 15, обеспечивающей формирование начального участка светового луча 16. Между аю йеной зоной 15 и цилиндрической линзой 9 размещена опорная втулка 17. Перемещение линзы 9 ограничено втулкой 14.
Свеча управляется комбинированной системой управления, содержащей блок искрового зажигания и блок управления лазерным
109
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 1.34. Принципиальная схема лазерно-искровой свечи зажигания
а - принципиальная схема свечи; б - оптический узел
1 - разъем для световода; 2 - контактная втулка для провода высокого напряжения; 3 - световод; 4 - контактный стержень; 5 - изолятор; 6 - корпус свечи; 7 - токопроводящая заливка стеклогерметиком; 8 - центральный электрод; 9 - фокусирующая цилиндрическая линза с переменным показателем преломления; 10 - сфокусированный луч лазерного излучателя; 11 - фокальное пятно; 12 - боковой электрод; 13 - калибровочное отверстие; 14 - регулировочная втулка; 15 - активная зона; 16 - начальный участок распространения луча; 17- опорная втулка; 18 - лазерный луч;
110
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
излучателем. Оба блока электрически взаимосвязаны через со-। пасующее и синхронизирующее устройства.
Луч лазера проходит с помощью световода через специальное соединение во внутрь свечи. Далее луч фокусируется с помощью цилиндрической линзы и выходит в межискровой зазор в камере сгорания (КС). Линза расположена в полом центральном
цилиндрическом электроде свечи.
После предварительного лазерного подогрева искрового
промежутка по высоковольтному проводу, соединенному с центральным электродом, подается высоковольтный импульс воспламенения горючей смеси. Дополнительно через высоковольтную клемму подается высокое напряжение на центральный электрод <н системы зажигания. Энергия лазерного луча фокусируется с помощью цилиндрической линзы в межискровом промежутке свечи. Подогрев горючей смеси в межискровом промежутке обеспечивает надежное искрообразование при относительно низком напряжении (15-20 кВ). Преимущества лазерного излучателя свечи
включаются в надежном искрообразовании при pane >ге ДВС на бедных сме-оях и на различных режимах работы - пусковом,холостого хода и максимальной нагрузки.
Оптический узел формирования фокального ня та в межискровой зоне является основным конструктивным элементом ла-я рно-искровой свечи за-+ ц| ания.
Лазерный источник излучения для ДВС (далее п.нер) должен соответствовать определенным ха-рак!еристикам, обуславливающим его использование в системе воспламенения. Определяющими являются выходная мощ-
Рис. 1.35. Энергетические характеристики лазерно-искровой системы зажигания
/ - 60°С; 2 - 25°С; 3 - 55°С; лазерно-искровая (I), бесконтактно-транзисторная (II) и контактная (III) системы зажигания
111
ГО
141618 2224252729
56	55 53 5149484645 4334 20	42
Рис. 1.36. Схема размещения приборов на автомобиле
1 - указатель поворотов; 2 - фара; 3 - фара противотуманная; 4 - датчик электровентилятора и радиатора; 5 -сигнал; 6 - датчик температуры охлаждающей жидкости; 7 - датчик температурного состояния двигателя; 8 -электровентилятор охлаждения радиатора; 9 - свеча зажигания; 10 - датчик положения КВ; 11- генератор; 12 - датчик расхода воздуха; 13 - датчик положения дроссельной заслонки; 14 - электромагнитная форсунка; 15 - регулятор дополнительного воздуха; 16 - электродвигатель; 17 - стартер; 18 - датчик температуры воздуха; 19 - стеклоочиститель; 20 - электроподогрев жиклера отопителя; 21 - сопротивление электродвигателя отопителя; 22 - боковой повторитель указателя поворотов; 23 - электродвигатель отопителя; 24 - реле разгру-
Системы впрыска бензиновых двигателей
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
ность излучения и КПД, показывающий долю энергии бортового источника питания автомобиля, преобразованной в излучение лазера.
Энергетические характеристики лазерно-искровой системы зажигания приведены на рис. 1.35. Энергетический уровень лазерной системы зажигания составляет 500 мДж, бесконтактно-транзисторной - 250 мДж и контактной системы зажигания - 110 мДж.
Лазерная система обеспечивает надежное воспламенение рабочей смеси на всех скоростных и нагрузочных режимах.
Схема расположения элементов системы впрыскивания топлива двигателя ЗМЗ-4062.10 приведена на рис. 1.36. Система подачи топлива включает топливный бак, снабженный датчиком 39 указателя уровня топлива. Электрический бензонасос 42 установлен под кузовом автомобиля. Фильтр тонкой очистки топлива расположен на щитке передка.
На впускной трубе установлены исполнительные устройства в составе четырех электромагнитных форсунок. ЭМФ 14 размещают сверху каждого впускного клапана двигателя. Система подачи воздуха автомобиля семейства ГАЗ содержит воздушный фильтр, установленный в передней правой части моторного отсека. Корпус воздушного фильтра расположен на левом лонжероне и через гофрированный патрубок соединен с дроссельным узлом.
Воздушный фильтр автомобилей семейства ВАЗ расположен с правой стороны на резиновых фиксаторах.
113
Системы впрыска бензиновых двигателей
Воздушный ресивер впускного тракта в сборе через прокладку пятью шпильками крепят к головке блока цилиндров. Регулятор подачи дополнительного воздуха 15 размещен на ресивере впускного тракта и соединен с ним трубками до дроссельной заслонки и после нее. Регулятор закреплен на ВТ с помощью двух болтов.
Система управления содержит датчик 10 положения КВ, расположенный в передней части двигателя с правой стороны. Датчик фаз расположен с левой передней части головки цилиндров и закреплен с помощью отверстий.
Датчик детонации 49 установлен в зоне четвертого цилиндра на блоке со стороны впускной системы и предназначен для коррекции угла опережения зажигания при обнаружении детонации блоком управления.
Датчик температуры охлаждающей жидкости полупроводникового типа 6 установлен в потоке охлаждающей жидкости двигателя на отводящем патрубке охлаждающей рубашки в корпусе термостата системы охлаждения. От этого датчика работает электрический вентилятор радиатора. Датчик температуры воздуха 18 установлен на патрубке, соединяющем корпус воздушного фильтра с узлом дроссельной заслонки двигателя мод. F3R.
Датчик положения дроссельной заслонки 13 автомобилей семейства ГАЗ установлен на корпусе дроссельного патрубка и приводится в действие осью дроссельной заслонки, конечные положения которой соответствуют режиму холостого хода и полной нагрузке. Это датчик резистивного типа и подключен к жгуту системы управления через трехконтактный соединитель.
В автомобилях семейства ВАЗ датчик положения дроссельной заслонки установлен сбоку на дроссельном патрубке напротив рычага управления дроссельной заслонкой и не регулируется.
Электронный блок 27 автомобилей семейства ГАЗ расположен под панелью приборов на правой боковине. ЭБУ автомобилей семейства ВАЗ расположен под консолью панели приборов (в защищенном от воздействия влаги и высокой температуры месте) и закреплен на кронштейне. ЭБУ автомобиля «Святогор» установлен на правом щите передка около мотор-редуктора стеклоочистителя. Он соединен со жгутом электропроводки через разъем с 55-ю клеммами. ЭБУ использует низкое напряжение сигнала ДПДЗ на режиме холостого хода. Положение дроссельной заслонки, равное 0°, принято в качестве точки отсчета.
114
Глава 1. Конструктивные и эксплуатационные особенности
систем впрыска топлива
Датчик массового расхода воздуха 12 установлен на автомобиле между воздушным фильтром и ресивером, на шланге воздушного фильтра.
Реле 43 системы управления двигателем и реле ЭБН расположены на кронштейне в правой части щитка передка.
Регулятор давления топлива находится на топливном трубопроводе в зоне четвертого цилиндра. Датчики системы управления соединены между собой при помощи жгута проводов.
Катушка зажигания 48 через провод высокого напряжения сообщена с системой зажигания двигателя.
Регулятор XX выполнен на базе двухфазного моментного дви-ипеля. Он предназначен для дозирования количества воздуха, поступающего во впускной трубопровод на режимах пуска, про-। рева, холостого и принудительного холостого хода двигателя. I '< я улятор размещен на ресивере впускной системы.
Электромагнитный блок реле 43 питания и реле бензонасоса предназначены для включения и отключения исполнительных yi пройств от бортовой сети по команде ЭБУ. Они установлены в подкапотном пространстве автомобиля.
Свечи типа А17ДВР в количестве четырех штук ввернуты в головку цилиндров по центру камер сгорания. Две двухвыводные нпушки зажигания установлены на крышке клапанов.
Система управления двигателем включает в себя также эле-МСП1Ы, не использующие энергию электрического тока. Свеча за-♦ шания 9 через провод высокого напряжения сообщена с катуш-юи зажигания.
Система управления двигателем автомобилей ВАЗ имеет ряд о|личий в размещении некоторых элементов. ЭБУ, колодка диа-июсгики, реле и предохранители системы впрыскивания распо-/I,лаются под консолью панели приборов на специальном кронш-П'ине. В результате изменяется порядок снятия и установки ЭБУ. 1’шк! и предохранители расположены за правым экраном консоли, а колодка диагностики - за левым. Под консолью панели при-f и >| iob на левом экране расположен СО-потенциометр. Со второй половины 1998 г. колодка диагностики расположена под рулевой ншонкой в нижней части панели приборов.
Глава 2. УСТРОЙСТВА ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ПОДАЧИ ГОРЮЧЕЙ СМЕСИ
2.1. ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМЫ ПОДАЧИ ТОПЛИВА
Структурная схема функциональных элементов системы впрыскивания содержит устройства входных и выходных сигналов, а также устройства управления и обеспечения ее функционирования (рис. 2.1). Устройство входных сигналов содержит расходомер воздуха 5, датчик положения дроссельной заслонки 4, датчик прерывателя-распределителя зажигания 3, датчик температуры охлаждающей жидкости 2 и термическое временное реле 1.
Рис. 2.1. Структурная схема функциональных элементов подачи топлива и воздуха
/ - термическое временное реле; 2 - датчик температуры двигателя; 3 -прерыватель-распределитель системы зажигания; 4 - датчик положения дроссельной заслонки; 5 - расходомер воздуха; 6 - блок управления; 7 -ЭМФ; 8 - главное реле; 9 - регулятор подачи дополнительного воздуха; 10 - пусковая форсунка; 11 - аккумуляторная батарея; 12 - выключатель зажигания; 13 - электрический бензиновый насос
116
Глава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
Устройство управления включает в себя электронный блок 6, । лавное реле 8, электрический бензиновый насос 13, выключа-।ель зажигания 12 и аккумуляторную батарею 11. Устройство выходных сигналов содержит ЭМФ 7, клапан дополнительного воздуха 9 и пусковую форсунку 10.
Величина дозирования топлива вычисляется ЭБУ 6 в зависимости от массы всасываемого воздуха, температуры двигателя и режима его работы. При включенном выключателе зажигания 12 ЭБН 13, регулятор дополнительного воздуха 9 и термическое временное реле 1 через главное реле 8 получают электрический импульс. Пусковая форсунка 10 обеспечивает подачу топлива в ВТ. Одновременно с этим по сигналам расходомера 5 и датчика прерывателя-распределителя зажигания 3 формируется базовый сигнал расхода топлива. При включении выключателя зажигания >лектрический ток течет от аккумулятора к выключателю зажигания и реле, подающему напряжение в ЭБУ.
Топливный бак предназначен для хранения бензина и отличатся увеличенным проходным отверстием для размещения электрического топливного насоса, а также наличием дополнительных внутренних перегородок для предотвращения перемещения бензина от топливного заборника при небольшом его уровне в топливном баке.
Заправочная горловина топливного бака снабжена лепестковым клапаном, обеспечивающим снижение объема испарений пензина при заправке автомобиля. ЭБН расположен в баке и кон-(нруктивно объединен с трубопроводом обратного слива.
Распределительный топливный трубопровод (рампа) предназначен для накопления топлива, впрыскиваемого за рабочий цикл двигателя и устраняющего его колебания. Форсунки находятся под одинаковым давлением топлива. Трубопровод обеспечивает простой монтаж форсунок и подачу топлива к отдельным • )МФ (рис. 2.2). Рампа форсунок представляет собой полую планку, на которую устанавливают форсунки 2, регулятор 9 давления топлива и штуцер для контроля давления топлива. Распределительный трубопровод дополнительно выполняет функции накопителя топлива. Его объем достаточен для накопления и >плива, впрыскиваемого за рабочий цикл двигателя и исключающего колебания давления топлива. Соединенные с распредели! ельным трубопроводом ЭМФ 2 находятся под одинаковым давлением.
117
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 2.2. Топливный трубопровод
1 - впускной трубопровод двигателя; 2 - форсунка; 3 - технологический прилив; 4 - штуцер; 5 - шестигранник; 6 - корпус; 7 - болт крепления; 8 -вакуумный трубопровод; 9 - регулятор давления топлива; 10 - штуцер трубопровода возврата топлива; 11 - центральный топливный канал; 12 -блок двигателя; 13 - канал подвода топлива к форсункам
Трубопровод содержит корпус 6 с технологическими приливами 3, центральный топливный канал 11 с входным и выходным участками, штуцер 4 подачи топлива с шестигранником 5, сообщенным с входным участком и ЭБУ. На торце трубопровода установлен регулятор 9 давления топлива, представляющий собой мембранное устройство, обеспечивающее постоянный перепад давления величиной 0,3 МПа. Регулятор 9 давления топлива подключен к выходному участку канала 11 и сообщен через резиновый вакуумный шланг 8 с воздушным ресивером, а через штуцер 10 - с топливным баком.
На рампе установлены четыре ЭМФ 2, соединенные между собой параллельно и сообщенные через топливный канал 13 с центральным каналом 11. Излишки топлива через штуцер 10 и сливной трубопровод отводятся в топливный бак.
Форсунки закреплены с помощью пружинных фиксаторов. Герметичность верхнего и нижнего концов ЭМФ обеспечивают с помощью уплотнительных колец, которые при ремонте двигателя всегда необходимо заменять новыми.
Топливный трубопровод выполнен из алюминиевого сплава и закреплен на двигателе 12 с помощью двух болтов 7. Распределительный трубопровод обеспечивает простоту монтажа и обслужи-
118
Глава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
пиния ЭМФ. Его изготавливают из алюминия или композитного материала.
Топливный фильтр тонкой очистки топлива предназначен для । >чистки топлива от механических примесей крупнее 25-30 мкм и дня защиты ЭМФ от загрязнения.
Неразборный фильтр имеет металлический герметичный корпус и бумажную фильтрующую штору, которая может быть уложена в виде многолучевой звезды или спирали. Эти фильтры рассчи-i.iiibi на большое давление и к ним предъявляются повышенные ||>ебования по тонкости отсева частиц и грязи, так как форсунки <><>лее чувствительны к загрязненности топлива.
Фильтр тонкой очистки топлива (рис. 2.3) содержит металлический корпус 4, переднюю 2 и заднюю 8 крышки, сообщенные ( ((ответственно с входным 1 и выходным 9 штуцерами. Фильтрующий бумажный элемент 5 размещен в опорном корпусе на ( тержне 3. Топливный фильтр на выходе имеет фильтрующую । (чку 6, предотвращающую попадание посторонних частиц в (опливную магистраль. За фильтрующей сеткой 6 находится опорная пластина 7.
Рис. 2.3. Топливный фильтр
7 - входной штуцер; 2 -передняя крышка; 3 -опорный стержень; 4 -корпус; 5 - фильтрующий элемент; 6 - сетка; 7 - опорная пластина;
8 - задняя крышка; 9 -выходной штуцер
Топливный фильтр встроен в магистраль подачи топлива между ЭБН и рампой форсунок. По габаритам он в 3 раза больше Фильтра карбюраторных двигателей. Во время его монтажа следу о обратить особое внимание на стрелку, выполненную на его । ((|>пусе. Такое обозначение обеспечивает правильную установку пи (пивного фильтра, указывающую направление потока топлива.
Фильтрующий элемент выполнен из пористой бумаги, обес-...ивающей задержку частиц свыше 10 мкм. Сетка 6 задерживает 1>.( (личные кусочки бумаги, оторвавшиеся в процессе эксплуата
119
Системы впрыска бензиновых двигателей
ции от фильтрующего элемента. Опорная пластина 7 фиксирует фильтрующую сетку 6 в корпусе.
Фильтр может быть установлен под кузовом автомобиля перед ЭБН, в подкапотном пространстве или внутри бака. Срок эксплуатации составляет не более 30 тыс. км. Система впрыскивания чувствительна к загрязнению топлива. Состояние топливного фильтра имеет важное значение, поэтому его необходимо регулярно заменять.
Фильтр грубой очистки топлива автомобилей предназначен для очистки бензина от механических примесей крупнее 160 мкм.
Демпфер колебаний топлива предназначен для устранения демпфирующих колебаний, возникающих при открытии и закрытии клапанов форсунок. Демпфер представляет емкость для хранения топлива, обеспечивающую выравнивание давления топлива для всех ЭМФ.
Прямоточный демпфер (рис. 2.4, а) содержит корпус 2 и крышку 8, разделенную мембраной 4 с образованием демпфирующей камеры 6 и рабочей полости 9. Тарированная пружина 3
а)	б)
Рис. 2.4. Демпфер колебаний
а - прямоточный демпфер: 1 - регулировочный винт; 2 - корпус; 3 - пружина; 4 - мембрана; 5 - жесткий центр; 6 - демпфирующая камера; 7 -шпилька крепления; 8 - крышка; 9 - рабочая полость; 10 - опорная шайба; б - с дополнительным каналом: 1 - штуцер; 2 - уплотнитель 3 - корпус;
4 - демпфирующая полость; 5 - крышка; 6 - рабочая полость; 7 - тарированная пружина; 8 - жесткий центр; 9 - мембрана; 10 - впускной канал; 11 -струя входа топлива; 12 - выходной канал; 13 - струя выхода топлива
120
Глава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
размещена между жестким центром 5 и опорной шайбой 10. Усилие пружины регулируют с помощью винта 1.
При подаче топлива возникают пульсации из-за изменения давления при открытии и закрытии форсунок впрыскивания, форсунки холодного впуска или регулятора давления топлива. Демпфер уменьшает колебания в нагнетательном или сливном трубопроводе и предотвращает пульсации в системе подачи топлива, его устанавливают на шпильке 7 впускного трубопровода двигателя.
Демпфер колебаний топлива с дополнительным каналом (рис. 2.4, б) состоит из металлического корпуса 3 и крышки 5, разделенных с помощью мембраны 9 на рабочую 6 и демпфирующую 4 полости, и мембрану 9 с жестким центром 8. Мембрана 9 через жесткий центр 8 разгружает демпфирующую полость 4, сообщенную при помощи канала 12 с топливной магистралью. Упру-। ая мембрана 9 ослабляет ритмические колебания топлива, подаваемого топливным насосом.
Топливный аккумулятор (рис. 2.5) поддерживает постоянное давление в системе подачи топлива после выключения двигателя
Рис. 2.5. Аккумулятор топлива
а - наполнение аккумулятора; б - расход топлива;
I - перепускное отверстие; 2 - нижняя полость; 3 - резиновая мембрана; 1 - пружина; 5 - корпус; 6 - балансировочный штуцер; 7 - верхняя полость; 8 - упор; 9 - верхняя мембрана; 10 - нижняя мембрана; 11 - крышка; 12 - топливный штуцер; 13 - полость переменного объема
121
Системы впрыска бензиновых двигателей
и предназначен для облегчения последующего его запуска и особенно при прогретом состоянии двигателя.
Корпус 5 аккумулятора с помощью подвижной мембраны 9 разделен на верхнюю 7 и нижнюю 2 полости. Верхняя полость 7, предназначенная для компенсации объема, содержит тарированную пружину 4 и соединена через балансировочный штуцер 6 с атмосферой. Нижняя полость 2 содержит полость 13 переменного объема, образованную резиновой мембраной 3 и нижней мембраной 10, снабженной перепускным отверстием 1. Нижняя полость 2 и полость 13 переменного объема образуют емкость аккумулятора. Полость переменного объема 13 через перепускное отверстие 1 заполняется сжатым топливом. При работающем двигателе резиновая диафрагма 3 перемещается до соприкосновения с нижней мембраной 10.
При штатной работе полость 2 заполняется топливом, а диафрагма выгибается в обратном направлении, преодолевая усилие пружины 4. Топливо сохраняется в аккумуляторе под давлением после выключения двигателя до тех пор, пока ЭБН не создал необходимую величину давления в системе питания.
После выключения двигателя топливный аккумулятор обеспечивает запас величины давления в топливной системе, облегчающий повторный запуск двигателя, особенно при прогретом состоянии и предотвращает образование паровых пробок. Наличие в системе питания аккумулятора гарантирует создание начального давления при пуске. Конструкция корпуса аккумулятора обеспечивает уменьшение интенсивности звука ЭБН при работающем двигателе. Топливные аккумуляторы применяют в системах «К-Jetronic» и «КЕ-Jetronic».
Регулятор давления (РД). Регулятор давления топлива предназначен для поддержания постоянного перепада давлений между давлениями воздуха в ВТ и топлива. Он представляет собой мембранный предохранительный клапан. На диафрагму регулятора с одной стороны действует давление топлива, а с другой -давление пружины регулятора и давление (разрежение) в ВТ.
Регулятор давления топлива (рис. 2.6) размещен в конце топливной магистрали и состоит из металлического корпуса 11 и крышки со штуцером 6, разделенного на две части с помощью фланцевой мембраны 9 на вакуумную 5 и топливную 2 камеры. Пружина 7 воздействует на жесткий центр 4 мембраны 9. Держатель клапана 8 включает шариковый клапан с пружиной. Он под-
122
Гпава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
Рис. 2.6. Регулятор давления в топливной магистрали
I - струя входа топлива; 2 - топливная камера; 3 - уплотнитель; 4 - жесткий центр; 5 - вакуумная камера; 6 - вакуумный штуцер; 7 - пружина; 8 - клапан; 9 -мембрана; 10 - клапан; 11- корпус; 12 -(.пивной канал; 13 - уплотнитель; 14 -штуцер; 15 - струя выхода топлива
держивает постоянный перепад давлений между давлением топлива и давлением в ВТ.
При достижении необходимой величины давления клапан 10 открывает канал 12 сливного трубопровода и излишки топлива возвращаются в бак. Вакуумная камера 5 сообщена через штуцер 6 с задроссельным пространством ВТ. Величина давления на всех форсунках одинакова для любого положения дроссельной заслонки.
Регулятор давления топлива автомобилей семейства ГАЗ (рис. 2.7) предназначен для поддержания постоянного давления в рампе в зависимости от нагрузки и режима работы двигателя. Он представляет собой мембранный предохранительный клапан. Па двигателях ЗМЗ-4062.10 установлен регулятор РР 60.00.000  Пегас» или 0280160258 фирмы Bosch.
Регулятор состоит из металлического корпуса с пружиной, диафрагмой, к которой прикреплен клапан. Регулятор давления поддерживает постоянный перепад давления (по отношению к давлению в ВТ) на форсунках. При увеличении нагрузки на двига-1оль (при росте давления в ВТ) регулятор увеличивает давления юплива в топливной рампе, а при уменьшении нагрузки - уменьшает. При снижении давления в топливной рампе пружина регулятора давления прижимает диафрагму и клапан к седлу клапана, и результате чего слив топлива в бак прекращается и создаются условия для увеличения давления на входе. Когда давление топ-
123
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 2.7. Регулятор давления топлива автомобилей семейства ГАЗ
а - нагнетание топлива; б - возврат топлива; 1 - штуцер возврата топлива; 2 - корпус; 3 - уплотнительное кольцо; 4 - входной штуцер; 5 - седло; 6 - упор; 7 - пружина; 8 - крышка; 9 - вакуумная полость; 10 - штуцер для подключения пневматического шланга; 11 - тарелка; 12 - мембрана; 13 -жесткий центр; 14 - топливная полость; 15 - дозирующий зазор
лива превысит усилие пружины регулятора давления, клапан открывается для сброса избытка топлива в линию слива. При включенном зажигании, неработающем двигателе и работающем ЭБН регулятор поддерживает давление в топливной рампе в пределах от 280 до 320 кПа.
РД совместно с ЭБН обеспечивает рабочее избыточное давление топлива у распылителя ЭМФ, равное 0,3 МПа независимо от величины разрежения в ВТ. Он компенсирует изменение нагрузки двигателя и обеспечивает возврат топлива по сливной магистрали в бак. При перепаде давления в топливном трубопроводе и ресивере, равном 0,3 МПа или менее, клапан перекрывает
124
Глава 2, Устройства приготовления и подачи горючей смеси
канал штуцера 1 и предотвращает обратный слив бензина в бак. I ерметичность соединения топливной полости 14 и трубопровода обеспечивают с помощью резинового кольца 3.
Регулятор содержит корпус 2 и крышку 8 с размещенной между ними гибкой мембраной 12, образующей топливную 14 и вакуумную 9 полости. Топливная полость сообщена через штуцер 4 с юпливным трубопроводом и через штуцер 1 обратного слива с юпливным баком. Клапан перепада давления выполнен в виде седла 5 и подвижного жесткого центра 13, нагруженного тарельчатой пружиной 7 и размещенного с образованием дозирующего позора 15. Вакуумная полость 9 содержит упор 6 пружины 7, размещенной на тарелке 11 жесткого центра, и сообщена через штуцер 10 и резиновую трубку с воздушным ресивером.
РД расположен на рампе форсунок и для своей работы использует разрежение в ресивере. Регулятор поддерживает по-сюянное давление топлива на ЭМФ в пределах 0,23-0,32 МПа в швисимости от режима работы двигателя. Излишки топлива возвращаются в бак.
Бензиновый насос подает большее количество топлива, необходимого для нормальной работы двигателя. Давление в системе |<>пливоподачи поддерживается усилием пружины, воздействую-щ(?й на мембрану регулятора. Если ЭБН подает топлива меньше, к> его давление на мембрану ослабевает. Усилие пружины обеспечивает перемещение клапана, кинематически связанного с мембраной. В новом положении сливное отверстие перекрывается на большую величину и уменьшает зазор. Возврат топлива уменьшается и давление возрастает до номинального. Если ЭБН подает большее количество топлива, то мембрана прогибается < ильнее и расход топлива на слив увеличивается. Давление в сис-юме уменьшается до номинального.
На диафрагму регулятора с одной стороны воздействует величина давления топлива, а с другой - давление (разрежение) в ВТ.
После отключения ЭБН давление топлива уменьшается до тех пор, пока плоский клапан не перекроет линию слива топлива в понзиновый бак. В бензиновой системе сохраняется остаточное д.тление, которое ниже давления открытия бензиновых ЭМФ. При последующем запуске ЭБН диафрагма сжимает пружину и плоский клапан открывает линию слива до тех пор, пока он не прижмется к упору с помощью малой пружины. При таком поло-♦ оиии клапан открывается, так как давление продолжает увеличи-
125
Системы впрыска бензиновых двигателей
ваться, и направляет излишки топлива непосредственно в линию слива бензинового бака. Для обеспечения безопасности полость диафрагмы соединяют при помощи патрубка с системой впуска.
Рис. 2.8. Регулятор давления топлива автомобилей семейства «Лада Самара»
1 - корпус; 2, 3, 18 - уплотнение; 4 -штуцер; 5 - седло; 6 - жесткий центр; 7 -крышка; 8 - пружина; 9 - отверстие; 10 -штуцер; 11 - ограничительная шайба; 12 - шток; 13 - полость; 14 - опорная шайба; 15 -мембрана; 76-клапан; 17-подмембранная полость
При повышении давления в системе питания свыше определенного значения диафрагма поднимается и открывает выпускной клапан, через который топливо возвращается в топливный бак. Разрежение от ВТ на другой стороне диафрагмы также воздействует на пружину, изменяя давление, при котором будет открыт выпускной клапан.
Регулятор давления топлива автомобилей семейства ВАЗ (рис. 2.8) состоит из металлического корпуса 1, разделенного на две полости мембраной 15 с жестким центром 6, нагруженной пружиной 8. Он установлен на рампе ЭМФ. На работающем двигателе регулятор поддерживает давление в рампе ЭМФ в пределах 284-325 кПа. Если давление топлива превысит
установленную величину, то открывается клапан 16 и излишки топлива через канал седла 5 возвращаются в бензиновый бак.
Топливный трубопровод соединяет ВТ двигателя с вакуумной полостью 13,
126
Глава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
снабженной пружиной. Такая конструкция обеспечивает постоянный перепад между абсолютным давлением в ВТ и давлением юплива в трубопроводе. Количество подаваемого топлива не зависит от абсолютного его давления.
На мембрану 15 регулятора с одной стороны действует давление топлива, а с другой - давление (разрежение) со стороны ВТ. При уменьшении давления в ВТ (дроссельная заслонка закрыта) клапан 16 регулятора, расположенный на седле 5, открывается при меньшем давлении топлива, перепуская избыточное топливо по сливной магистрали обратно в бак. Давление топлива в рампе (.нижается. При увеличении давления в ВТ путем открытия дроссельной заслонки клапан регулятора открывается уже при боль-шем давлении. Давление топлива в рампе повышается.
Топливо к регулятору поступает через штуцер 4 (слева), а через выходной штуцер - в магистраль слива. Герметичность соединений обеспечивают уплотнителями 18, 2 и 3. В полости 13 крышки 7 между ограничительной 11 и опорной 14 шайбами размещена на штоке 12 пружина 8. Подмембранная полость 17 сообщена с бензиновым баком, а надмембранная полость через выходное отверстие 9 и размещенный в ограничительной шайбе 11 лнуцер 10 - с ВТ. В нижней части он подключается через трубопровод для слива бензина в бак. Если при пуске двигателя ЭБН । издает давление, то мембрана регулятора прогибается вниз. Имеете с мембраной опускается вниз и уплотнитель клапана 16, поскольку он поджат сверху пружиной. Через небольшой промежуток времени корпус клапана упирается в жесткий ограничитель п процесс регулирования возобновляется. Топливо, поступающее и । распределителя, складывается из потока через датчик и количества топлива, проходящего через регулирующую щель, и может ( виваться обратно в бензиновый бак через открытый клапан. При остановке двигателя ЭБН выключается. Давление в топливной магистрали снижается.
Регулятор давления размещен на рампе форсунок и поддерживает постоянный перепад давления между ВТ и нагнетающей магистралью рампы. Гибкие шланги топливоподачи нужда-пися в постоянном контроле за их состоянием во избежание их повреждения.
Электрический бензиновый насос обеспечивает подачу топлива под давлением 280-320 кПа из топливного бака через маги-। |ральный топливный фильтр на рампу форсунок. ЭБН по месту
127
Системы впрыска бензиновых двигателей
расположения выполняют погруженным в бензиновый бак или подвесным. Погруженные ЭБН размещены в бензобаке или встроены в топливный заборник. Подвесные насосы выполнены в герметичном исполнении и размещены вне топливного бака. Подвесной насос крепят под кузовом или в нижней части моторного отсека, обеспечивая поступление топлива самотеком.
В современных системах впрыскивания используют только ЭБН, производительность которого в несколько раз превышает потребность двигателя в топливе. Бензонасос, установленный в топливном баке, создает давление до 0,8 МПа. Его производительность свыше 80 л/ч. Нарушения в работе связаны с загрязнением, наличием воды и отсутствием топлива в баке. При отказе ЭБН двигатель не запускается.
Избыток топлива сверх регулируемого давления возвращается в бензобак по отдельной линии слива. ЭБН включается ЭБУ с помощью вспомогательного реле. При установке выключателя зажигания в положение «Зажигание» или «Стартер» после пребывания в положении «Выключено», ЭБУ сразу запитывает реле включения бензонасоса. В результате создается нужное давление топлива. Если в течение 3 с прокрутка двигателя не начинается, ЭБУ выключает реле и ожидает начало прокрутки. После ее начала ЭБУ определяет вращение по опорному сигналу ДПКВ и вновь включает реле.
Принципиальные схемы нагнетательного узла (насосная секция) современных ЭБН приведена на рис. 2.9. Насосная секция может быть вихревого или роторного типа. Роторные насосы подразделяются на роликовые, шестереночные или пластинчатые.
В корпусе роликового насоса (см. рис. 2.9, а) размещен роликовый нагнетательный узел, содержащий дисковый ротор 1, размещенный эксцентрично на валу 8 и снабженный пазами 5 с подвижными цилиндрическими роликами 2, всасывающую 4 и нагнетательную 6 полости, впускной 3 и выпускной 7 каналы и статор 9, закрытый крышкой 10.
Принцип работы ЭБН объемного типа основан на изменении объемов всасывающей 4 и нагнетательной 6 полостей. При работе ЭБН каждая секция за счет эксцентриситета периодически изменяет свой объем, увеличивая его при прохождении зоны подачи топлива. При вращении эксцентрично расположенного дискового ротора 1 по мере движения ролика 2 по часовой стрелке происходят увеличение объема всасывающей полости 4 и создание в ней
128
Гпава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
Рис. 2.9. Принципиальные схемы нагнетательного узла современных электрических насосов
и роликовый; б - шестереночный; в - турбинный одноканальный; г -турбинный двухканальный с боковыми клапанами;
/ дисковый ротор; 2 - ролик; 3 - впускной канал; 4 - всасывающая по-II, IIль; 5- паз; 6 - нагнетательная полость; 7- выпускной канал; 8 - вал; 9 -( г.нор; 10- крышка; 11 - наклонные лопатки; 12 - основная ступень; 13-предварительная ступень
разрежения, под действием которого она заполняется через входной канал 3. В нагнетательной полости 6 происходит уменьшение объема и увеличение в ней давления. Из полости 6 топливо поступает в выпускной канал 7 ЭБН.
Ролики стремятся наружу под воздействием центробежной силы, выполняющей роль вращающейся пластины. Топливо по-( |упает в пустые камеры, сжимается, а затем подается под давлением в трубки системы питания.
Роликовые насосы обеспечивают высокую производительность и необходимую величину давления 0,4 МПа. Однако периодически повторяющееся изменение (пульсация) давления вызы-и.шт повышенный шум и вибрацию. При перекачивании нагретого отлива ЭБН может подавать испаренное топливо, приводящее к < пижению его производительности. Роликовые насосы способны рнзвивать максимальное давление до 0,6-1,0 МПа.
129
Системы впрыска бензиновых двигателей
Насосная секция шестереночного насоса (см. рис. 2.9, б) содержит роликовый диск (малую ведущую шестерню) 1, размещенный на валу 8 и снабженный впускным каналом 3, всасывающей полостью 4, нагнетательной полостью 6 и выпускным каналом 7. Малая ведущая шестерня центрируется валом ротора электродвигателя, а вращение от ротора к шестерне передается через муфту.
Шестереночный насос работает аналогично масляному и развивает давление 0,4 МПа. Такие насосы нашли применение в системах распределенного впрыскивания. Бензин транспортируется во впадинах между зубьями шестерен и выдавливается в выпускной канал 7 во время нахождения зубьев в зацеплении.
Насосная секция вихревого (турбинного) одно канального насоса (см. рис. 2.9, в) содержит: корпус, дисковый ротор 1, переднюю крышку с впускным каналом 3, сообщенным со всасывающей полостью 4, наклонные лопатки 11, образующие крыльчатку, расположенную вдоль пути перемещения топлива, и основную 12 и нагнетательную 13 полости. Максимальное давление, развиваемое наклонными лопатками, не превышает 0,4 МПа.
Вихревой насос многократно закручивает бензин, который действием центробежный силы устремляется в нагнетающую магистраль с необходимым повышением давления. Работа таких насосов сопровождается стабильным потоком и практически происходит без пульсаций давления, бесшумно, поэтому они часто используются в качестве насоса (или первой его ступени) систем распределенного впрыскивания.
При воздействии на жидкость лопаток крыльчатки насоса происходит вращение жидкости по спиральной траектории в зоне лопаток и канала. Топливный насос обеспечивает получение повышенного давления по всей длине канала.
Конструкция турбинного насоса проще по сравнению с вытеснительным насосом. Одноступенчатые насосы позволяют получать давление 0,3-0,6 МПа. КПД серийных ЭБН составляет 10-15%.
Для защиты насоса от попадания в него паровых пробок в конструкцию некоторых ЭБН вводят дополнительные стаканы, удерживающие в своем объеме небольшое количество бензина. Стакан через небольшое отверстие сообщен с баком, а также постоянно пополняется топливом из обратного бензопровода. Даже при резких маневрах и малом количестве топлива воздух в насос не попадает.
130
Глава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
Двухступенчатый ЭБН (см. рис. 2.9, г) оснащен предварительной ступенью 13, снабженной боковым каналом 3 ввода топлива, и основной ступенью 12 с каналом вывода топлива 7. На поверхности предварительной ступени на каждой стороне кольца крыль-чагки выполнены боковые каналы. Один канал размещен в крыш-иг насоса, а другой - в корпусе насоса. Топливо ускоряется лопа-। жми вращающейся крыльчатки и преобразует энергию вращения в давление топлива в двух боковых каналах, на концах которых 1ОНЛИВО затем передается к основной ступени. Насосная секция вихревого (турбинного) двухканального насоса содержит роторный диск с основной 12 и предварительной 13 ступенями, сообщенными между собой и снабженными наклонными лопатками 11, и соответственно впускной 3 и выпускной 7 каналы, сообщенные । <> всасывающей 4 и нагнетательной полостями. В канале перете-и.шия между предварительной и основной ступенями предусмотрено вентиляционное отверстие для дегазации. Через него избы-ni'iHoe топливо вместе с пузырьками пара возвращается в топливный бак.
В пластмассовом корпусе установлен постоянный магнит, яюрь которого имеет торцевой коллектор с прижатыми щетками. Якорь через пластмассовую муфту соединен с ротором насоса. Н корпус насоса встроены обратный и перепускной клапаны. ()(>ратный клапан предотвращает слив топлива в бак из напорной мшистрали после остановки двигателя. Перепускной клапан <и раничивает давление топлива в системе.
Подобная конструкция ЭБН обычно устанавливается на системе '<Mono-Jetronic» и обеспечивает низкое давление в системе. ()н представляет собой насос лопаточного типа. Насос с боковым ► .шалом используется как предварительная ступень, а периферийный насос - как основная ступень. Обе ступени встроены в одни колесо с крыльчаткой.
Основная ступень представляет собой кольцо с лопастями, шектродвигатель вращает ротор. Ролики прижимаются к статору ш счет центробежной силы. Напротив отверстия подвода топлива ирьем полости между двумя соседними роликами уменьшается, । о щавая такт нагнетания. Возможность взрыва топлива в ЭБН от-। viсжует, так как внутренний объем насоса полностью заполнен и и шивом. После выработки топлива двигатель останавливается, in ключая попадание в топливный насос воздуха в количестве, до-। сночном для образования взрывоопасной смеси.
131
Системы впрыска бензиновых двигателей
Основная и предварительная ступени работают одинаково. Насос имеет хорошие характеристики по производительности и бесшумности работы. Подача топлива не зависит от пульсации топлива.
Расчет подачи электрического бензинового насоса производится по максимальному расходу топлива двигателем:
\	'min	J
где К - коэффициент запаса подачи топлива, равный 1,3;/- число цилиндров двигателя; Оцтах - максимальная цикловая подача при максимальной частоте вращения КВ; ттах - длительность импульса при максимальной цикловой подаче; Tmin - минимальный период следования цикловых подач; nmax - максимальная частота вращения КВ двигателя; дОэт - минимальный расход топлива через регулятор давления топлива.
Для поддержания устойчивого давления в системе, а также компенсации снижения подачи топлива из-за износа ЭБН запас топлива, необходимый для нормальной работы регулятора давления топлива, должен составлять 20-40 л/ч.
Автомобили семейства «Волга» ГАЗ-3110 оснащены роликовым насосом фирм Bosch, Pirburg и отечественного производства Старооскольского и Тюменского автоагрегатных заводов. Конструктивно они выполнены полностью взаимозаменяемыми. Различие ЭБН связано в основном с техническим их исполнением.
Общий вид топливного насоса автомобилей семейства ГАЗ приведен на рис. 2.10. Топливный насос представляет собой шиберный насос с рабочими органами в виде роликов. Электродвигатель и насос в целом размещены в общем корпусе и постоянно охлаждаются топливом. Крышка на выходной стороне насоса содержит электрические соединения, обратный клапан и гидравлические соединения.
ЭБН снабжен предохранительным клапаном 6, предотвращающим чрезмерное повышение давления. Клапан срабатывает при давлении свыше 50 кПа и перепускает топливо в бак. Он срабатывает в случае заклинивания редукционного клапана или засорения топливной магистрали.
Для обеспечения надежного пуска после остановки двигателя в условиях высоких температур окружающей среды на выходе из
132
Рис. 2.10. Топливный насос автомобилей семейства ГАЗ
1,15- заглушка; 2 - канал предохранительного клапана; 3 - пружина; 4 - корпус; 5 - основание; 6 - предохранительный клапан; 7 - якорь электродвигателя; 8 - коллектор; 9 - шпилька; 10 - крышка; 11, 19 - шайба; 12, 18 - гайка; 13 - обратный клапан; 14 - выходная полость; 16 - пружина; 17 - выходной канал; 20 - постоянный магнит; 21 - опора; 22 - выходной канал; 23 - ролик; 24 - распорная втулка; 25 - полость; 26 - шайба; 27 - канал; 28 - штуцер
~лава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
133
Системы впрыска бензиновых двигателей
насоса устанавливают обратный клапан 13, который исключает необходимость прокачки всего контура, а также слив бензина из магистрали и образование паровых пробок после выключения ЭБН. Если давление больше 0,4 МПа, то клапан обеспечивает возврат топлива в камеру. Бензин прокачивается ЭБН через электродвигатель и охлаждает его.
Вал якоря электродвигателя соединен с ротором через пластмассовую муфту, чтобы в случае заклинивания ротора электродвигатель не нагревался за счет разрушения муфты. Он приводится в действие постоянно работающим электродвигателем. На поверхности эксцентрично расположенного в корпусе насоса ротора находятся металлические ролики, которые под действием центробежной силы прижимаются к корпусу насоса. В образовавшиеся полости между роликами поступает топливо, которое омывает электрический двигатель и опасность взрыва отсутствует. Насос подает топлива больше, чем необходимо для нормальной работы. Слив необходим для охлаждения элементов системы и удаления возможных отложений.
При вращении электродвигателя бензин через входной штуцер 28, входную топливную полость 25 и впускное отверстие основания 5 поступает в сегментное пространство переменного объема, образуемое за счет эксцентриситета между внутренней поверхностью основания и дисковым ротором. При вращении электродвигателя между основанием и дисковым ротором образуется нагнетательная полость переменного объема.
При вращении электродвигателя топливо переносится роликами в периодически образующееся узкое пространство (полость) и через выходные каналы поступает в выходную полость, а затем через топливные отверстия, выполненные соответственно в стопорной пластине и опорной стенке, поступает в выходную топливную камеру.
Электрический насос, установленный на автомобилях семейства «Волга» ГАЗ-3110 (рис. 2.11), представляет собой неразборную конструкцию роликового типа с электродвигателем постоянного тока. Электрический бензиновый насос представляет собой шиберный насос с рабочими органами, выполненными в виде цилиндрических роликов 24. Характерной особенностью ЭБН является наличие предохранительного 7 и обратного 15 клапанов.
Обратный клапан предотвращает уменьшение давления в магистрали при неработающем двигателе и выключенном насосе, а
134
Рис. 2.11. Электрический бензиновый насос автомобилей семейства ГАЗ
а - продольный разрез; б - нагнетательный узел; в - электрическая схема; 1,17- входной и выходной штуцер; 2, 3 - стопорное и уплотнительное кольца; 4 - выходной канал обратного клапана; 5 - основание; 6 - статор; 7, 15 - предохранительный и обратный клапан; 8 - крышка нагнетательного узла; 9 - выходной канал нагнетательного узла; 10 - распорная втулка; 11 - постоянный магнит; 12 - якорь электродвигателя; 13 - корпус; 14 -коллектор электродвигателя; 16 - пружина; 18 - вал электродвигателя; 19 - фильтр радиопомех; 20 - щетка электродвигателя; 21 - обмотка якоря электродвигателя; 22 - соединительная муфта; 23 - вал; 24 - ролик; 25 -нагнетательная полость; 26 - дисковый ротор
лава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
135
Системы впрыска бензиновых двигателей
также слив топлива в бак. Предохранительный клапан ограничивает величину давления в зоне нагнетания при превышении его максимального значения, соединяя полости до и после насосной секции. Сетчатый фильтр предназначен для дополнительной очистки бензина и снижения износа деталей.
ЭБН содержит цилиндрический корпус 13, насосную секцию и электродвигатель, размещенные в одном корпусе, переднюю и заднюю крышки с входным 1 и выходным 17 штуцером, основание 5, статор 6, крышку 8 насоса, якорь 12 электродвигателя с обмоткой 21 и электрическим коллектором 14, шариковые обратный 15 и предохранительный 7 клапаны.
Электродвигатель 12 снабжен электрическим коллектором 14 с щетками 20 и постоянными магнитами 11, закрепленными на корпусе 13. Электродвигатель 12 работает с возбуждением от постоянных магнитов. Ротор вращается в подшипниках скольжения и соединен с насосной секцией при помощи муфты 22.
Насосная секция снабжена предохранительным клапаном 7. Обратный клапан 15 расположен в выходном штуцере и препятствует сливу топлива из системы после выключения ЭБН. Корпус 13 ЭБН снабжен стопорным 2 и уплотнительным 3 кольцами. Нагнетательный узел содержит статор 6 с размещенным в нем предохранительным клапаном 7, прямоугольные вырезы, размещенные по контуру дискового ротора 26 и снабженные цилиндрическими роликами 24, и соединительную муфту 22. Основание 5 укомплектовано входным 25 и выходным 4 каналами предохранительного клапана 7, а также неподвижным валом 23, размещенным в соединительной муфте 22. Дисковый ротор 26 размещен в статоре 6 с образованием нагнетательной полости 25.
Металлические ролики 24 под действием центробежных сил перекатываются по эксцентричной нагнетательной полости 25. Цилиндрические ролики 24 уплотняют зазор между дисковым ротором 26 и статором 6 насоса и обеспечивают подачу топлива в нагнетательную полость 25.
Топливо поступает во внутреннюю полость насоса через входной штуцер 1. В рабочей камере насоса на валу эксцентрично вращается дисковый ротор, в пазах которого находятся ролики 24. Захваченное цилиндрическими роликами 24 топливо под давлением выходит через выходной штуцер 17 насоса. Якорь 12 электродвигателя вращается в топливе, что исключает необходимость размещения уплотнений опор вала.
136
Глава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
Якорь 12 электродвигателя снабжен коллектором 14 с графитной щеткой 20 и имеет электрический контакт. Он вращается в । < >i 1ливе, что исключает необходимость уплотнений опор вала 23. Щетки 20 коллектора 14 расположены вдоль оси якоря 12 электродвигателя.
Якорь 12 электродвигателя охлаждается топливом при останове двигателя и выключенном зажигании. Топливо поступает в пустые прямоугольные вырезы и сжимается под действием роли-юи. Обратный клапан 15 предотвращает сток топлива в бензиновый бак из нагнетательной полости при выключении двигателя. Когда давление превышает 0,3 МПа, предохранительный клапан 7 обеспечивает рециркуляцию топлива во всасывающую полость.
Предотвращение образования паровой фазы после остановки двигателя достигается поддержанием давления с помощью обратною клапана, величина которого ниже давления открытия ЭМФ.
Передняя крышка снабжена входным штуцером 1 и всасывающей полостью. Задняя крышка содержит обратный клапан 15, сохраняющий давление в системе, и электрические контакты. В торцевой части крышки размещены угольные щетки 20 коллектора 14 нюктродвигателя, поджатые пружинами, и фильтр 19 радиопомех.
Насосная секция расположена со стороны входа топлива в нами;, а ее рабочим элементом служит эксцентрично расположенный дисковый ротор 26 с пятью прорезями с цилиндрическими роликами 24, выполняющие роль уплотнения между секциями насоса.
Статор электродвигателя состоит из двух сегментных постоянных магнитов 11, зафиксированных пружинными держателями. (и альной цилиндр представляет собой дистанционную втулку 10, размещенную между штуцером 17 и крышкой нагнетательного узла. Вал 18 якоря 12 электродвигателя соединен с дисковым ротором 26 через пластмассовую муфту 22, исключающую нагрев нюктродвигателя в случае его заклинивания. Нагрев ЭБН недопу-। !им при подаче бензина. Повреждение муфты 22 обеспечивает надежность работы электродвигателя.
Обеспечение долговечности электродвигателя достигают пу-н'м подбора материала щеток и якоря, а также подшипников вала. < нальная лампа характеризует резервный запас бензина. Сухое ||»оние наиболее опасно для работы ЭБН. Электродвигатель по-< 1ОЯНН0Ю тока требует обязательного соблюдения полярности, н<>.пому его клеммы для подключения проводки соединены с к леммой «плюс» с резьбой М4 и с клеммой «минус» с резьбой М5.
137
Системы впрыска бензиновых двигателей
Технические характеристики ЭБН автомобиля «Волга» ГАЗ-3110
Тип.......................................52.1159
Номинальное напряжение, В......................12
Потребляемый ток:
при работе в системе, А.............не	более 6,5
на холостом ходу (допускается
только кратковременное включение), А..........2
Производительность, л/ч.......................130
Рабочее давление, кгс/см2...............не	менее 3
Максимальное давление, кгс/см2.............4,5...6
В конструкции ЭБН (производство Тюменского автоагрегатного завода) на входе отсутствует сетчатый фильтр.
ЭБН (производство Старооскольского автоагрегатного завода) содержит щетки коллектора, расположенные вдоль оси ротора. Рабочий элемент насосной секции представляет дисковый ротор с пятью роликами. Его ось неподвижна, а соединение с валом обеспечивается через муфту электродвигателя.
Нагнетательный узел ЭБН фирмы Pirburg, устанавливаемого на автомобилях семейства «Волга», выполнен в виде шестерен. Шестереночный насос работает аналогично масляному насосу двигателя. На входе размещен фильтрующий сетчатый стаканчик. Бензин является охладителем, обеспечивая смазывание насоса.
Управляющее реле (рис. 2.12) содержит главное реле 16 системы впрыскивания и реле 17 топливного насоса.
Главное реле подает питание 12 В на все датчики. Управление главным реле осуществляет ЭБУ, подавая «массу» на катушку главного реле. ЭБН включается ЭБУ через реле после включения зажигания, работает до тех пор, пока поступает сигнал с датчика положения КВ.
Реле топливного насоса 17 через вывод 15 сообщено с бензиновым насосом 2 и обеспечивает его включение в работу после получения от ЭБУ 4 сигнала об изменении частоты вращения КВ двигателя.
Реле ЭБН предназначено для подачи электрического питания на бензонасос и управляется ЭБУ. При включении зажигания ЭБУ включает реле бензонасоса на 5 с. Если в течение этого времени двигатель не был запущен, реле отключается. При появлении сигнала с датчика синхронизации (начало вращения двигателя стартером) блок управления снова включает реле.
138
Гпава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
Рис. 2.12. Принципиальная схема главного управляющего реле
1 форсунка; 2 - электрический бензиновый насос; 3 - электрическая цепь; 4 - электронный блок; 5 - электрический вывод; 6 - управляющее реле; 7 - электрическая цепь; 8 - электрическая цепь; 9 - выключатель ыжигания; 10 - цепь питания; 11 - электрическая цепь; 12 - электриче-< к.in цепь; 13 - электрическая цепь; 14 - электрический вывод; 15 - элек-|рический вывод; 16 - главное реле; 17 - реле топливного насоса
Главное реле предназначено для подачи электропитания на исполнительные механизмы и датчики системы управления и управляется ЭБУ. Включение реле происходит одновременно с in точением зажигания. Выключение его происходит через 4 с по-। пи выключения зажигания.
Главное реле 16 через электрическую цепь 3 включает питании ЭБУ 4 и через электрическую цепь 13 форсунки 1 после получения электрического сигнала от выключателя зажигания 9, пода-<н питание 12 В на все датчики системы. При управлении главным репе ЭБУ подает «массу» на катушку главного реле.
Реле топливного насоса 17 размыкает цепь напряжения при выключенном зажигании и остановленном двигателе и сохраняет цепь напряжения замкнутой в течение всего времени, пока посту-n.iei импульс от катушки зажигания. Реле топливного насоса
139
Системы впрыска бензиновых двигателей
предотвращает подачу топлива в случае аварии с целью снижения опасности воспламенения.
ЭБУ контролирует работу ЭБН через его реле. При включении зажигания ЭБУ включает главное реле, которое подает напряжение 12 В на реле ЭБН. Параллельно этому ЭБУ подает «массу» на реле ЭБН и насос включается на 5-6 с. Если за это время не поступил сигнал с ДПКВ, т.е. если не началась прокрутка двигателя, то ЭБУ отключает реле ЭБН. Как только появится сигнал с ДПКВ, электрический бензонасос заработает.
Управляющее реле обеспечивает включение системы питания ЭБН сразу после включения выключателя зажигания. Если двигатель случайно заглохнет, а выключатель зажигания находится в положении «Движение», то питание ЭБН будет немедленно прервано. Если давление больше 0,4 МПа, то клапан обеспечивает возврат топлива в камеру. Управляющее реле обеспечивает подачу питания на ЭБН непосредственно после включения зажигания, если двигатель случайно заглохнет, а выключатель зажигания находится в положении «Работа». При включении зажигания ЭБУ включает главное реле, которое подает напряжение 12 В на реле бензонасоса и реле вентилятора. Параллельно этому ЭБУ подает «массу» на реле бензонасоса. Как только появится сигнал с ДПКВ, то бензонасос начинает работать. По сигналу с ДПКВ ЭБУ рассчитывает момент зажигания и топливоподачи. Во время запуска двигателя реализуется асинхронная топливоподача, т.е. без учета сигнала с ДПКВ двигатель запустится.
Монтажный блок реле и предохранителей. Монтажный блок 174.3722 установлен с левой стороны («Святогор») в коробке воз-духопритока и обеспечивает коммутацию электрических цепей автомобиля.
Основу монтажного блока составляют печатные платы из фольгированного материала или гетинакса с токопроводящими дорожками. Они заключены в пластмассовый корпус и подсоединены к штекерным выходам соединительных колодок.
После выключения зажигания на реле системы впрыскивания подается напряжение в течение 9-12 с от контакта 4 компьютера. В течение этого времени шаговый двигатель перемещает шток клапана холостого хода. Следовательно, в некоторых случаях для инициализации компьютера необходимо выключить зажигание на 9-10 с.
140
Гпава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
Электрический бензонасос автомобилей «Лада» установлен в юпливном баке и подает топливо через магистральный топливный фильтр и линию подачи топлива на рампу форсунок.
В системе питания автомобилей семейства «Лада» применятся ЭБН турбинного типа. ЭБН бывают двух видов - фирмы GM или Bosch. Для систем фирмы GM не допускается работа без бен-1ина. В топливном баке должно быть не менее 5 л бензина.
Электрический бензиновый насос автомобилей «Лада» (рис. 2.13) содержит корпус 2, сообщенный через отверстие с юпливным заборником 1, фланец 5 со штуцером 6 и технологическим приливом 7, жгут 8 проводов с разъемом 11, поплавок 13 с осью 14, потенциометр 12, сообщенный с колодкой 10, провод 9, входной 3 и выходной 4 трубопроводы. Насос скомбинирован с датчиком уровня топлива.
Размещение ЭБН в бензиновом баке снижает возможность образования паровых пробок, так как топливо подают под давлением, а не под действием разрежения. Конструкция ЭБН защищена от дорожной пыли, грязи и камней.
ЭБН обеспечивает подачу топлива под давлением выше 284 кПа из бензинового бака через магистральный топливный фильтр на рампу ЭМФ. Избыток топлива возвращается в бензиновый бак по отдельной линии слива.
Рис. 2.13. Электрический бензиновый насос автомобилей «Лада Самара»
1 - топливозаборник; 2 -корпус; 3 - входной трубопровод; 4 - выходной трубопровод; 5 - фланец; 6‘-штуцер; 7 - технологический прилив; 8 - жгут проводов; 9 - провод; 10 - колодка; 11 - разъем; 12 -потенциометр; 13 - поплавок; 14 - ось поплавка
141
Системы впрыска бензиновых двигателей
Электродвигатель насоса омывается топливом. В этом случае опасность взрыва исключается, так как отсутствует горючая смесь. ЭБН подает топлива больше, чем необходимо двигателю для надежной работы регулятора давления и обеспечения постоянного слива топлива. Слив топлива необходим для охлаждения элементов системы впрыскивания и удаления возможных отложений.
Электрический бензонасос включается ЭБУ с помощью вспомогательного реле при установке выключателя зажигания в положение «Зажигание» или «Стартер» после пребывания в положении «Выключено». ЭБУ сразу запитывает реле для включения ЭБН. Если в течение 3 с после включения зажигания поворот вала двигателя не начинается, ЭБУ выключает реле и ожидает начала прокрутки. После ее начала ЭБУ определяет вращение по опорному сигналу датчика положения КВ и вновь включает реле, обеспечивая включение ЭБН. ЭБН с электрическим приводом и возбуждением от постоянных магнитов подает топливо под давлением около 0,3 МПа. Топливо поступает в ЭБН из бензинового бака, а подается из насоса в топливный фильтр.
На автомобилях семейства ВАЗ применяют два вида ЭБН, отличающихся датчиком уровня топлива: 21083 - для автомобилей семейства «Лада Самара» с высокими панелями приборов и 2112 -для автомобилей с приборным щитком 2108, 2110 и 2115.
У датчиков уровня топлива автомобилей «Самара» с низкой и высокой панелью разное сопротивление. Для автомобилей с низкой панелью при пустом баке сопротивление 350 Ом, а при полном баке - 6-10 Ом. С высокой панелью при пустом баке 250 Ом, а при полном баке - 20 Ом. Электробензонасос выполнен двухступенчатым, роторного типа и размещен в топливном баке. Топливо из насоса под давлением 200 кПа через фильтр тонкой очистки поступает в топливную рампу.
ЭБН автомобиля «Святогор» представляет собой насос с внутренним зацеплением. В пластмассовом его корпусе установлен постоянный магнит, якорь имеет торцевой коллектор, к которому примыкают две щетки. Якорь через пластмассовую муфту соединен с ротором ЭБН.
Массовый провод соединен с кузовом автомобиля в месте крепления заднего левого фонаря. Провод, подключенный к плюсовому выводу, объединен в жгут задней проводки, который проложен по левой стороне автомобиля.
142
Глава 2. Устройства приготовления иподачи горючей смеси
Провод белого цвета размещен под блоком передней проводки и сообщен с контактами ЭБН. В корпусе встроены обратный и перепускной клапаны. ЭБН установлен в топливном баке. Обратный клапан предотвращает слив топлива из магистрали после остановки двигателя. Перепускной клапан ограничивает давление юплива в системе. Если давление превышает 0,3 МПа, то клапан открывается и происходит циркуляция топлива из зоны нагнетания в зону всасывания. При длительной стоянке автомобиля (более двух недель) рекомендуется иметь в баке не менее 15 л оензина. Производительность ЭБН составляет 80 л/ч, напряжение 12 В, давление 0,3 МПа и потребляемый ток 6 А.
Электрический бензонасос автомобилей семейства ВАЗ и  Святогор» погруженного типа. Рабочее давление ЭБН составляет 0,3+0,02 МПа, а его производительность - 80 л/ч, потребляемый ток - 6 А. Для обеспечения устойчивой работы ЭБН в бензиновый пак должно быть залито не менее 4-6 л бензина. Не рекомендуется вырабатывать топливо из бака, так как это ведет к выходу из ci роя ЭБН из-за его перегрева.
ЭБН в системе турбинного типа обеспечивает подачу топлива под давлением выше 280 кПа из топливного бака через магистральный топливный фильтр на рампу форсунок. Избыток топлива нозвращается в бензобак по отдельной линии возврата.
Исполнительные механизмы
Электромагнитная форсунка представляет собой электромагнитный клапан, обеспечивающий дозированную подачу топлива в цилиндры двигателя.
По месту расположения различают ЭБУ центрального и распределенного впрыскивания топлива. По способу подачи существуют ЭБН непрерывного потока и импульсного типа. Управление ЭМФ непрерывного впрыскивания осуществляется механически, управление импульсными инжекторами осуществляется компью-iijpoM при помощи слабых импульсов. Важным параметром является точность подачи каждой форсункой при распределенном впрыске. По назначению различают пусковые и рабочие форсунки.
Форсунка (рис. 2.14) состоит из корпуса 4 и игольчатого клапана 16 с установленным якорем 12. Корпус форсунки содержит обмотку соленоида 10 и направляющую 2 игольчатого клапана 16. Форма корпуса форсунки может быть весьма разнообразной и
143
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 2.14. Электромагнитная форсунка (в разрезе)
1 - штифт; 2 - направляющая; 3 - ограничительная шайба; 4 - корпус; 5 - штуцер; 6 - электрический разъем; 7 -электрический вывод; 8 - фильтр; 9 -топливопровод; 10 - обмотка; 11 - пружина; 12 - стальной якорь; 13 - ограничительный поясок; 14 - зазор; 15 -фиксатор; 16 - игольчатый клапан; 17 -дозирующее отверстие
определяется ее размещением в ВТ. Передний конец игольчатого клапана 16 снабжен специальным штифтом 1 для распыления топлива. Дозирующее отверстие распылителя представляет собой кольцевую щель шириной 0,08-0,10 мм. Подстройка ЭМФ по величине цикловых подач обеспечивается с помощью регулировочной втулки, изменяющей усилие возвратной пружины 11.
Запорный игольчатый клапан перемещается под воздействием соленоида. Он открывается с помощью электрических импульсов напряжения от ЭБУ. После прекращения подачи электрического импульса игольчатый клапан прижимается к гнезду форсунки с помощью пружины 11 и перекрывает подачу топлива. Запорный элемент имеет специальную форму, обеспечивающую эффективный впрыск топлива.
Игольчатый клапан 16 в закрытом состоянии прижимается усилием пружины 11 к седлу, а открывается с помощью электромагнита и якоря 12. Ход игольчатого клапана составляет 0,15 мм, продолжительность открытия 2-10 мс в зависимости
144
Гпава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
<>| потребляемого топлива. Напряжение в системе привода форсунок 4 В.
Главное реле системы управления подает питание бортовой сети на один вывод форсунки, блок управления второй вывод замыкает на «массу» на рассчитанный интервал времени. Этот ин-юрвал и определяет время открытия ЭМФ.
При протекании тока через обмотку соленоида игольчатый клапан 16 поднимается на величину 0,15 мм от своего гнезда и юпливо впрыскивается через точное кольцевое отверстие. Передний конец 1 игольчатого клапана имеет специальный штифт для распыления топлива. Продолжительность срабатывания и закры-1ия форсунки составляет 1,0-1,5 мс. Когда на нее от ЭБУ поступает импульс напряжения, то клапан открывается, и топливо через распылитель тонко распыленной струей под давлением впрыскивается в смесительную камеру над дроссельной заслонкой. 1<>пливо распыляется коническим факелом на тарелку впускного клапана. После прекращения подачи электрического импульса подпружиненный клапан перекрывает подачу топлива.
Напряжение питания обмоток ЭМФ подается от главного реле или выключателя зажигания, а заземление включается и выключа-<чся в ЭБУ. Длительность импульса (открытого состояния) составляет 1,5-10 мс. Это время зависит от температуры двигателя, «•io нагрузки, частоты вращения. При закрытии форсунки наблюдается скачок обратного напряжения, достигающий 60 В. Обмотка ЭМФ заземляется в ЭБУ в течение расчетного промежутка времени и при этом клапан открыт и топливо подается.
Быстродействие форсунки обеспечивают соответствующим подбором электромагнитного привода. Сердечник электромагнита имеет продольные прорези, уменьшающие вихревые токи. Клапан . )МФ открывается и закрывается дискретно. Эффективность рабо-1ы ЭМФ характеризуется скважностью этих импульсов, т.е. соотношением продолжительности открытого и закрытого ее состояния.
На современных ДВС применяют ЭМФ с дискретной цикловой подачей топлива. Они могут быть с нижним боковым или верхним подводом топлива. При поступлении в обмотку ЭМФ импульса от •БУ создается магнитное поле и клапан поднимается на задан-.... по сигналу ЭБУ промежуток времени. На входе ЭМФ устанавливают дополнительные фильтры с очень небольшой грязевой емкостью. Цикловая подача ЭМФ может быть определена по следующей зависимости:
145
Системы впрыска бензиновых двигателей
(2.2)
где Цф/ф - площадь эффективного сечения дозирующего отверстия форсунки; Рср - средний перепад давления на дозирующем отверстии; р - плотность топлива; Гц - время открытого состояния форсунки.
В корпусе ЭМФ расположена обмотка электромагнита и двухконтактный электрический разъем. В зависимости от особенностей обмотки ее сопротивление может находиться в пределах 2-16 Ом. Запирающий элемент бывает трех типов - плоский, конический и сферический.
Плоские клапаны имеют малую массу (0,5 г), что обеспечивает быстродействие для высокооборотных двигателей. Недостаток ЭМФ связан с нарушением герметичности из-за засорения и износа. Клапаны со сферической уплотняющей поверхностью применяются преимущественно для форсунок с центральным впрыскиванием. Они обеспечивают хорошую герметичность. Большое распространение получили ЭМФ с коническим уплотнением клапана, что обеспечивает стабильные показатели в процессе эксплуатации.
Распыляющий элемент формирует факел топлива, задаваемый в зависимости от места установки ЭМФ на ДВС.
При центральном впрыскивании угол факела доходит до 55°. У штифтовых ЭМФ с коническим клапаном угол факела определяется углом конуса на наконечнике штифта и выбирается так, чтобы топливо поступало в клапанную щель. В форсунках со сферическим клапаном впрыскивание производится через наклонно расположенные отверстия распылителя.
При распределенном впрыскивании форма факела определяется местом расположения ЭМФ и формой впускного клапана. При установке в головке вблизи впускного клапана угол факела равен 25-45°. При установке на большом расстоянии он равен 15-25°, чтобы основная часть топлива поступала на клапан.
Форсунка снабжена электромагнитным клапаном (запорной иглой), который открывает или прерывает впрыскивание топлива. Электромагнит форсунки управляется импульсом, поступающим с блока управления. Длина импульса (длительность впрыскивания) определяет количество топлива, поступающего в цилиндры двигателя. Некоторые системы имеют две цепи управления форсункой. Для быстрого открытия клапана ЭМФ используется первая
146
Гпава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
(форсирующая) цепь, по которой может течь большой ток. Для удержания клапана форсунки в открытом состоянии большой ток не требуется и управление электромагнитом переходит на другую (удерживающую) цепь, обладающую большим сопротивлением. : )|им достигается четкое срабатывание форсунки и ее низкая теиновая напряженность.
Обычно обмотка электромагнита ЭМФ одним концом постоянно подключена к положительной клемме аккумулятора через । павное реле системы или реле топливного насоса. Второй конец обмотки подключен к ЭБУ и является управляющим. Блок управ-ления в нужный момент и на нужный период подключает его к  массе», замыкая, таким образом, цепь питания.
Распылители форсунок. Конструктивные схемы распылителей современных форсунок приведены на рис. 2.15. Наконечник форсунки (инжектора) имеет одно или несколько тонких отверстий, проходя через которые, топливо тонко распыляется. Впрыскивание и распыление топлива осуществляется за счет избыточного давления в топливной магистрали, которое обычно составляет о, l 0,3 МПа. Давление поддерживается в магистрали регулятором давления топлива. Форсунка (см. рис. 2.15, а) содержит защитный колпачок 1, корпус 2, распылитель 3, уплотнение 4 и выходное отверстие 5. В обесточенном состоянии распылитель 3
Рис. 2.15. Виды распылителей современных форсунок
 I кольцевая щель; б - 'односекционное распыление; в - многосекцион-нс н> распыление; г - многосекционное распыление для двух впускных каналов; д - многосекционное распыление для шарового распылителя; 1 -н ишачок; 2 - корпус; 3 - распылитель; 4 - уплотнение; 5 - кольцевая щель; 6-9 - распылительные отверстия; 10 - наклонное распылительное отверстие
147
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 2.16. Электромагнитная форсунка двигателя ЗМЗ-4062.10
1 - насадок; 2, 12 - резиновое уплотнительное кольцо; 3 - уплотнительная шайба; 4 - якорь электромагнита; 5, 20 - уплотнитель; 6 - ограничительная шайба; 7 -корпус; 8 - изолятор; 9 - обмотка электромагнита; 10 - электрический контакт; 11 - электрический разъем; 13 - топливный фильтр; 14 - топливная трубка; 15 -штуцер; 16 - топливный канал; 17-крышка; 18 - пружина; 19 - сердечник; 21 -корпус клапана; 22 - калиброванный зазор; 23 - запирающий конус; 24 - полость
прижат пружиной к седлу и перекрыт доступ топлива к отверстиям 5 распылителя. Форсунка также содержит кольцевое отверстие, обеспечивающее хорошее распыление топлива. В зависимости от конструкции распылителя выходная струя принимает различную форму.
В обесточенном состоянии распылитель 3 (см. рис. 2.15, д), выполненный в виде сферы, прижат пружиной к седлу 2 и перекрывает поступление топлива к его отверстиям 10. Форсунка центрального впрыскивания обычно имеет шесть отверстий, ориентированных в разные стороны. Хорошее распыление топлива обеспечивается за счет завихрения потока в отверстиях распылителя. Угол впрыскивания выбирается таким образом, чтобы топливо направлялось в щель между дроссельной заслонкой и ее корпусом.
Топливная форсунка автомобилей ГАЗ изображена на рис. 2.16. Электромагнитные форсунки обеспечивают дозированную подачу топлива и приводятся в действие ЭБУ.
148
Гпаев 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
Они установлены через уплотнительные кольца и крепятся к топливной рампе скобами. Корпус воздушного фильтра расположен на левом лонжероне и через гофрированный патрубок соединен с дроссельным узлом.
ЭМФ, устанавливаемая на современных двигателях ЗМЗ-4062.10, моделей фирм Bosch №0280150711 Deka, Siemens (Германия), «Пекар» (Россия) (см. рис. 2.16), представляет собой быстродействующий электромагнитный клапан со штифтовым запирающим элементом и предназначена для подачи топлива в цилиндры двигателя.
ЭМФ снабжена подпружиненным запирающим конусом 23, перекрывающим в нормальном состоянии калиброванное отверстие для распыления топлива. Для более мелкого распыления юплива запирающий конус, входящий в отверстие седла распылителя, имеет коническую форму. ЭМФ содержит корпус 7, обмотку 9 электромагнита, сердечник 19, жестко соединенный с якорем 4 и иглой 23, прижимаемой к седлу корпуса 21 клапана с помощью пружины 18, топливный канал 16, насадок 1 распылителя, топливный фильтр 13 и электрический разъем 11с электрическим контактом 10. Форсунка снабжена электромагнитным клапаном (запорной иглой), который открывает или прерывает впрыскивание топлива.
Проходное сечение сопла форсунки представляет собой калиброванный кольцевой зазор 22, образованный корпусом распылителя и запирающим конусом, размещенным на якоре 4 электромагнита. В корпусе ЭМФ размещены запирающий конус 23 с образованием кольцевого зазора и электрическая обмотка 9, втя-। ивающая якорь 4 с запирающим конусом 23. Обратное движение якоря 4 электромагнита осуществляется при помощи усилия пружины 18.
Топливо поступает в корпус форсунки через штуцер 15, в котором расположены топливный фильтр 13 и топливная трубка 14. Включение обмотки 9 электромагнита осуществляется через электрические контакты 10 электрического разъема 11, обеспечивая подъем запирающего конуса 23 на 0,1 мм над седлом распылителя и открывая выход топлива из форсунки через калиброванный кольцевой зазор.
ЭМФ в верхней ее части при помощи защелки закреплена на рампе, а через насадок 1 распылителя входит в отверстие ВТ у основания впускных каналов. ЭМФ в отверстиях рампы и ВТ уплот
149
Системы впрыска бензиновых двигателей
няется резиновыми уплотнительными кольцами. ЭМФ обеспечивает впрыскивание топлива в ВТ перед впускным клапаном цилиндра.
Ход якоря 4 запирающего конуса 23, равный 0,15 мм, ограничен упорной шайбой 6, выполненной из твердосплавного материала. Кольцевой зазор равен 0,085 мм. Бензин поступает в топливный фильтр 13 и далее через систему каналов форсунки к запирающему конусу 23, удерживаемому в открытом состоянии.
Электрическое поле, создаваемое в обмотке 9 электромагнита под воздействием электрических импульсов, посылаемых с ЭБУ, приподнимает сердечник 19, преодолевая сопротивление пружины 18. Якорь 4 электромагнита вместе с запирающим конусом 23 в процессе работы колеблется с высокой частотой.
После остановки двигателя якорь 4 обеспечивает перекрытие выходного отверстия и ЭМФ плотно закрывается. При определенном давлении ЭМФ открывается и топливо распыляется путем перемещения запорного конуса 23 в корпусе клапана. Форсунка открывается автоматически при превышении давления открытия, равного 0,3 МПа.
Продолжительность открытого и закрытого состояния ЭМФ находится в диапазоне 1-1,5 мс. ЭМФ закреплена с помощью литого резинового кольца 2 и запрессована. Электрическая схема ЭМФ подключена к жгуту системы управления через электрический разъем 11.
Впрыскивание топлива через ЭМФ синхронизировано с системой зажигания. Дозирование топлива зависит от длительности электрического импульса, подаваемого в обмотку ЭМФ блоком управления. Длительность импульса ЭМФ зависит от величины открытия дроссельной заслонки, температуры воздуха, температуры двигателя, частоты вращения КВ двигателя, нагрузки и других факторов.
Подача топлива строго синхронизирована с положением поршня в цилиндре двигателя. Количество подаваемого в двигатель топлива определяется длительностью электрического импульса, поступающего от ЭБУ на обмотку ЭМФ. При подаче импульса напряжения клапан открывается и топливо через распылитель тонкой распыленной струей подается под давлением на впускной клапан. Топливо испаряется, соприкасаясь с нагретыми деталями, и в парообразном состоянии попадает в камеру сгорания. После прекращения подачи электрического импульса подпружиненный конус 23 перекрывает подачу топлива.
150
Гпава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
Калиброванный зазор 22 ЭМФ закрывается конусом 23, управляемым с помощью соленоида, плунжер которого втягивайся при протекании тока через его обмотку. После прекращения электрического импульса игла под действием пружины вновь опускается и закрывает отверстие, прекращая подачу топлива.
ЭМФ срабатывает один раз за полный цикл ДВС. Регулирование цикловой подачи осуществляется путем изменения времени открытого состояния клапана. Это достигается за счет управления продолжительности импульсов тока, поступающих на обмотку ЭМФ.
Продолжительность открытого состояния клапана должна ныть равной длительности импульса, поступающего на обмотку •лектромагнита. В эксплуатации клапан открывается не одновременно с началом поступления тока, а с некоторым запаздыванием, обусловленным рядом электрических и механических факторов.
При подаче на обмотку катушки электромагнита электрического импульса создается магнитное поле, которое притягивает сердечник 19, а вместе с ним иглу запорного клапана. Отверстие в корпусе распылителя открывается и топливо под давлением в рлспыленном состоянии поступает в цилиндр двигателя. После прекращения электрического импульса пружина возвращает в исходное положение сердечник, а вместе с ним и запорную иглу канала. Клапан ЭМФ должен быть герметичным. При необходимости । ерметичность ЭМФ можно проверить, подав в нее воздух давлением 0,3 МПа, а насадку распылителя ЭМФ опустить в керосин.
При кратковременной подаче напряжения 12 В на выводы исправной ЭМФ должен быть слышен отчетливый щелчок. Сопро-|ивление обмотки ЭМФ должно составить 15,5-16,0 Ом.
Важным элементом форсунки является нижняя часть запирающего элемента (конусная, сферическая, плоская). Важнейшей  арактеристикой форсунки является ее быстродействие, опреде-лчомое жесткостью возвратной пружины, массой запирающего н|()мента и конструкцией электромагнитной системы. Кроме того, быстродействие зависит от индуктивности обмотки, т.е. в конечном счете от числа ее витков. Быстродействующие ЭМФ имеют малое сопротивление обмотки - 4 Ом и менее.
Наибольшее распространение получили ЭМФ, выполненные по конической схеме или с плоским якорем. В первом случае по-hi'рхность клапана обычно коническая, а распыляющее отверстие представляет собой кольцевую щель, образованную цапфой кла
151
Системы впрыска бензиновых двигателей
пана и его седлом. Во втором случае типично использование плоского клапана с распылителем - пластиной с одним или несколькими калиброванными отверстиями.
ЭМФ установлены на специальных кронштейнах. Положение форсунки в кронштейне компенсируется резиновыми деталями. Достигаемая таким образом теплоизоляция устраняет парообразование и способствует хорошему пуску горячего двигателя. Благодаря резиновому кронштейну ЭМФ защищена от сильной вибрации. ЭМФ закреплены на рампе с помощью пружинных фиксаторов. Герметичность верхнего и нижнего концов ЭМФ обеспечивают с помощью уплотнительных колец, которые при ремонте двигателя обязательно надо заменять новыми.
Рис. 2.17. Пусковая форсунка
1 - гнездо; 2 - фланец; 3 - корпус; 4 -топливный фильтр; 5 - электрический разъем; 6 - контакты; 7 - входной канал; 8 - крышка; 9 - обмотка; 10 - якорь; 7 7-запорный элемент; 72 - корпус распылителя; 73 - распылительное отверстие
Существуют различные способы электрического подключения ЭМФ к оконечным (усилительным) ступеням ЭБУ. Причина в том, что для ускорения открытия ЭМФ в первый момент на ее обмотку подается ток большей силы (для преодоления силы инерции иглы ЭМФ и силы сопротивления пружины), чем для удержания ЭМФ в открытом состоянии (пружина сжата).
Пусковая форсунка (рис. 2.17) содержит корпус 3 с размещенной в нем обмоткой 9, входной канал 7 с топливным фильтром 4, крышку 8 с электрическим разъемом 5 и контактами 6, фланец крепления 2 с распылителем 72 с выходной полостью, гнездо 7, якорь 70 и запорный элемент 7 7.
При отсутствии тока пружина прижимает по
152
Гпава 2. Устройства приготоаления и подачи горючей смеси
движный якорь к гнезду 1, перекрывая поступление топлива. 11ри прохождении тока через соленоид якорь поднимается от гнезда 1 в форсунке и обеспечивает подачу топлива. Топливо проходит по бокам якоря и хорошо распыляется. Система управления пусковой форсунки снабжена термическим временным реле.
Топливо подают в ресивер или в канал системы холостого хода, что обеспечивает высокие скорости и предотвращение конденсации. В современных системах они отсутствуют. Обогащение
при пуске и прогреве достигается за счет программы управления
основными форсунками.
Производительность форсунки проиллюстрирована на рис. 2.18. По мере увеличения продолжительности открытия форсунки ее производительность существенно повышается.
Электромагнитная форсунка двигателя F3R-272 автомобиля «Святогор» (рис. 2.19) содержит корпус 10 с каналом, закрытым заглушкой 3, крышку 2, основание 26 корпуса со
Рис. 2.18. Зависимость производительности форсунки GT от продолжительности ее открытия тн
штуцером 16 и обечайкой 13, якорь 5, снабженный запирающим
конусом 17 и ограничительным буртиком 14, сердечники 7 и 30, вставку 33, штуцер 4 и вкладыш 28. Распылитель 21 снабжен седлом 22 с жиклером 18, двумя выходными калиброванными отверстиями 19, образующими факел 20.
Электрическая цепь ЭМФ включает в себя разъем 1 с электрическими контактами 34 и обмотку 29, размещенную в сердечнике 30, электрические кабели 6 и 31 и фильтр радиопомех 15, размещенный на якоре 5. В штуцере 4 корпуса находится электрическая обмотка 29 и подпружиненный якорь 5, выполненный как единое целое с запирающим конусом 17. Опорная пластина 27 ограничивает ход якоря 5.
Электрические контакты 1 ЭМФ расположены в крышке 2 Форсунки. Управление работой ЭМФ производит ЭБУ путем подключения и отключения цепей их обмоток с «массой» за очень ко
роткий промежуток времени (3-4 мс) на режимах холостого хода.
153
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 2.19. Электромагнитная форсунка двигателя F3R-272 автомобиля «Святогор»
1 - электрический разъем; 2 -крышка; 3 - заглушка; 4 - штуцер; 5 - якорь; 6, 31 - электрический кабель; 7, 30 - сердечник; 8, 24 - уплотнительное кольцо; 9 - технологическая заглушка; 10 - корпус; 11 - пружина; 12, 23, 32 - уплотнительное кольцо; 13 - обечайка; 14 - ограничительный буртик; 15 - фильтр радиопомех; 16 -штуцер; 17-запирающий конус; 18 - жиклер; 19 - калиброванное отверстие; 20 - топливный факел; 21 - распылитель; 22 - седло; 25 - канал подачи топлива; 26 - основание; 27 - опорная пластина; 28 - вкладыш; 29 - обмотка электромагнита; 30 - сердечник; 33 - вставка; 34 - электрический контакт
Топливо через канал 25 подводится под давлением 0,3 МПа в среднюю часть корпуса.
Когда ЭБУ подает сигнал на ЭМФ, в обмотке 29 создается электромагнитное поле, якорь 5, преодолевая сопротивление пружины 11, поднимается вверх и топливо через два отверстия 19 в распылителе 21 впрыскивается в ВТ двигателя. ЭМФ устанавливают в топливную рампу через уплотнительные кольца 24 и крепят к ней при помощи скоб.
Топливную рейку устанавливают со стороны ВТ через резиновое кольцо 24. В торце рейки размещены регулятор давления и два штуцера. Через штуцер, расположенный ближе к ЭМФ четвертого цилиндра, в рейку подается топливо от ЭБН, а через штуцер, находящийся ближе к регулятору давления, излишки топлива сливаются в бак. Напряжение питания электрической цепи 12 В. Сопротивление обмотки ЭМФ составляет 14,5±1,0 Ом.
154
Глава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
Форсунки закреплены на рампе с помощью пружинных фикса-юров. Верхний и нижний концы форсунок герметизируются уплотнительными кольцами, которые заменяют новыми при ремонте двигателя.
ЭБУ управляющим сигналом открывает электромагнитный ►лапан форсунки, при этом топливо проходит через клапан и на
правляющую пластину, п()сспечивающую распыление топлива. Направляющая пластина имеет отверстия, которые направляют топливо, образуя конический факел. Факел |<>плива направлен на впускной клапан. До попадания топлива в камеру сгорания происходит его испарение и перемешивание с воздухом.
Автомобили семейства «Лада-2111,	-2112»
оснащены форсунками Фирм Bosch (Германия), СМ (США).
ЭМФ двигателя с центральным впрыскиванием топлива (рис. 2.20) представляет собой быстродействующий клапан с •лектромагнитным управлением. Она содержит юрпус 6 с размещенными в нем соленоидом 8 и ка-। ушкой (обмоткой) 16 с выводами 9 и изолятором, входной патрубок 10 с входным каналом.
Шариковый клапан 1 нагружен пружиной, размещенной на сердечнике.
21 20
Рис. 2.20. Форсунка системы центрального впрыскивания топлива
1 - шариковый клапан; 2 - диафрагма; 3 -кожух; 4 - впускное отверстие; 5 - топливный фильтр; 6 - корпус; 7 - крышка; 8 - соленоид; 9 - разъем подключения; 10 - входной патрубок; 11 - сердечник; 12 - уплотнение; 13 - выходное отверстие; 14 - защитное кольцо; 15 - кольцо; 16 - катушка; 17 - отверстие; 18 - полость; 19 - седло клапана; 20 - топливный факел; 21 - дозирующее отверстие
155
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 2.21. Форсунка с воздушным распылением топлива
1 - рампа; 2 - штуцер подвода воздушного потока; 3 - направление подвода воздушного потока; 4 - электрический разъем; 5 - штуцер подвода топлива;
6 - направление входа топлива; 7 -уплотнение; 8 - канал подачи топлива; 9 - корпус форсунки; 10 - распыляющий конус
Для отпирания выходных отверстий 21 (т.е. для подъема запирающего элемента-клапана), используется втягивающее усилие соленоида.
Наиболее важным конструктивным отличием разных типов ЭМФ является форма нижней части запирающего клапана, которая выполнена сферической.
Когда от блока управления через кабель 9 на катушку поступает импульс, магнитное поле, образующееся внутри катушек, поднимает якорь вверх, уменьшая давление пружины на клапан. Топливо, находящееся внутри корпуса форсунки, поднимает клапан и под давлением поступает в корпус дроссельной заслонки.
Форсунка с воздушным распылением топлива изображена на рис. 2.21. Для улучшения условий смесеобразования применяют дополнительную подачу воздуха, обеспечивающую распыление топлива. Форсунка содержит штуцер подвода воздуха 2, штуцер подвода топлива 5 и распылитель, обеспечивающий необходимый конус распыления 10. Форсунка размещена на рампе 1.
156
Гпава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
Электромагнитная газовая форсунка системы центрального впрыскивания (рис. 2.22) содержит корпус 6 с размещенной в ней ка-। ушкой 7 с выводами 8, входной 9 и выходной 1 штуцеры, плоский якорь 3, нагруженный со стороны входного штуцера 9 пружиной 4 и размещенной в сердечнике.
Форсунка представляет собой быстродействующий клапан с электромагнитным управлением. При подаче в обмотку 7 электромагнита электрического импульса тока определенной длительности якорь (клапан)3, преодолевая действие усилия пружины 4, открывает отверстие в выходном штуцере 1 и обеспечивает подачу газа во впускной тракт. Цикловая подача газа зависит только от продолжительности открытия форсунки, так как давление на входе в форсунку и дозирующее отверстие являются постоянными параметрами.
Конструктивные и электрические параметры газовой ЭМФ взаимосвязаны и
Рис. 2.22. Электромагнитная форсунка центрального впрыскивания газа
1 - выходной штуцер; 2 - соединительный канал; 3 - якорь; 4 - пружина; 5 -статор; 6 - корпус; 7 - катушка; 8 - выводы; 9 - входной штуцер; 10 - входной канал; 11 - изолятор; 12 - промежуточная полость; 13 - дозирующее отверстие; 14 - дозирующий канал
могут быть рассчитаны по аналогии с электротехническими устройствами. Конструктивный параметр Кг газовой форсунки может быть определен из следующей зависимости:
Кг = (10-3Т^)/8я,
(2.3)
157
Системы впрыска бензиновых двигателей
где Рэ - величина тягового усилия электромагнита (на первом этапе выбирают ориентировочно), Н; 8Я - высота подъема якоря, м.
В дальнейшем по величине Кг предварительно выбирают диаметр якоря, наружный и внутренний диаметры электромагнита, параметры катушки электропривода (длину, высоту, сопротивление и диаметр проволоки катушки и другие величины). Величина тягового усилия электромагнита может быть определена из следующей зависимости:
P3=(H0<p2FK2Sn)/282,	(2.4)
где ц0 - магнитная постоянная; <р - поправочный коэффициент; FK -магнитодвижущая сила катушки, A; S„ - площадь якоря, м2.
Величина магнитодвижущей силы катушки может быть определена по формуле.
FK = nKUK/flK,	(2.5)
где пк - число витков катушки электромагнита; UK - напряжение, В; Як - сопротивление катушки, Ом.
На завершающем этапе расчета определяют жесткость пружины электромагнита и осуществляют уточненный расчет газовой форсунки.
Электромагнитная газовая форсунка системы распределенного впрыскивания (рис. 2.23) содержит корпус 5 с размещенной в ней катушкой 7 с выводами, входной 8 и выходной 1 патрубки, плоский якорь, нагруженный пружиной, размещенной в сердечнике со стороны входного патрубка 8.
При подаче в обмотку катушки 7 электромагнита электрического импульса тока определенной длительности якорь (клапан), преодолевая действие усилия пружины, открывает отверстие в выходном патрубке 1 и обеспечивает подачу газа во впускной тракт. Цикловая подача газа зависит только от продолжительности открытия форсунки, так как давление на входе в форсунку и дозирующее отверстие являются постоянными параметрами.
В корпусе форсунки с плоским клапаном смонтированы распылитель с запорным якорем и катушка 7, втягивающая якорь 10, нагруженный пружиной. Якорь открывается под действием давления газа. Обратное его движение осуществляется пружиной. Газовое топливо поступает в полость форсунки через штуцер 8, в котором расположен фильтрующий элемент.
158
Глава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
При включении обмотки электромагнита в цепь (выводы обмотки соединены с контактами штепсельного разъема) якорь 10 поднимает иглу, открывая топливу выход из распылителя. Ход якоря, равный 0,15 мм, ограничен упором седла. Такая конструкция гарантирует сохранение воздушного зазора между пластиной 3 и якорем 10, что предотвращает изнашивание деталей якоря, выполненных из мягкого железа, а также улучшает временные характеристики форсунки. Для повышения быстродействия якорь и сердечник электромагнита имеют продольные прорези, уменьшающие вихревые токи.
У форсунок с плоским клапаном продолжитель-
Рис. 2.23. Электромагнитная форсунка распределенного впрыскивания газа 1 - выходной патрубок; 2 - нижняя крышка; 3 - пластина; 4 - дозирующее отверстие; 5 - корпус; 6 - верхняя крышка; 7 - катушка; 8 - входной штуцер; 9 -канал подачи газа; 10 - якорь; 11 -уплотнитель; 12 - дозирующий канал
ность времени срабатывания и отпускания на 30% меньше по сравнению с коническим. Быстродействие таких форсунок достигается путем уменьшения массы и трения подвижных деталей. Преимуществом форсунок является также простота конструкции и, как следствие, менее жесткие требования к точности изготовления и сборки деталей по сравнению с коническими клапанами.
159
Системы впрыска бензиновых двигателей
2.2.	УСТРОЙСТВА ПОДАЧИ ВОЗДУХА В ДВИГАТЕЛЬ
Основными элементами системы подачи воздуха являются воздушный фильтр, ресивер и дроссельный патрубок в сборе, на котором закреплены датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ) и регулятор холостого хода (РХХ). При поступлении в двигатель 1% воздуха в обход фильтрующего элемента в 5-6 раз увеличивается скорость износа двигателя. Фильтры со сменными фильтрующими элементами имеют разъемный круглый или прямоугольный корпус.
Система впуска воздуха (рис. 2.24, а) содержит воздушный фильтр 14 с патрубками 15 и 16 подачи воздуха, расходомер воздуха 13, блок 6 дроссельной заслонки 9 с потенциометром 10, клапан рециркуляции моторного масла 7, клапан регулирования системы холостого хода 5, успокоитель пульсаций 8 и выпускной патрубок.
Система подачи воздуха автомобиля «Святогор» (рис. 2.24, б) состоит из воздушного фильтра 14, шланга впускной трубы, дроссельного патрубка и ресивера. Воздушный фильтр установлен в передней части подкапотного пространства и закреплен на резиновых опорах. Поступлением воздуха в двигатель управляет дроссельная заслонка, соединенная приводом с педалью управления.
Воздушный фильтр 14 имеет плоскую форму, расположен на левом лонжероне 7 и крепится при помощи трех кронштейнов. Фильтр снабжен сухим плоским бумажным фильтрующим элементом. Фильтрующий элемент имеет картонную штору прямоугольной формы, по краям которой расположены полимерные уплотнения.
Глушитель шума 72 установлен на кронштейне 11, укрепленном на опоре 10 нижней поперечины у левого брызговика при помощи ремня 9.
Воздух засасывается через патрубок глушителя 12 и, выходя из глушителя, попадает через гибкий рукав-шланг 13 и патрубок 8 в воздушный фильтр 14. Очищенный воздух по отводящему рукаву 4 поступает в дроссельный узел 2, а затем во впускную трубу. У входа в дроссельный узел на отводящем рукаве 4 расположен подводящий шланг 1 регулятора холостого хода и датчик температуры воздуха 3.
Техническое обслуживание воздушного фильтра в процессе эксплуатации заключается в замене фильтрующего элемента со-
160
Гпава 2, Устройства приготовления и подачи горючей смеси
Рис. 2.24. Принципиальная схема подачи воздуха
 । контур подачи воздуха; 1 - регулятор давления топлива; 2 - выпускной плгрубок; 3 - трубопровод; 4 - трубопровод; 5 - клапан регулирования । истемы холостого хода; 6 - блок дроссельной заслонки; 7 - клапан рециркуляции паров масла; 8 - успокоитель пульсаций; 9 - дроссельная за-< понка; 10 - потенциометр дроссельной заслонки; 11 -трубопровод; 12-оиметаллическое реле; 13 - расходомер воздуха; 14 - воздушный  |>пиьтр; 15 - впускной патрубок подачи подогретого воздуха; 16 - впускной патрубок атмосферного воздуха;
<i система подачи воздуха автомобиля «Святогор»: 1 - подводящий шланг регулятора холостого хода; 2 - дроссельный узел; 3 - датчик температуры воздуха; 4 - отводящий рукав; 5 - отводящий патрубок воздушною фильтра; 6 - замок крепления воздушного фильтра; 7 - левый лон-+ |'рон; 8 - подводящий патрубок воздушного фильтра; 9 - ремень крепления глушителя шума впуска; 10 - опора; 11 - кронштейн крепления । пушителя шума впуска; 12 - глушитель шума впуска; 13 - подводящий рукав-шланг; 14 - воздушный фильтр
। H.1CHO периодичности, указанной в сервисной книжке. Воздушный фильтр 14 не имеет терморегулятора для сезонной регулировки температуры воздуха. Он оснащен глушителем шума 12 впуска. Фильтрующий элемент надо заменить. Для этого необходимо отсоединить четыре замка 6 крепления крышки на корпусе воздушного фильтра и снять ее с корпуса, оставив подвешенной на I >укаве 4. Далее необходимо вынуть фильтрующий элемент и замени ж его новым, установив в том же положении, т.е. установить
161
Системы впрыска бензиновых двигателей
крышку на место и застегнуть замки. Воздушный ресивер обеспечивает равномерное распределение воздуха между цилиндрами.
Система подачи воздуха ВАЗ состоит из воздушного фильтра, шланга впускной трубы, дроссельного патрубка и ресивера. Воздушный фильтр изготавливают в форме кольца и установливают в передней части моторного отсека на резиновых фиксаторах. Фильтрующий элемент выполнен бумажным с большой площадью фильтрующей поверхности. Фильтры имеют разъемный круглый или прямоугольный корпус. При замене фильтрующего элемента его необходимо устанавливать так, чтобы гофры были расположены параллельно осевой линии автомобиля. Узел крепления содержит стержень с размещенными на пластине уплотнителем, шайбой и гайкой-барашком. При монтаже воздушного фильтра во избежание поступления в ВТ неочищенного воздуха очень важно правильно установить прокладки.
В верхней крышке воздушного фильтра имеется отверстие под установку ДМРВ разного диаметра. Дроссельный патрубок системы подачи воздуха закреплен на ресивере. Он дозирует количество воздуха, поступающего в ВТ. Поступлением воздуха в двигатель управляет дроссельная заслонка, соединенная приводом с педалью дросселя. Дроссельный патрубок в сборе имеет в своем составе ДПДЗ и РХХ, установленные на его корпусе.
Воздушный ресивер представляет собой емкость определенного объема. Воздушный патрубок предназначен для подачи одинакового количества воздуха в каждый цилиндр двигателя. Впускной трубопровод представляет собой емкость определенного объема.
Воздушный фильтр задерживает частицы пыли и снижает шум на впуске. Фильтрующий элемент состоит из хлопчатобумажного полотна или войлока, иногда пропитанного маслом, вставленного в обойму из двух металлических решеток.
Воздушный фильтр двигателей ЗМЗ сухого типа со сменным фильтрующим элементом 2 из пористого картона (рис. 2.25) содержит корпус верхней 3 и нижней 10 частей, верхнего 1 и нижнего 11 входных патрубков.
Фильтрующий элемент (автомобиля «Святогор») представляет собой неразборную конструкцию. Периодичность замены -каждые 10 тыс. км, а при сильном загрязнении (грунтовые дороги, крупные города) и раньше. Воздушный фильтр установлен в передней части подкапотного пространства и закреплен на резино-
162
Гпава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
ш,lx опорах. Наружный воздух поступает через патрубок забора воздуха, расположенный внизу под корпусом воздушного фильтра. Затем воздух проходит через фильтрующий элемент воздушно-10 фильтра, датчик массового расхода воздуха, шланг впускной трубы и дроссельный патрубок.
При замене фильтрующего элемента необходимо отвернуть болты крепления и приподнять крышку воздушного фильтра вместе с датчиком массового расхода воздуха и шлангом ВТ. Затем следует заменить фильтрующий злемент новым, устанавливая его так, чтобы его юфры были расположены параллельно осевой линии автомобиля, установить и закрепить крышку воздушного фильтра.
Дроссельный натрусок предназначен для ре-। улирования подачи воздуха в двигатель, оборудованный системой рас-
Рис. 2.25. Воздушный фильтр двигателя ЗМЗ-4062.10
1 - верхний входной патрубок; 2,4- прокладка; 3 - верхний корпус; 5 - пластина;
6 - полость; 7, 12 - уплотнитель; 8 - гайка; 9 - шайба; 10 - нижний корпус; 11 -нижний входной патрубок
иределенного впрыскивания топлива. Он представляет собой
корпус с цилиндрическим каналом, в котором вращается на оси дроссельная заслонка. Поворот заслонки осуществляется от педали дросселя. Патрубок имеет электрический датчик положения дроссельной заслонки, сигнал с которого используется ЭБУ для управления топливоподачей, и РХХ, представляющий собой ша-। овый электродвигатель, тонко регулирующий подачу воздуха при
163
Системы впрыска бензиновых двигателей
закрытой дроссельной заслонке, избавляя водителя от заботы регулировки холостого хода двигателя.
Дроссельный патрубок автомобилей «Лада» установлен на входе в ресивер. В нем находится дроссельная заслонка (ДЗ), датчик положения ДЗ и РХХ. На патрубке имеются также штуцеры для удаления картерных газов и паров топлива из адсорбера. РХХ состоит из клапана с конусной иглой, управляемого шаговым электродвигателем. РХХ обеспечивает желаемую частоту вращения КВ на режимах холостого хода, изменяя количество воздуха, проходящего в обход закрытой ДЗ. Когда игла РХХ полностью выдвинута (соответствует «О» шагов), клапан полностью перекрывает проход воздуха. Когда игла вдвигается, то обеспечивается расход воздуха, пропорциональный количеству шагов отхода иглы от седла. Полностью убранное положение иглы соответствует «255» шагам.
РХХ обеспечивает дозирование воздуха, поступающего в ВТ (рис. 2.26). Он предназначен для регулирования подачи воздуха в двигатель, оборудованный системой распределенного впрыскивания, и представляет собой корпус с цилиндрическим каналом, в котором вращается на оси ДЗ. Поворот дроссельной заслонки осуществляется за счет воздействия на педаль дросселя. Патрубок имеет электрический датчик положения дроссельной заслонки, сигнал с которого используется ЭБУ для управления топливо-подачей РХХ, представляющего собой шаговый электродвига-
Рис. 2.26. Дроссельный патрубок
1 - электрические выводы; 2 -винт; 3 - канал; 4 - штуцер; 5 -канал; 6 - обходной канал; 7 -патрубок; 8 - заслонка; 9 - входное отверстие; 10 - привод; 11 -входной патрубок; 12 - штуцер; 13 - выходное отверстие; 14 -корпус; 15 -выходной патрубок; 16 - отверстие; 17,22- разъем; 18 - электрические выводы; 19 -датчик; 20 - винт; 21 - регулятор холостого хода
164
Гпава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
тель, управляемый также ЭБУ. Он тонко регулирует подачу воздуха при закрытой дроссельной заслонке.
Патрубок содержит, датчик 19 положения дроссельной заслонки с электрическим разъемом 17, электрическими выводами 18 и РХХ 21 с электрическим разъемом 22 и выводами 1. Датчик 19 положения дроссельной заслонки закреплен на корпусе с помощью винтов 20. В проточной части дроссельного патрубка 7 перед дроссельной заслонкой 8 и за ней размещены входное 9 и выходное 13 отверстия подачи воздуха, штуцер 4 отбора разрежения, необходимого для работы системы вентиляции картера, и штуцер адсорбера системы улавливания паров бензина. Если последняя не применяется, то штуцер для продувки адсорбера заглушен резиновой пробкой. Корпус 14 подогревается теплоносителем из системы охлаждения, поступающим через входной 11 и выходной 15 патрубки. В корпус 14 по штуцеру 12 поступают ОГ системы рециркуляции. Дроссельный патрубок через отверстия 16 закреплен на корпусе ресивера.
Ручьевой привод 10 системы управления связан с осью дроссельной заслонки. С помощью дроссельной заслонки, соединенной с приводом педали управления дросселем, регулируют подачу воздуха в двигатель.
Воздушный поток проходит по обходному 6 и соединительному 5 каналу, сечение которого регулируют при помощи регулировочного винта, и выходит по каналу 3. Самопроизвольное изменение положения винта сопровождается изменением количества воздуха, поступающего в ВТ. Крепление РХХ осуществляют при помощи винтов 2. Второй винт с контргайкой позволяет установить положение заслонки, исключающей ее контакт с корпусом. Этим винтом нельзя регулировать частоту вращения КВ на режимах холостого хода.
Дроссельный патрубок системы распределенного впрыскивания топлива закреплен на ресивере. Он дозирует количество воздуха, поступающего во впускную трубу. Дроссельный патрубок в сборе состоит из датчика положения дроссельной заслонки и регулятора холостого хода. В проточной части дроссельного патрубка (за дроссельной заслонкой) находятся отверстия отбора разрежения, необходимые для работы системы вентиляции картера на режимах холостого хода и адсорбера системы улавливания паров бензина (если он установлен на автомобиле). При отсутствии на автомобиле системы улавливания паров бензина штуцер продувки адсорбера закрывают резиновой заглушкой.
165
Системы впрыска бензиновых двигателей
Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ) установлен на дроссельном патрубке и связан с дроссельной заслонкой. Он представляет собой потенциометр, на один конец которого подается напряжение 5 В, а другой конец соединен с «массой». С третьего вывода ползунка потенциометра идет выходной сигнал к ЭБУ. Когда дроссельная заслонка поворачивается, изменяется напряжение на выходе датчика. При закрытой дроссельной заслонке оно ниже 0,7 В. Когда дроссельная заслонка открывается, напряжение на выходе датчика растет и при полностью открытой заслонке должно быть более 4 В. Отслеживая выходное напряжение датчика, ЭБУ корректирует подачу топлива в зависимости от величины угла поворота дроссельной заслонки.
Газовый смеситель двухтопливной системы питания двигателя с электронным управлением (рис. 2.27) содержит корпус 16,
16 15
Рис. 2.27. Газовый смеситель двухтопливной системы питания двигателя с электронным управлением
1 - открытое положение клапана; 2 - обратный клапан; 3 - пластина крепления; 4 - заклепка; 5 - ось; 6 - пластина; 7 - винт; 8 - резиновое кольцо; 9 - канал; 10 - штуцер подачи газа; 11 - канал; 12 - диффузор; 13 - додроссельное пространство; 14 - сопло; 15 - задроссельное пространство; 16 - корпус
166
Глава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
резиновое кольцо 8, обратный клапан 2, размещенный подвижно вокруг оси 5 с образованием додроссельного 13 и задроссельно-ю 15 пространства, и штуцер 10 подачи газа. Корпус снабжен каналами 9 и 77, размещенными по цилиндрической поверхности и закрытыми эластичной резиной. В корпусе размещен диффузор 12, снабженный соплами 14. Заслонка выполнена разрезной, ее верхняя часть неподвижная и закреплена на корпусе с помощью винта 7, нижняя часть подвижна вокруг оси 5, закрепленной на подвижной оси с помощью двух заклепок 4.
Газовый смеситель размещен между воздушной заслонкой и расходомером воздуха путем разрезания резинового шланга сис-юмы подачи воздуха.
При работе двигателя на бензине через диффузор 12 проходит воздушный поток, отклоняя клапан 2 до положения, представленного штриховой линией. Газ поступает по каналу 7 7 штуцера 10 и диффузор 72 и выходит равномерно по сечению через сопла 74 и главный воздушный поток. При возникновении обратной волны, связанной с неправильной работой системы зажигания или обеднением горючей смеси, происходит закрытие обратного клапана, и воздушный поток из цилиндра двигателя выходит в подкапотное пространство через канал 9, отжимая уплотнительное эластичное резиновое кольцо 8.
Регулятор холостого хода обеспечивает автоматическое регулирование частоты вращения КВ двигателя, управляя количеством подаваемого воздуха в обход дроссельной заслонки. Для управления режимом XX система имеет перепускной воздушный клапан н обход дроссельной заслонки, который закрыт клапаном. Клапан снабжен электромагнитом, открывающим запорный орган клапана. Закрывается клапан с помощью пружины.
При открытом клапане в ВТ по перепускному каналу поступает дополнительный воздух, на который ЭБУ подает адекватное количество дополнительного топлива. В результате обороты двигателя возрастают. При закрытом клапане дополнительный воздух не поступает в ВТ и обороты снижаются.
ЭБУ подает на электромагнит клапана управляющие импульсы постоянной частоты с переменной скважностью (временем открытого состояния клапана). Меняя скважность импульсов, ЭБУ может регулировать обороты в режиме XX в широких пределах. В некоторых системах для управления клапаном используют ша-। овый двигатель.
167
Системы впрыска бензиновых двигателей
Регулятор холостого хода автомобиля «Волга» ГАЗ-3110 (рис. 2.28) содержит корпус 9, снабженный полостью постоянного и переменного объемов. В полости постоянного объема размещен поворотный стакан 7, закрепленный одним концом в шариковом подшипнике 14, снабженном стопорным 13 и уплотнительным 15 кольцами. Постоянный электромагнит 8 электромагнитной цепью связан с якорем 10, снабженным электромагнитной обмоткой 6.
Рис. 2.28. Регулятор системы холостого хода двигателей ЗМЗ
1 - винт крепления; 2 - штекерная колодка; 3 - уплотнительное кольцо; 4 - шайба крепления; 5 - фланец крепления якоря; 6 - обмотка якоря; 7 -поворотный стакан; 8 - магнит; 9 - корпус; 10 - якорь неподвижный; 11 -ось якоря; 12 - магнитопровод; 13 - стопорное кольцо подшипника; 14 -шариковый подшипник; 15-уплотнение подшипника; 16- входной канал; 17 - входной патрубок; 18 - поворотная заслонка; 19 - упор; 20 - роликовый подшипник; 21 - вал заслонки; 22 - полость переменного объема;
23 - выходной патрубок
Полость постоянного объема закрыта крышкой с уплотнителем 3, прикрепленным к стопорной шайбе 4 с помощью винтов 1. Во входном канале 16 входного патрубка 17 размещена заслонка 18.
Штекерная колодка 2 через электрические выводы сообщена с обмоткой 6 якоря 70. В полости 22 переменного объема размещена поворотная заслонка 18, жестко закрепленная на валу 21 в шариковом 14 и роликовом 20 подшипниках. Ход заслонки 18 ограничен упором 19. Полость 22 через входной канал 16 сообщена с системой впускного тракта.
168
Глава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
ЭБУ обрабатывает сигналы датчиков, определяет необходимое положение заслонки 2 (рис. 2.29) и выдает на обмотки 6 регу
лятора электрические импульсы определенной скважности. Электрический ток, проходя по электрическим цепям НН обмоток, создает магнитное поле, которое взаимодействует с магнитом 7 и заставляет его повернуться на определенный угол (шаг). Одновременно поворачивается и заслонка 2, изменяя проходное сечение регулятора.
РХХ 0 280 140 545 выполнен на базе двухфазного двигателя. Поворот
Рис. 2.29. Электрическая схема привода регулятора
1 - канал; 2 - заслонка; 3 - полость; 4 -канал; 5 - выходной канал; 6 - обмотка;
7 - магнит; НИ - электрические цепи
заслонки 2 осуществляет-
ся двухмоторным электродвигателем с неподвижными обмотками
(якорем) и вращающимся магнитом 7.
РХХ автомобиля «Святогор» состоит из механической и электрической частей. Механическая часть содержит корпус с проход
ным сечением для дополнительного воздуха и шток подпружиненного клапана. После получения сигнала закрытия дроссельной заслонки ЭБУ замыкает соленоид с «массой».
Сопротивление исправного РХХ между его контактами должно быть 8-10 Ом. Сердечник воздействует на шток и обеспечивает его перемещение. Клапан при этом отходит от седла и пропускает дополнительный воздух в ВТ.
Дополнительное поступление воздуха из-за негерметичности ВТ сопровождается повышением в нем давления. ЭБУ определяет
и выдает команду на ограничение поступления дополнительного воздуха путем перемещения штока в сторону уменьшения про
ходного сечения клапана.
Повышение сопротивления на впуске (до дроссельной заслонки) в случае перегнутых воздушных рукавов или засорения воздушного фильтра сопровождается командой на увеличение проходного сечения, по которой клапан занимает новое положе
169
Системы впрыска бензиновых двигателей
ние, пропуская большее количество воздуха. Электрический клапан размещен на специальной площадке уравнительной камеры ВТ. Частота вращения КВ на режимах холостого хода составляет 800-900 мин-1, сопротивление электромагнитной катушки -9,5±1,0 Ом, а напряжение - 12 В.
Электрическая схема привода регулятора (см. рис. 2.29) содержит канал 1, заслонку 2, полость 3, выходной канал 5 и электрические цепи I и III. Привод регулирует подачу воздуха на холостом ходу и при запуске двигателя. Основа РХХ - мощный шаговый двигатель. Надежность его работы зависит от смазки, которая иногда отсутствует, от качества используемого моторного масла, правильности регулирования тепловых зазоров клапанов, состояния системы вентиляции картера, свечей. Ошибка регулятора приводит к неустойчивой работе или остановке двигателя на режимах XX и создает проблемы с запуском.
Регулятор подачи дополнительного воздуха холостого хода предназначен для поддержания установленных оборотов на режимах холостого хода. РХХ расположен на дроссельном патрубке и состоит из шагового электродвигателя и соединенного с ним конусного штока-клапана. На прогретом двигателе ЭБУ поддерживает постоянную частоту вращения КВ независимо от изменения нагрузки (включение света фаз, подогрев сидения).
При подаче импульса на одну из обмоток двигателя игла делает один шаг вперед, на другую - шаг назад. Управление двигателем производит ЭБУ. В системе «Микас» он называется регулятором добавочного воздуха.
Регулятор обеспечивает поддержание заданной частоты вращения КВ двигателя на режимах холостого хода, пуска, прогрева и режимах ПХХ. В качестве исполнительного механизма в системах регулирования используют шаговые электродвигатели.
РХХ автомобилей семейства «Лада» (рис. 2.30) содержит двухполюсный шаговый электродвигатель 9 и соединенный с ним подвижный конусный клапан 4. Электродвигатель 9 содержит статор с двумя катушками и шаговый шток 12, размещенный на двух опорах, в которые запрессована втулка с внутренней резьбой, по которой перемещается шток 12.
Конусный клапан 4 расположен в канале подачи воздуха для обеспечения регулирования РХХ. Шток РХХ выдвигается или втягивается в зависимости от управляющего сигнала блока управления. РХХ регулирует частоту вращения КВ на режиме холостого хода,
170
Гпава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
Рис. 2.30. Регулятор холостого хода автомобилей семейства «Лада Самара»
а - принципиальная схема: 1 - трубопровод; 2 - дроссельное пространство; 3 - входной канал; 4 - конусный клапан; 5-8 - электрические контакты; 9 - электродвигатель; 10 - втулка; 11 - пружина; 12 - шток; 13 - кольцевая щель; 14 - выходной канал; 15 - задроссельное пространство; 16 - дроссельная заслонка; 17 - электрический разъем; 18 - ходовая резьба штока;
б - общий вид регулятора;
s - схема управления: 1 - зажигание выключено; 2 - контакт разомкнут; 3 - механический упор; 4 - напряжение питания не подается; 5 - прекращение питания компьютера; 6 - зажигание включено; 7 - период пуска (стартер включен); 8, 9- клапан открыт при непрогретом двигателе; 10 -открытое состояние клапана
управляя количеством воздуха, подаваемого в обход закрытой дросельной заслонки. В полностью выдвинутом положении (выдвинутое до упора положение соответствует «0» шагов) конусный клапан перекрывает подачу воздуха в обход дросельной заслонки. При открытии клапан обеспечивает расход воздуха, пропорциональный перемещению штока (количеству шагов) от своего седла. Полностью открытое положение клапана соответствует переме
171
Системы впрыска бензиновых двигателей
щению штока на «255» шагов. На прогретом двигателе ЭБУ, управляя перемещением штока, поддерживает постоянную частоту вращения КВ на режимах холостого хода независимо от состояния двигателя и от изменения нагрузки (включение электрического вентилятора, компрессора кондиционера, фар и др.).
Электромагнитные обмотки не связаны между собой и снабжены контактами 5-6 и 7-8. Одна обмотка с контатами 5-6 обеспечивает движение иглы вперед, а другая с контактами 7-8 - назад. Перемещение конусного клапана 4 на один шаг происходит в момент подачи на обмотку питания, следующий шаг перемещения - подача питания в обратной полярности на ту же обмотку.
В состав регулятора входят трубопровод 1 с размещенной в нем воздушной заслонкой 16, дроссельный патрубок с входным 3 и выходным 14 каналами. Он также снабжен подпружиненным запорным конусным клапаном 4 с шаговым штоком 12 и пружиной 11, размещенной во втулке 10. Шаговый шток перемещается по резьбе с помощью шагового электродвигателя.
Шаговый электродвигатель управляет штоком 12 клапана регулировки проходного сечения воздушного канала, параллельного основному. Игла выдвигается или убирается по сигналам ЭБУ. Ход штока между крайними положениями составляет 6 мм. При каждом выключении зажигания шаговый двигатель выдвигает шток до механического упора, а затем клапан перемещается в среднее исходное положение запуска. При включении зажигания клапан занимает положение в зависимости от температуры охлаждающей жидкости.
Клапан РХХ размещен в обходном канале подачи воздуха дроссельной заслонки. Для увеличения частоты вращения на режимах холостого хода клапан РХХ открывается, увеличивая подачу воздуха в обход дроссельной заслонки.
Дополнительный воздушный поток из додроссельного пространства 2 по входному каналу 3 через щель 13 и по выходному каналу 14 поступает в задроссельное пространство 15. В корпусе двигателя 9 размещена электрическая катушка, сообщенная с контактами 5-8 коллектора двигателя. РХХ размещен на ВТ.
Конусная игла 4 регулятора, установленная в обходном канале подачи воздуха, на режиме XX выдвигается или убирается шаговым электродвигателем 9, управляемым сигналами ЭБУ. Для увеличения частоты вращения КВ на режимах холостого хода ЭБУ открывает РХХ, увеличивая подачу воздуха в обход дроссельной
172
Глава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
заслонки 16. Для понижения частоты вращения КВ блок управления перемещает иглу, уменьшая количество воздуха, подаваемого в обход дроссельной заслонки. При полностью выдвинутом положении до седла, соответствующем «О» шагов, игла перекрывает подачу воздуха в обход дроссельной заслонки. Когда игла убирается, РХХ обеспечивает расход воздуха, пропорциональный числу шагов от своего седла.
Для регулирования положения исполнительного элемента этого типа требуется стратегия восстановления центрального значения диапазона. Схема управления клапаном РХХ показана на рис. 2.30, в. Необходимая частота вращения КВ двигателя при закрытой дроссельной заслонке определяется блоком управления, обеспечивающим увеличение или уменьшение частоты вращения КВ на режимах холостого хода.
В процессе торможения двигателя при закрытой дроссельной заслонке РХХ увеличивает количество воздуха, подаваемого в обход дроссельной заслонки, обеспечивая обеднение горючей смеси. На клеммы РХХ подается импульсный сигнал с неизменной частотой (100-200 Гц) и скважностью, регулируемой в зависимости от необходимой степени изменения сечения канала. Изменение скважности управляющего сигнала приводит к изменению силы среднего тока, протекающего по обмоткам РХХ, и положения регулирующего элемента.
Система регулирования обеспечивает автоматическое увеличение частоты вращения КВ двигателя после холодного пуска.
Блок управления обеспечивает замыкание и размыкание цепи питания на «массу», чтобы подать напряжение на шаговый электродвигатель, который изменяет положение клапана, позволяющего пропускать поток воздуха в обход дроссельной заслонки.
С учетом показаний датчика температуры ЭБУ управляет регулятором XX и длительностью импульса впрыскивания (открытия форсунки). Чем ниже температура охлаждающей жидкости, тем больше должна быть частота вращения КВ, достигающая 1650 мин-1 при температуре -30°С.
Механизм управления воздушной дроссельной заслонкой иллюстрируется рис. 2.31. Привод воздушной дроссельной заслонки должен обеспечивать работу двигателя на всех режимах - от холостого хода до максимальной мощности. При необходимости регулировка привода осуществляется в следующем порядке: ослабить крепление конца троса 8 в зажиме на секторе; ослабить
173
Системы впрыска бензиновых двигателей
8 - трос; 9 - трос; 10 - гайки; 11 - наконечник; 12 - защитная оболочка троса; 13 - наконечник; 14 - буфер; 15 - верхний рычаг; 16 - болт; 17 - планка; 18 - рычаг; 19 - педаль; 20 - пол; 21 - стенка; 22 - опора; 23 - оболочка троса;
24 - трубопровод; 25 - штуцер
гайку болта; вытянуть конец троса до соприкосновения верхнего рычага педали с буфером; закрепить конец троса зажимом в положении сектора; отвести назад верхний рычаг педали настолько, чтобы сектор занял крайнее положение; прижать педаль к коврику и затянуть гайку болта. Привод содержит воздушную заслонку, размещенную в дроссельном патрубке 3, снабженном фланцем 4 для крепления расходомера и закрепленном на патрубке, а также педаль управления воздушной заслонкой, размещенной на рычаге.
На стенке 21 расположена опора 22 с осью вращения рычага и подвижная планка со стяжным болтом 76. Приводной трос 8 размещен в защитной оболочке 12 и наконечнике с возможностью регулирования хода педали дросселя, закрепленного с помощью гаек на кронштейне.
Новое положение троса 8 обеспечивает изменение положения дроссельной заслонки. Наконечник обеспечивает натяжение троса, а буфер - ограничение верхнего рычага. К дроссельному патрубку 3 Подключен патрубок 7 и шланг 1 со штуцером 25.
174
Глава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
При полном открытии воздушной дроссельной заслонки педаль обязательно должна упираться в коврик пола 20. Корректировку произведенной регулировки можно выполнить перемещением наконечника гайками.
Положение педали 19 и сектора 6 соответствует полному открытию воздушной дроссельной заслонки, а другое положение -полному ее закрытию. При проведении регулировки работы двигателя не следует изменять частоту вращения КВ путем вытягивания троса на участке между сектором и регулировочным наконечником, так как это может привести к перегибу троса и преждевременному его износу. Управление воздушной заслонкой осуществляют с помощью ножного привода. Такая конструкция существенно облегчает труд водителя и позволяет легко управлять двигателем на всех режимах его работы.
2.3.	СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ
Система управления двигателем состоит из трех функциональных групп, содержащих соответственно устройства сбора информации, ее обработки и исполнительные механизмы.
К первой группе относятся функциональные датчики, собирающие максимально полную информацию о состоянии автомобиля, режимах его движения и процессах, происходящих в двигателе. Вторую группу составляет микропроцессор, анализирующий информацию, поступающую к нему от датчиков, и вспомогательную информацию. Третью группу составляют форсунки, подающие топливо, свечи зажигания и другие механизмы.
Подсистема управления содержит подсистемы управления впрыскиванием топлива и углом опережения зажигания. Обе подсистемы управления взаимосвязаны и работают синхронно с основным циклом работы двигателя по сигналам датчиков, установленных на двигателе.
Система управления двигателем (рис. 2.32) содержит исполнительные устройства, информационные механизмы и подсистему обработки данных. Управление работой двигателя ЗМЗ-4062.10 осуществляется исполнительными устройствами по программе, заложенной в ЭБУ с учетом информации, полученной от различных датчиков.
Система управления двигателем содержит ЭБУ 1 с разъемом 2, датчик 5 положения распределительного вала с разъемом 4,
175
Системы впрыска бензиновых двигателей
_____Цепь длрв(+)
_ДПКВ (+) __
ДПКВ (-) ДПДЗ (питание)
ДПДЗ (+) ____Ш+1_______
ДМРВ (-) ДМРВ (+) ДМРВ (прожиг}
ПТСО (+) ___ДТВ (+)
ЗКД (+)
ДТохл _____L-line
K-line
Общий GNA Общий GND Общий GNP Общий GNI
__Общий GNI
9
m¥r Ж Ж »
to
7
I 8
6
12
от АБ
«г
-К-
Адрес 1.2
48
12
53
±-122
_____L Адрес
2.1
2.3
2.2
31
36
44 40
45 13
55 30
19
14 2
24
43 25 17
16 35 34 4
26 3
46 20
5 37 22 18 27
Конт. 8
Конт. 10
Цепь_______
Лампа диагностики Электробензонасос Лампа диагностики
49 -»
-»
-»
-»>
-»
-Э>
Тахометр РКД Форсунка 1 форсунка 2 Форсунка 3 Форсунка 4 РДВ/1 (закрытие) РДВ/1 (открытие)
РБН РГЛ
КЗ 2,3 КЗ 1,4 КЛПА +12 В ______ДД______ + 12 В от АБ
Вывод 15
-»> -» -» -»
-» -» -»
tN|<n|v-
12 2
Цепь L-line K-line Силовая масса + 12 В от АБ + 12 В 15
14 13



Рис. 2.32. Электрическая схема двигателя ЗМЗ-4062.10
1 - микропроцессорный блок управления системы впрыска; 2 - разъем блока управления; 3 - «масса» датчиков; 4 - разъем трехштырьковый; 5 - датчик положения распределительного вала (фазы); 6 - датчик частоты вращения КВ; 7 - датчик положения дроссельной заслонки; 8 - датчик детонации; 9 - датчик массового расхода воздуха; 10 - датчик температуры воздуха в ВТ; 11 - диагностическая колодка; 12 - разъем колодки; 13 - датчик температуры охлаждающей жидкости; 14 - главное разгрузочное реле; 15 - реле электрического бензинового насоса; 16 - регулятор подачи дополнительного воздуха; 17-20 - электромагнитные форсунки; 21 - бортовая сеть автомобиля; 22 - диагностическая колодка; 23 - разъем подключения системы диагностирования; 24, 25 - катушки зажигания; 26-29 - свечи зажигания
176
Глава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
датчик 6 положения КВ двигателя, датчик 7 положения дроссельной заслонки, датчик 8 детонации, датчик 9 массового расхода воздуха, датчик 13 температуры охлаждающей жидкости, диагностическую колодку 11 с разъемом 12, датчик 10 температуры воздуха в ВТ, главное разгрузочное реле 14, реле 15 ЭБН, регулятор 16 подачи дополнительного воздуха, ЭМФ 17, 18, 19 и 20, бортовую сеть 21 автомобиля, диагностическую колодку 22, разъем 23, катушки зажигания 24 и 25 и свечи зажигания 26, 27, 28, 29. Свечи снабжены помехозащитным сопротивлением, например А17ДВР. Наконечники с сопротивлением 5 кОм, провода - с «нулевым». Свечи ввернуты в головку цилиндров по центру камер сгорания.
Свечи зажигания, работающие в составе системы, должны иметь искровой зазор не более 0,8 мм. Превышение зазора может привести к пробою изоляции на «массу» компонентов системы зажигания. Две катушки зажигания 3012.3705 установлены на крышке клапанов. МКСУД включает в себя также элементы, не использующие энергию электрического тока.
Реле ЭБН размыкает цепь напряжения топливного насоса при включенном зажигании и остановленном двигателе и сохраняет ее замкнутой в течение всего времени, пока поступает импульс от катушки зажигания. Оно также предотвращает подачу топлива в случае аварии с целью снижения опасности воспламенения.
Для улучшения пусковых характеристик теплого двигателя реле теплого старта периодически (интервал 1 с) соединяет клапан пуска холодного двигателя с «массой» автомобиля. Это происходит лишь во время работы стартера. Реле скорости двигателя замыкает цепь напряжения клапана уменьшения подачи топлива при скорости, превышающей минимальную скорость двигателя при разомкнутом реле.
Система снабжена двумя катушками зажигания, размещенными на клапанной крышке двигателя. Они выполнены двухискровы-ми, производства АТЭ-2 (3012.3705). Катушки обслуживают соответственно 1-4 и 2-3 цилиндры. Каждая катушка подключена к двум свечам, причем искровой разряд происходит одновременно на обеих свечах. Главное реле 14 системы управления двигателем и реле ЭБН 15 размещены на кронштейне в правой части щитка передней части автомобиля.
ЭБН электрически подключен к бортовой сети автомобиля через электронное реле (мод. 111.3747), которое установлено под капотом автомобиля справа рядом с главным реле системы
177
Системы впрыска бензиновых двигателей
управления. Сопротивление обмотки реле составляет 80 Ом. Электрическая цепь ЭБН защищена предохранителем с допустимой силой тока 10 А.
Электромагнитное реле питания и реле ЭБН 111.3747 предназначены для включения и отключения исполнительных устройств от бортовой сети непосредственно ЭБУ.
Каскад управления реле ЭБН представляет собой усилитель, собранный на двух транзисторах, с интегрирующей цепью на входе. К выходу усилителя подключается обмотка реле бензонасоса. На вход каскада поступают импульсы одной частоты, снимаемые с простейшего одновибратора каскада частотной коррекции. При отсутствии этих импульсов интегрирующая емкость разряжена, усилитель закрыт, а ЭБН отключен. Обработка данных происходит в цифровом блоке «Микас 5.4» системы управления. Сигналы датчиков поступают на входы аналого-цифровых преобразователей (АЦП), преобразующих напряжение датчиков в цифровые коды.
При поступлении в ЭБУ кода величины угла ДПДЗ происходит считывание из памяти данных значения расхода воздуха, соответствующего этому коду. В дальнейшем расход воздуха корректируется в соответствии с сигналами датчика температуры воздуха.
На основании полученного значения расхода воздуха и с учетом режима двигателя (пуск, прогрев, разгон и т.д.) выбирается величина расхода топлива, которая затем корректируется в зависимости от температуры двигателя.
Затем из памяти ЭБУ считывается продолжительность импульса открытия ЭМФ, продолжительность открытого состояния ЭМФ для полученного ранее количества топлива и продолжительность закрытия ЭМФ. Сумма этих трех величин дает длительность командного импульса для ЭМФ. Если требуется обогатить смесь, ЭМФ открывается на более длительное время, а если обеднить -на более короткое. Импульсы выдаются на ЭМФ с частотой синхронизации в системе зажигания. Диагностический разъем 23 предназначен для подключения системы самодиагностики.
Для точного контроля выходных напряжений ЭБУ необходим цифровой вольтметр с внутренним сопротивлением не менее 10 МОм. Исключением является цепь управления ЭБН, в которой ЭБУ на катушку реле подает напряжение 12 В. Другой вывод катушки реле включения ЭБН соединен с «массой» двигателя. Значения сопротивлений между катушками зажигания приведены в табл. 2.1.
178
Гпава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
ЭБУ управляет включением и выключением главного реле, через которое напряжение питания от аккумуляторной батареи поступает на элементы системы, кроме ЭБН и модуля зажигания. При выключении зажигания ЭБУ задерживает выключение главного реле на время 8 с, необходи
Таблица 2.1
Значения сопротивлений между катушками зажигания
Контакты	Сопротивление, Ом
1-2	0,2
1-3	1,0
2-3	1,0
Между высоковольтным проводом и электродом	8000
мое для подготовки к следующему включению (завершение вычислений, установка РХХ в положение, соответствующее запуску двигателя).
ЭБУ связан электрической цепью с противоугонной системой или с устройством запрещения запуска двигателя в случае несанкционированного доступа. Каскад управления реле ЭБН представляет собой усилитель, собранный на двух транзисторах, с интегрирующей цепью на входе. К выходу усилителя подключена обмотка реле бензонасоса. На вход каскада поступают импульсы неизменной длительности, снимаемые с простейшего одновибратора каскада частотной коррекции. При отсутствии этих им
пульсов интегрирующая емкость разряжена, усилитель закрыт, а ЭБН отключен. Когда на вход каскада поступают импульсы, интегрирующая емкость заряжается и на базе первого транзистора усилителя появляется положительный потенциал. Если потенциал превышает уровень подпора эмиттера транзистора, то последний открывается, срабатывает реле ЭБН и в системе подачи топлива создается необходимое давление.
При уменьшении частоты вращения КВ двигателя ниже заданного предела обмотка реле обесточивается, бензонасос прекращает работать. Время отключения ЭБН после остановки двигателя определяется постоянной времени разрядки интегрирующей емкости. В процессе пуска двигателя усилитель принудительно открывается сигналом, снимаемым с включателя стартера.
В состав системы автомобиля «Святогор» входят две катушки с опорным искровым образованием, четыре свечи зажигания, вы
соковольтные провода и конденсатор для подавления радиопомех. Они крепятся к специальному кронштейну, который располо-
179
Системы впрыска бензиновых двига телей
жен в средней части блока цилиндров с левой стороны. ЭБУ через клеммы раздельно отключает от «массы» каждую из катушек.
При этом каждая катушка образовывает искру одновременно в двух цилиндрах, находящихся в ВМТ (1-4, 2-3). Управление бесконтактной системой зажигания (искрообразование) в момент нахождения поршней в ВМТ, корректировку величины угла опережения зажигания проводит ЭБУ после анализа информации, полученной от датчиков частоты вращения КВ, абсолютного давления, температуры охлаждающей жидкости и детонации.
Аналого-цифровой преобразователь предназначен для преобразования аналогового сигнала в цифровой, представляющий собой соответствующее число. Сигнал любого аналогового датчика преобразуется в число. Пример аналогового и цифрового сигналов приведен на рис. 2.33.
Рис. 2.33. Аналоговый (а) и цифровой (б) сигналы
Для аналогового сигнала изменения величины силы тока и напряжения происходят непрерывно по определенному закону, например, синусоидальному. Сигнал, изменяющийся только скачкообразно и принимающий лишь несколько устойчивых состояний (как правило, два), называют цифровым.
Интегральные схемы микропроцессора работают в импульсном режиме и могут находиться только в одном из упомянутых состояний.
Аналоговый сигнал (см. рис. 2.33, а) представляет собой непрерывную электрическую величину, амплитуда, частота и фаза которого передает информацию физических переменных. Аналоговые сигналы принимают промежуточные значения напряжения между минимальными и максимальными величинами измеряемо-
го
Глава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
го параметра в пределах диапазона своего изменения. Подобные, сигналы вырабатывают, например, датчики температуры, датчики положения дроссельной заслонки и потенциометрические датчики.
Первоначальная обработка аналоговых сигналов состоит из фильтрования и усиления сигналов и может дополняться математическими операциями, такими, как суммирование, умножение, интегрирование по времени. Особое значение для аналоговой технологии имеет операционный усилитель, представляющий собой интегральную схему.
Схемы измерения аналогового и цифрового сигналов приведены на рис. 2.34. Аналоговый сигнал можно измерить соответствующим стрелочным прибором, в котором отклонение стрелки по шкале определяет текущее значение сигнала. Прибор снабжен подвижным указателем, перемещающимся относительно неподвижной шкалы. Регистрация данных аналогового сигнала является непрерывной по времени и напряжению.
Рис. 2.34. Схемы измерения аналогового (а) и цифрового (б) сигналов
Цифровой сигнал представляется кодом, имеющим только два значения: «Включено» или «Выключено». Типичный цифровой сигнал состоит из последовательных импульсов, причем длительность или частота импульсов характеризует ту или иную величину.
Преобразование аналогового сигнала в цифровую форму сопровождается переходом к дискретному контролю как по времени, так и по величине.
Основная форма записи информации для ее хранения, передачи и переработки в ЭБУ принята двоичной. Запись выполнена в виде ряда последовательных битов, представляющих собой самую мелкую единицу двоичной системы информации. Бит принимает две цифры - «О» и «1» (истина или ложь). Интегральные схемы ЭБУ работают в импульсном режиме и могут находиться только в одном из состояний - «О» или «1». Поэтому аналоговые
181
Системы впрыска бензиновых двигателей
сигналы в АЦП преобразуются в цифровые. Упорядоченную последовательность из 8 битов называют байтом. Более длинные упорядоченные последовательности битов фиксированной длины называют словами.
В электронном блоке передаваемые сигналы представлены двумя уровнями напряжения - «О» и «1». Сигнал, вызывающий выполнение некоторого действия, называют активным. Активное состояние может быть при логической единице или при логическом нуле.
С помощью комбинаций из двух состояний («О» - есть сигнал; «1» - нет сигнала) ЭБУ распознает введенную в него информацию. Для этого используется двоичная система счисления. Число цифр в двоичном разряде представляет собой количество разрядов.
Введение частотно-изменяемых сигналов в ЭБУ осуществляют двумя способами. В первом частота сигнала определяется с помощью датчика или же подсчет частоты принимаемого сигнала осуществляет ЭБУ благодаря возможностям своей рабочей программы без привлечения дополнительной аппаратуры. При введении в ЭБУ сигналов от аналоговых датчиков используют АЦП. Существует несколько методов аналого-цифрового преобразования. Первый метод связан с интегрированием, а второй - с последовательным сравнением. Продолжительность преобразования аналогового сигнала в восьмиразрядный код методом интегрирования обычно составляет 1-20 мс, а методом последовательных сравнений - 1-30 мс. Большая продолжительность преобразования характерна для АЦП малой стоимости и высокой точности. Метод сравнения обеспечивает более высокую скорость преобразования. Стоимость АЦП, работающей по этому принципу, сравнительно высока и увеличивается по мере повышения точности преобразования.
В системах впрыска топлива наибольшее распространение получили аналоговые датчики, применяемые совместно с АЦП. Схемы соединения датчика аналогового типа с ЭБУ приведены на рис. 2.35.
В случае схемы (см. рис. 2.35, а) выходной аналоговый сигнал датчика 1 после первичной обработки в устройстве 2 превращается в аналоговое напряжение определенного уровня. Затем с помощью АЦП 3 он превращается в цифровой сигнал и подается в порт ввода 4 цифрового сигнала. Из порта 4 цифровой сигнал поступает на ЭВМ 5.
182
Глава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
Рис. 2.35. Способы соединения датчиков аналогового типа с электронным блоком управления
а - использование АЦП; б - использование преобразователя «напряжение-частота»; в - с помощью цепи RC или LC
1 - датчик; 2 - устройство предварительной обработки информации; 3 -АЦП; 4 - порт ввода; 5 - ЭБУ; 6 - преобразователь 7 - RC-, LC-гене-ратор; 8 - аналоговый сигнал; 9 - цифровой сигнал
Если датчики и ЭБУ расположены на значительном расстоянии друг от друга, то следует использовать передачу сигналов с помощью несущей частоты импульсов, преобразуя аналоговое напряжение в частоту (см. рис. 2.35, б).
Преимущество этой схемы состоит в том, что для передачи сигналов функциональных датчиков используют различный уровень частот, позволяющий уменьшить число сигнальных жил в соединительном кабеле между датчиками и системой управления.
При наличии датчиков с изменяемым выходным сопротивлением для преобразования в частотно-изменяемый сигнал используются RC- или LC-генераторы (см. рис. 2.35, в).
Функциональная схема электронного блока управления приведена на рис. 2.36. ЭБУ включает в себя процессор, функциональную память, программное обеспечение, аналого-цифровые преобразователи, предназначенные для управления процессами впрыскивания топлива, зажигания и управления XX. Электронный блок управляет антиблокировочной системой (АБС), устройствами безопасности и кондиционированием воздуха.
183
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 2.36. Электронный блок управления
7 - внешнее ЭППЗУ; 2 - внешнее ППЗУ; 3 - датчик положения дроссельной заслонки; 4 - Х-зонд; 5 - датчик массового расхода воздуха; 6 - датчик кислорода; 7 - датчик температуры охлаждающей жидкости; 8 - датчик положения дроссельной заслонки; 9 - датчик детонации; 10 - датчик положения КВ; 11, 28 - каскады аналого-цифрового преобразователя; 12 -каскад функциональных датчиков; 13 - микропроцессорное устройство; 14 - выходная ступень; 15 - форсунки; 16 - катушка зажигания; 17 - регулятор холостого хода; 18 - лампа диагностики; 19- реле ЭБН; 20 - диагностический разъем; 27 - микросхема аналого-цифрового преобразователя ДПКВ, 22 - микросхема АЦП ДД; 23 - АЦП аналоговых датчиков; 24 - микросхема Х-зонда; 25 - микросхема датчика положения дроссельной заслонки; 26 - микросхема ППЗУ; 27- микросхема ЭППЗУ; 28 - микросхема датчика детонации; 29, 30 - каскады аналогового преобразователя;
37 - каскад цифрового преобразователя; 32 - ОЗУ
184
Гпава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
Функциональная схема системы управления двигателем содержит датчики первичной информации, ЭБУ, ЭМФ и систему зажигания. Датчики первичной информации представляют собой входные аналоговые сигналы (температура, давление), трансформирующиеся в преобразователе в цифровые значения. Система управления впрыскиванием топлива современных двигателей снабжена цифровой системой.
Микропроцессор обрабатывает полученную информацию по программе, заложенной в блоке памяти ППЗУ, с использованием блока оперативной памяти.
Выходные сигналы ЭБУ не могут быть использованы для непосредственного управления зажиганием, ЭМФ и ЭБН из-за малой их мощности. После прохождения через выходные каскады усиления они превращаются в электрические сигналы, воздействующие на системы питания и зажигания.
Диагностическая цепь содержит ЭБУ (источник информации), лампу диагностики, разъем для подключения диагностической аппаратуры и провода от контакта разъема ЭБУ. Она обеспечивает связь ЭБУ с внешними устройствами, позволяющими проанализировать работу системы управления ДВС и техническое состояние ЭБУ, электрических разъемов лампы диагностики. Для проверки сопротивления обесточенной электрической цепи необходимо отсоединить один из ее концов, так как электрический ток может пойти в обход по другим участкам схемы.
Структура ЭБУ (см. рис. 2.36) содержит внешнее ЭППЗУ 1 и ППЗУ 2, которые через шины сообщены с МП 13. Структурная схема ЭБУ содержит датчики дискретных сигналов, поступающих в согласующее устройство, и аналоговых сигналов, поступающих в АЦП.
ЭБУ расположен под панелью приборов с правой стороны. Он является управляющим центром системы впрыскивания. ЭБУ непрерывно обрабатывает информацию от различных датчиков и управляет системами, влияющими на токсичность ОГ. В блок управления поступает информация о положении и частоте вращения КВ, массовом расходе воздуха, температуре охлаждающей жидкости, положении дроссельной заслонки, содержании кислорода в ОГ, наличии детонации в двигателе, напряжении в бортовой сети автомобиля, скорости автомобиля, а также запрос на включение кондиционера.
185
Системы впрыска бензиновых двигателей
На основе полученной информации ЭБУ управляет следующими приборами и системами: топливоподачей (форсунками и электрическим бензонасосом), системой зажигания, РХХ, адсорбером улавливания паров бензина, вентилятором системы охлаждения, муфтой компрессора, системой зажигания. Блок управления включает выходные цепи (форсунки, различные реле и др.) путем замыкания их на «массу» через выходные транзисторы блока управления. Единственное исключение - цепь реле топливного насоса. Только на обмотку этого реле блок управления подает напряжение 12 В. ЭБУ имеет встроенную систему диагностики. Он может распознать неполадки в работе системы, предупреждая о нем водителя через контрольную лампу. Кроме того, он хранит в ОЗУ диагностические коды, указывающие области неисправности. Информацию о неполадках в работе системы впрыскивания можно получить через колодку диагностики, к которой подключается специальный диагностический прибор.
Оперативное запоминающее устройство представляет собой блокнот ЭБУ и содержит набор конденсаторов и триггеров. Последние представляют собой устройства, сохраняющие одно из двух устойчивых состояний даже после прекращения воздействия входного сигнала
МП используют для временного хранения измеряемых параметров, расчетов и промежуточной информации. Программное обеспечение позволяет идентифицировать режим работы двигателя и обрабатывать поступающую информацию по оптимальным алгоритмам, соответствующим каждому из эксплуатационных режимов. Законы управления двигателем хранят в системе управления в виде таблиц или функциональных зависимостей. Современные системы управления содержат программные средства адаптации, позволяющие учитывать изменение внешних условий и характеристик объекта управления.
Устройство «Ввод/Вывод» управляет приемом информации от датчиков и передает ее на исполнительные устройства. МП считывает информацию по запросам через шину. Получив информацию через устройство «Ввод/Вывод» от датчиков, установленных на двигателе и характеризующих рабочий его режим, МП опрашивает в ППЗУ сведения, соответствующие оптимальному режиму. В дальнейшем МП сравнивает полученные данные между собой и вырабатывает сигналы коррекции, поступающее через «Ввод/Вывод» к исполнительным механизмам.
186
Глава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
Систему с обратной связью применяют на автомобилях «Святогор» и на экспортных модификациях автомобилей ВАЗ. В системе выпуска ОГ устанавливают нейтрализатор и датчик кислорода, обеспечивающий обратную связь. Датчик отслеживает концентрацию кислорода в ОГ, а ЭБУ по его сигналам поддерживает оптимальный состав горючей смеси.
ЭБУ присоединен к АБ, датчикам и приводам (исполнительным механизмам) с помощью штекера.
Чтобы защитить ЭБУ от тепла, рассеиваемого двигателем, его устанавливают в пассажирском салоне или в пространстве между моторным отсеком и пассажирским салоном.
ЭБУ обеспечивает формирование момента и длительности импульса электрического тока для работы ЭМФ, формирование импульсов электрического тока для работы катушек зажигания, управление работой регулятора добавочного воздуха, включение ЭБН через реле управления работой двигателя в резервном режиме при выходе из строя отдельных элементов системы, контроль и самодиагностирование неисправностей системы. В ЭБУ может быть встроена система самодиагностики неисправностей, которая индицируется светодиодами на ЭБУ или контрольной лампой на передней панели. Данные ОЗУ помогают корректировать настройку системы под изменяющиеся условия работы двигателя. При падении напряжения питания ЭБУ ниже 6 В, отключении аккумуляторной батареи или отключении ЭБУ от разъема информация из ОЗУ теряется.
Номограмма взаимосвязи расхода воздуха и параметров двигателя приведена на рис. 2.37. Продолжительность впрыскивания топлива зависит от количества поступающего воздуха, измеренного расходомером.
ЭБУ обрабатывает сигнал, подаваемый расходомером воздуха. В основу системы обработки данных положена взаимосвязь расхода воздуха, величины угла открытия воздушной заслонки, величины напряжения на потенциометре и количества впрыскиваемого топлива.
Количество поступающего в двигатель воздуха QB, проходящего через расходомер воздуха (точка 2), позволяет определить теоретически требуемое количество впрыскиваемого топлива О.. (точка 1).
Величина угла открытия <рдз дроссельной заслонки (точка 3) определяется как функция количества поступающего воздуха.
187
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 2.37. Номограмма взаимосвязи расхода воздуха и параметров двигателя
1 ~ теоретическое количество впрыскиваемого топлива; 2 -расход воздуха; 3 - величина угла открытия дроссельной заслонки; 4 - величина напряжения на потенциометре; 5 - фактическое количество впрыскиваемого топлива
Потенциометр расходомера воздуха подает напряжение Un, управляющее топливными форсунками. Точка 5 соответствует фактическому количеству впрыскиваемого топлива Офт. Количество топлива, реально впрыскиваемого форсунками, и теоретически требуемого для впрыскивания, являются идентичным (линия 5-1).
Электронный блок управления (рис. 2.38) представляет собой центральное устройство управления системой питания по определенным программам. Он предназначен для выполнения расчетов и команд, управления исполнительными механизмами, а также запоминания предыдущего режима работы двигателя.
Рис. 2.38. Общий вид электронного блока управления
1, 3 - винты; 2 - ЭПЗУ; 4, 7 -крышка; 5 - ППЗУ; 6 - ОЗУ; 8 -корпус; 9-11 - выходные цепи
188
Глава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
«Самообучение» ЭБУ представляет-собой непрерывный процесс, продолжающийся в течение всего периода эксплуатации автомобиля.
Функциональные элементы ЭБУ расположены в плоском металлическом корпусе. Электронные детали в ЭБУ располагаются на печатных платах, а силовые детали выходного каскада - на металлическом основании, что обеспечивает хорошее рассеивание теплоты. Надежность ЭБУ повышают путем объединения функциональных групп в интегральные схемы (формирователь импульсов, делитель импульсов и мультивибратор управления делением).
ЭБУ системы впрыска топлива получает постоянно информацию от различных датчиков и управляет исполнительными механизмами, обеспечивая оптимальную работу двигателя при необходимом уровне показателей автомобиля.
ЭБУ содержит корпус 8, печатную плату (интегральную схему) с размещенными на ней микросхемами ОЗУ 6, ППЗУ 5 и ЭПЗУ 2, закрытые крышкой 4 с помощью двух винтов 3. ЭБУ включает в себя также выходные электрические цепи 9-11, закрытые крышкой 7 с помощью винтов 1, контакт общего провода («массы») датчиков, контакт напряжения питания, электрическую цепь ДМРВ. Электронные элементы центрального управляющего устройства монтируют на печатной плате, а работающие под нагрузкой элементы крепят непосредственно к металлическим элементам корпуса 8 для улучшения теплоотвода.
Блок управления выходными цепями 9-11 ЭМФ системы электронного зажигания, РХХ и различными реле обеспечивает замыкание их цепей с «массой» через выходные транзисторы. Он подает на различные датчики и устройства питание напряжением 5 или 12 В и имеет вывод для подключения автомобильного тахометра. Частота импульсов на этом выводе при работе двигателя соответствует частоте искрообразования на двух катушках зажигания.
ЭБУ подает на СО-потенциометр напряжение 5 В через ускорительный резистор. При повороте движка СО-потенциометра это напряжение изменяется от 1 до 4,6 В. ЭБУ считывает этот сигнал от СО-потенциометра и регулирует состав горючей смеси так, чтобы содержание СО в ОГ составляло 1 %.
Интегральная схема представляет собой миниатюрное устройство, содержащее набор резисторов, диодов и транзисторов, число которых превышает несколько тысяч.
189
Системы впрыска бензиновых двигателей
Микросхема ОЗУ 6 (см. рис. 2.38) смонтирована на отдельной печатной плате ЭБУ и представляет собой его блокнот.
Микросхема ППЗУ 5 установлена на отдельной микросхеме печатной платы ЭБУ и закреплена фиксатором. ППЗУ включает общую программу, содержащую последовательность рабочих команд (алгоритмы управления) и различную калибровочную информацию, представляющие собой данные управления впрыскиванием топлива. Такие параметры зависят от массы автомобиля, типа и мощности двигателя, от передаточных отношений трансмиссии и других факторов.
Микросхему ЭПЗУ 2 используют для временного хранения кодов-паролей противоугонного устройства автомобиля (иммоби-лизатора). Коды-пароли, принимаемые ЭБУ от блока управления иммобилизатором (если он имеется на автомобиле), сравниваются с хранимыми в ЭПЗУ и при этом разрешается или запрещается пуск двигателя. Эта память является энергонезависимой и может храниться без подачи питания на ЭБУ.
ЭБУ обменивается информацией с иммобилизатором для запрещения несанкционированного запуска двигателя. ЭБУ выполняет также функции диагностики системы. Он может определить наличие неисправностей, сигнализировать о них водителю лампой «Check Engine» и сохранить коды, обозначающие характер неисправности и обеспечивающие эффективное проведение ремонта.
Электронный блок снабжен аварийными режимами, обеспечивающими близкую к нормальной работу автомобиля при всех неисправностях за исключением самых крупных. Он управляет исполнительными механизмами (ЭМФ, РХХ, модулем зажигания, нагревателем датчика кислорода, клапаном продувки адсорбера и различными реле). ЭБУ рассчитывает длительность импульса впрыскивания по абсолютному давлению, частоте вращения КВ, температуре охлаждающей жидкости и воздуха. Для корректировки длительности импульса впрыскивания используют информацию о наличии кислорода в ОГ.
На основе полученной информации ЭБУ управляет топливо-подачей (ЭМФ, ЭБН), системой зажигания, РХХ, адсорбером системы улавливания паров бензина (если эта система имеется на автомобиле), вентилятором системы охлаждения двигателя, муфтой компрессора кондиционера (если он имеется на автомобиле) и системой диагностики.
190
Глава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
ЭБУ обрабатывает данные, получаемые от отдельных датчиков, об условиях работы двигателя. На основании этой информации устройство генерирует и посылает импульсы на форсунки согласно основному принципу, по которому количество впрыскиваемого топлива зависит от времени открытия ЭМФ (периода впрыскивания).
Коды неисправностей сохраняются в памяти ЭБУ. Очистить оперативную память ЭБУ, т.е. стереть коды временных неисправностей, можно путем обесточивания системы электроснабжения. Для этого на несколько минут следует снять одну из клемм с аккумуляторной батареи.
Регулировок ЭБУ не имеет. В эксплуатации не следует без необходимости снимать клемму с аккумулятора. Для восстановления потерянной информации ЭБУ необходимо определенное время для прогрева двигателя до рабочей температуры. Если при ремонте понадобится обесточить блок, выполнить эти операции следует не раньше чем через 30 с после выключения двигателя. ЭБУ двигателем F3R-272 имеет 55-клеммный разъем, через который он соединен со жгутом электрической проводки двигателя.
ЭБУ автомобилей ВАЗ расположен под консолью панели приборов (в месте, защищенном от воздействия влаги и высокой температуры) и закреплен на кронштейне. ЭБУ автомобиля «Святогор» установлен на правом щите передка около мотор-ре-дуктора стеклоочистителя и соединен со жгутом электропроводки через 55-клеммный разъем.
Блок управления обладает способностью самообучения. В процессе работы системы управления двигателем он способен компенсировать небольшие отклонения, вызванные изменяющимися условиями работы (изменения атмосферного давления, температуры окружающего воздуха, плохое качество бензина), старением и разрегулированием частей и узлов системы и двигателя (изнашивание форсунок, зазоры в свечах зажигания, клапанах, нарушение фаз газораспределения и др.). Такая компенсация обеспечивается за счет подстройки параметров программы ЭБУ. Информация о необходимости подстройки этих параметров сохраняется в памяти ЭБУ и теряется при отключении аккумулятора.
После отключения аккумулятора для самообучения системы управления необходимо прогреть двигатель до рабочей температуры и обеспечить движение автомобиля на эксплуатационных
191
Системы впрыска бензиновых двигателей
режимах до восстановления необходимой информации с подстройке параметров ЭБУ.
НПП «Элкар» выпускает специальные версии ЭБУ 209.3763 и жгута проводов системы для двигателя 3M3-4063.10, позволяющие переключать программу управления зажиганием при работе на бензине или сжиженном нефтяном газе. Такие ЭБУ и жгут изготавливают на заказ.
Многоконтактный разъем (рис. 2.39) предназначен для соединения ЭБУ с форсунками, датчиками и электрооборудованием.
L______________□
а)
б)
Рис. 2.39. Многоконтактный разъем а - вид со стороны контактов; б - вид со стороны кабеля
192
Гпава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
В ЭБУ 14 контактов свободны. Блок управления автоматически выключает схему путем разрыва «массы» реле и все элементы обесточиваются.
Входная цепь ЭБУ разработана таким образом, что не позволяет включить его иначе или замкнуть на «массу». Для проведения измерений на ЭБУ и датчиках расположены специальные многоконтактные штекеры.
Главный разъем моторного жгута установлен на специальной площадке, которая крепится к кронштейну генератора. Разъем соединяет жгут электрической проводки двигателя и передний жгут проводки автомобиля. Для его разъединения необходимо выдвинуть специальную стопорную планку.
На отечественных автомобилях используют в основном следующие типы блоков управления: «Январь-4», «Январь-5» и «М 1.5.4» для автомобилей семейства «Лада», «Микас» и «Автрон М 1.5.4» -для двигателей ЗМЗ-4062.10 (автомобили ГАЗ).
Принципиальная электрическая схема системы управления двигателем F3R-272 приведена на рис. 2.40. Система управления «Fenix-5» фирмы Siemens содержит ЭБУ 43, блок 21 реле предохранителей, фрагмент выключателя 24 зажигания, панель 26 приборов, аккумуляторную батарею 8, исполнительные устройства, датчики управления, генератор постоянного тока, стартер 10, электрические цепи с разъемами и диагностический разъем 44.
Датчик 49 частоты вращения и положения КВ сообщает блоку управления информацию о скоростном режиме двигателя.
Датчик 52 абсолютного давления воздуха сообщает блоку управления информацию о нагрузочном режиме (по изменению давления в ВТ) двигателя.
Электромагнитные форсунки 1-4, клапан 5 РХХ и разъем адсорбера подключены через электрические цепи к ЭБУ 43 и общей «массе» 7, размещенной в подкапотном пространстве. Датчик 62 скорости автомобиля подключен к ЭБУ 43 и общей «массе» 7 автомобиля. После обработки сигналов, поступающих с датчиков, блок управления включает и выключает форсунки впрыскивания путем замыкания и размыкания их с «массой» в клеммах.
Датчик-потенциометр дроссельной заслонки 51 информирует блок управления об угле положения дроссельной заслонки на любом режиме работы двигателя.
193
CD
Рис. 2.40. Принципиальная электрическая схема системы управления двигателем мод. F3R
1-4 - ЭМФ; 5 - РХХ; 6 - разъем для включения адсорбера в системе управления паров топлива; 7 - общий провод; 8 - аккумуляторная батарея; 9 - предохранитель 30 А системы впрыска; 10 - стартер; 11 - генератор; /2 -датчик температуры; 13 - датчик давления масла; 14 - силовой разъем шины питания; 15 - промежуточный разъем шины питания; 16 - разъем; 17 - ЭБН; 18 - разъем; 19, 20 - штатный резистор блока реле и предохранителей; 21 - блок реле и предохранителей; 22, 23 - разъем; 24 - фрагмент выключателя зажигания; 25- разъем; 26 - комбинация приборов автомобиля; 27- вольтметр; 28 - указатель температуры охлаждающей жидкости; 29 - лампа аварийного давления; 30 - лампа перегрева двигателя; 37 - сигнальная лампа; 32 - лампа; 33 -
Системы впрыска бензиновых двигателей
Глава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
аз
о;
m
s
К
Датчик 64 фаз позволяет блоку управления определить, какой из цилиндров в данный момент находится в фазе впуска. Датчик электрическими цепями сообщен с ЭБУ 43, общей «массой» 7 и «массой» 63, сообщенной с ЭБУ. По этим сигналам блок управления включает и выключает форсунки согласно порядку работы цилиндров 1-3-4-2 двигателя.
Датчик 60 кислорода сообщает информацию о содержании кислорода в ОГ. Он электрическими цепями связан с ЭБУ, «массой» автомобиля и «массой» 63 блока управления. Получая эту информацию, блок управления определяет, обеднять или обогащать смесь в следующих циклах.
Реле 61 топливного насоса и системы впрыскивания электрическими цепями связано с ЭБУ 43, «массой» 7 автомобиля и «массой» 63 ЭБУ.
Генератор 11 электрическими цепями связан с аккумуляторной батареей 8, стартером 10 и разъемом 42 для стыковки с системой электрооборудования и через силовой разъем 14 шины питания с разъемом 18 штатного блока 21 реле и предохранителей.
Стартер 10 через предохранитель 9 системы впрыскивания на 30 А электрической цепью сообщен с реле 61 ЭБН и системы впрыскивания, аккумуляторной батареей 8 и разъемом 42.
Датчик 12 температуры охлаждающей жидкости сообщает информацию о тепловом режиме двигателя. Он сообщен с разъемом 42 и «массой» 63 блока управления. Датчик 13 аварийного давления масла сообщен с разъемом 42. Изменение сопротивления сопровождается измением напряжения на выходе.
195
Системы впрыска бензиновых двигателей
Электрический модуль включает в себя катушку 47, сообщенную со свечой 57 зажигания первого цилиндра и свечой 58 четвертого цилиндра, катушку 45, сообщенную со свечой 55 зажигания второго цилиндра и свечой 56 третьего цилиндра, и помехоподавляющий фильтр. Блок 21 реле содержит разъемы 16, 18, 40, 41,22, 37, 38, штатные резисторы 19 и 20 блока реле и предохранителей и предохранитель 39. ЭБН 17 через силовой разъем 15 шины питания и разъем 42 сообщен с генератором 11. Новообразование происходит одновременно в обоих находящихся в ВМТ цилиндрах путем отключения от «массы» каждой из катушек.
Выключатель 24 зажигания через промежуточный разъем 23 сообщен электрической цепью с блоком 21 реле и предохранителей.
Панель 26 приборов содержит вольтметр 27, указатель 28 температуры охлаждающей жидкости, тахометр 33, индикатор 29 аварийного давления масла, индикатор 30 перегрева двигателя, индикатор 31 неисправности двигателя, индикатор 32 неисправности генератора и разъемы 25, 35 и 34.
Датчик детонации 54, датчик температуры охлаждающей жидкости 53, датчик абсолютного давления воздуха 52 на впуске, датчик положения дроссельной заслонки 51, датчик температуры воздуха 50 на впуске, датчик 49 оборотов КВ двигателя и разъем 48 для подключения панели кондиционера сообщены с ЭБУ 43.
Блок управления, используя сигналы с датчика 49 положения КВ и датчика расхода воздуха ДМРВ 5, вычисляет частоту КВ двигателя. В запоминающем устройстве (ППЗУ) блока управления хранятся значения углов опережения зажигания в зависимости от частоты вращения КВ двигателя и циклового наполнения. Эти значения углов дополнительно корректируются в зависимости от температуры охлаждающей жидкости. Для холодного двигателя устанавливаются увеличенные значения углов опережения зажигания, что обеспечивает его хорошие тяговые условия.
В системе впрыскивания без обратной связи нейтрализатор ОГ и датчик кислорода не устанавливают. Регулирование концентрации окиси углерода СО в ОГ обеспечивает СО-потенциометр. В такой системе не применяют систему улавливания паров бензина, а используют системы впрыска без СО-потенциометра.
Программа ЭБУ всех возможных режимов и условий работы двигателя записана в ячейке микросхемы памяти ППЗУ, что обеспечивает только считывание информации.
196
Гпава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
Для хранения диагностической информации, а также обеспечения адаптивных уровней используют ОЗУ, имеющее постоянное (неотключаемое) питание от аккумуляторной батареи. Информация микросхемы ОЗУ сохраняется при выключенном зажигании, но теряется при отключении аккумуляторной батареи.
Входные сигналы режимов работы двигателя обрабатываются или преобразуются в цифровую форму входными АЦП. Обработанную информацию использует ЭБУ для расчета длительности импульса впрыскивания или величины угла опережения зажигания.
Управляющие сигналы с необходимыми параметрами (частотой вращения КВ, скважностью, длительностью) поступают на входы операционного усилителя, осуществляющего усиление по току и непосредственное управление различными исполнительными элементами (форсунками, реле, катушками). Выходные ключи выполнены на базе мощных транзисторов структуры типа «п—р—п». Большинство выходных компонентов (форсунки, реле, соленоиды) включают в коллекторные цепи выходных ключей. Активация компонентов осуществляется переводом выходного ключа в открытое состояние.
Питание МП, микросхем ОЗУ, входных формирователей и АЦП активных датчиков (абсолютного давления, расхода воздуха или давления в ВТ, положения дроссельной заслонки) обеспечивает внутренний стабилизатор напряжения с выходным напряжением 5 В. ЭБУ снабжен двумя стабилизаторами напряжениями -5 и 8 В. При выключении зажигания вся информация, хранящаяся на данный момент в ОЗУ, теряется.
Увеличение (уменьшение) базовой продолжительности дозирования осуществляют в зависимости от режима (прогрева, ускорения) и условий работы двигателя (температуры охлаждающей жидкости и всасываемого воздуха).
Впрыскивание топлива одной ЭМФ осуществляют один раз за полный такт работы данного цилиндра, т.е. имеется цикловая подача топлива. Количество топлива GT, необходимое для одного такта работы цилиндра, рассчитывают по расходу воздуха QB, поступающего в цилиндр за такт его впуска.
Контрольная лампа 31 сообщает водителю о неисправности, возникшей в системе управления двигателем. Если неисправности нет в системе, то при включении зажигания лампа должна загореться и через 3-4 с погаснуть.
197
Системы впрыска бензиновых двигателей
Бортовой диагностический разъем 44 необходим для подключения к электрической схеме диагностического оборудования.
Катушка зажигания предназначена для формирования высокого напряжения, достаточного для электрического пробоя искрового промежутка свечи зажигания на всех режимах работы двигателя.
В системе управления двигателя ЗМЗ-406.10 применяются двухвыводные катушки зажигания, что позволяет использовать одну катушку для формирования искры сразу в двух цилиндрах. Одна из катушек подает сигнал на первый и четвертый (1-4) цилиндры, а вторая - на второй и третий (2-3).
Первичная обмотка катушки зажигания подключена к выключателю зажигания и коммутируется на «массу» электронным ключом ЭБУ. Возникновение искры происходит в момент отключения обмотки от «массы». Ток разрядки протекает с центрального электрода на боковой, проходит через головку блока, далее с бокового электрода на центральный на второй свече и возвращается в катушку. Искра образуется в двух цилиндрах, в одном - идет такт сжатия(искра воспламеняет топливо), во втором - такт выпуска (холостая искра).
Двухвыводная катушка зажигания (рис. 2.41) содержит первичную 2 и вторичную 1 обмотки, электрический разъем 5 с контактом 4 низкого напряжения. В первичную обмотку катушки зажигания поступает напряжение аккумуляторной батареи. Во вторичной обмотке, благодаря наличию электро
Рис. 2.41. Двухвыводная катушка зажигания
1 - вторичная обмотка 2 - первичная обмотка; 3 - железный сердечник; 4 -контакт низкого напряжения; 5 - разъем низкого напряжения; 6 - вывод высокого напряжения; 7 — корпус; 8 -контакт высокого напряжения
магнитного поля, наводится ЭДС и создается высокое напряжение, необходимое для возникновения электрического разряда в искровом промежутке свечи.
Модуль зажигания содержит две высоковольтные
198
Гпава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
катушки зажигания двухканальный электронный коммутатор, четыре свечи и высоковольтные провода. Одна катушка работает на первый и четвертый цилиндры, а вторая - на второй и третий. Низковольтные импульсы на катушки формирует ЭБУ в зависимости от сигнала датчика положения КВ и режима работы ДВС. Модуль имеет два мощных транзисторных вентиля для коммутации первичных обмоток катушек зажигания. Каждая катушка подключена к двум свечам зажигания: схема подключения - 1-4 и 2-3 цилиндры. ЭБУ управляет модулем, подавая сигналы по цепям управления зажигания 1-4 и 2-3. Воспламенение происходит в цилиндре, в котором осуществляется такт сжатия.
Применяемая конструкция системы зажигания позволяет значительно повысить энергию искрообразования для надежного воспламенения горючей смеси в цилиндрах двигателя. Напряжение на высоковольтном выводе катушки достигает 40 кВ. Однако при этом возникают помехи из-за импульсных сильноточных разрядов. Их можно уменьшить благодаря применению помехоподавляющих резисторов в высоковольтной цепи. В целях уменьшения помех излучения эти резисторы должны находиться как можно ближе к источнику помех - свече зажигания. В системе зажигания применяют высоковольтные провода с распределенным сопротивлением около 2 кОм/м, а также наконечники свечей со встроенным резистором 5 кОм.
Для получения высокого напряжения и бесконтактного его распределения по свечам отдельных цилиндров двигателя в системе управления применяют две двухвыводные катушки зажигания. Выводы вторичной обмотки каждой катушки подключены к свечам пары цилиндров так, что в то время, когда в одном из них осуществляется такт сжатия, в другом - такт выпуска. В момент зажигания на обеих свечах образуется искра. В системе управления применяются две катушки зажигания мод. 3012.3705 («Волга») отечественного производства. Одна из них обслуживает первый и четвертый цилиндры, вторая - второй и третий цилиндры. Время подключенного состояния обмотки катушки для накапливания энергии задает ЭБУ. Подключение в систему управления катушек зажигания с другими параметрами может привести к повреждению ЭБУ или ухудшению искрообразования.
В случае неисправности любого элемента модуля зажигания необходимо заменять весь узел в сборе. В системе зажигания двигателя мод. F3R также две катушки зажигания. Искрообразо-
199
Системы впрыска бензиновых двигателей
вание происходит одновременно в двух цилиндрах. Контакты разъема помечены цифрами 1, 2 и 3. Между контактами 1, 2 и 3 сопротивление должно быть 1,0 Ом.
Диагностический разъем (рис. 2.42) предназначен для связи системы управления и двигателя с ЭБУ. Он расположен в салоне автомобиля под консолью панели приборов с левой стороны и обеспечивает автоматизированный контроль работоспособности системы управления в заводских условиях. В диагностический разъем выведены каналы, с помощью которых осуществляется обмен информацией между блоком управления и подключенным диагностическим устройством (по каналу «К-линия») или запрос на реализацию функции самодиагностики («L-линия»),
Рис. 2.42. Диагностический разъем для проверки автомобилей ГАЗ (а) и ВАЗ (б)
1-12 - электрические контакты; 13 - «К-Line» (А4) контакт выдачи результата индикации; 14 - (G) контакт управления бензонасосом; 15- (Н) - 12 В; 16 - «L-Line» (S) диагностический контакт ЭБУ; 17 - (А) контакт «массы» автомобиля; 18 - контакт (F); 19-24 - свободные контакты; 25 - корпус колодки; 26 - перемычка-провод
Диагностический разъем используют для контроля работоспособности системы управления. Диагностический разъем автомобилей «Волга» ГАЗ-3110 (см. рис. 2.42, а) содержит корпус 25 с двенадцатью электрическими контактами 1-12, пластину для крепления корпуса и дополнительный съемный провод 26. На предприятии-изготовителе диагностический разъем используется для получения информации с ЭБУ и проверки двигателя перед отгрузкой автомобиля.
200
Глава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
Блок управления содержит систему бортовой диагностики, позволяющую определять неисправности в работе системы и запоминать их в памяти, Коды неисправностей можно считывать из памяти в режиме отображения кодов неисправностей. Этот режим активизируется, если при включенном зажигании и остановленном двигателе замкнуть контакты 70 и 72 в разъеме диагностики, находящемся под капотом автомобиля.
При отображении кодов неисправностей с помощью лампы диагностики «Включено/Выключено» выводятся признак исправности диагностической цепи (код 12) и коды неисправностей. Каждый код выводится три раза подряд. Режим включения лампы для каждого кода следующий: количество включений, соответствующих первой цифре кода, - пауза; количество включений, соответствующих второй цифре кода, - пауза; количество включений, соответствующих третьей цифре кода, - длинная пауза; повторение кода или вывод нового кода. Если в памяти нет кодов неисправностей, то продолжает выводиться код 12.
Для выдачи кодов неисправностей следует соединить выводы А и В (см. рис. 2.42, б) и 70 и 72 (см. рис. 2.42, а) и включить зажигание (двигатель не работает). Сигнальная лампа должна выдавать код 12 три раза подряд. Код 12 будет выглядеть следующим образом: лампа включается один раз (1-2 с) - пауза, лампа включается два раза раз (1 -2 с) - пауза и цикл повторяется еще два раза. Этот код говорит о том, что система диагностики работоспособна. После этого лампа трижды выдает все хранящиеся в памяти запоминающегося устройства ЭБУ коды неисправностей или будет выдавать код 12 в случае их отсутствия.
Если код 12 отсутствует, необходимо воспользоваться описанием проведения диагностики по карте «А» - «Проверка диагностической цепи».
Диагностический разъем автомобилей «Лада-110» (см. рис. 2.42, б) представляет собой пластмассовую прямоугольную коробочку. С обратной ее стороны расположены маркировка проводов и контакт 17 А, связанный электрической цепью с «массой». Диагностический контакт 76 В обеспечивает подачу сигнала на ЭБУ. Контакт управления 74 G обеспечивает связь с ЭБН, а контакт 73 М ответственен за выдачу информации. По количеству включений сигнальной лампы «Check Engine», предварительно замкнув на «массу» контакт 76 В диагностического разъема, определяют код неисправности. Это проще всего сделать, перемкнув его с кон
201
Системы впрыска бензиновых двигателей
тактом 17 А, соединенным с «массой» двигателя. ЭБУ передает информацию через контакт 13 М диагностического разъема.
Электронный тестер позволяет считывать коды ошибок, зафиксированные ЭБУ, провести тесты системы управления, проверить работу системы впрыскивания на различных режимах, в том числе и при движении автомобиля. Тестеры позволяют проверить все электрические параметры компонентов электронной системы.
При включении зажигания лампа включается на короткое время и гаснет, свидетельствуя об исправности системы. При появлении неисправности или сбое в системе ЭБУ заносит в свое ОЗУ цифровой код, соответствующий этой неисправности. Применяется лампа накаливания типа А12-1 (автомобиль «Газель»).
В режиме считывания кодов неисправностей лампа диагностики отображает номера неисправностей, зафиксированных и сохраненных в памяти ЭБУ системой бортовой диагностики. Если двигатель неисправен, то при его включении лампа загорается на 3-4 с и гаснет.
Контрольная лампа «Check Engine» на автомобилях «Лада-110» находится в комбинации приборов, на автомобилях ВАЗ-2108, -2109 - на панели приборов. На автомобилях ВАЗ-2108, -2109, имеющих комбинацию приборов с бортовой системой контроля, контрольная лампа «Check Engine» расположена в комбинации приборов.
Включение лампы сигнализирует водителю о неисправности и необходимости проведения технического обслуживания в возможно короткий срок.
Включение лампы не означает, что двигатель необходимо заглушить, а лишь свидетельствует о необходимости установления в возможно короткий срок причины включения лампы. При включении зажигания контрольная лампы загорается и гаснет после запуска двигателя, свидетельствуя об исправности системы диагностики. В случае обнаружения неисправностей лампа включается в течение 1 мин. после ее обнаружения и горит в течение времени присутствия хотя бы одной неисправности.
Если обнаруженная неисправность после ее регистрации исчезает, контрольная лампа продолжает гореть в течение 2 ч, а затем гаснет. Исключение составляют коды неисправностей 060 (ошибка связи с АПС) и 1621 (ошибка ОЗУ), индикация наличия которых производится до выключения зажигания.
202
Гпава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
При очистке (удалении) кодов неисправностей из памяти ЭБУ путем отключения питания от аккумуляторной батареи или по команде диагностического прибора ДСТ-2 контрольная лампа «Check Engine» гаснет.
При включенном зажигании и неработающем двигателе лампа «Check Engine» должна загораться и гаснуть после запуска двигателя. Напряжение после включения зажигания поступает на лампу «Check Engine». Блок управляет включением лампы, замыкает ее на «массу» через зелено-белый провод, идущий к контакту 22 соединителя ЭБУ. Если входная цепь от выключателя зажигания (сине-красный провод от колодки жгута панели приборов к контакту 27 соединителя ЭБУ) замкнута на «массу», то двигатель не включится и будет мигать контрольная лампа «Check Engine». Подключение адаптера «К-Line» осуществляется в определенной последовательности. Вывод адаптера «К-Line» подключается к контакту 73 М (автомобили ВАЗ) или к контакту 11 (автомобили ГАЗ). Разъем адаптера RS-232 следует подключать к последовательному порту компьютера (СОМ1).
Иммобилизатор представляет собой устройство, блокирую
щее одну или несколько систем двигателя и не позволяющее
угнать автомобиль своим ходом (рис. 2.43). Противоугонная сис
тема (иммобилайзер) предназначена для предотвращения не-
санкционированного запуска двигателя и состоит из блока управления, обучающего
кодового ключа (красного цвета), рабочего кодового ключа 3 (черного цвета), индикатора состояния системы. В автомобильной противоугонной системе АПС-4 применяется бесконтактный способ считывания кодов ключа 3 при поднесении его к индикатору корпуса 7.
Конструктивно они выполнены по-разному. Иммобилизатор электрической цепью связан с дат-
Рис. 2.43. Иммобилизатор
чиком и исполнительным 1 - корпус; 2 - муфта; 3 - кодовый ключ
203
Системы впрыска бензиновых двигателей
устройством в виде реле. Простой иммобилизатор выполнен релейным. Наибольшее распространение получили электронные иммобилизаторы, блокирующие систему зажигания. Система АПС-4 устанавливается на автомобили семейства ВАЗ-2108, -2110 и -21214, оснащенные системой распределенного впрыскивания топлива с блоками управления М 1.5.4, М 1.5.4N, МР7.0 фирмы Bosch и «Январь-5.1».
Режимы работы и состояние иммобилизатора отображаются при помощи светодиода и зуммера, расположенного внутри блока управления иммобилизатора. При включении зажигания блок посылает запрос ЭБУ и после получения ответа ЭБУ определяет наличие иммобилизатора на автомобиле. Если иммобилизатор установлен, ЭБУ получает от блока управления код-пароль, который сравнивается с информацией, хранящейся в памяти ЭБУ.
По результату анализа кода ЭБУ принимает решение о возможности запуска и работы двигателя. После изготовления АПС и ЭБУ находятся в чистом состоянии. В их память не записан код обучающего ключа. АПС воспринимает любой обучающий ключ и находится в таком состоянии до первого успешного проведения процедуры обучения работающих кодовых ключей. После завершения процедуры обучения обучающий ключ, которым она выполнялась, становится для данного АПС своим.
В дальнейшем порядок обучения рабочих кодовых ключей необходимо проводить только своим обучающим ключом. При неисправности ЭБУ или блока АПС для замены необходимо использовать чистый необученный ЭБУ или блок АПС. После замены необходимо провести процедуру обучения рабочих кодовых ключей своим обучающим ключом. АПС-4 прописывает свой код в энергонезависимой памяти ЭБУ, который ЭБУ запрашивает при запуске. При поднесении ключа ЭБУ сравнивает код ключа с кодом, записанным в своей памяти. При совпадении кодов запуск разрешен, при отсутствии совпадения - нет. Если ключ сломан, то завести автомобиль невозможно. Необходимо удалить код из памяти ЭБУ или заменить ЭБУ.
На некоторых автомобилях может быть установлен иммобилизатор, состоящий из ЭБУ и катушки связи, расположенной на панели приборов. При включении зажигания ЭБУ посылает иммоби-лизатору запрос по линии К-диагностики. После получения ответа ЭБУ определяет наличие иммобилизатора на автомобиле. Если иммобилизатор установлен, то ЭБУ получает от него код-па
204
Гпава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
роль, сравнивающий его с информацией ЭПЗУ. По результатам анализа пароля ЭБУ принимает решение о возможности пуска и начала работы двигателя. В случае попытки угона автомобиля (несанкционированный доступ) ЭБУ не получает правильного пароля и дает команду на блокировку топливоподачи и зажигания, делая запуск двигателя невозможным.
Монтажный блок 174.3722 установлен с левой стороны автомобиля «Святогор» в коробке притока воздуха и обеспечивает коммутацию его электрических цепей.
Основу монтажного блока составляют печатные платы. Они заключены в пластмассовый корпус и подсоединены к штекерным выходам соединительных разъемов.
Лампа диагностики «Check Engine» предназначена для информирования водителя о состоянии системы управления.
В рабочем режиме лампа «Check Engine» при включении зажигания и неработающем двигателе вспыхивает на 0,6 с и гаснет, если система бортовой диагностики не определила неисправности в электрических цепях системы управления. Если лампа диагностики не гаснет после включения зажигания или гаснет при работающем двигателе, то необходимо провести техническое обслуживание системы и двигателя.
При появлении неисправности или сбоя система ЭБУ заносит в свое ОЗУ цифровой код, соответствующий этой неисправности. Напряжение после включения зажигания поступает на контрольную лампу «Check Engine».
Если контрольная лампа не горит, а горит лишь пробник, то в этом случае может быть замыкание в проводах между источником питания 12 В и лампой «Check Engine».
Лампа диагностики и диагностические разъемы. Лампа диагностики на автомобиле «Лада-110» находится в комбинации приборов. Включение лампы сигнализирует водителю о неисправности и необходимости проведения технического обслуживания в возможно короткий срок.
Неправильную работу узлов и системы питания можно определить с помощью диагностического тестера. С его помощью возможно также проконтролировать параметры, определяемые ЭБУ на различных режимах работы системы, и по отклонению их значений от эталонных сделать выводы о соответствующих неисправностях двигателя.
205
Системы впрыска бензиновых двигателей
2.4. ДАТЧИКИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
Датчики входят в состав ЭБУ и представляют собой комплекс измерительных преобразователей. Они предназначены для сбора, обработки и ввода в ЭБУ информации о состоянии ДВС, условиях его работы и контролируемых возмущающих воздействиях.
Современные системы управления оснащены аналоговыми, импульсными и релейными датчиками. Аналоговый непрерывный сигнал, прежде чем попасть в ЭБУ, подается сначала в специальное устройство (АЦП), преобразующее его в цифровой. Цифровой сигнал представляет собой некоторый код, состоящий из определенной последовательности значений «Да» («1») и «Нет» («О»), Длительность и частота импульсов характеризуют параметры сигнала, определяющие быстродействие системы.
В зависимости от назначения различают датчики систем электронного управления и зажигания, контрольных приборов и аварийных режимов.
Датчик массового расхода воздуха представляет собой устройство, состоящее из приемника и преобразователя физических величин. Расходомер воздуха предназначен для измерения потребляемого двигателем воздуха. Основным его элементом является ДМРВ, обеспечивающий определение массы воздуха, поступающего в цилиндры двигателя. В системах впрыскивания применяют ДМРВ двух типов, отличающиеся по устройству и характеру выдаваемого сигнала (частотный или аналоговый). В первом случае в зависимости от расхода воздуха изменяется частота сигнала, а во втором - напряжение.
Датчик измеряет объемный или массовый расход воздуха, поступающего во впускной трубопровод, и передает эту информацию ЭБУ, который вычисляет необходимое количество топлива. Наиболее распространенными являются датчики с нагреваемыми элементами (проволокой или пленкой) и датчики механического типа с поворотной заслонкой.
На практике применяют методы как непосредственного, так и косвенного определения расхода воздуха. Системы впрыскивания с непосредственным измерением расхода воздуха снабжены специальным датчиком, являющимся основным элементом расходомера.
Датчик расхода воздуха с заслонкой. Широкое распространение получили измерители расхода воздуха - датчики лопастного
206
Гпава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
(флюгерного) типа, применяемые на автомобилях ведущих зарубежных фирм BMW, Opel, Ford, Nissan, Toyota.
Расходомер (рис. 2.44) представляет собой электромеханический датчик объемного расхода воздуха и имеет форму заслонки. Он устанавливается в воздушном патрубке. Заслонка отклоняется под воздействием потока воздуха и растягивает возвратную пружину. Датчик снабжен также дополнительной заслонкой, расположенной в камере демпфирования, которая служит не только балансиром, но и играет роль демпфера, препятствуя возникновению колебаний. Вал датчика связан рычагом с потенциометром, который состоит из резисторов и металлокерамического основания, связанного проводниками с металлической шиной, и имеет высокое сопротивление и износостойкость. В зависимости от конструкции электрической части напряжение сигнала может повышаться или уменьшаться с увеличением расхода воздуха.
Рис. 2.44. Расходомер воздуха
/ - выходной канал; 2 - регулировочная игла; 3 - регулировочный винт; 4 - обводной (байпасный) канал; 5 - входной канал; 6 - воздушная заслонка; 7 - клапан; 8 - шток; 9 - отверстие предохранительного клапана; 10 - датчик температуры; 11 - пружина; 12 - потенциометр; 13, 15 - заслонка; 14 - демпфирующая камера; 16 - полость; 17 - корпус
207
Системы впрыска бензиновых двигателей
Датчик измеряет объем поступающего воздуха. Поскольку для определения необходимого количества топлива требуется определение массы воздуха, необходима корректировка показаний датчика в соответствии с плотностью воздуха. Для решения этой проблемы рядом с датчиком расхода воздуха установлен датчик температуры воздуха.
Расходомер воздуха содержит воздушную заслонку 6, размещенную в корпусе 17, с образованием проточной полости 76, обводной канал 4 системы холостого хода с входным 5 и выходным 1 каналами и демпфирующую камеру 14. В обводном канале расположен винтЗ качества (состава) смеси, снабженный регулировочной иглой 2, размещенной в обводном канале 4. Датчик расположен между воздухоочистителем и корпусом дроссельной заслонки. Он представляет собой заслонку, перемещающуюся под напором воздушного потока. Ось заслонки кинематически связана с потенциометрическим датчиком, подающим на ЭБУ сигнал в виде напряжения, пропорционального величине угла открытия заслонки. Датчик не учитывает плотность и температуру воздуха, снижающие точность измерения.
Воздушная заслонка 6 снабжена перепускным отверстием 9 и подпружиненным клапаном 7, жестко расположенным на штоке 8. Отверстие 9 обеспечивает перепуск горючей смеси при обратной вспышке в ВТ и предупреждает повреждение расходомера. На оси заслонки закреплен скользящий контакт потенциометра 72. Поворот заслонки 6 на определенный угол сопровождается изменением величины выходного сигнала потенциометра 72. Воздушная заслонка 6 находится в определенном угловом положении, зависящем от давления на нее потока проходящего воздуха и силы сопротивления возвратной спиральной пружины 7 7. Потенциометр выполнен в виде цепочки резисторов, включенных параллельно контактной дорожке.
Ось воздушной заслонки 6 жестко соединена с демпфирующей заслонкой 75, обеспечивающей равновесие сил, воздействующих при резких перепадах давления. Система защищена от вибрации, влияющей на точность измерения. Демпфирующая заслонка снижает влияние вибраций в системе благодаря наличию демпфирующей камеры 14.
Отклонение воздушной заслонки 6 является результатом воздействия на нее потока воздуха, поступающего в цилиндры двигателя. Равновесие вращающего момента, создаваемого потоком
208
Глава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
воздуха, обеспечивают путем применения демпфирующей заслонки и спиральной пружины 11. Цикличность работы цилиндров двигателя приводит к пульсации потока всасываемого воздуха. На входе в расходомер размещен датчик /О температуры поступающего воздуха. Воздействие воздушного потока на измерительную воздушную заслонку 6 уравновешивается пружиной. Действие расходомера основано на оценке сопротивления воздушной среды.
Расходомер измеряет усилие, действующее на воздушную заслонку, находящую на пути потока воздуха, и поворачивает ее на определенный угол. Момент закручивания спиральной пружины выбирают с учетом незначительной потери напора. Под действием колебаний потока газов, возникающих в ВТ и характерных для автомобильных двигателей, заслонка может легко раскачиваться. Объем камеры 14 и зазор между заслонкой 15 и корпусом выбирают с учетом быстрого изменения положения заслонки 6 при разгоне. Обводной канал 4 над заслонкой обеспечивает проход воздуха на режимах XX.
Резкие перемещения заслонки 6 становятся невозможными из-за воздействия на заслонку 15 усилия воздуха, сжимаемого в демпфирующей камере 14. При полном открытии заслонка 15 занимает положение 13.
Небольшое количество воздуха подлежит уменьшению и направляется по обводному каналу 4. Площадь сечения регулируют с помощью винта 3 при работе на режимах XX.
Характеристика расходомера выбрана нелинейной. Она близка к логарифмической (т.е. максимальная чувствительность достигается в зоне малых расходов воздуха) или линейной, причем как с восходящей, так и с падающей характеристикой. Флюгерные расходомеры измеряют объемный расход воздуха. Для корректировки значения массового расхода воздуха используют датчик температуры всасываемого воздуха.
Регулирование состава горючей смеси на режиме XX обеспечивают с помощью винта 3 (см. рис. 2.44), вращение которого изменяет количество воздуха, проходящего по обводному каналу 4. В некоторых конструкциях лопастных расходомеров байпасный канал отсутствует, а для регулировки используется потенциометр, установленный в верхней части корпуса.
Датчик расхода воздуха с нагретым проводом представляет собой наиболее совершенный и распространенный измеритель расхода воздуха. Датчик снабжен нагретой нитью или горячей
209
Системы впрыска бензиновых двигателей
пленкой (пленочный измерительный элемент). Широкое распространение получили флюгерный (лопастной) датчик, проволочный (HLM) и пленочный (HFM) термические анемометрические датчики. Широко применяются также системы, в которых количество поступившего в цилиндры воздуха не измеряют, а рассчитывают на основании измерения абсолютного давления в ВТ, частоты вращения КВ двигателя и положения дроссельной заслонки.
Наиболее распространенными являются нитевые и пленочные датчики. Принцип их работы одинаков. ЭБУ обеспечивает постоянную температуру нагревательного элемента пленочного датчика (100~105°С), нитевого датчика конструкции фирмы Bosch (140°С) и отечественных датчиков (170-180°С).
Увеличение расхода воздуха сопровождается охлаждением нити. С повышением ее температуры до 150°С увеличивается напряжение на контактах нити и ЭБУ по этому параметру измеряет расход топлива. При выключении системы зажигания нить на несколько секунд нагревается до 1000°С для самоочищения.
Датчик имеет три чувствительных элемента, установленных в потоке всасываемого воздуха. Один из элементов определяет температуру окружающего воздуха, а два остальных нагреваются до заранее установленной температуры, превышающей температуру окружающего воздуха. Во время работы двигателя проходящий воздух охлаждает нагретые элементы. Массовый расход воздуха определяется путем измерения электрической мощности, необходимой для поддержания заданного превышения температуры на нагревательных элементах относительно температуры окружающей среды. ЭБУ, через находящийся внутри него резистор с постоянным сопротивлением, подает на ДМРВ опорный сигнал величиной 5 В.
Выходной сигнал с ДМРВ представляет собой сигнал напряжения величиной от 4 до 6 В с изменяющейся частотой. Большой расход воздуха через датчик дает выходной сигнал высокой частоты (скоростной режим), малый расход воздуха - сигнал низкой частоты (режим холостого хода). ДМРВ имеет чувствительный элемент в виде тонкой сетки (мембраны) на основе кремния, установленной в потоке всасываемого воздуха. На сетке располагается нагревательный резистор и два температурных датчика, размещенных перед нагревательным резистором и за ним. Сигнал ДМРВ представляет собой напряжение постоянного тока, изменяющееся в диапазоне 1 -5 В, величина которого зависит от ко
210
Глава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
личества воздуха, проходящего через датчик. Во время работы двигателя проходящий воздух охлаждает часть сетки, расположенной перед нагревательным резистором.
Температурный датчик, расположенный перед резистором, охлаждается, а температурный датчик, расположенный за ним, благодаря подогреву воздуха сохраняет свою температуру. Дифференциальный сигнал обоих датчиков делает возможным получение характеристической кривой, зависящей от величины потока воздуха. Сигнал, вырабатываемый ДМРВ - аналоговый. ЭБУ, получая сигнал от ДМРВ, использует свои таблицы данных и определяет длительность импульса открытия ЭМФ, которая соответствует сигналу массового расхода воздуха. ДМРВ установлен между воздушным фильтром и дроссельным патрубком.
В пленочном датчике поддерживается постоянная температура пленочного платинового резистора, нанесенного на керамическую пластину. При выходе из строя некоторых датчиков система управления автоматически переходит на аварийный режим работы. Распознавание и подключение канала связи происходит автоматически. Система самодиагностики высвечивает коды ошибок. По таблице кодов устанавливается причина включения лампы.
Расходомер воздуха, использующий нагреваемую фольгу, передает в ЭБУ электрический сигнал о массе воздуха, поступившего в двигатель. На двигателях семейства ВАЗ применен ДМРВ (рис. 2.45, а) термического анемометрического типа. Датчики фирмы GM и отечественные имеют прямоугольную форму, а датчики фирмы Bosch - круглую. Ресиверы фирмы Bosch имеют круглую форму, a GM - овальную. Ресивер расположен между воздушным фильтром и шлангом ВТ. Расходомер не имеет подвижных деталей и незначительно воздействует на воздушный поток. Датчик массового расхода воздуха выдает частотный сигнал для ЭБУ фирм GM и «Январь-4» и аналоговый - для ЭБУ фирм Bosch и «Январь-5».
Расходомер воздуха содержит корпус 2, проточный канал 8 с размещенной на входе решеткой-стабилизатором 1 и диффузор 7. В байпасном канале 10 размещен измерительный 3 и термический компенсационный 6 элементы, сообщенные с разъемом 5. Разъем устанавливается между воздушным фильтром и корпусом дроссельной заслонки.
В более поздних конструкциях наблюдается тенденция размещения измерительного элемента 3 (проволоки или пленки) в спе-
211
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 2.45. Расходомер воздуха автомобилей семейства «Лада Самара» а - устройство; б - электрическая схема; 1 - решетка-стабилизатор; 2 -корпус; 3 - измерительный резистор; 4 - колодка; 5 - разъем; 6 - термический компенсационный резистор; 7 - диффузор; 8 - проточный канал; 9 - опора; 10 - байпасный канал; 11, 15 - резисторы измерительной системы; 12 - блок усиления сигнала; 13, 16 - электрическая цепь; 14 - выходной сигнал
циальном байпасном канале 10 (см. рис. 2.45, а). Расходомер воздуха содержит корпус 2 с решеткой-стабилизатором 1, входной и выходной участки диффузора 7, электрический разъем 5 с контактами, сообщенными с главным реле, источником питания, измерительным 3 и термическим компенсационным 6 элементами.
На автомобилях семейства «Лада» устанавливались несколько типов датчиков фирм GM, Bosch, Siemens и отечественный. В настоящее время устанавливают два типа датчиков - Д037 и Д004. Они выдают разные параметры на одинаковом расходе воздуха. Модификация 037 отличается от 004 доработкой внутреннего воздушного канала датчика с целью устранения пульсации воздушного потока, которая возникает при ламинарном воздушном потоке в ВТ. Во время работы двигателя проходящий воздух охлаждает нагреваемые элементы.
Принцип работы датчика несложен. Через сетку из тонких платиновых нитей, нагретых до 140°С, проходит весь объем поступающего в цилиндры воздуха. Датчик температуры или компенсационная проволока обдуваются воздушным потоком. Чем больше поток, тем выше должна быть сила тока. ЭБУ обеспечивает поддержание заданной температуры.
212
Глава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
Отсутствие регулировочных винтов указывает на то, что данная система управления является адаптивной. Внутренняя электронная схема сконструирована таким образом, что температура измерительной нити остается постоянной и на 120°С выше температуры поступающего воздуха. Когда масса воздуха, проходящая
через платиновую нить, возрастает, ее температура падает и сила тока, обеспечивающая подогрев нити, повышается.
В соответствии с действующей документацией на автозаводе ВАЗ разрешены к применению три модификации датчика расхода воздуха HFM5 фирмы Bosch. С октября 2004 г. основным является датчик 116, устанавливаемый вместе с системами впрыска фирм Bosch М 7.9.7 и «Январь-7.2».
Обобщенная электрическая схема датчика (рис. 2.45, б) содержит измерительные элементы 11 и 15, термические компенсационные резисторы 6 и 3, блок усиления сигналов 12, сообщенный электрической цепью 13 и 16 с ЭБУ. Выходной сигнал датчика -частотный.
Зависимость напряжения от расхода воздуха приведена на рис. 2.46.
Датчик массового расхода воздуха ИВКШ 4087282000 двигателей семейства ЗМЗ, снабженный проволочным элементом, представлен на рис. 2.47. На входе и выходе канала устанавливают специальные на
Рис. 2.46. Зависимость напряжения на выходе датчика от расхода воздуха
правляющие для получения параллельных струй воздуха.
Принцип действия этих датчиков связан с измерением сопротивления измерительного элемента (платиновая проволока или пленочный резистор) при охлаждении его потоком воздуха, Проходящего через сечение расходомера. Температура проволоки датчика, нагретой проходящим по ней током, изменяется в зависимости от скорости воздуха, проходящего через диффузор, за счет изменения теплоотдачи при вынужденной конвекции.
В датчике массового расхода воздуха находятся температурные датчики и нагревательный резистор. Проходящий воздух охлаждает один из датчиков, а электронный модуль преобразует эту
213
Системы впрыска бензиновых двигателей
°)
б)
Рис. 2.47. Датчик массового расхода воздуха автомобилей семейства ЗМЗ
1 - воздушный патрубок; 2 - корпус электронного модуля; 3 - кронштейн крепления кольца; 4 - термокомпенсационный резистор; 5 - чувствительный элемент; 6 - кольцо; 7 - предохранительная сетка; 8 - стопорное кольцо; 9 - корпус; 10 - регулировочный винт; 11 - крышка; 12 - колодка электронного разъема; 13 - штекер; 14 - уплотнитель; 15 - электронный модуль
разность температур датчиков в выходной электрический сигнал для ЭБУ. В разных вариантах систем впрыскивания топлива могут применяться ДМРВ двух типов. Они отличаются по устройству и по характеру выдаваемого сигнала, который может быть частотным или аналоговым. В первом случае в зависимости от расхода воздуха изменяется частота сигнала, а во втором - напряжение. ЭБУ использует информацию от датчика для определения длительности импульса открытия форсунок.
В микромеханическом расходомере массы с использованием нагревательной пленки нагревательные и измерительные резисторы выполнены в виде тонких платиновых слоев, нанесенных на кристалл кремния. Вычисление объема воздуха производится по разности температур между датчиками.
Для уменьшения погрешности расчета ДМРВ необходимо учитывать его температуру в ВТ. Информация поступает в ЭБУ от датчика температуры воздуха, устанавливаемого непосредственно в ресивере ВТ.
214
Глава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
Датчик двигателя ЗМЗ-4062.10 термического анемометрического типа 0280212014 фирмы Bosch (нитевой) или ИВКШ 407282000 (нитевой) фирмы ОАО АОКБ «Импульс» (г.Арзамас) предназначены для определения количества воздуха, поступающего в цилиндры.
Пленочный датчик типа 20.3855 выпускается в НПП «АВТЭЛ» (i Калуга), ИВКШ 407282001 - в ОАО ОАКБ «Импульс», (г.Арзамас). На корпусе датчика расположен потенциометр с регулиро-ночным винтом, обеспечивающим регулировку подачи топлива при работе двигателя на режиме холостого хода. Измерительная система расхода воздуха содержит ДМРВ, снабженный измери-юльным элементом в виде подогреваемой металлической нити, по степени охлаждения которой судят об изменении объемного расхода воздуха. Колебания давления в ВТ не мешают работе измерительного элемента. Плотность всасываемого воздуха влияет на охлаждение нити.
Расходомер (см. рис. 2.47) содержит корпус 9 с кольцом 6, поперек которого расположен чувствительный элемент 5 в виде юнкой платиновой нити диаметром 0,07-0,1 мм. Нить имеет достаточно большой температурный коэффициент сопротивления и юрмический компенсационный резистор 4, включенные в мостовую схему электронного модуля 15. Расходомер снабжен шестиштекерным разъемом для его подключения к ЭБУ. ДМВР расположен между воздушным фильтром и шлангом ВТ. Диаметр нити у датчиков фирмы Bosch равен 0,07 мм, в арзамаских изделиях -0,1 мм. Геометрия нити у фирмы Bosch выполнена П-образной, ОАО «Импульс» - квадратной, у АПЗ (Арзамасский приборострои-юльный завод) - V-образной.
Электронная схема модуля поддерживает температуру платиновой нити порядка 140°С. Во время работы двигателя воздушный поток поступает в цилиндры двигателя, проходит через корпус 9 и кольцо 6, охлаждая платиновую нить и один из датчиков, электронный модуль которого преобразует эту разность температур датчиков в выходной сигнал для ЭБУ. ЭБУ использует информацию от ДМРВ для определения длительности импульса открытия форсунок. Он перерабатывает эту информацию и посылает соответствующий электрический сигнал в центральное управляющее устройство.
Электрическая мощность, затрачиваемая на поддержание температуры нити на прежнем уровне, является параметром для
215
Системы впрыска бензиновых двигателей
определения количества воздуха, проходящего через датчик. Температура платиновой нити зависит от температуры проходящего воздуха. Термический компенсационный резистор 4, определяющий температуру проходящего воздуха, вносит соответствующую коррекцию в режим работы электронного модуля.
Сигнал ДМРВ представляет собой напряжение постоянного тока в диапазоне 1-5 В, величина которого зависит от количества воздуха, проходящего через датчик.
Сигнал термического анемометрического датчика поступает в ЭБУ, обрабатывается и используется для определения оптимальной длительности электрических импульсов для данного количества воздуха. Для исключения влияния загрязнения платиновой нити в электронном модуле предусмотрена кратковременная подача повышенного напряжения на нее для разогрева до 1000°С. При повышении температуры нити сгорают все загрязнения, попавшие на нее (режим прожига).
Электронный модуль снабжен переменным резистором, обеспечивающим проведение регулировочных работ с помощью винта 10 для достижения необходимых концентраций углекислого газа в ОГ на режиме холостого хода.
При возникновении неисправностей датчика или его цепей ЭБУ переходит на резервный режим работы по данным, заложенным в его память. Включение контрольной лампы сигнализирует о возникшей неисправности датчика массового расхода ЭБУ.
Температура измерительного элемента расходомера поддерживается на 70-150°С выше температуры проходящего воздушного потока. Изменение величины сопротивления нити преобразовывается в выходной сигнал в большинстве случаев в виде выходного напряжения, реже - в виде сигнала импульсной формы с неизменяемой частотой следования импульсов.
Электрическая схема датчика расхода воздуха представлена на рис. 2.48. На двигателе применен датчик массового расхода воздуха термического анемометрического типа. Он расположен между воздушным фильтром и шлангом ВТ.
Измерительный теплообменный элемент ДМРВ представляет собой платиновую проволоку диаметром 0,07 мм, размещенную в середине цилиндрического воздушного канала. На входе и выходе канала установлены специальные направляющие для получения параллельных струй воздуха. Перед входом находится защит-
216
Глава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
пая решетка. Постоянный перепад температур равен 150°С, сила тока изменяется от 500 до 1500 мА.
Диагностический прибор ДСТ-2М считывает показания датчика как расход воздуха (в кг/ч). Нормальный расход составляет около 8-9 кг/ч на режиме холостого хода и увеличивается с повышением частоты вращения КВ.
В некоторых системах впрыска расходомер воздуха не применяют. Его функции выполняет ЭБУ по сигналам ДПДЗ, частоты вращения КВ двигателя и разрежению или давлению в ВТ.
Рис. 2.48. Электрическая схема датчика расхода воздуха ЗМЗ
1, 2 - управляющий резистор; 3 - полость; 4 - корпус; 5 - компенсационный резистор; 6 - электрическая цепь; 7 -термический резистор; 8 - усилитель; 9 -выходное напряжение; 10 - прецизионный резистор
Датчик масового рас-
хода воздуха с нагретым проводом содержит проволочный датчик определения массового расхода воздуха. Датчик установлен перед дроссельной заслонкой.
Работа датчика основана на принципе постоянства температуры. Нагретый платиновый провод, расположенный в воздушном потоке, является одним из плеч резистивного моста. При этом за счет изменения силы тока, протекающей через резистивный мост, поддерживается постоянная температура около 100°С платинового провода, обдуваемого воздушным потоком.
При увеличении расхода воздуха платиновый провод остывает и его сопротивление падает. Резистивный мост становится не
симметричным и возникает напряжение, подаваемое на усилитель и направленное на повышение температуры провода. Этот процесс продолжается до тех пор, пока температура и сопротивление провода не приведут к равновесию системы. Диапазон силы тока, протекающего через провод, составляет 500-1200 мкА.
Этот ток протекает также через калибровочный резистор, на котором возникает напряжение, поступающее в ЭБУ для вычисле
217
Системы впрыска бензиновых двигателей
ния впрыскиваемого топлива. Изменение температуры воздуха компенсируется резистором 5, который представляет собой платиновое кольцо, имеющее сопротивление 500 Ом и расположенное в воздушном потоке. Изменение температуры воздуха одновременно влияет на сопротивление нагретого термического резистора 7 и термического компенсационного резистора 5, поэтому равновесие резисторного моста не нарушается.
При эксплуатации платиновый провод неизбежно загрязняется. Для предотвращения загрязнения после выключения ДВС провод в течение 1 с накаляется до температуры 1000°С. При этом вся налипшая грязь сгорает. Этот процесс контролируется ЭБУ.
Пленочный датчик массового расхода воздуха - одна из последних разработок фирмы Bosch. Он состоит из керамического основания, на котором расположена пленка, в которую вмонтирован измерительный и компенсационный резисторы. Такая конструкция делает его более надежным.
На входе в корпус дроссельной заслонки расположена измерительная трубка, ориентированная вдоль воздушного потока. В трубке натянут платиновый провод толщиной примерно 70 мкм и резистор с платиновой пленкой сопротивлением примерно 500 Ом. К проводу подведен ток, в результате чего провод нагревается. Поток воздуха охлаждает провод и для поддержания в нем постоянной температуры (обычно от 100 до 200°С) требуется увеличить силу тока. Чем интенсивнее поток воздуха, тем большая сила тока требуется для поддержания его температуры. Измерив ее в нагреваемом проводе, можно определить расход воздуха. Платиновый резистор в измерительной трубке не нагревается, а служит для температурной компенсации. Провод и резистор включены в измерительный мост, поддерживающий его в равновесном состоянии.
При увеличении расхода воздуха мост выходит из равновесия и в его измерительной диагонали появляется разность потенциалов, которая заставляет включенный в эту диагональ усилитель повысить силу тока, нагревающую измерительный провод. Таким образом, провод всегда имеет одну и ту же температуру относительно температуры проходящего через датчик воздуха. Сила тока, нагревающая провод, проходит также через эталонный резистор, падение напряжений на котором снимается как сигнал датчика на ЭБУ. Напряжение, поступающее на ЭБУ, пропорционально массовому расходу воздуха, причем с учетом его температуры.
218
Глава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
Проволочный ДМРВ устраняет недостатки электромеханического датчика объемного расхода. Новый датчик не подвержен пульсациям, связанным с открытием и закрытием впускных клапанов и плотностью поступающего воздуха. Он изготовлен из нагретого провода диаметром 70 мкм, установленного в измерительной трубке, расположенной перед дроссельной заслонкой.
Важным элементом системы подачи топлива является датчик расхода воздуха (см. рис. 2.48). Основу датчика составляет мостовая схема, обеспечивающая измерение сопротивления нагреваемого провода. Датчик расходомера воздуха содержит корпус 4, в полости 3 которого размещены термический компенсационный резистор 5 и термический резистор 7, прецизионный резистор 10 и усилитель 8 напряжения, связанный электрической цепью с прецизионным резистором 10 и термическим резистором 7, а через обратную связь - с термическим компенсационным резистором 5.
Диаметр проволоки датчика составляет 70 мкм, резистор с платиновой пленкой имеет сопротивление 500 Ом.
Датчик не содержит подвижных частей, выполнен полностью электронным и не требует корректировки при изменении плотности воздушного потока. Изменения параметров регистрируются непосредственно за изменением воздушной массы потока (через 1-3 мс). Термический резистор 7 обеспечивает регистрацию уровня температуры на 100°С выше по отношению к воздушному потоку. Например, если воздушный поток имеет температуру 0°С, то нить проводника будет нагрета до температуры 100°С, при температуре окружающей среды 30°С цепи управления нагревают провод до той же разницы 100°С, т.е. до 130°С.
Сила тока / нагревает резистор до температуры Д (выше температуры окружающей среды Т2). При этом температура отводится различными путями, в том числе путем вынужденной конвекции (потоком воздуха). Взаимосвязь объемного расхода воздуха О, гемпературы Д и Т2, силы тока / и сопротивления термического резистора R определяется уравнением Кинга:
/2R = (K1+K2VQ)(T1-7-2))	(2.6)
|де и К2 - постоянные коэффициенты.
Отсюда может быть определен объемный расход воздуха:
219
Системы впрыска бензиновыхдвигателей
Q =
1 ( 12R	к
I	*' 1 I
к2\т\-т2 ’J
(2.7)
Интенсивность воздушного потока изменяется при открывании дросселя. При прохождении воздушного потока через оба реостатных провода происходит охлаждение термического резистора 7 и компенсационного термического резистора 5. Резистор 5 измеряет температуру воздуха, резистор 7 - расход воздуха. Компенсационный резистор повышает точность измерения расхода воздуха с учетом изменения направления его пульсации.
Цепи управления системы используют мостовую схему для измерения сопротивлений. Провод под напряжением представляет собой одну ветвь мостовой схемы, выходное напряжение обеспечивает установку нуля, регулируя поток обогрева. Термический резистор 7 под напряжением, известный как Rh, изменяет сопротивление в зависимости от температуры. Поступивший воздух проходит по нагреваемому термическому резистору 7 и по другому реостатному термическому компенсационному резистору 5 (RK). То же самое напряжение прилагается к обоим проводам. Последовательно с R* установлены два уравновешивающих резистора (R, и R2), последовательно с проводом под напряжением 9 устанавливается прецизионный резистор 10.
Термический резистор 7 уменьшает сопротивление из-за положительного температурного коэффициента. Сила тока, протекающего через сопротивление 7, увеличивается больше, чем сила тока, протекающего через термический компенсационный резистор 5. Подобное положение дисбалансирует мостовую схему. Компаратор обеспечивает увеличение выходного сигнала. Датчик 8 через обратную связь сообщен с термическим компенсационным резистором 5, размещенным в корпусе 4. Усилитель увеличивает воздушный поток 3, восстанавливая сопротивление термического резистора 7 до первоначальной величины и температуру до значения на 100°С выше температуры впускного воздуха.
Воздушный поток, проходящий мимо провода, начинает его охлаждать. В цепи управления повышается напряжение, чтобы поддержать установленную разницу температур. Это создает сигнал напряжения, регулируемый ЭБУ, и чем больше воздушный поток, тем больше охлаждение и тем больше сигнал.
Датчик массового расхода воздуха может быть причиной неустойчивой работы двигателя, затрудненного пуска, задержек,
220.
Гпава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
рывков, провалов, недостаточной мощности и приемистости ДВС. Чтобы убедиться в исправности датчика, следует отсоединить колодку и измерить сопротивление между контактом и «массой»: оно должно быть 4-6 кОм. Кроме того, если снять разъем с ДМРВ, ю ДВС не должен снижать обороты менее 1500 мин-1. Это может
служить дополнительной информацией исправности датчика. Выходным сигналом ДМРВ является дифференциальный и усиленный сигнал (изменяющееся напряжение) с обоих резисторов.
Датчик массового расхода воздуха с нагретой пленкой. Принципиальная схема расходомера с пленочным датчиком приведена на рис. 2.49. Взамен нитяного датчика применяют пленочный датчик. Его чувствительный элемент представляет собой тонкую мембрану на основе кремния, на которой расположены два резистора (два температурных датчика) - первый для определения температуры воздуха, а второй (пленочный) - для измерения его расхода. Применение пленочного датчика открывает новые возможности для использования на двигателях со впрыскиванием газового топлива. Для использования нового датчика пленочного типа вместо нитевого требуется перепрограммирование ЭБУ.
Расходомер с пленочным датчиком (рис. 2.50) содержит диэлектрическую мембрану 2 с размещенными на ней терми-
Рис. 2.49. Расходомер с пленочным датчиком а - корпус расходомера; б - пленочный датчик; 1 - диффузор с датчиком; 2 - теплоотводящий элемент (радиатор); 3 - экран; 4 -крышка; 5 - разъем; 6 - корпус; 7 -уплотнительное кольцо; 8 - пленочный измерительный элемент; 9 -промежуточный распорный элемент; 10 - силовой модуль - задающая ступень; 11 - гибридная схема
221
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 2.50. Схема расходомера с пленочным датчиком
1 - термический компенсационный резистор; 2 - диэлектрическая мембрана; 3 - контакт; 4 - разъем; 5-9 - контакты; 10, 11 - термопары; 12 - керамический элемент; 13 - зазор между пластинами; 14 - термический резистор; 15 - сопротивление датчика; 16 - уравновешивающий резистор
ческим компенсационным резистором 1, термическим резистором 14, сопротивлением датчика 15, уравновешивающим резистором 16. Нагревательные и измерительные резисторы выполнены в виде тонких платиновых слоев. Вычисление объема воздуха производится по разности температур между датчиками до и после нагревателя. Более высокая стоимость датчика обусловлена более высокой технологической сложностью.
Электрическая схема пленочного датчика приведена на рис. 2.51. Схема содержит термический компенсационный резистор 3, термический резистор 11, резистор 12 и уравновешивающие резисторы, размещенные в корпусе 2 датчика. Уравновешивающие резисторы 4 и 5 через усилители 6 и 7 формируют величину выходного напряжения 8. Температура нагревателя регистрирует
ся с помощью датчика-измерителя потока (резистор 3). Напряжение через резистор 3 является мерой массы потока воздуха. Оно преобразуется с помощью электронной схемы в выходное напряжение 8, подаваемое на блок управления.
Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ) (рис. 2.52) представляет собой потенциометр (переменный резистор), определяющий положение дроссельной заслонки с точностью ±1%.
222
Гпава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
Рис. 2.51. Электрическая схема расходомера с пленочным датчиком
1 - массовый расход воздуха; 2 - корпус датчика; 3 - термический компенсационный резистор; 4, 5, 13 - уравновешивающие резисторы; 6, 7 - усилители; 8 - выходное напряжение;
9 - ток нагревания пленки (/н); 10 - выходной воздушный поток; 11 - терморезистор; 12 ~ резистор
Рис. 2.52. Датчик положения дроссельной заслонки автомобилей семейства ГАЗ
1 - корпус; 2 - поворотная площадка; 3 - подвижный контакт;
4 - штекерный разъем; 5 - контакты; 6 - печатная плата; 7 -упор; 8 - фланец; 9 - отверстие; 10 - ось дроссельной заслонки;
, Я2, Я3> Я4 - резисторы
Датчики положения дроссельной заслонки изготавливают в виде концевого или потенциометрического элемента. Датчик концевого типа обеспечивает регистрацию режимов холостого хода и полной нагрузки. Он установлен сбоку на дроссельном патрубке и кинематически связан с осью дроссельной заслонки.
Потенциометрические датчики обеспечивают ЭБУ информацией о точном угловом положении дроссельной заслонки, скорости ее открытия и закрытия. Это необходимо для коррекции со
223
Системы впрыска бензиновых двигателей
става смеси при ускорении и торможении двигателя, особенно для систем, использующих косвенные методы определения расхода воздуха. Датчик представляет собой потенциометр, на один вывод которого подают «плюс» напряжения питания (5 В), а другой соединен с «массой». Третий вывод потенциометра соединяет подвижный контакт (ползунок) датчика с ЭБУ, позволяющий определять напряжение выходного сигнала датчика и рассчитывать продолжительность импульсов на форсунку.
Датчик положения дроссельной заслонки посылает в ЭБУ сигнал, соответствующий углу поворота дроссельной заслонки. Характеристика потенциометра нелинейная. Поэтому сигнал разгона автомобиля от частоты вращения КВ на режимах XX является максимальным, что вызывает увеличение мощности двигателя. Это позволяет упростить конструкцию ЭБУ. Потенциометр расходомера воздуха выполнен по пленочной технологии.
Датчик положения дроссельной заслонки отечественного производства и фирмы Bosch мод. 280122001 - резистивного типа (см. рис. 2.52). Он представляет собой сдвоенный переменный резистор, выполненный на керамической подложке. Датчик состоит из корпуса 1, печатной платы 6 с резисторами R,, R2, R3, R4 и подвижных контактов 3, установленных на поворотной площадке 2. Площадка 2 установлена на оси 10 дроссельной заслонки и снабжена упором 7. ДПДЗ укомплектован уплотнительным резиновым кольцом, предохраняющим чувствительную его часть от попадания различных отложений, соединительным трехконтактным разъемом 4 с тремя контактами 5.
Корпус 1 снабжен фланцем 8 с отверстиями 9 для крепления. Положение дроссельной заслонки 10 определяет величину напряжения на переменном резисторе датчика, которое поступает в ЭБУ для обработки.
При перемещении дроссельной заслонки изменяется выходной сигнал с подвижного контакта датчика. При закрытом положении дроссельной заслонки выходной сигнал датчика должен быть от 0,3 до 0,7 В, при ее открытии выходной сигнал возрастает и при полностью открытой заслонке он должен быть более 4,0 В. При резком нажатии на рычаг управления ДЗ ЭБУ воспринимает быстро возрастающее напряжение сигнала с датчика, увеличивает длительность импульсов на ЭМФ и формирует дополнительные импульсы управления открытия форсунок.
224
Глава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
ДПДЗ автомобилей семейства ВАЗ представляет собой рези-<; г ор потенциометрического типа, один из выводов которого соединен с опорным напряжением 5 В ЭБУ, а второй - с «массой» ЭБУ. Третий провод соединяет подвижный контакт ДПДЗ с ЭБУ. 11ри повороте дроссельной заслонки (движении педали акселера-юра) изменяется выходной сигнал ДПДЗ.
В зависимости от нагрузки регулирующая система на основе информации, полученной от отдельных датчиков, формирует управляющие импульсы ЭМФ. Во время торможения двигателя ЭБУ может прервать подачу топлива. Это вызывает прекращение выброса сгоревших углеводородов и приводит к значительной экономии топлива. ЭБУ должен получать сигналы, соответствующие положению заслонки (контакт холостого хода), а также частоте вращения (датчик частоты вращения и положения КВ). Для это-। о в корпусе заслонки укреплен выключатель, информирующий о минимально открытом положении заслонки.
При уменьшении частоты вращения датчик положения заслонки, благодаря контакту холостого хода, действует на устройство, обеспечивающее постоянную частоту вращения КВ на режиме холостого хода в различных условиях эксплуатации.
Поломка или ослабление крепления ДПДЗ могут вызвать нестабильность холостого хода, так как ЭБУ не будет получать сигнал о перемещении дроссельной заслонки. При возникновении неисправности цепей ДПДЗ электронный блок управления через определенное время заносит в свою память код неисправности и включает контрольную лампу «Check Engine», сигнализируя о наличии неполадки. ЭБУ замещает сигнал ДПДЗ значением положения дроссельной заслонки, рассчитываемым им по частоте вращения КВ и массовому расходу воздуха.
При выходе датчика из строя блок управления переходит на резервный режим работы, используя данные памяти и массового расхода топлива. ДПДЗ обеспечивает изменение базового напряжения, равного 5 В, в зависимости от величины угла поворота дроссельной заслонки (рис. 2.53). ЭБУ измеряет выходное напряжение датчика в диапазоне 0-5 В. При закрытом положении дроссельной заслонки выходной сигнал ДПДЗ составляет 0,2 В. При открытии дроссельной заслонки выходной сигнал возрастает, и при полном ее открытии выходное напряжение должно быть 4,8 В. Отслеживая выходное напряжение датчика, ЭБУ корректирует подачу топлива в зависимости от величины угла открытия дросселя.
225
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 2.53. Зависимость выходного напряжения от величины угла открытия дроссельной заслонки
1,2- закрытое положение; 2,3 -начало движения; 3, 4- линейная зависимость; 4, 5 - завершение открытия; 5, 6 - полное открытие
ЭБУ использует самое низкое напряжение сигнала ДПДЗ на режиме холостого хода в качестве точки отсчета, соответствующей полному закрытию дроссельной заслонки. Поломка или ослабление крепления ДПДЗ могут вызвать нестабильность холостого хода, так как ЭБУ не будет получать сигнал о перемещении дроссельной заслонки.
Измеряя выходное напряжение сигнала ДПДЗ, ЭБУ определяет текущее положение дроссельной заслонки (задаваемое водителем). Данные о положении дроссельной заслонки необходимы блоку управления для расчета угла опережения зажигания и длительности импульсов управления форсунками. При полностью открытой дроссельной заслонке блок управления увеличивает длительность импульсов впрыскивания форсунок, увеличивая подачу топлива.
При резком нажатии на рычаг управления дроссельной заслонки блок управления воспринимает быстро возрастающее напряжение сигнала с датчика, увеличивает длительность импульсов на форсунки и формирует дополнительные импульсы управления открытия форсунок.
При возникновении неисправности цепей ДПДЗ ЭБУ через определенное время заносит в свою память ее код неисправности и включает контрольную лампу «Check Engine», сигнализируя о наличии неполадки.
Датчик частоты вращения и положения КВ (ДПКВ) предназначен для определения углового положения и частоты вращения КВ двигателя, синхронизации работы ЭБУ и двигателя. Наибольшее распространение получили индукционные, основанные на эффекте Холла, и оптические датчики. Принцип действия ДПКВ основан на изменении величины магнитного потока при прохождении зубьев или впадин диска вблизи сердечника датчика.
226
Глава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
Датчик положения КВ двигателя 3M3-4063.10 (рис. 2.54) индуктивного типа. Датчик содержит индуктивную катушку 1 с постоянным магнитом 3 и магнитопроводом 8. На переднем конце КВ 14 с помощью стяжного болта 10 установлен шкиф-демпфер и на шпонке 12 закреплен маховик 15 с диском синхронизации 9, представляющим собой зубчатое колесо с 58-ю равноудаленными (через 6°) впадинами. Для генерации импульсов синхронизации два зуба на шкиве удалены. Номер зуба на диске синхронизации отсчитывается против часовой стрелки от места пропуска двух зубьев. Герметичность соединения обеспечена с помощью резинового кольца 13.
Датчик установлен на крышке привода распределительного вала напротив диска на шкиве привода генератора.
Рис. 2.54. Датчик положения КВ двигателя ЗМЗ а - конструкция датчика; б - венец;
I - катушка индуктивности; 2 - корпус; 3 - магнит; 4 - уплотнитель; 5 -провод; 6 - кронштейн крепления; 7 - отверстие крепления; 8 - магни-юпровод; 9 - диск синхронизации; 10 - стяжной болт; 11 - шкиф-демп-фер; 12 -шпонка; 13 - резиновое уплотнение; 14 - КВ двигателя; 15 -опора
227
Системы впрыска бензиновых двигателей
При вращении шкива датчик считывает зубья венца и формирует сигнал для ЭБУ. Причем зубом в этом случае считается площадка, образованная впадиной или верхним выступом. В момент прохождения перед датчиком верхней площадки в нем усиливается магнитное поле.
Датчик формирует сигнал напряжения в форме синусоиды. Получив сигнал, ЭБУ определяет, что через 15 зубьев поршни первого и четвертого цилиндров будут находиться в ВМТ. По частоте сигналов, формируемых датчиком, ЭБУ определяет число оборотов.
Сопротивление обмотки катушки 1 составляет 880-900 Ом. При нормальной работе зазор между датчиком и вершиной зуба диска синхронизации - 0,5-1,0 мм. Изменение магнитного потока индуцирует в обмотке катушки переменное напряжение, частота которого пропорциональна скорости вращения КВ и числу зубьев или выступов в нем. Датчик снабжен гибким приводом, заканчивающимся трехконтактной вилкой. Провод датчика защищен от помех экраном, замкнутым на «массу» через ЭБУ. При возникновении неисправности в цепи датчика положения КВ двигатель перестает работать. ЭБУ вносит в свою память код неисправности и включает лампу «Check Engine», сигнализируя о неисправности.
Датчик частоты вращения обычно установлен в передней части двигателя с правой стороны в приливе передней крышки цепи возле задающего диска. Он работает совместно с диском синхронизации, установленным на шкиве КВ. При вращении КВ изменяется магнитный поток в магнитном проводе датчика, наводя импульсы напряжения переменного тока в его обмотке. ЭБУ определяет положение и частоту вращения КВ по количеству и частоте следования этих импульсов и рассчитывает момент срабатывания форсунок.
Сопротивление обмотки датчика автомобиля «Святогор», размещенного на картере сцепления КП, равно 220 Ом.
Прохождение мимо торца сердечника 8 датчика зубьев диска синхронизации 9 вызывает изменение магнитного потока в системе датчика, которое влечет за собой возникновение переменного электрического тока в катушке датчика. Возникающее переменное напряжение передается в ЭБУ, который обрабатывает его совместно с другими сигналами датчиков и формирует параметры электрических импульсов для работы ЭМФ и катушек за
228
Гпава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
жигания. При повреждении датчика положения КВ, его электрических цепей или зубчатого диска двигатель работать не будет.
На режиме прокрутки величина выходного напряжения составляет 0,5-1,0 В и увеличивается с ростом частоты вращения КВ. Величина сигнала напряжения в ЭБУ ограничена на уровне 6 -10 В. Сигнал представляет собой серию повторяющихся элект
рических импульсов напряжения, генерируемых датчиком при вращении КВ.
Кабель датчика должен быть надежно закреплен во избежание его повреждения вращающимися деталями двигателя. При неисправном ДПКВ эксплуатация двигателя невозможна.
ДПКВ - единственный из датчиков, при неисправности которого двигатель не запустится. Это основной признак, определяющий неисправность ДПКВ. При отключенном разъеме его сопро-(ивление равно 550-750 Ом.
При вращении диска напротив магнита оказывается зуб или
впадина, что приводит к изменению магнитного потока в системе «магнит-диск». Это изменение магнитного потока индуцирует в обмотке преобразователя переменную ЭДС, частота которой пропорциональна скорости вращения диска и числу зубцов или выступов на нем. На основе индукционного преобразователя выполняются датчики угла поворота КВ двигателя, задающие гене-
раторы системы зажигания, датчики скорости вращения колес автомобиля.
Производство ДПКВ 23.3847 и мод. 026121013 фирмы Bosch
освоено ОАО «Автоэлектроника» (г.Калуга).
Датчик положения КВ автомобилей «Лада-110, -111 и -112» приведен на рис. 2.55. Он содержит корпус 1, фланец 4 крепления с отверстием 2 для крепления, магнитопровод 3 и разъем 5 для подключения кабеля. Датчик подает в ЭБУ сигнал частоты вращения и положения КВ. Этот сигнал представляет собой серию повторяющихся
Рис. 2.55. Датчик положения КВ двигателя ВАЗ
1 - корпус; 2 - отверстие для крепления; 3 - магнитопровод; 4 - фланец; 5 -разъем для подключения кабеля
229
Системы впрыска бензиновых двигателей
электрических импульсов напряжения, генерируемых датчиком при вращении КВ.
Принцип действия этого датчика также основан на изменении величины магнитного потока при прохождении зубьев или впадин диска вблизи сердечника датчика. Изменение магнитного потока индуцирует в обмотке катушки переменное напряжение, частота которого пропорциональна скорости вращения и числу зубцов или выступов в нем.
На автомобилях «Лада-110, -111 и -112» с распределенным впрыскиванием диск синхронизации расположен на шкиве привода генератора. Датчик установлен на крышке масляного насоса напротив задающего диска, объединенного со шкивом привода генератора.
Начало отсчета соответствует площадке, на которой отсутствуют зубья, нарушающие форму сигнала. Электрический сигнал с датчика информирует блок управления об угловом положении коленчатого вала при его вращении. Датчик и диск «60-2» зуба (диск синхронизации) установлены таким образом, что момент прохождения через продолжение оси датчика заднего среза двадцатого зуба диска соответствует нахождению в верхней мертвой точке поршня первого или четвертого цилиндра. При этом отсчет номера зуба производится от пропуска в направлении, противоположном вращению диска.
Опорный импульс необходим для согласования работы контроллера с ВМТ поршней в первом и четвертом цилиндрах. Отсчет номера зуба на диске синхронизации производится против часовой стрелки от площадки пропуска зубцов. Отметчик датчика положения распределительного вала расположен на звездочке привода распределительного вала выпускных клапанов ниже датчика положения распределительного вала.
При совмещении середины первого зуба зубчатого сектора диска после этой длинной впадины с осью ДПКВ коленчатый вал двигателя находится в положении 114° (19 зубцов) до ВМТ первого и четвертого цилиндров.
Существует два типа шкивов КВ - чугунные и стальные. У стального шкива внутренний диск крепится болтом к КВ со штифтом. На резиновое кольцо поставлен наружный диск, снижающий вибрацию. Чугунный диск выполняют цельным, такой диск предпочтительнее.
230
Глава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
При вращении задающего диска вместе с КВ двигателя изменяется магнитный поток в магнитопроводе датчика, наводя импульсы напряжения переменного тока в его обмотке.
ЭБУ определяет частоту и положение КВ двигателя по количе-сгву и частоте следования этих импульсов и рассчитывает момент срабатывания ЭМФ и модуля зажигания.
Датчик установлен на крышке масляного насоса напротив диска синхронизации на шкиве привода генератора с правой стороны и снабжен гибким соединительным кабелем с трехконтактной пилкой.
Датчик устанавливают в непосредственной близости от вращающегося стального зубчатого диска, жестко связанного с КВ. Установочный зазор между сердечником диска и зубом задающего диска должен быть в пределах 1 ±0,2 мм. Если зуб упомяну-loro диска находится напротив сердечника, то сопротивление магнитному потоку будет минимальным, а если сердечник окатываются между зубьями - максимальным. Поэтому при вращении диска поток через катушку будет изменяться. Чем выше час-юта вращения КВ, тем больше напряжение на выводах обмотки. На автомобилях «Лада Самара» оно колеблется в пределах от 0,28 до 250 В.
Такая схема применена на автомобилях ВАЗ-2108, -2109 и Москвич-21412» с микропроцессорным управлением зажиганием. Точность при этом небольшая.
Октан-потенциометр используется для уменьшения угла опережения зажигания в случае применения топлива с более низким октановым числом.
На базе импульсов опорного сигнала положения КВ двигателя ЭБУ генерирует импульсы управления ЭМФ и системой зажигания.
Задающий диск объединен со шкивом привода генератора и представляет собой зубчатое колесо с 60-ю зубьями, расположенными на его периферии с шагом 6°. Для синхронизации углц-ной шаг между двумя зубцами равен 18°.
Провод ДПКВ защищен от помех экраном, замкнутым на «массу» через ЭБУ. При возникновении неисправности в цепи датчика положения КВ двигатель перестает работать, ЭБУ заносит в свою память код неисправности и включает лампу «Check Engine», сигнализируя о ней.
Датчик положения КВ автомобиля «Святогор» индукционного 1ипа, расположенный в верхней части картера сцепления напро
231
Системы впрыска бензиновых двигателей
тив дополнительного зубчатого венца маховика, формирует синусоидальное напряжение, пропорциональное частоте вращения КВ. Из дополнительного зубчатого венца, имеющего 60 зубцов, удалено два смежных зубца с целью генерации сигнала углового положения КВ, соответствующего ВМТ поршней первого и четвертого цилиндров. Этот пропуск в зубцах венца расположен под углом 84° (14 полных зубцов) перед ВМТ поршней первого и четвертого цилиндров. В ОЗУ ЭБУ введена информация о том, что точка, соответствующая ВМТ первого и четвертого циллиндров, расположена на восходящем профиле 15-го зуба венца после пропуска в зубцах. В зависимости от требуемого угла опережения зажигания ЭБУ определяет момент зажигания путем подсчета числа зубцов. Точка, соответствующая ВМТ поршней второго и третьего цилиндров, расположена на восходящем профиле 55-го зуба после пропуска. Датчик выдает на ЭБУ сигнал в виде переменного напряжения переменной частоты. Положение датчика и зазор между зубчатым венцом и чувствительным элементом регулировке не подлежит.
Датчик частоты вращения автомобиля «Святогор» расположен на верхней части картера сцепления и закреплен с помощью двух болтов.
Датчик детонации (ДД) предназначен для обнаружения детонационных ударов в двигателе и расположен на блоке. Существует две разновидности датчиков детонации - резонансные и более современные широкополосные. В настоящее время резонансные датчики серийно не устанавливаются.
Взрывное сгорание рабочей смеси в цилиндре характеризуется сверхзвуковой скоростью распространения пламени. Детонация сопровождается специфическими высокочастотными шумовыми импульсами, хорошо различаемыми на фоне остальных шумов двигателя.
Возникновению детонации способствует ранее зажигание в цилиндре (большое опережение), бедный состав смеси и низкое октановое число (04). Длительная работа в режиме детонации может вызвать серьезные повреждения двигателя. При наличии датчика детонации ЭБУ исключает работу на этом режиме, уменьшая опережение зажигания.
Детонация представляет собой неуправляемое взрывное воспламенение рабочей смеси. Она связана с заметной вибрацией двигателя и может привести к механическому его разрушению.
232
Гпава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
Датчик детонации предназначен для обнаружения ударов, характерных для частотного спектра детонации двигателя. Он содержит преобразователь пьезоэлектрического типа и крепится к блоку цилиндров. На V-образных двигателях устанавливают два датчика детонации - по одному на блок. При обнаружении детонации ЭБУ уменьшает опережение зажигания. Некоторые типы ЭБУ умеют определять конкретный цилиндр с детонацией. В основе рабсил датчика детонации лежит явление пьезоэлектрического эффекта, сопровождающееся появлением электрических зарядов при деформации кристалла. При сжатии (растяжении) кварцевой пластины, выполненной из двуокиси кремния, появляются электрические заряды. Механическое воздействие в этом случае представлено вибрацией деталей двигателя от ударной волны, возникающей в камере сгорания и цилиндре при детонационном сгорании. Величина этих электрических зарядов рпэ (в Кл) может быть представлена зависимостью
<7пэ=еплр5пл,	(2.8)
- пьезоэлектрическая постоянная (для кварца 2,1-10“11 Кл/кг); р удельное давление кгс/см2; 5ПЛ - площадь грани пластины, см2.
Величина напряжения на входе электронной схемы усиления и преобразования Um пропорциональна давлению инерционной массы на кварцевую пластину (пьезоэлемент):
<7ПЭ = рпэ/(Скп + Ссх),	(2.9)
। де Скп - емкость кварцевой пластины; Ссх - емкость схемы, включая емкость соединений.
В зависимости от параметров электронной схемы усиления и преобразования датчики детонации выполняются резонансными или более современными широкополосными. В резонансных датчиках амплитуда выходного напряжения резко возрас-1ает и превышает пороговый уровень на одной (резонансной) частоте детонации. В широкополосном датчике амплитуда выходного напряжения превышает уровень в диапазоне частот детонации.
Пьезодатч и к детонации автомобилей ГАЗ предназначен для Формирования управляющих сигналов для системы управления углом опережения зажигания. Автомобили семейства ГАЗ оснащены датчиком детонации GT-305 отечественного производства.
233
Системы впрыска бензиновых двигателей
6
7
8
9
Рис. 2.56. Датчик детонации автомобилей ГАЗ
По техническим характеристикам, габаритным и присоединительным размерам датчик GT-305 полностью взаимозаменяем датчиком 0261231046 (фирмы Bosch). Датчик детонации GT-305 автомобилей семейства ГАЗ (рис. 2.56) обеспечивает коррекцию величины угла опережения зажигания по параметрам сигнала обнаруженной детонации.
Датчик детонации включает в себя кварцевый пьезоэлемент 8 и контактную пластину 9. Пьезоэлемент 8 снабжен штекером 1, на котором возникает напряжение, появляющееся при его механической деформации. Пьезолемент 8 до-
1 - штекер; 2 - изолятор; 3 - канал; 4 -корпус; 5 - гайка; 6 - упругая шайба; 7 -инерционная масса; 8 - пьезоэлемент;
9 - контактная пластина
статочно легкий, поэтому для улучшения работы на него давит инерционная масса 7, нагруженная упругой шайбой 6. Инер
ционная масса 7, изготовленная из сплава с высокой плотностью,
воздействует на пьезоэлемент и в нем возникают электрические сигналы определенной величины и формы.
Датчик состоит из диафрагмы и тонкого пьезокерамического диска. Под воздействием вибрации в пьезоэлементе возникает электрическое напряжение частотой 5,55 Гц.
Датчик детонации устанавливают на блоке цилиндров под впускным патрубком четвертого цилиндра. Максимальная чувствительность датчика достигается на частотах 5-8 кГц. Датчик детонации подключен к ЭБУ при помощи двухконтактного соединителя. В результате пьезоэффекта на выходе датчика детонации появляются сигналы определенной величины и формы. При воз
никновении детонации амплитуда электрических сигналов датчика резко увеличивается. Блок управления реагирует на увеличение сигналов датчика путем коррекции величины угла опережения зажигания до прекращения детонации. Параметры датчика приведены в табл. 2.3.
Различают датчики резонансного и широкополосного типа. Резонансный датчик завернут в блок двигателя и применяется в
234
Гпава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
Таблица 2.3
Параметры датчика детонации GT-305
Характеристика	Значение
Электрическая емкость между контактами, пФ	900-1000
Осевая чувствительность при нагрузке 300 пФ в нормальных условиях, мВ/(м/с2)	2,8+0,8
1 ^равномерность амплитудно-частотной характеристики в диапазоне 4-10 кГц, дБ	> +1,0
Нижняя резонансная частота закрепленного датчика, кГц	< 20
Сопротивление изоляции, МОм	< 50
Рабочая температура, °C	От -45 до +150
Масса, г	60
системах фирм GM, Bosch мод. М 1.5.4N, «Январь-5», а широкополосный датчик крепится гайкой на шпильку, ввернутую в блок, и применяется в системах фирм Bosch мод. М 1.5.4N, «Январь-5».
При возникновении детонации двигателя, когда частота колебаний блока цилиндров совпадает с собственной частотой пьезо-влемента, на обкладке его появляется напряжение, регистрируемое электронным блоком.
Управление углом опережения зажигания для гашения детонации производится индивидуально по цилиндрам, что позволяет определить, в каком цилиндре происходит детонация. Угол опережения зажигания уменьшается только для этого цилиндра или для любой комбинации цилиндров. Схема защиты двигателя от детонации приведена на рис. 2.57.
Рис. 2.57. Схема защиты двигателя от детонации к |-з - детонация в цилиндрах I 3; Кд - отсутствие детонации и четвертом цилиндре; а - задержка перед смещением угла опережения зажигания в сторону запаздывания; b - запаздывание зажигания; с - задержка угла опережения зажигания перед воспламенением первоначального момента; d - опережение зажигания
Рабочий цикл
235
Системы впрыска бензиновых двигателей
В четвертом цилиндре детонация отсутствует. Задержка угла опережения зажигания перед восстановлением первоначального момента зажигания смещается в сторону запаздывания (кривая «с»).
При детонационном сгорании рабочей смеси в цилиндре образуются ударные волны, вызывающие вибрацию стенок блока цилиндров, которые передаются на корпус датчика. При возникновении вибрации инерционная масса воздействует на кварцевый пьезоэлемент с соответствующей частотой и усилием. На его обкладках в результате пьезоэффекта появляется переменный электрический заряд. Этот заряд снимается с помощью вывода, соединенного с контактами соединительной вилки, и воспринимается ЭБУ, воздействующим на угол опережения зажигания. Уменьшение величины угла опережения зажигания с учетом сигнала датчика детонации обеспечивает работу двигателя без детонации или с минимальной ее интенсивностью.
Резонансная частота характеристики датчика совпадает с частотой детонации двигателя. ДД определяет даже очень слабую детонацию. При обрыве провода, соединяющего датчик детонации с ЭБУ, или при замыкании провода на «массу» или источник питания ЭБУ заносит в свою память код неисправности, включает лампу «Check Engine», сигнализируя о неполадке, и переходит на аварийный режим работы с безопасными углами опережения зажигания.
Пьезодатчик детонации автомобилей ВАЗ (рис. 2.58) содержит корпус 11 с резьбовым штуцером 12, шунтирующий резистор 3, пьезоэлектрический элемент 2, пружину 1, резистор 7, подвижную опору 8, электрический разъем 6, штуцер 5, электрические контакты и крышку 9. Датчик состоит из диафрагмы и тонкого пьезокерамического диска. Под воздействием вибрации в пьезоэлементе появляется электрическое напряжение частотой 5,55 Гц. Если ЭБУ обнаруживает этот сигнал, он уменьшает угол опережения зажигания в определенном цилиндре или во всех сразу.
Датчик детонации представляет собой частотный прибор пьезоэлектрического типа, установленный на блоке двигателя. Во время возникновения детонации в двигателе датчик генерирует сигнал переменного тока с частотой и амплитудой, зависящей от уровня детонации. ЭБУ подает на ДД опорное напряжение 5 В. Резистор, расположенный внутри датчика, понижает напряжение до 2,5 В. Сопротивление резистора от 330 до 450 Ом: Во время нормальной (без детонации) работы двигателя напряжение на вы-
236
Гпава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
Рис. 2.58. Датчик детонации автомобилей ВАЗ а - конструкция датчика; б - электрическая схема;
/ - пружина; 2 - пьезоэлемент; 3 - шунтирующий элемент; 4 - основание; 5 - штуцер; 6 - разъем; 7 - резистор; 8 - подвижная опора; 9 - крышка; 10 - полость; 11 - корпус; 12 - резьбовой штуцер; 13 - «масса»; 14 - усилитель; 15 - резистор; 16 - электрическая плата
ходе датчика остается постоянным на уровне 2,5 В. При появлении детонации датчик генерирует сигнал переменного тока, поступающий в ЭБУ по той же цепи, по которой подается опорный сигнал 5 В. Это возможно потому, что этот опорный сигнал является напряжением постоянного тока, а обратный сигнал детонации - напряжением переменного тока. Амплитуда и частота сигнала переменного тока ДД зависит от уровня детонации. При’возникновении детонации амплитуда вибраций определенной часто-!ы повышается, что приводит к увеличению амплитуды выходного сигнала датчика. ЭБУ считывает этот сигнал и корректирует угол опережения зажигания для гашения детонации. При неисправно-c. ги цепи ДД в память ЭБУ заносится определенный ее код, указывающий на неисправность цепи, поэтому правильным является устранение неисправности проводки.
237
Системы впрыска бензиновых двигателей
Резонансная частота характеристики датчика совпадает с частотой детонации. Датчик установлен в верхней части блока цилиндров двигателя и чувствует даже очень слабую детонацию.
При исправном состоянии всей цепи на выходе датчика действует постоянное напряжение 2,5 В, получаемое в результате работы делителя. Сигнал детонации изменяется в обе стороны от этого уровня (в диапазоне 0-5 В). Пьезоэлемент не пропускает постоянный ток, поэтому диагностирование цепи датчика ЭБУ затруднено. В случае обрыва в цепи датчика напряжение на входе ЭБУ становится равным 5 В, а в случае короткого замыкания равно нулю. При обнаружении неисправности ЭБУ снижает углы опережения зажигания на 10-15° для гарантированного недопущения детонации. ЭБУ диагностирует состояние этой цепи до пуска двигателя при включении зажигания. Мощностные и экономические характеристики автомобиля при этом ухудшаются, но заметно снижается вероятность повреждения двигателя.
Управление углом опережения зажигания для гашения детонации производится индивидуально по цилиндрам.
Выпуск датчиков детонации 18.3855 для автомобилей семейства ГАЗ и ВАЗ освоен на Калужском заводе «Автоприбор».
Схема размещения датчика детонации (рис. 2.59) содержит датчик 3, связанный через фильтр 2, устройство сопряжения 1 и устройство регистрации величины амплитуд, усилитель 8, электрическую цепь 5 с ЭБУ 7.
5 6 7
Рис. 2.59. Схема размещения датчика детонации
1 - устройство сопряжения (амплитуды со стандартом); 2 -фильтр; 3 - датчик; 4 - устройство регистрации величины амплитуды; 5 - цепь; 6 - плата; 7 -ЭБУ; 8 - усилитель
Осциллограмма степени детонации приведена на рис. 2.60. Если возникает детонационный всплеск 3, то ЭБУ на него не реагирует, так как количество амплитуд (всплесков) не соответствует его понятию детонации. Если на ЭБУ поступает сигнал 4, то он пе-
238
Глава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
Рис. 2.60. Осциллограмма степени детонации
I - нормальная работа двигателя, детонация отсутствует; 2 -немного увеличенная детонация, но в пределах нормы; 3 - детонационный всплеск; 4 - уровень допустимой детонации; 5 - нормальная работа; 6 - стандартный уровень амплитуд для обнаружения детонации
реводит двигатель в щадящий режим и изменяет угол опережения зажигания на более поздний.
Линия 6 - это уровень допустимой детонации, после которой ЭБУ начинает сравнивать величину детонации и сопоставлять ее с геми величинами, которые заложены в его памяти. В двигателях с широкой полосой частот детонационных колебаний могут использоваться датчики нерезонансного типа.
Если при ремонте понадобится обесточить блок, выполнить эти операции следует не раньше, чем через 30 с после выключе
ния двигателя.
Контроль детонации приведен на рис. 2.61. Двигатель должен работать на всех режимах работы на таком угле опережения зажигания, который близок к
критическому, т.е. к детонации. При распознавании детонации (участок 1) ЭБУ мгновенно сбрасывает угол опережения на позднее зажигание (участок 2). Если детонация отсутствует, то происходит пошаговое возвращение угла опережения зажигания в прежнее состояние (участок 3).
Датчик положения рас
Рис. 2.61. Контроль детонации
1 - участок детонации; 2 - линия перехода на позднее зажигание; 3 - линия восстановления зажигания
пределительного вала
(ДПРВ) предназначен для определения ВМТ поршня первого цилиндра при так
239
Системы впрыска бензиновых двигателей
те сжатия для фазированного впрыскивания. ДПРВ представляет собой полупроводниковый прибор, принцип действия которого основан на эффекте Холла.
ДПРВ двигателя ЗМЗ-4062.10 содержит датчик, электрический разъем, сообщенный с ним через электрическую цепь, резистор сопротивлением 0,5-0,6 кОм и светодиод 6АЛ307. ДПРВ установлен в приливе головки блока цилиндров у четвертого цилиндра со стороны выпускного трубопровода. Он запитывается бортовым напряжением автомобиля и подключен к жгуту системы управления посредством трехконтактного соединителя. Датчик формирует сигнал в момент прохождения его отметчика, выполненного в виде отогнутой пластины, установленной на выпускном распределительном валу. Положение отметчика относительно датчика строго соответствует правильной ориентации КВ двигателя. При работе двигателя датчик фаз выдает на ЭБУ импульсный сигнал, синхронизирующий впрыскивание топлива с открытием впускных клапанов.
ДПРВ предназначен для определения такта сжатия первого цилиндра. Датчик фаз устанавливают на 16-клапанный двигатель ВАЗ-2112 в верхней части головки блока цилиндров за шкивом впускного распределительного вала.
ДПРВ автомобилей семейства ВАЗ (рис. 2.62) содержит корпус 3, электрод 2 с пазом 1 и электрический разъем 5. Ротор раз
Рис. 2.62. Датчик положения распределительного вала автомобилей ВАЗ
1 - паз; 2 - электрод; 3 - корпус; 4 - отверстие крепления; 5 - электрический разъем
мещен на распределительном валу. На половину окружности ротора нанесено металлическое покрытие - реперный экран, направленный к датчику. Он установлен на левой стороне головки цилиндров, напротив шторки, выполненной в виде полукруга в 180°. Шторка закреплена на торце распределительного вала. При нахождении сегментной шторки в воздушном зазоре датчика последний выдает на ЭБУ сигнал напря
240
Глава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
жением 12 В. На шкиве впускного распределительного вала расположен стальной задающий диск с прорезью, в пазу 1 датчика -обод этого диска. Когда прорезь диска проходит через паз датчика фаз, он выдает на ЭБУ импульс напряжения, соответствующий положению поршня первого цилиндра в ВМТ в конце такта сжа-1ия. Сигнал датчиков используется ЭБУ для организации последовательного впрыскивания топлива в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя.
Прохождение прорези через зону действия датчика фаз соответствует открытию впускного клапана первого цилиндра. ЭБУ посылает на датчик фаз опорное напряжение величиной 12 В. 11апряжение на выходе датчика фаз циклически меняется от значения, близкого к нулю (при прохождении прорези задающего диска впускного распределительного вала через датчик), до напряжения, близкого напряжению аккумуляторной батареи (при прохождении через датчик кромки задающего диска). При работе двигателя датчик фаз выдает на ЭБУ импульсный сигнал, синхронизирующий впрыскивание топлива с открытием впускных клапанов.
Датчик обеспечивает возможность подачи топлива каждой форсункой один раз за два оборота КВ (фазированный впрыск). Каждая форсунка срабатывает один раз за оборот КВ. Рядом с юрцевой (чувствительной) частью датчика вращается металлический отметчик, который закреплен на заднем торце выпускного распределительного вала. Прохождение отметчика вызывает кратковременное изменение выходного сигнала датчика. Сигнал датчика используется ЭБУ для организации последовательного впрыскивания топлива в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя. Датчик устанавливается на автомобилях «Лада-110, 111 и -112» с 16-клапанным двигателем 2112-10 с распределенным фазированным впрыскиванием топлива.
Схема порядка работы датчика фаз представлена на рис. 2.63. Один оборот (кривая I) распределительного вала соответствует двум оборотам КВ двигателя (кривая II). Напряжение питания принимает значение 0 и 12 В (кривая IV). Напряжение, поступающее <>г датчика порядкового номера цилиндров, представлено кривой V. Датчик угловых импульсов маховика соответствует кривой III.
При выходе из строя датчика порядкового номера цилиндров система питания продолжает работать по режиму распределенного впрыскивания по цилиндрам 1-3-4-2, заложенному в про-। рамму ЭБУ двигателя.
241
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 2.63. Диаграмма работы датчика распределительного вала
I - один оборот распредвала; II - обороты КВ двигателя; III - датчик угловых импульсов маховика; IV - реперный экран датчика порядкового номера цилиндра; V - напряжение датчика порядкового номера цилиндров;
А - ВМТ в первом и четвертом цилиндрах; В - ВМТ во втором и третьем цилиндрах;
1-4 - впуск в первый, второй, третий и четвертый цилиндры; 5 - длинный реперный зубец; 6-84 (или 14) зубцов; 7-30 зубцов; 8 - один оборот КВ двигателя
На контакт элемента датчика подается напряжение 12 В от реле. Второй контакт связан с «массой» блока управления. Через третий контакт в блок управления поступает информация отдатчика.
Когда при вращении распределительного вала реперный экран располагается напротив рабочей поверхности (прорези) элемента датчика, на ЭБУ поступает информация в виде импульса напряжения 12 В. Во время прохождения экрана за пределами прорези элемента датчика на ЭБУ поступает напряжение 0 В. В зависимости от положения экрана датчик замыкает цепь, отводя напряжение на «массу» (на ЭБУ поступает сигнал 0 В), или оставляет цепь разомкнутой (на ЭБУ поступает сигнал 12 В).
После получения сигнала отдатчика частоты вращения КВ появляется информация, что поршни первого и четвертого цилиндров находятся в ВМТ. ЭБУ анализирует информацию от датчика порядкового номера цилиндра. Если импульс датчика равен 12 В, то первый цилиндр находится в начале фазы впуска. Если напряжение равно 0 В, то в начале фазы впуска находится четвертый цилиндр. Через угол поворота КВ 180° в положении ВМТ будут находится поршни двух цилиндров. Если импульс, поступающий на ЭБУ, равен 12 В, то в начале фазы впуска находится второй цилиндр, если импульс равен 0 В - третий цилиндр. Сигналы, при-
242
Глава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
Таблица 2.4
Величина напряжения датчика распределительного вала
Цилиндры, юршни которых юходятся в ВМТ	Напряжение сигнала датчика положения распределительного вала, В	Номер цилиндра, находящегося в начале такта впуска
1-4	12	1
	0	4
2-3	12	2
	0	3
нимаемые ЭБУ для определения такта впуска и искроообразова-ния, приведены в табл. 2.4.
Точка А соответствует нахождению в ВМТ поршней первого и четвертого цилиндров, а точка В - второго и третьего цилиндров. 1очки 1-4 соответствуют началу впуска в соответствующий цилиндр. Положение длинного реперного зубца представлено кривой V. Участок6 содержит 84 или 14 зубцов, участок? - 30 зубцов.
Датчик фаз автомобиля «Святогор» расположен в торцевой части распределительного вала со стороны маховика. Он состоит из установочной пластины, корпуса, ротора и элемента датчика. Ротор устанавливается на распределительный вал. Корпус кренится тремя винтами к головке блока цилиндров через установочную пластину. На половину окружности ротора нанесено металлическое покрытие (реперный экран), к которому своей рабочей поверхностью направлен элемент датчика, устанавливаемый в корпус. Датчик помогает блоку определить, какой из цилиндров (первый или четвертый), поршни которых находятся в ВМТ, вступает в фазу впуска. Эта информация необходима блоку для соблюдения последовательного впрыскивания согласно порядку работы цилиндров.
При возникновении неисправностей цепей до самого датчика фаз включается лампа «Check Engine» и ЭБУ переходит на попарно-параллельную подачу топлива, используя только сигнал датчика положения КВ.
Датчики температуры. Принцип работы температурных датчиков связан со свойством проводников и полупроводников изменять свое сопротивление в зависимости от температуры окружающей среды. Выходным сигналом датчика температуры является напряжение. Датчик включает в себя набор функциональных ре
243
Системы впрыска бензиновых двигателей
зисторов и термического резистора, образующих мостовую схему и размещенных на печатной плате. Параметры реальных датчиков подбирают таким образом, чтобы напряжение изменялось линейно в зависимости от температуры окружающей среды. В микропроцессорных системах различают термические резисторы с отрицательным и положительным температурным коэффициентом сопротивления.
В датчиках с отрицательным коэффициентом сопротивления при возрастании температуры окружающей среды сопротивление термического резистора уменьшается, что приводит к разбалансировке моста и увеличению выходного напряжения, а при положительном - возрастает. Термические резисторы обладают высокой чувствительностью преобразования температуры в электрический сигнал.
Практически все применяемые в настоящее время датчики температуры выполнены на основе полупроводниковых резисторов, имеющих отрицательный температурный коэффициент сопротивления.
Датчик температуры охлаждающей жидкости представляет собой термистор, т.е. резистор, сопротивление которого зависит от температуры. Он предназначен для определения температурного состояния двигателя и обеспечивает корректировку характеристик топливоподачи. ДТОЖ современных автомобилей представляет собой полупроводниковый термический резистор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления, помещенный в металлический корпус, и служит для измерения температуры ДВС. ЭБУ использует измеренные значения температуры для корректировки характеристик топливоподачи и зажигания. Датчик представляет собой полупроводниковый прибор, на который подается опорное напряжение 5 В с ЭБУ. Выходным сигналом является величина падения опорного напряжения на датчике, которая зависит от температуры. Чем выше температура, тем ниже падение напряжения. Это напряжение ЭБУ преобразует в параметр температуры охлаждающей жидкости.
Конструктивно датчик температуры представляет собой патрон, в котором размещена полупроводниковая микросхема (К1019ЕП1) с термочувствительным элементом (рис. 2.64).
В системе управления автомобилей ГАЗ и ВАЗ применяют датчик мод. 19.3828 или 40.5226 отечественного производства.
244
Глава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
Датчик температуры охлаждающей жидкости (гермисторный) устанавливается на впускном патрубке системы охлаждения в потоке охлаждающей жидкости двигателя. I ермистор, находящийся внутри датчика, имеет отрицательный температурный коэффициент сопро-1ивления - при нагреве его сопротивление уменьшается. Высокая темпера-iypa вызывает низкое сопротивление (70 Ом при 130°С) датчика, а низкая 1емпература охлаждающей жидкости - высокое (100700 Ом при -40 °C). ЭБУ подает на ДТОЖ на
Рис. 2.64. Датчик температуры двигателя 1 - разъем; 2 - корпус; 3 - термический резистор; 4 - уплотнитель; 5 - электрические контакты; 6 - микросхема
пряжение 5 В через резистор с постоянным сопротивлением. Температуру охлаждающей жидкости ЭБУ рассчитывает по вели
чине падения напряжения на датчике, имеющем переменное сопротивление. Величина падения напряжения больше при работе
холодного двигателя и ниже - на прогретом.
Датчик температуры содержит корпус 2, электрический разъем 1, термочувствительный элемент 3 и уплотнитель 4. В корпусе 2 размещена полупроводниковая микросхема 6, залитая компаундом, и электрические контакты 5.
В двигателях с жидкостным охлаждением датчик температуры установлен в выпускном патрубке охлаждающей жидкости на головке блока цилиндров двигателя и обеспечивает измерение температуры охлаждающей жидкости с интервалом. На автомобилях семейства ГАЗ датчик установлен на корпусе термостата системы охлаждения в малом круге циркуляции охлаждающей жидкости и подключен к жгуту с помощью двухконтактного соединения. На ав-юмобилях семейства «Лада» датчик температуры охлаждающей жидкости установлен в потоке охлаждающей жидкости двигателя на патрубке ее отвода из головки блока цилиндров. ДТОЖ
245
Системы впрыска бензиновых двигателей
автомобилей ВАЗ устанавливают в выпускном патрубке системы охлаждения на головке блока цилиндров. Датчик автомобиля «Святогор» установлен в корпусе водораспределителя с правой стороны торцевой части головки блока цилиндров со стороны маховика.
Значения сопротивления между контактами датчика в зависимости от температурного режима приведены в табл. 2.5.
Таблица 2.5
Значения сопротивления датчика температуры, Ом
Параметр	Температура, °C				
	0	20	40	80	90
Сопротивление	7470- 11970	3060- 4045	1315- 1660	300-370	210- 270
Датчики температуры охлаждающей жидкости (мод. 19.3828, КЗАМЭ, 3M3-4063.10). Датчик температурного состояния двигателя формирует сигнал блоку управления для обеспечения коррекции подачи топлива и угла опережения зажигания в зависимости от теплового состояния двигателя.
Датчик температуры передает информацию об изменении температуры двигателя в центральное управляющее устройство. Эта информация необходима для корректировки (обогащения) горючей смеси вплоть до момента достижения двигателем рабочей температуры. ЭБУ подает на ДТОЖ напряжение питания 5 В через резистор с постоянным сопротивлением, находящийся внутри контроллера. Температуру охлаждающей жидкости ЭБУ рассчитывает по падению напряжения на ДТОЖ, имеющем переменное сопротивление. Температура охлаждающей жидкости влияет на большинство характеристик, управляемых ЭБУ.
При возникновении неисправности цепей ДТОЖ ЭБУ через определенное время заносит в свою память ее код, включает контрольную лампу «Check Engine», сигнализируя о наличии неисправности. В этом случае ЭБУ заменит сигнал ДТОЖ значением температуры, рассчитываемой им по времени работы двигателя. Замещающие значения хранятся в памяти ЭБУ. Датчик температуры ДВС измеряет температуру охлаждающей жидкости и посылает в ЭБУ сигнал, используемый для коррекции количества топлива, рассчитанного в соответствии с текущим режимом двигателя.
246
Глава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
Ч(!м ниже его температура, тем больше обогащается его смесь. 11ри низкой температуре значительная часть топлива конденсируйся на стенках ВТ.
Зависимость сопротивления температурного датчика от температуры охлаждающей жидкости приведена на рис. 2.65. Датчик представляет собой полупроводниковый прибор с линейной характеристикой зависимости выходного напряжения от температуры чувствительной его части. Электрическое сопротивление термистора изменяется в зависимости от температуры.
Рис. 2.65. Зависимость сопротивления температурною датчика от температуры охлаждающей жидкости
I отрицательный темпера-|урный коэффициент; 2 - положительный температурный коэффициент
Параметры реального датчика подобраны таким образом, что напряжение линейно изменяется в зависимости от температуры окружающей среды. Параметры датчика температуры мод. 19.3828 приведены в табл. 2.6.
Таблица 2.6
Параметры датчика температуры мод. 19.3828
I Гтпряжение питания, В	Потребляемый ток, мА	Диапазон температуры, °C	Сопротивление, кОм	Вид зависимости Овых/Г	Чувствительность, мВ/°С
5-120	5-15	-40...+ 125	24-27	Линейная	10
Напряжение Увых (в мВ) на выводах датчика при питании его постоянным током 1,5 мА вычисляется по формуле
^вых "J Q Лхл.ж
(2.10)
247
Системы впрыска бензиновых двигателей
где Тохл ж - температура охлаждающей жидкости (К). Если, например, измеряемая температура равна 50°С (323 К), то на выходе напряжение будет равно СВЬ|Х = 10 -323 = 3230 мВ.
Датчик температуры всасываемого воздуха полупроводникового типа. Такие датчики имеют характеристики, аналогичные ДТОЖ. Они используют один и тот же тип термического резистора и отличаются только конструкцией корпуса. Датчик формирует сигнал ЭБУ для обеспечения коррекции подачи топлива и опережения зажигания в зависимости от температуры воздуха, косвенно определяемой по температуре ВТ. Датчик температуры всасываемого воздуха представляет собой терморезистор, установленный в нижней части корпуса воздушного фильтра и изменяющий сопротивление в зависимости от температуры. Терморезистор, находящийся внутри датчика, является термистором с отрицательным температурным коэффициентом. При нагреве его сопротивление уменьшается.
Датчик измеряет температуру воздуха в ВТ. Электронный сигнал, посылаемый датчиком в ЭБУ, последний использует вместе с сигналом величины абсолютного давления для определения плотности воздуха.
ЭБУ подает на датчик температуры воздуха напряжение 5 В через резистор с постоянным сопротивлением, находящийся внутри ЭБУ. Температуру воздуха ЭБУ рассчитывает по падению напряжения на датчике, имеющем переменное сопротивление.
Напряжение будет высоким на холодном двигателе и низким -при прогретом. Датчик температуры передает информацию изменения температуры двигателя в центральное управляющее устройство. Эта информация необходима для корректировки состава (обогащения) топливно-воздушной смеси вплоть до момента достижения двигателем рабочей температуры.
Датчик температуры воздуха автомобиля «Святогор» представляет собой пластмассовый корпус с установленным в нем термическим резистором и разъемом с контактами, на один из которых от ЭБУ подается напряжение 5 В, а другой контакт соединен с «массовой» клеммой. При изменении температуры воздуха изменяется сопротивление датчика, что приводит к изменению сигнала напряжения.
Датчик температурного состояния впускного трубопровода формирует сигнал блоку управления для обеспечения коррекции подачи топлива и угла опережения зажигания в зависимости от
248
Глава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
юмпературы воздуха, косвенно определяемой по температуре впускного трубопровода.
Датчики ДТОЖ и ДТВ автомобиля «Святогор» подключены к ЭБУ с помощью двухконтактных соединителей. Датчик температуры воздуха автомобиля «Святогор» установлен на рукаве, соединяющем корпус воздушного фильтра и узел дроссельной заслонки. Он измеряет температуру воздуха, поступающего в двигатель. 11лотность воздуха зависит от температуры. Получая информацию ог датчиков температуры воздуха, положения дроссельной заслонки и абсолютного давления, ЭБУ рассчитывает точное количество воздуха, поступающего в двигатель. Напряжение питания датчика составляет 5 В.
Датчик абсолютного давления воздуха. Принцип работы датчика основан на тензорезистивном эффекте, связанном с изменением сопротивления проводника в результате его деформации. Датчик содержит толстостенную диафрагму, расположенную на керамической основе и измеряет разрежение в ВТ на основе измерения деформации пленочной диафрагмы. Измери-1ельные элементы расположены внутри пленки. Датчик устанавливается в ВТ и представляет собой выносное интегральное электронное устройство, имеющее рабочую камеру с образцовым внутренним давлением, образованную слоями кремния и порошкового материала.
Датчик абсолютного давления воздуха закреплен в коробке притока воздуха и соединен шлангом с патрубком. Чувствительный элемент датчика - миниатюрная диафрагма с напыленным на ней резистором. В зависимости от давления воздуха изменяется натяжение диафрагмы и соответственно меняется сопро-1ивление резистора. Встроенная в датчик микросхема преобразует это изменение сопротивления в изменение напряжения на выходе датчика.
Датчик абсолютного давления в ВТ (рис. 2.66) тензорезистив-ного типа (двигатель 3M3-4063.10) содержит корпус 6 с размещенной в нем мембраной 1, снабженной напыленными термическими резисторами 2 и нагруженной пружиной 3, размещенной в надмембранной полости 4, а также микросхему с пьезоэлементом и нагрузочным сопротивлением. Электрическая схема 5 содержит электрические выводы 8, размещенные в разъеме 7. Полость 10 датчика через штуцер подвода разрежения 9 сообщена со впускным трубопроводом. Резисторы 2 выполнены по мостовой схеме.
249
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 2.66. Датчик абсолютного давления
1 - мембрана; 2 - напыленные терморезисторы; 3 - пружина; 4 - полость надмембранная; 5 - схема усиления сигнала; 6 - корпус; 7 - разъем; 8 - электрические выводы разъема; 9 - штуцер подвода разрежения; 10 - рабочая полость датчика
Датчик установлен на моторном щите автомобиля и соединен вакуумным шлангом с задроссельным пространством ВТ. По измеренному значению разности давления между атмосферным давлением и давлением в ВТ ЭБУ вычисляет количество воздуха, поступающего в цилиндры двигателя.
Датчик изготавливают из кремниевой пластины, часть которой вытравливают до образования тонкой мембраны. Методом ионной имплантации на мембране выполняют че
тыре тензорезистора с межэлементными соединениями, образующими измерительную
мостовую схему.
Датчик имеет внутреннюю измерительную камеру, соединенную при помощи шланга с задроссельным пространством ВТ. На датчик блок постоянно подает эталонное напряжение 5 В. При изменении давления в ВТ мембрана механически воздействует на пьезоэлемент, который изменяет величину эталонного на
пряжения, подаваемого на нагрузочное сопротивление, вызывая изменение напряжения на информационном входе в ЭБУ. При запуске давление в ВТ равно 330-380 мбар на режиме холостого хода. Датчик питается стабилизированным напряжением 5 В от ЭБУ.
В стенке рабочей камеры (мембране) расположены полупроводниковые чувствительные элементы, проводимость которых изменяется в зависимости от механического напряжения мембраны. Резисторы выполнены по мостовой схеме и соединены таким образом, что сопротивление резисторов противоположных плеч Я, и R3 при прогибе мембраны возрастает, а сопротивление резисторов R2 и R4 уменьшается. Такая схема обеспечивает высокую чувствительность измерительного моста. Выходное напряжение UBbK моста определяется зависимостью
250
Гпава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
Чых = Un({R.R3-R2RA)/{R, + R3)(R2 + R4)),	(2.11)
|д<) U„ ~ напряжение питания датчика.
Величина выходного напряжения UBUK не превышает 0,1 В. Поэтому в схемах датчиков используют усилительно-преобра-юнательные схемы, обеспечивающие уровень выходного напряжения в несколько вольт. При изменении величины давления мембрана прогибается, обеспечивая изменение сопротивления юпзорезисторов.
Смещение мембраны вызывает изменение баланса тензометрического моста. Резисторы связаны с электронной схемой обработки сигнала, размещенной на плате чувствительного элемента. Датчик питается стабилизированным напряжением 5 В и имеет линейную характеристику зависимости выходного напряжения (0,4-4,65 В) от величины измеряемого давления (0,02-0,1 МПа). Датчик подключен к жгуту проводов посредством трехконтактной нилки.
Рабочая полость датчика 10 сообщена через штуцер 9 с за-дроссельным пространством ВТ при помощи гибкого трубопровода. На выводы 8 с ЭБУ постоянно подают эталонное напряжение !> В. При изменении давления в ВТ мембрана механически воздействует на пьезоэлемент, изменяющий величину эталонного напряжения, подаваемого на нагрузочное сопротивление, вызывая изменение напряжения на входе в ЭБУ.
Абсолютное давление обозначает величину давления, отсчитанную от абсолютного нуля. При неработающем двигателе давление в ВТ равно атмосферному. Датчик сообщает ЭБУ сигнал в лиде напряжения. При запуске двигателя давление в ВТ уменьшается (величина разрежения составляет в среднем 330-380 мм рт. ст. на режимах холостого хода). По измеренной величине давления ЭБУ вычисляет количество воздуха, поступающего в цилиндры. 11ри выходе из строя датчика абсолютного давления или возникновении неисправностей в его цепях двигатель будет продолжать работу и заводиться, так как функции расходомера воздуха при ном выполняет датчик положения дроссельной заслонки.
Датчик абсолютного давления автомобиля «Святогор» содержит корпус с размещенной в нем мембраной с образованием атмосферной и вакуумной камеры, микросхемой с пьезоэлементом и нагрузочным сопротивлением. Атмосферная камера закрыта крышкой с помощью двух винтов. Вакуумная камера сообщена с
251
Системы впрыска бензиновых двигагелей
задроссельным пространством с помощью гибкого шланга. Датчик абсолютного давления расположен в моторном отсеке автомобиля и крепится двумя саморезами к кронштейну, установленному на правом брызговике переднего колеса (по ходу автомобиля «Лада-110, -111»).
Датчик имеет тонкую кремниевую пластину, на которой смонтирован мостик сопротивления, состоящий из радиальных тензорезисторов, ориентированных во взаимоперпендикулярных направлениях. При прогибе мембраны сопротивление радиальных резисторов возрастает, а тангенциальных - уменьшается. Одновременно в выходной сигнал вводится температурная компенсация.
Информация об изменении давления в ВТ необходима блоку управления автомобиля «Святогор» для определения количества воздуха, поступающего в двигатель, и корректировки угла опережения зажигания по нагрузочной характеристике.
Электрическая схема датчика давления воздуха во впускном трубопроводе приведена на рис. 2.67. Основным элементом датчика является микросхема 1 с пьезоэлементом 5 толщиной 0,25 мм и площадью 3 мм2. Давление воздействует на мембрану 4, которая сжимает пьезоэлемент 5, в результате чего возникает ток -пьезоэлектричество.
Рис. 2.67. Электрическая схема датчика давления воздуха во впускном трубопроводе
1 - микросхема; 2 - пластина из тугоплавкого стекла; 3 - внутренняя камера; 4 - мембрана; 5 -пьзоэлемент; А - «масса»; В -контакт подачи напряжения питания 5 В; С - контакт вывода напряжения питания 1,3-4,6 В
К датчику подводится напряжение питания 5 В (клеммы А и В), называемое эталонным напряжением. Перепад давления между вакуумной камерой 3 (0,01 МПа) и ВТ вызывает усилие, воздействующее через мембрану 4 на пьезоэлемент 5. Чем больше давление, тем больше вырабатывается пьезоэлетричества и тем меньше падение эталонного напряжения на выходе датчика (клеммы А и С).
252
Глава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
При закрытой дроссельной заслонке (режим XX) напряжение уменьшается до 1,3±0,2 В. ЭБУ, получив эту информацию, уменьшает дозу впрыскивания топлива. При полностью открытой дроссельной заслонке (полная нагрузка) давление в ВТ повышается до атмосферного (0,085-0,095 МПа), а напряжение на выходе датчика будет равно 4,6±0,2 В. Электронный блок получает от датчика сигнал повышенного напряжения и увеличивает дозу впрыскиваемого топлива.
Контакты на разъеме помечены буквами А, В и С. Для проверки питания при выключенном зажигании отсоединяют разъем датчика, выключают зажигание и измеряют напряжение между кон-।.актами А и С разъема. Напряжение питания должно быть равным !> В, сопротивление между контактами ВиСиВиА - 360 Ом. Для проверки работоспособности датчика необходимо сдвинуть защитный чехол разъема (разъем не разъединяется).
После запуска двигателя напряжение между контактами В и массой» будет изменяться в диапазоне 0,2-5,0 В в зависимости or частоты вращения КВ двигателя.
При включении зажигания (и неработающем двигателе) ЭБУ получает с датчика сигнал, соответствующий давлению окружающей среды, и использует его как начальное значение. Этим определяется исходная степень обогащения смеси, учитывающая высоту над уровнем моря.
Блок управления выдает на датчик через вывод опорное напряжение 5 В. Сигнал с датчика поступает на ЭБУ. При включенном зажигании и неработающем двигателе напряжение на выводе составляет 4 В. На режиме холостого хода разрежение в ВТ высокое и сигнал датчика составит 1-2 В.
Важным направлением модернизации датчиков расхода воздуха является разработка средств измерения давления. Этот датчик состоит из толстопленочной диафрагмы, расположенной на керамической основе. Датчик измеряет разрежение в ВТ на Орионе измерения деформации пленочной диафрагмы. Измерительные элементы расположены внутри пленки. Датчик устанавливайся в ВТ и представляет собой датчик измерения разрежения с малой инерционностью.
Принципиальная схема термического временного выключа-1еля приведена на рис. 2.68. Выключатель предназначен для шраничения продолжительности впрыскивания топлива пусковой форсункой. Термический временной выключатель представ-
253
Системы впрыска бензиновых двигателей
ляет собой электрически нагреваемую биметаллическую пластину 2, размыкающую или замыкающую контакты 1 в зависимости от температуры.
Выключатель содержит электрический разъем 4 с выводами 5, биметаллическую пластину 2, взаимодействующую с контактами 1, и нагревательную обмотку 3. Управление прибором осуществляется через выключатель зажигания и стартера. Температурное состояние выключателя соответствует температуре двигателя.
При запуске холодного двигателя он ограничивает продолжительность включения пусковой форсунки. В случае повторной попытки или продолжительного запуска пус-
Рис. 2.68. Термовременной выключатель
1 - электрический контакт; 2 -биметаллическая пластина; 3 -обмотка нагревателя; 4 - электрический разъем; 5 - электрический вывод
ковая ЭМФ прекращает впрыскивание топлива.
Продолжительность включения форсунки определяется состоянием выключателя, нагреваемым теплом двигателя, а также степенью подогрева пластины встроенным электрическим нагревателем. Электрический подогрев обеспечивает необходимую продолжительность включения пусковой форсунки и предотвращает пере-обогащение горючей смеси. При запуске холодного двигателя теплота, выделенная электрической обмоткой встроенного нагревателя, является определяющим параметром для продолжительности включения форсунки. Теплое состояние двигателя обеспечивает нагревание термического временного выключателя, осуществляя размыкание контактов 1 и прекращение работы пусковой форсунки.
254
Глава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
2.5. ВЕНТИЛЯЦИЯ КАРТЕРА ДВИГАТЕЛЯ
Система вентиляции картера двигателей семейства ЗМЗ (рис. 2.69) закрытая, принудительная, действующая за счет разрежения в ВТ 14. Маслоотражатель 8 размещен в крышке 7 и полости 11. Полости 6 и 11, соответственно, и крышки головки блока цилиндров газораспределительного механизма сообщены между собой при помощи клапана 9 маслоотражателя.
Рис. 2.69. Схема вентиляции картера двигателя ЗМЗ-4062.10
/ - трубопровод; 2, 4, 5 - шланг; 3 - ресивер; 6 - полость; 7 - крышка; 8 -маслоотражатель; 9 - клапан; 10 - кулачок; 11 - полость; 12 - головка;
13 - продольный канал; 14 - впускной трубопровод; 15 - малая ветвь
При работе двигателя на режимах XX и малых нагрузках газы (темные стрелки на рис. 2.69) из полости 6, сообщенной с картером, отсасываются через малую ветвь 15 в продольный канал 13 системы подачи воздуха на холостом ходу, а затем поступают во впускные каналы головки 12 цилиндров. На остальных режимах вентиляция осуществляется через шланг 5, трубопровод 1, сообщенный с ресивером 3 через шланг 4, шланг 2 и ВТ 14. Воздушный поток (светлые стрелки) из впускного трубопровода 1 по шлангам системы вентиляции поступает в картер двигателя, обеспечивая в нем давление, близкое к атмосферному. При эксплуатации не следует нарушать герметичность системы вентиляции и допускать работу двигателя при открытой маслоналивной горловине, так как это вызывает повышенный унос масла с картерными газами.
255
Системы впрыска бензиновых двигателей
Система вентиляции автомобилей семейства ВАЗ (рис. 2.70) снабжена тремя шлангами. Первый - нижний вытяжной шланг 10 большого диаметра, по которому картерные газы поступают к маслоотделителю 8. Сетка 9 исключает подачу масла в систему вентиляции. Второй (верхний) 5 и третий 6 шланги (соответственно первого и второго контуров) - дополнительные. Второй вытяжной шланг 5 (первого контура) - малого диаметра, сообщен с полостью 4 маслоотделителя и дроссельным патрубком 13, снабженным жиклером, ресивером 3 и впускным патрубком 2. Третий шланг 6 (второй контур) - большого диаметра идет от маслоотделителя к шлангу ВТ в наддроссельное пространство. Он обеспечивает подачу картерных газов, прошедших маслоотделитель, в камеру сгорания через дроссельный патрубок 13. Маслоотделитель 8 расположен в крышке головки блока 1 цилиндров двигателя.
Шланг первого контура снабжен калиброванным отверстием (жиклером) в дроссельном патрубке 13. Маслоотделитель 8 сообщен с жиклером при помощи шланга малого диаметра.
Рис. 2.70. Схема вентиляции картера двигателя ВАЗ-2110
1 - головка блока цилиндров; 2 - впускной патрубок; 3 - ресивер; 4 - полость;
5 - верхний вытяжной шланг; 6 - шланг второго контура; 7 - крышка головки блока цилиндров; 8 -маслоотделитель; 9 - сетка; 10 - вытяжной шланг;
11 - соединитель; 12 -шланг ВТ; 13 - дроссельный патрубок
256
Глава 2. Устройства приготовления и подачи горючей смеси
На режиме холостого хода все картерные газы подаются через жиклер первого контура (шланг малого диаметра). На этом режиме в ВТ создается высокое разрежение, и картерные газы |ффективно поступают в задроссельное пространство. Жиклер < >1 раничивает объем удаляемых газов, чтобы не нарушалась рабо-1.1 двигателя на холостом ходу.
На нагрузочных режимах дроссельная заслонка открыта час-1ично или полностью. Небольшое количество картерных газов проходит через жиклер первого контура. Основной их объем проходит через второй контур (шланг большого диаметра) в шланг HI 12 перед дроссельным патрубком 4, а затем сжигается в камере сгорания.
На некоторых автомобилях шланг второго контура может быть присоединен к ресиверу, т.е. за дроссельным патрубком 4. Система вентиляции картера обеспечивает удаление картерных газов. В отличие от некоторых других систем вентиляции картера в сис-н‘ме с распределенным впрыскиванием топлива атмосферный воздух в картер не подается.
ГЛАВА 3. ПРИНЦИП И ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ СИСТЕМ ВПРЫСКА И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ
3.1. ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ
Принципиальная схема системы управления двигателя с искровым зажиганием представлена на рис. 3.1. Входными параметрами системы управления являются величина открытия дроссельной заслонки 2, момент зажигания и состав горючей смеси. В зависимости от режима работы двигателя необходимо изменять значения входных параметров. В процессе движения водитель 1 изменяет угол открытия дроссельной заслонки 2, а также передаточное отношение в КП и получает от двигателя необходимые мощность и крутящий момент для данного режима. Изменение угла открытия дроссельной заслонки задается водителем. Изменение величины расхода воздуха сопровождается изменением количества поступившего топлива и угла опережения зажигания.
Создание адаптивной системы управления и поиск минимального расхода топлива (дв) осуществляют путем измерения цикло-
XIV
Рис. 3.1. Принципиальная схема системы управления двигателем с искровым зажиганием
1 - рабочее место водителя; 2 - дроссельная заслонка; 3 - устройство управления; 4 - двигатель; 5 - трансмиссия; 6 - автомобиль.
Электрические цепи датчиков: I - регулирования угла открытия дроссельной заслонки, II - устройства подачи воздуха, III - расхода воздуха, IV -частоты вращения КВ, V - массового расхода воздуха, VI - массового расхода топлива, VII - мощности на колесах автомобиля, VIII - крутящего момента на валу двигателя, IX - частоты вращения КВ двигателя, X - крутящего момента на колесах автомобиля, XI - мощности на колесах автомобиля, XII - частоты вращения колес, XIII - номера передачи, XIV - скорости автомобиля, XV - компонентов ОГ
258
Гпава 3. Принцип и особенности работы
систем впрыска и их элементов
ной подачи топлива (AGT). В этом случае изменяются крутящий момент двигателя (Ме) и частота вращения КВ двигателя (л). 11оэтому невозможно минимизировать де, так как при aGt двига-юль переходит на другой режим, что не позволяет судить о до-е жжении де.
Важные показатели рабочих процессов ДВС - де и минимальный выброс токсичных веществ с ОГ - в каждой рабочей точке поля режимов могут изменяться в широких пределах. В ДВС с искровым зажиганием они определяются совершенством рабочего процесса и составом горючей смеси. К числу влияющих факторов <>1 носятся также тепловое состояние двигателя, параметры окружающей среды и элементарный состав топлива. Перечисленные факторы представляют собой медленно изменяющиеся параметры. При необходимости они могут быть учтены как варианты внешних условий, измеряемых специальными датчиками информации. Алгоритм учета упомянутых и других внешних факторов при поиске управляющих воздействий могут храниться в памяти ;)БУ в виде пакета прикладных программ.
В микропроцессорных системах управления используют подпрограммы коррекции температуры окружающей среды (Г„кр), температуры охлаждающей жидкости двигателя (Тохж) и элементарного состава топлива в виде отношения углерода и водорода (С:Н).
Очередное наполнение свежим зарядом одного из цилиндров ДВС представляет собой быстроизменяющийся фактор. При чае-юте вращения КВ двигателя п совершается 2/л ходов поршней ДВС. В четырехтактных двигателях только в 2/л/тт ходах соверша-юся наполнение цилиндров свежим зарядом или любой другой одноименный такт (сжатие, рабочий ход и выпуск ОГ). Обратная величина представляет собой период следования цикловых подач и может быть определена по формуле
Afnc =-^Ь-106 (мс),	(3.1)
Ч ^гф Ав
। де Afnc - период следования цикловых подач, мс; тт - коэффициент тактности двигателя (для четырехтактных равен 4); л - частота вращения КВ, мин'1; /гф - число групп форсунок; jKB - кратность впрыскивания, равная числу срабатываний (групп форсунок) за цикл.
Если 4Ф = 4, тт - 4, 7*в = 1, то период следования цикловых подач л будет находиться в диапазоне 800-6000 мин-1
259
Системы впрыска бензиновых двигателей
Чс
30
800... 6000
= 37,5...5 (мс).
Периодичность повторения одноименных тактов в современных двигателях при максимальной частоте вращения КВ составляет несколько миллисекунд. Эффективная работа двигателя и управление его процессами характеризуется частотой дискретности, представляющей собой переменную величину. При работе двигателя во всем диапазоне частот вращения КВ кратность изменения величины Д?пс может быть представлена зависимостью
V —	__ ^Плах
Д^>п»п Пт'п
(3.2)
Автомобильный двигатель представляет собой импульсный тепловой источник энергии автоколебательного типа с переменной дискретностью протекания рабочих процессов. Наполнение цилиндра свежим зарядом - быстро протекающий процесс. В работу двигателя для управления его рабочими процессами можно вмешиваться в периоды наполнения цилиндров свежим зарядом, начинающиеся в определенный момент времени (fBn):
fnc=kAfnc, прик=0, 1, 2...п.	(3.3)
Продолжительности одного такта в четырехтактных двигателях отводится половина оборота КВ. В зависимости от скоростного режима продолжительность одного такта можно оценить равенством
AfT = 180/п (с).	(3.4)
Для ДВС с частотой вращения КВ п - 800-6000 мин-1 продолжительность одного такта AfT составляет 0,225-0,03 с.
Для выработки команды управления микропроцессорной системе может быть выделено времени не более
30
Afmin=-~—Ю6 (мс).	(3.5)
'гф' 'max
Данная величина является основным критерием при выборе элементной базы микропроцессорной системы управления.
Параметры двигателя в значительной степени определяются величиной крутящего момента двигателя (Ме), частотой вращения КВ (п), положением дроссельной заслонки (у), составом горючей
260
Глава 3. Принцип и особенности работы
систем впрыска и их элементов
смеси (а), углом опережения зажигания (<р), средним эффективным давлением (Рп).
Первые два параметра (Ме и п) являются независимыми переменными (координатами поля режимов работы). Их численные значения, с одной стороны, определяются водителем, а с другой представляют нагрузку на двигатель.
Управление дроссельной заслонкой (xg) водитель осуществляет, руководствуясь условиями конкретной обстановки и требуемой скоростью движения. На этом основании Ме, л и ф следует отнести к независимым переменным аргументам управлений. Другие параметры (а, <р, Рл) можно отнести к компонентам соответствующих вектор-функций управлений.
Алгоритмизация управления двигателя заключается в поиске вектор-функций управлений по критериям наименьшего расхода юплива и минимального выброса вредных веществ с ОГ:
U(a, <р, Р„) = U(a(Me, п), <?(Ме, П), Рп(Ме, л)).	(3.6)
Необходимо найти численное значение вектор-функций управления вида (3.6) или более сложных воздействий и режима работы.
Подставив в правую часть уравнения значения других факторов, можно определить значение функции по критериям наименьшего расхода топлива максимальной мощности ДВС и ограничениям на выброс вредных веществ с ОГ.
Оптимальные значения U(a, ф) для второго, третьего и других режимов работы двигателя вычисляются аналогично. Результат решения задачи оптимизации путем табличной матрицы управления включает состав смеси (аД давление наддува (Ptoy), угол опережения зажигания ф7 и угол опережения начала впрыскивания । оплива О,?. Индексы при управлениях ij указывают на режим рабо-н>1 по крутящему моменту / = 1, 2.ли частоте вращения вала
ДВС у = 1, 2.т.
Многообразие режимов работы, исключая пуск и прогрев ДВС, образуют поле режимов, представляющее собой прямо-yi ольную сетку для отыскания оптимальных условий управления рабочими процессами. Вектор-функции управлений определяются точно при более насыщенной сетке режимов.
Базовые матрицы системы управления рабочими процессами могут содержать 30x30 ед. и более элементов. Взаимодействие между узлами системы определяют с использованием линейной и квадратичной интерполяции.
261
Системы впрыска бензиновых двигателей
Отклонения медленно изменяющихся факторов Тжв, Тот и других от номинальных значений влияют на показатели рабочих процессов ДВС и на характер протекания вектор-функции управлений. При этом для каждой точки режима работы вычисляют удельный эффективный расход топлива и удельные объемные или массовые выбросы видов ВВ для множества допустимых управлений: коэффициента избытка воздуха (а) и угла опережения зажигания (<р). Затем определяют минимум де в плоскости а, ф, используя ограничения на допустимую токсичность ОГ. Оптимальное управление в этом случае чаще всего использует корректирующие алгоритмы и созданные на их основе специальные подпрограммы коррекции управлений.
Оптимальное управление системой обеспечивается с помощью корректирующих алгоритмов и созданных на их основе специальных подпрограмм коррекции управлений.
Основу микропроцессорной системы зажигания бензиновых двигателей составляют оптимальные параметры системы зажигания. Пределы регулирования системы зажигания при работе двигателя изменяются в широких пределах. Угол опережения зажигания может быть определен по следующей зависимости:
<Р« =<Р</ + £д<Р/<-	(3-7)
k=i
гдеф“ - базовое значение угла опережения зажигания, соответствующее (//)-му режиму работы ДВС; ДфЛ - величина, обусловленная отклонением каждого медленно меняющегося фактора Тк от номинального Ткн значения;
Д<Р*	(3.8)
где щ - коэффициент пропорциональности.
Основу построения алгоритма составляют условия работы двигателя в реальных условиях эксплуатации на наиболее характерных представительных режимах, это режимы активного холостого хода (АХХ) и принудительного холостого хода (ПХХ).
Параметры работы бензинового двигателя (рис. 3.2) на режимах АХХ (область Б) и ПХХ (область А), разделенные кривой 2, характерны для городских условий эксплуатации. Изменение разрежения в ВТ на режиме АХХ (кривая 3) и ПХХ (кривая 1) существенно различаются как по величине, так и по характеру закономерностей протекания упомянутых кривых 1 и 3. Эти кривые, пересека-
262
Гпава 3. Принцип и особенности работы
систем впрыска и их элементов
Рис. 3.2. Параметры работы бензинового двигателя на режимах АХХ (область Б) и ПХХ (область А)
I - кривая изменения давления на режиме принудительного холостого хода; 2 - разделительная кривая; 3 - кривая изменения давления на режиме активного холостого хода;
4 - общая точка
ясь, образуют характерную для режимов ПХХ и АХХ общую точку 4. Продолжительность работы легковых и грузовых автомобилей в f ородских условиях эксплуатации на режимах АХХ в среднем составляет 35,4 и 17,0% соответственно, относительный расход юплива - 14 и 12%, а выброс массы ОГ от общего их количества -26,0 и 12,5%.
Режимы ПХХ составляют 13,8 и 25,0% от общего баланса времени пребывания легкового и грузового автомобилей на линии, в юм числе при закрытом положении дросселя (наиболее характерном режиме) - 10 и 18% соответственно. На этом режиме двигатель также не совершает полезной транспортной работы, но одновременно с этим потребляет 8-12% топлива от общего его баланса и выбрасывает 13,0 и 23,6% массы ОГ соответственно.
Наиболее представительным скоростным ПХХ в городских условиях эксплуатации является частота вращения КВ двигателя I250 мин-1. Скоростной режим работы двигателя на конкретном загруженном маршруте в центральной части города в летний период составляет 1420 мин'1, а в зимний - 1300 мин'1. При этом величина открытия дросселя, характерная для упомянутых режимов, равна 4,5; 5,1 и 5,0° соответственно. Максимальная величина угла открытия дросселя при работе двигателя на режимах ПХХ может достигать 12°.
Величина замедления при служебном торможении грузового автомобиля в городских условиях эксплуатации изменяется в пределах 0,6-1,8 м/с2.
При движении автомобиля на внегородских дорогах в зависимости от плотности транспортного потока и продольного профиля дороги продолжительность работы двигателя на АХХ составляет 2-10%.
263
Системы впрыска бензиновых двигателей
Наиболее представительным скоростным АХХ режимом в городских условиях является частота вращения КВ двигателя 1450 мин-1. Скоростной режим работы двигателя в центральной части города (загруженный маршрут, например, «Садовое кольцо» г.Москва) составляет 1390 мин-1, а на хордовом маршруте, проходящем от центра города до его окраины - 1600 мин-1. Величина открытия дросселя, соответствующая упомянутым режимам, равна 37; 34 и 40°.
В режиме разгона продолжительность работы автомобиля составляет около 42%, расход топлива - 51, выброс ОГ соответственно 47%.
СО,
Рис. 3.3. Базовая матрица дозирования топлива
Гиып ~ длительность управляющтих импульсов, мс; to - частота вращения КВ двигателя, с-1; qu - цикловая подача топлива, мг/цикл
Количество топлива за один цикл определяется длительностью импульса. Он рассчитывается ЭБУ на основании сигналов, поступающих от соответствующих датчиков. Под базовым временем Тбаз понимается составляющая длительности управляющего импульса, которая зависит только от скоростного и нагрузочного режимов работы двигателя.
Базовая поверхность системы подачи топлива представлена на рис. 3.3. Она содержит значения длительности управляющего импульса во множестве дискретных точек. Каждая точка характеризуется определенной величиной значения частоты вращения КВ и нагрузки на ДВС (т.е. расхода воздуха). Информация в виде матрицы заносится в ПЗУ блока управления. Величина продолжительности впрыскивания для конкретного ДВС определяется для поддержания идеального стехиометрического соотношения при различных режимах работы двигателя.
Базовая поверхность включает 225 рабочих точек, содержащих 15 точек для угла открывания дроссельной заслонки (а) и 15 точек для частоты вращения КВ (л). Заданная нелинейность поверхности данных по параметрам (а/л) содержит точки данных,
264
Глава 3. Принцип и особенности работы
систем впрыска и их элементов
расположенных близко друг к другу. Рабочие точки поверхности определяются в ЭБУ с помощью линейной интерполяции.
При работе двигателя ЭБУ получает от соответствующих датчиков информацию о частоте вращения КВ и нагрузке на ДВС и находит в ПЗУ соответствующее значение Тбаз. При отличии одной или обеих входных переменных от дискретных значений, записанных в ПЗУ, блок управления производит интерполяцию. После определения Тбаз производится коррекция этой величины, если это необходимо по условиям работы двигателя.
Для каждой точки режима работы вычисляются удельный эффективный расход топлива и удельные объемные или массовые выбросы видов токсичных веществ с отработавшими газами для множества допустимых управлений: а и угла опережения зажигания <р.
Система содержит карту впрыскивания и карту зажигания. Трехмерная таблица, хранящаяся в памяти ЭБУ, содержит оптимальные значения длительности впрыскивания топлива в зависимости от скорости и нагрузки двигателя. Получив сигналы от соответствующих датчиков, ЭБУ обращается к этой таблице, из которой выбирается требуемое значение длительности впрыскивания, соответствующее текущим условиям работы двигателя. Для особых условий работы (пуск и прогрев) ЭБУ корректирует длительность по отношению к найденной карте для обогащения смеси. При работе двигателя на режиме XX ЭБУ переводит на специальную карту режимов XX.
Доза топлива, впрыскиваемая одной форсункой за одну подачу, составляет
<7ЦП = 106GT/60ntyKB (мг/впрыск),	(3.9)
где GT - часовой расход топлива, кг/ч; п - частота вращения КВ двигателя, мин-1; к - число форсунок; - кратность впрыскивания, равная числу срабатываний форсунок за цикл.
Величина производительности единичной дозы топлива (От) пропорциональна длительности управляющего имульса и может быть представлена зависимостью
QT = 103Ут/лимг1 (мм3/имп),	(3.10)
|де Ут - объем топлива в мерном сосуде, см3; лимп - количество проследовавших импульсов.
265
Системы впрыска бензиновых двигателей
Qr = VrTK / т (мм3/имп),	(3.11)
гдеТи - период следования импульсов, мс; т- продолжительность заполнения объема 1/т, с.
Для перехода к массовой дозе GT полученное значение умножается на плотность топлива с учетом его температуры, т.е.
GT=p(QT103 (мг/имп),	(3.12)
где GT - массовый расход топлива; р( - плотность топлива при tr, зарегистрированной в ходе эксперимента:
р( =735-0,87(fT-20) (кг/м3).	(3.13)
Форсунка обеспечивает преобразование электрических импульсов в параметры дозирования топлива. Она характеризуется показателями быстродействия, производительности и формы топливного факела. Клапан форсунки имеет два устойчивых состояния - открытое и закрытое.
Карта впрыскивания. Временная диаграмма изменения электрических и временных параметров срабатывания электромагнитной форсунки приведена на рис. 3.4. Это трехмерная таблица, хранящаяся в памяти ЭБУ, в которой размещены оптимальные значения длительности впрыскивания топлива в зависимости от скорости и нагрузки двигателя. Получив сигналы соответствующих датчиков, ЭБУ обращается к этой таблице, из которой и выбирается требуемое значение длительности впрыскивания, соответствующее текущим условиям работы двигателя. Для особых условий работы, таких, как пуск, прогрев двигателя, режим полной нагрузки и др., блок управления корректирует длительность впрыскивания для обогащения смеси по отношению к величине, найденной по карте. При работе двигателя на режимах XX блок управления переходит на специальную карту холостого хода.
Эффективность ЭМФ зависит от тяговой и механической его характеристик. Тяговая характеристика представляет зависимость электромагнитного усилия F3 от перемещения 5 якоря, т.е. F3 = f(8). Механическая характеристика представляет собой зависимость противодействующих сил FM, создаваемых пружинами и силой тяжести, от величины перемещения якоря, т.е. FM =v|/(3). Надежная работа ЭМФ может быть достигнута путем согласования тяговой и механической ее характеристики.
266
Гпава 3. Принцип и особенности работы
систем впрыска и их элементов
Рис. 3.4. Временные фрагменты осциллограмм переходных процессов, происходящих в электрической и механической частях форсунки за время t
а - осциллограмма напряжения и тока в обмотке; б - осциллограмма высоты (fy„) перемещения (открытия) клапана; в - осциллограмма цикловой подачи топлива теоретической (qu теор) и фактической (рц) 1 - осциллограмма напряжения; 2-4 - осциллограммы импульса тока; 5 - закрытое положение клапана; 6 - начало и конец движения клапана; 7 - открытое состояние клапана; 8 - задержка импульса открытого состояния клапана; 9 -величина обратного перелета клапана; 10 - задержка цикловой подачи топлива; 11 - линия начала цикловой подачи топлива; 12 - теоретическая линия подачи топлива; 13 - теоретическая линия снижения подачи топлива; 14 - фактическая величина подачи топлива; 15 - область увеличения цикловой подачи топлива; 16 - область снижения цикловой подачи топлива; 0 - закрытое положение клапана; а - начало движения клапана; Ь - окончание перемещения клапана; с - окончание импульса тока; d - начало обратного движения клапана; е - окончание движения клапана
Между якорем управляющего электромагнита и топливным запирающим узлом (плоский клапан, конический затвор) существует жесткая связь, поэтому временная диаграмма срабатывания однозначно связана с динамикой электромагнитной части форсунки. Продолжительность (длительность) циклового впрыскивания тцв можно представить уравнением
Тцв =\.--toa-'I:at> + 'tcd + 1:de-	(3-14)
|де ти - длительность управляющего импульса; тОа - запаздывание начала движения затвора; таЬ - время движения затвора при о, о открытии; xcd - запаздывание движения затвора при его за
267
Системы впрыска бензиновых двигателей
крытии; xde - время движения затвора при его закрытии. Цикловая объемная доза топлива может быть представлена выражением
<7цт = 9огцв >	(3.15)
где Qo - статическая производительность ЭМФ.
В реальной ЭМФ клапан открывается и закрывается не одновременно с началом поступления и окончанием управляющего импульса подачи тока, а с некоторым запаздыванием. Это запаздывание определяется рядом электрических и механических факторов. Магнитный поток из-за наличия индуктивности катушки достигает своего максимального значения через некоторое время после приложения напряжения к обмотке электромагнита. Нарастание магнитного потока сопровождается увеличением силы, обеспечивающей притяжение якоря электромагнита к сердечнику магнитопровода. При достижении усилия, необходимого для начала движения якоря, начинается его движение и клапан открывается.
Продолжительность от момента приложения напряжения к обмотке электромагнита до начала движения якоря называется временем начала движения (отрезок «0-а»). На перелет якоря из положения, соответствующего закрытому клапану, в открытое положение «в» требуется определенное время, называемое временем перелета якоря (отрезок «а-b»). Под временем срабатывания электромагнита (отрезок «О-b») понимается сумма времени начала движения и времени перелета якоря.
До окончания импульса тока якорь находится в приподнятом состоянии, клапан ЭМФ открыт. Выключение тока в обмотке сопровождается задержкой магнитного потока в сердечнике электромагнита. Усилие, притягивающее якорь к сердечнику электромагнита, не сразу достигает значения, при котором начинается обратный перелет якоря.
Время уменьшения усилия от максимального значения до величины, воздействующий на якорь со стороны запорной пружины, представляет собой время зависания (отрезок «с-d»). Время обратного перелета якоря составляет отрезок «с-е». Это время включает в себя время отпускания электромагнита. Продолжительность управляющего импульса равна «0-с». Время отпускания клапана составляет «с-е».
Как время срабатывания, так и время отпускания электромагнита не зависит от продолжительности импульса тока в обмотке -они являются неуправляемыми временными параметрами. На их
268
Гпаев 3. Принцип и особенности работы
систем впрыске и их элементов
величину значительно влияют конструкция и материалы магни-юпровода (наличие вихревых токов в нем), величина массы подвижных частей ЭМФ, наличие трения при перемещении этих частей, а также соотношение между индуктивным и активным сопротивлениями цепи форсунки и амплитудой тока, управляющего работой электромагнита.
Быстродействие форсунки с электромагнитным управлением характеризуется неуправляемым временем открытия затвора, которое складывается из времени трогания и прямого перемещения
АТоз =тОа + таЬ.	(3.16)
Неуправляемое время закрытия - соответственно из времени задержки клапана и обратного его перемещения:
Ат33 = Tcd + тйе.	(3.17)
Фактическая продолжительность открытого состояния затвора iad отличается от длительности импульса тОс. Экспериментально эти величины (Дт03 и Дт33) определяются по точкам излома кривых тока и напряжения в обмотке форсунки, наблюдаемых на экране осциллографа.
Производительность форсунки представляет собой величину расхода проходящего через нее топлива. Статическая производительность характеризует величину предельного расхода при постоянно открытом клапане форсунки. Она определяется как частное от деления объема топлива, поданного форсункой в мерный сосуд, на продолжительность постоянного открытия ее клапана.
Стабилизация управляющего импульса в значительной мере зависит от параметров ЭМФ. Ток форсирования открытия ЭМФ должен иметь стабильную величину - вблизи верхнего открытия форсунки, а ток удержания - вблизи нижнего уровня. Минимизация цикловых подач обеспечивается за счет сокращения запаздывания закрытия клапана.
Динамическая производительность характеризует величину расхода топлива в зависимости от частоты и длительности поступающих на обмотку ЭМФ управляющих импульсов.
Чтобы форсунки не потеряли управляемость при максимальных цикловых подачах и максимальных оборотах, между управляющими импульсами должна быть пауза продолжительностью не менее времени отпускания t0Tn. Реальная продолжительность пау-
269
Системы впрыске бензиновых двигателей
зы должна быть не менее 2 мс. Максимальная продолжительность управляющих импульсов может быть определена как
"Чпах ^min ~Лтп 	(3-18)
Чтобы форсунка не потеряла управляемость при минимальных цикловых подачах, минимальная продолжительность управляющих импульсов должна быть больше или равна времени срабатывания клапана:
(3-19)
Максимально возможная продолжительность открытого состояния клапана в такой системе подачи топлива ограничивается периодом следования формируемых импульсов тока (Т), который определяется по формуле
Т = 60 Ю3т/ni (мс),	(3.20)
где Т- период следования импульсов тока, мс; л - частота вращения КВ двигателя, мин-1; т - коэффициент тактности двигателя; / -общее число срабатываний ЭМФ за один оборот распределительного вала.
Период следования импульса тока будет минимальным при максимальной скорости вращения КВ двигателя. Минимальный период следования импульсов тока четырехцилиндрового двигателя на выходе устройства формирователя импульсов будет равен 5,3 мс при частоте вращения 5500 мин1. Расчеты показывают, что величины емкостей хронирующих конденсаторов для таких временных параметров должны быть 0,2-1,0 мкФ.
В обесточенном состоянии игла распылителя прижата пружиной к ее седлу. Если на электромагнит подается импульс тока, то игла ЭМФ поднимается на 0,1 мм над седлом и топливо выходит через калиброванную кольцевую щель. Для более мелкого распыления топлива передний конец иглы, входящий в отверстие распылителя, имеет специальную форму. Время задержки открытия и закрытия ЭМФ находятся в диапазоне 1-1,5 мс. Чтобы обеспечить хорошее распыление топлива с малыми потерями на конденсацию, необходимо уменьшить площадь контакта струи топлива со стенками ВТ.
Игольчатый клапан в состоянии покоя прижимается пружиной к седлу, а открывается с помощью электромагнита и якоря. Задержка срабатывания клапана составляет 1 мс, продолжитель-270
Глава 3. Принцип и особенности работы
 систем впрыска и их элементов
ность открытого состояния 2-10 мс в зависимости от необходимого количества топлива. Напряжение системы привода ЭМФ 4 В, форсунка заземлена на «массу» в БУ.
В идеальном случае продолжительность открытого состояния клапана должна быть равна продолжительности импульса тока, поступающего на обмотку электромагнита. Усилие электромагнита пропорционально величине магнитного потока в его сердечнике.
Магнитный поток в магнитопроводе ЭМФ достигает своего максимального значения не мгновенно, а через промежуток времени
т = (4...5)£эмф//-?эмф,	(3.21)
1 Де ^змф “ индуктивность обмотки электромагнита форсунки; Яэмф -активное сопротивление обмотки форсунки.
Ток, проходящий через обмотку ЭМФ, после ее срабатывания изменяется по экспоненциальному закону (кривые 2, 3), что приводит к нечеткому отпусканию клапана во времени (кривая 4) и к недостаточно точному дозированию топлива.
После окончания управляющего импульса магнитный поток исчезает не сразу. Усилие, с которым якорь притягивается к сердечнику, уменьшается постепенно.
На частотах 500 Гц и выше время срабатывания и время отпускания электромагнита не зависят от продолжительности импульса тока в обмотке и являются неуправляемыми временными параметрами, заложенными конструктивно. Это отрицательно сказывается на точности дозирования топлива. Чем меньше продолжи-юльность срабатывания и отпускания, тем выше быстродействие ЭМФ и меньше погрешность дозирования топлива.
Электромагнитная форсунка обеспечивает открытие отверстия для прохода топлива за 0,6 мс и закрытие за 0,2 мс и позволяет работать с частотой 250 Гц. Магнитный поток из-за наличия индук-1ИВНОСТИ катушки достигает своего максимума через некоторое время после приложения напряжения к обмотке электромагнита.
Зависимость цикловой подачи топлива дц от давления АРВТ в В Г приведена на рис. 3.5. Экономичная регулировка (а = 1,10-1,15), обеспечивающая минимальный удельный расход топлива, соответствует режиму работы двигателя на частичных нагрузках на участке «в-д». На режимах полных нагрузок система питания должна обеспечивать состав смеси, соответствующий мощностной регулировке (а = 0,8-0,9), что вызывает необходимость уве-пичения цикловой подачи топлива. Мощностной режим работы
271
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 3.5. Зависимость цикловой подачи топлива от абсолютного давления в ВТ
а-б - пусковая цикловая доза; б-в - прогрев двигателя; в-д -основной рабочий режим; д-е -максимальная цикловая подача; в-г - режим ПХХ
двигателя (участок «д-е») характеризуется малым давлением в ВТ, т.е. близким к давлению окружающей среды.
На режимах ПХХ минимальный расход топлива и снижение выброса ВВ обеспечивают отключением подачи топлива (участок «в-г»). Зависимость цикловой подачи топлива от величины давления в ВТ на режимах частичных нагрузок практически является неизменной. На режимах полных нагрузок необходимую величину наполнения цилиндров поддерживают путем введения дополнительных корректирующих элементов.
При резком открытии дроссельной заслонки необходимо значительное обогащение горючей смеси, поступающей в цилиндры. Подача топлива должна быть больше цикловой подачи, соответствующей мощностному режиму. Для обеспечения бесперебойной работы двигателя в системе питания должны быть предусмотрены устройства, позволяющие увеличивать цикловую подачу при резких открытиях дроссельной заслонки, а также средства регулирования подачи топлива на режимах пуска и прогрева двигателя (участок «а-в-г» на рис. 3.5).
Функциональная схема блока управления впрыскиванием топлива показана на рис. 3.6.
Дифференциальный усилитель сигнала Х-зонда, размещенный в цепи обратной связи, усиливает и нормирует сигнал с датчика Х-зонда и корректирует длительность импульса впрыскивания. Подобная система регулирования позволяет достичь наиболее эффективного снижения выбросов СО и СН, а также стехиометрического состава газовоздушной смеси.
Основным элементом входного каскада является измеритель временных интервалов (ти) между импульсами, считываемыми с ДПКВ (рис. 3.7). Принимаем некоторый известный момент времени за начало измеряемого интервала tm, а момент завершения из-
272
Гпава 3. Принцип и особенности работы
систем впрыска и их элементов
1’ис. 3.6. Функциональная схема блока управления впрыскиванием топлива
меряемого параметра - tm. Тогда tm задается некоторой харак-юрной точкой сигнального импульса, который представлен изве-(нной функцией сигнала импульса s(t).
Момент t№ (см. рис. 3.7) соответствует точке пересечения уровня UT с фронтом импульса (показан штриховой линией). При отсутствии помех эта точка определяется однозначно
U=S’1(4),	(3.22)
। де s“'(L/T) - функция, обратная s(t).
При наличии помех с выхода ДПКВ поступает смесь сигнала и помех u(t) = s(t) + n(t).
Обратная функция tr1(L/T) оказывается многофакторной задачей. В результате уравнение имеет вид
u(tJ = Ux.	(3.23)
Это уравнение имеет множество решений	при j = 1, 2, .... m
(см. рис. 3.7). В задачу измерительного устройства входит выбор
273
Системы впрыска бензиновых двигателей
истинной точки tm (точка f^’) из множества точек на основе статистического анализа совокупности выборочных данных {ц = и(/Д0)}, принятых за время наблюдения. Этот выбор также может сопровождаться ошибками (например, выбор вместо f’*’) т.е. могут появляться аномальные ошибки, связанные с помехами от различных систем и устройств автомобиля, условиями его эксплуатации и т.п., в отличие от «нормальных» ошибок, обусловленных небольшими флюктуациями точки отсчета «в» в окрестности истинного значения tm. Это обусловлено конструктивными параметрами ДПКВ и задающего диска.
Рис. 3.7. Характер изменения управляющих сигналов в системе впрыскивания топлива
т„ - интервал между импульсами; тд - управляющий импульс; - задержка импульса; е - импульс подъема клапана; ттах - максимальная длительность управляющего импульса; тст - длительность импульса открытого состояния клапана
При небольшой интенсивности помех количество точек f^”, удовлетворяющих уравнению (3.22) на интервале измерения ттах невелико, и устранение аномальных ошибок осуществляется программным путем. ЭБУ производит статистический анализ выборочных данных {и,} в окрестности всех подозрительных точек по критерию u(t), при tm < t < tm + ттах.
274
Гпава 3. Принцип и особенности работы
систем впрыска и их элементов
В качестве истинного значения Q выбирается такое значение которое имеет наименьшую меру разброса в принятом про-граммном диапазоне.
По мере возрастания интенсивности помех увеличивается количество «подозрительных» точек t^\ а следовательно, и объем вычислительных затрат, необходимых для выполнения статистического анализа, связанного с устранением аномальных ошибок.
Так, например, если максимальная длительность впрыска ттах равна 2 мс (что соответствует неудовлетворительной работе ДПКВ) и вероятность превышения шумом порогового уровня Ц । оставит 0,05 при интервале корреляции шумовых выбросов 1 мкс, io среднее количество «подозрительных» точек на интервале ттах оудет равным 100. Это значит, что в 100 раз возрастает объем массива входных данных, который необходим для программного осуществления всех операций, связанных с выделением полезно-|(> сигнала в процессе измерения. Соответственно в 100 раз возрастает требуемый объем ОЗУ и продолжительность вычислений. 1акое увеличение вычислительных затрат неприемлемо.
Поэтому в программе управления впрыскиванием топлива плодят условие ограничения массива ошибок считывания (не более 100). Если превышен допустимый предел, то выдается сигнал на ЭБУ управления двигателем, выставляется соответствующий н>д ошибки и загорается лампа «Check Engine».
При групповом методе впрыскивания форсунки объединяют в несколько единиц в каждой группе (рис. 3.8). В пределах каждой । руппы ЭМФ также соединены параллельно. Каждая группа фор-। унок управляется от соответствующего вывода блока управления. 11 атом случае при поступлении на группу ЭМФ управляющего импульса от блока управления впрыскивание топлива осуществляет-। я одновременно всеми форсунками данной группы.
Все форсунки (см. рис. 3.8) открываются и закрываются в одни и то же время. На каждой форсунке в ее цепь встроен последр-н,цельный резистор, работающий как ограничитель тока. Выходной каскад 6 системы постоянно снабжает током 4 форсунки. Цикл впрыскивания подбирают таким образом, чтобы за каждый niiopoT распределительного вала (один рабочий цикл) половина количества топлива, требуемого для каждого работающего цилиндра, впрыскивалась дважды.
Квазипоследовательное впрыскивание топлива (рис. 3.9) происходит одновременно в группе из двух цилиндров (1-4 и 2-3).
275
Системы впрыска бензиновых двигателей
-360°
Порядок I работы J____
цил.1 |
цил.З
цил.4
цил.2
0°	180°	360°	540°	720° 900°	1080°	ПКВ
ВМТ	I	I	I
цил.1	|	|	|
о)
Рис. 3.8. Схема включения и диаграмма работы форсунок при одновременном впрыскивании топлива 1-4 - форсунки; 5 - ЭБУ; 6 - силовой ключ
Форсунки этих групп питаются от двух выводов ЭБУ. В каждом цилиндре имеет место одно впрыскивание за один оборот КВ двигателя. В результате получается два впрыскивания за один рабочий цикл. Впрыскивание происходит в тактах сжатия и выпуска ОГ. Поскольку ЭБУ системы впрыска управляет одновременно двумя парами инжекторов, то необходимо знать, когда и какую пару форсунок активизировать. Для определения момента достижения ВМТ в цилиндрах 1 -4 и 2-3 анализируется сигнал от датчика маховика двигателя.
Использование одновременного и группового методов получило самое широкое распространение, поскольку при впрыскивании топлива в зону над впускным клапаном момент впрыскивания не оказывает решающего воздействия на мощностные характеристики двигателя. Синхронизация импульсов управления форсунками при одновременном и групповом впрыскивании осуществляется по импульсам управления коммутатором системы зажигания.
Более прогрессивным, прежде всего с точки зрения уменьшения токсичности, и все чаще применяемым в последние годы
276
Глава 3. Принцип и особенности работы
систем впрыска и их элементов
Рис. 3.9. Схема включения и диаграмма работы форсунок при групповом впрыскивании топлива
7-4 - форсунки; 5 - ЭБУ; 6, 7 - силовой ключ
является метод последовательного, или фазированного, впрыскивания.
Схема включения и диаграмма работы ЭМФ при фазированном впрыскивании топлива приведена на рис. 3.10. В этом случае момент подачи управляющего импульса на форсунку каждого цилиндра увязывается с моментом открытия впускного клапана в згом цилиндре и даже может изменяться в зависимости от режима работы двигателя. Такая схема сложней и дороже, требует более совершенного блока управления, однако обеспечивает лучшие характеристики работы двигателя, особенно на неустановив-шихся режимах.
Механические и электромеханические системы распределенного впрыскивания разработаны и серийно выпускаются исключительно фирмой Bosch. Для синхронизации работы форсунок используется метод фазированного или последовательного
277
Системы впрыска бензиновых двигателей
-360°	0° 180° 360° 540° 720° 900° 1080° ПКВ
цил.2
Порядок работы цил.1 [
цил.З
цил.4
о)
Рис. 3.10. Схема включения и диаграмма работы форсунок при фазированном впрыскивании топлива
1-4 - форсунки; 5 - ЭБУ; 6-9 - силовой ключ
впуск
впрыск зажигание
впрыскивания. Момент подачи управляющего импульса на форсунку каждого цилиндра связан с моментом открытия впускного клапана в этом цилиндре (см. рис. 3.10) и изменяется в зависимости от режима работы двигателя, что особенно важно на неуста-новившихся режимах. При пуске холодного двигателя, а также при переходе системы в резервный режим работы, управление ЭМФ в системах фазированного впрыскивания осуществляется по одновременному принципу.
Фазированное впрыскивание представляет собой наиболее современный способ подачи топлива в цилиндры ДВС, обеспечивающий максимально возможную экономичность и экологичность современного двигателя.
Принципиальная схема мультивибратора приведена на рис. 3.11. Генератор содержит электрическую плату 6 с разме-
278
Гпава 3. Принцип и особенности работы
систем впрыска и их элементов
Рис. 3.11. Принципиальная схема мультивибратора
1 - входной импульс; 2 - резистор; 3 - конденсатор; 4, 7 - выходная цепь; 5 - выходной импульс; 6 - плата; М-|, Мг ~ «масса»; В - входная цепь
щенными на ней электронными функциональными элементами, входную электрическую цепь с резистором 2 и конденсатором 3, сообщенную с ЭБУ, и электрические входные цепи /V/, и М2, сообщенные с «массой» автомобиля.
Схема расширения управляющего импульса содержит короткий входной импульс 1, поступающий на вход В платы. Импульс своим нарастающим фронтом запускает мультивибратор. Соответствующий импульс на выходной цепи 4 или 7 имеет необходимую длительность.
Частоту колебаний мультивибратора f можно определить по упрощенной зависимости
f = 0,7/RC (Гц),	(3.24)
где f - частота колебаний, Гц; Г? - сопротивление базовых резисторов, Ом; С - емкость конденсаторов, мФ.
Частота колебаний мультивибратора зависит от емкости конденсатора и сопротивления базовых резисторов. Длительность импульса ti будет во столько раз меньше пауз tn, во сколько раз уменьшилась емкость конденсатора по сравнению с его прежней емкостью.
Любой следующий импульс, приходящий до того, как на выходе восстановится состояние логического параметра «О», будет проигнорирован.
279
Системы впрыска бензиновых двигателей
С приходом входного запускающего импульса на вход 1 напряжение на выходе QBblx переходит с низкого уровня на высокий на время, определяемое RC цепью (2 и 3). Входные электрические цепи М, и М2 реализуют логическую функцию «И-НЕ» и запускают схему отрицательным фронтом импульса.
В период между двумя последовательными разрядками конденсатор с блока управления заряжается постоянным током 1А. Вследствие этого напряжение конденсатора Uc в конце зарядки пропорционально продолжительности зарядки, т.е. обратно пропорционально частоте вращения. После этого конденсатор разряжается постоянным током /Е, причем величина разрядного тока зависит от количества воздуха QL, засасываемого в единицу времени. Поскольку продолжительность разрядки определяет время tp переключения мультивибратора, то в конечном счете оно пропорционально количеству воздуха, засасываемого за один ход поршня. Ждущий мультивибратор корректирует длительность импульса, определяемую соотношением:
t = RCIn2 » 0,7RC.	(3.25)
Упрощенная функциональная схема блока управления работой электромагнитных форсунок (рис. 3.12) содержит последовательно сообщенные управляющий мультивибратор и умножитель импульсов 9, связанный с блоком управления 7. Импульсный счетчик-делитель 3 сообщен с мультивибратором 4 и умножителем импульсов 9.
Каскад 13 температурной коррекции связан с датчиком температуры окружающей среды и получает коррекцию по температуре окружающей среды. Датчик температуры охлаждающей жидкости 16 сообщен с умножителем импульсов 9, который предназначен для увеличения ширины управляющего импульса в соответствии с требуемой коррекцией. Он обеспечивает обогащение горючей смеси, необходимое при пуске и прогреве двигателя, на холостом ходу и при полной нагрузке. Блок управления получает информацию о пуске двигателя от стартера и температурного датчика системы охлаждения, а информацию о холостом ходе и полной нагрузке - от реле дроссельной заслонки.
Сигнал частоты вращения КВ двигателя поступает от датчика 1 из цепи зажигания на БУ через формирователь 2 и делитель импульсов 3.
280
Глава 3. Принцип и особенности работы
Рис. 3.12. Функциональная схема системы управления работой электромагнитных форсунок
I - датчик частоты вращения КВ; 2- формирователь импульсов; 3 - дели-1ель импульсов частоты вращения КВ; 4 - мультивибратор; 5 - расходомер воздуха; 6 - датчик открытия дроссельной заслонки; 7 - блок управления; 8, 10 - импульс цикловой подачи воздуха; 9 - умножитель импульсов; 11 - усилитель датчика расхода воздуха; 12 - ЭМФ; 13 - каскад температурной коррекции; 14 - блок питания; 15 - датчик температуры воздуха; 16 - датчик температуры охлаждающей жидкости; 17 - источник питания
В системе топливоподачи блок управления 7 также вырабатывает прямоугольные импульсы напряжения, необходимые для открытия на определенное время электромагнитных форсунок 12.
Выходное напряжение расходомера 5 поступает на мультивибратор 4, управляющий делением, и определяет ширину прямоугольных импульсов, появляющихся на выходе мультивибратора. Мультивибратор 4 переключается под действием импульсов, поступающих от выхода звена формирования сигналов, подключенного к бесконтактному датчику системы зажигания. У четырехцилиндровых четырехтактных двигателей по уже известным причинам впрыскивание происходит при каждом втором импульсе вторичного напряжения, поэтому в блоке управления осуществляется также формирование сигнала зажигания и деление частоты следования полученных прямоугольных импульсов.
Особенности работы электромагнитной форсунки. При подаче напряжения от ЭБУ ток проходит через обмотку ЭМФ, создавая сильное электромагнитное поле. Оно поднимает соленоид, от-
281
Системы впрыска бензиновых двигателей
кривая игольчатый клапан ЭМФ. Штифт в отверстии клапана способствует лучшему распылению топлива.
Когда ЭБУ прекращает подачу питания, магнитное поле пропадает и пружина закрывает игольчатый клапан. Топливо подается на ЭБУ с постоянным давлением, поэтому его количество зависит от промежутка времени, в течение которого клапан открыт. Принцип работы всех ЭБН одинаков. Они различаются лишь по конструкции клапана.
Принципиальная схема формирования импульсов, управляющих работой ЭМФ, приведена на рис. 3.13.
Частота следования импульсов впрыскивания определяется на основании оборотов двигателя. Импульсы, вырабатываемые системой зажигания для этой цели, обрабатываются ЭБУ. Они проходят через цепь формирования импульсов, которая генерирует прямоугольные импульсы из сигналов, поступающих в форме пакета колебаний, и подает их на делитель частоты.
Делитель частоты преобразует частоту импульсов, определяемую порядком зажигания, причем независимо от числа цилиндров на рабочий цикл приходится два импульса. Начало импульса соответствует началу впрыскивания топлива форсункой. За один оборот КВ двигателя каждая форсунка впрыскивает топливо один раз независимо от положения впускного клапана. При закрытом клапане топливо остается на нем и при следующем открытии клапана сдувается в камеру сгорания.
На выходе делителя частоты формируются прямоугольные импульсы, частота следования которых вдвое меньше по сравнению с частотой следования импульсов зажигания, снимаемых с системы впрыска «L-Jetronic», а длительность равна периоду следования импульсов зажигания, т.е. 1/2 п (для четырехцилиндрового двигателя). Задний фронт импульсов, снимаемых с выхода делителя частоты, определяет момент начала формирования импульсов, управляющих работой ЭМФ. В этом случае обеспечивается срабатывание ЭМФ один раз на один оборот КВ двигателя.
Схема формирования управляющего импульса t,. подачи топлива, представленная временными диаграммами, содержит электрический сигнал II системы зажигания, поступающий в соответствии с порядком работы I цилиндров двигателя. Из каждого импульса зажигания формирователь III генерирует прямоугольные импульсы (напряжение «Включено/Выключено») по четыре на каждый цикл с четырьмя ходами. Они разделены на два, чтобы
282
Глава 3. Принцип и особенности работы
систем впрыска и их элементов
Рис. 3.13. Принципиальная схема формирования импульсов, управляющих работой электромагнитных форсунок
I угол поворота КВ двигателя; 2 - продолжительность открытия впускного клапана двигателя; 3 - момент подачи искры зажигания; I - номера цилиндров двигателя; II - система зажигания; III - формирователь импульсов; IV - делитель частоты вращения КВ; V - мультивибратор, управляющий делением импульсов; VI - перемножающее звено; VII - усилитель (оконечный каскад); tp - длительность импульса цикловой подачи воздуха m период зарядки конденсатора; tm - длительность импульса цикловой подачи воздуха за период разрядки конденсатора; ts - временная коррекция импульса; t, - длительность импульса подачи топлива
283
Системы впрыска бензиновых двигателей
обеспечить один импульс впрыска на один оборот КВ для четырехцилиндровых ДВС.
Формирователь III импульсов электрической цепью сообщен с делителем IV частоты вращения КВ двигателя и мультивибратором V, управляющим делением. В мультивибраторе управления выходной сигнал, соответствующий частоте вращения КВ, деленной на 2, объединяется с входным сигналом нагрузки от датчика воздушного потока и с основным импульсом. Результирующий импульс по длительности соответствует времени подачи топлива для каждого открытия инжектора.
Ширина импульса мультивибратора V содержит информацию, относящуюся к одному ходу поршня двигателя, так как она пропорциональна временному промежутку между двумя импульсами зажигания, т.е. обратно пропорциональна частоте вращения КВ двигателя и требует деления. Перемножающее звено VI обеспечивает обогащение горючей смеси при пуске и прогреве двигателя, а также при работе на холостом ходу и полной его нагрузке.
Мультивибратор управления делением V получает информацию об оборотах от частотного делителя IV и обрабатывает ее вместе с сигналом о количестве воздуха Us.
Перемножающее звено VI управляет изменением ширины импульса, а оконечный каскад (усилитель) VII - усилением выходного каскада.
ЭБУ обрабатывает информацию часового расхода воздуха в виде напряжения Us, обратно пропорционального этому расходу, и формирует импульс tp, длительность которого пропорциональна цикловому расходу воздуха. В современных системах за основу принят цикловой расход топлива. Количество воздуха, поступающего в цилиндры двигателя за единицу времени, автоматически пересчитывается на один ход поршня путем его деления на частоту вращения КВ двигателя.
Если напряжение батареи ниже 10 В, то меньше энергии подается к обмотке форсунки и меньше топлива потребляется в течение запуска. Дискретное (прерывистое) впрыскивание топлива обеспечивает мультивибратор, преобразующий напряжение Us в прямоугольные импульсы. Продолжительность такого импульса tp определяет базовое количество впрыскиваемого топлива, т.е. количество топлива, впрыскиваемого за такт впуска без учета каких-либо корректирующих факторов. Чем больше поступает воз
284
Глава 3. Принцип и особенности работы
систем впрыска и их элементов
духа при каждом такте, тем длиннее базовая продолжительность впрыскивания.
Импульсы tp далее поступают на вход каскада умножения дли-(ельности, принцип работы которого аналогичен принципу рабо-1ы управляющего мультивибратора. Хронирующая емкость этого каскада заряжается постоянным током в течение времени tp, а после окончания импульса разряжается также постоянным током, формируя в процессе разрядки импульс длительностью tm. Изменением токов зарядки и разрядки можно регулировать коэффициент умножения длительности К2. Каскад используется для введения коррекции по температуре охлаждающей жидкости, для обо-। ащения состава смеси при пусках непрогретого двигателя и на режимах полных нагрузок, а также для корректирования программы топливоподачи при работе на минимальных оборотах холосто-। о хода. Информация о температуре жидкости и о режимах пуска двигателя поступает в блок температурной коррекции, откуда после соответствующей обработки вводится в каскад умножения длительности. Информация о режимах полных нагрузок и холостого хода снимается с контактного датчика открытия дроссельной заслонки.
Увеличение ширины импульсов, необходимое на отдельных режимах, осуществляют также коррекцией по времени ts, компенсирующей изменение быстродействия электромагнитов форсунок, обусловленных колебаниями напряжения в сети. В ширину полученного импульса уже входит вся информация о потребности двигателя в топливе. Этот импульс шириной t, приводит в действие оконечный каскад, непосредственно управляющий впрыскиванием топлива:
t, = tp + tm + ts.	(3.26)
В каскаде умножения длительности формируется и импульсу, длительность которого является функцией напряжения в бортовой сети автомобиля. Чем меньше продолжительность срабатывания ЭМФ и отпускания ее электромагнита, тем меньше продолжительность погрешности при дозировании топлива и тем шире могут быть диапазоны использования длительностей управляющих импульсов.
Необходимость введения такой коррекции вызвана тем, что время срабатывания и отпускания электромагнитных форсунок фирмы Bosch заметно зависит от амплитуды управляющих им-
285
Системы впрыска бензиновых двигателей
пульсов, т.е. от напряжения питания. Длительность результирующего импульса t,, управляющего работой электромагнитных форсунок, с учетом формулы (3.26) составит общую продолжительность впрыскивания
t, = tp + K2tp + ts = tp(1 + K2) + ts - KQL / n,	(3.27)
где К =K-I{1 + K2}, что и требуется для реализации программы топливоподачи.
Продолжительность начала подъема якоря tTp равна 1,4 мс, время прямого перелета составляет 0,6 мс, полное время срабатывания tcp равно 2 мс, время зависания -1,3 мс, время обратного перелета - 0,6 мс, время отпускания - 2 мс. Цикловая подача зависит от длительности импульса. Поле разброса ЭМФ при малой длительности должно быть ±3,5%, а при больших - ±2,5%.
Максимальная продолжительность открытого состояния ЭМФ на максимальном режиме ее работы составляет 3,0 мс. Конструкция ЭМФ обеспечивает минимальное время открытого состояния клапана не менее 2 мс. В идеальном случае продолжительность открытого состояния клапана должна быть равной продолжительности импульса тока, поступающего на обмотку электромагнита. В условиях эксплуатации клапан ЭМФ открывается не одновременно с началом поступления тока, а с некоторым запаздыванием. Это запаздывание определяется рядом электрических и механических факторов. Усилие электромагнита пропорционально величине магнитного потока в его сердечнике.
Ток, проходящий через обмотку ЭМФ, после ее срабатывания изменяется по экспоненциальному закону, что приводит к нечеткому отпусканию клапана во времени, а следовательно, к недостаточно точному дозированию топлива. Магнитный поток из-за наличия индуктивности катушки достигает своего максимума через некоторое время после приложения напряжения к обмотке электромагнита.
Чтобы ЭМФ не потеряли управляемость при минимальных цикловых подачах, минимальная продолжительность управляющих импульсов tmin должна быть равна или больше времени срабатывания. Она имеет конечное время открытого и закрытого состояния клапана. Обычно минимальная длительность подачи топлива не может быть меньше 5 мс. За время 20 мс должны сработать все четыре ЭМФ цилиндра. Реальная пауза должна быть не менее 2 мс.
286
Гпава 3. Принцип и особенности работы
систем впрыска и их элементов
Угол опережения зажигания определяется длительностью импульса, формируемого в момент поступления в ЭБУ импульса начала отсчета, т.е. при прохождении мимо индукционного датчика площадки, образованной путем удаления двух зубцов, размещенных на маховике за 70° до ВМТ. В момент окончания действия этого импульса срабатывает электронный ключ, управляющий работой двух катушек зажигания.
Расчет базового времени t, для систем впрыска, использующих различные принципы измерения, содержит исходную информацию в виде матрицы, заносимой в ПЗУ электронного блока.
При работе двигателя ЭБУ получает от датчиков информацию о частоте вращения КВ (л), нагрузке двигателя Q и находит в ПЗУ соответствующие им оптимальные значения длительности импульса t,. При отличии одной из входных переменных (Q и л) от дискретных значений, записанных в ПЗУ, ЭБУ выполняет операции пу-юм интерполяции. После определения t, ЭБУ корректирует базовую величину. Для приготовления необходимого состава горючей смеси ЭБУ рассчитывает длительность управляющего импульса. Синхронизацию работы системы зажигания с работой двигателя осуществляют с помощью единственного импульса начала отсчета от соответствующего положения КВ двигателя.
Подача топлива пропорциональна произведению циклового расхода воздуха и частоты вращения КВ двигателя. Минимальный расход воздуха в 30-40 раз меньше максимального его расхода, измеряемого с высокой степенью точности.
Адаптация базовой продолжительности впрыскивания к различным условиям работы производится каскадом умножения в ЭБУ. Этот каскад управляется делителем с помощью импульсов продолжительностью tp.
Каскад умножения накапливает информацию о различных режимах двигателя (запуск холодного двигателя, прогрев, полная нагрузка и др.). На основе этого вырабатывается корректирующий коэффициент К. Он умножается на базовую продолжительность tp, вычисленную мультивибратором управления делением. 11олученное время обозначается как tm и добавляется к базовой продолжительности впрыскивания tp, т.е. продолжительность впрыскивания увеличивается, а смесь обогащается.
Параметр tm называют коэффициентом обогащения. В холодную погоду форсунки впрыскивают топлива в 2 раза больше в начале периода прогрева.
287
Системы впрыска бензиновых двигателей
Продолжительность срабатывания ЭМФ в значительной мере зависит от напряжения аккумуляторной батареи. Задержка срабатывания при низком напряжении аккумуляторной батареи может привести к короткому импульсу и топлива будет недостаточно. По этой причине низкое напряжение аккумуляторной батареи после запуска при ее разряженности будет скомпенсировано соответствующим увеличением времени впрыскивания на величину ts, чтобы в двигатель поступило необходимое количество топлива. Этот эффект известен как компенсация напряжения.
Для такой компенсации эффективное напряжение аккумуляторной батареи подается на ЭБУ в качестве управляющей переменной. Каскад электронной компенсации увеличивает управляющие импульсы на величину ts, которая является временем задержки срабатывания ЭМФ.
Программа изменения углов опережения зажигания реализуется за счет изменения длительности этого импульса в зависимости от режимов и условий работы двигателя. В аппаратуре распределенного впрыскивания отсутствует датчик давления (или разрежения), сигналы которого в первом приближении пропорциональны нагрузке на двигатель. В аппаратуре «Motronic» для этой цели используется длительность импульсов, управляющих работой электромагнитных форсунок. Для синхронизации впрыскивания топлива в аппаратуре (например, «Motronic») используется тот же импульс, снимаемый с датчика отметки начала отсчета, с помощью которого осуществляется синхронизация работы системы зажигания. Моменты начала формирования остальных импульсов системы зажигания, которые должны следовать через 120° по КВ (шестицилиндровый двигатель), определяются соответствующим счетчиком электронного блока. Необходимые для этой цели входные сигналы снимаются с датчика частоты вращения, по конструкции аналогичного датчику отметки начала отсчета, но срабатывающего от прохождения мимо него зубцов венца маховика.
Моменты начала отсчета углов опережения зажигания жестко связаны с положением КВ двигателя, что несомненно повышает точность системы регулирования, поскольку отсутствуют промежуточные детали привода, а следовательно, и люфты.
Алгоритм управления основной исполнительной частью (электромагнитной форсункой) однозначно связан с динамикой электромагнитной части форсунки и влияет на продолжительность циклового впрыскивания tB1) и соответственно на цикловую объемную
288
Главе 3. Принцип и особенности работы
систем впрыска и их элементов
дозу впрыскивания 0ац. Для обеспечения соответствующей дозы 0„ц при разных режимах длительность и форма электрического управляющего импульса будут зависеть от характеристик переходных процессов в электромагнитной форсунке (ЭМФ):
Un=4u+fnno-fnn3.	(3.28)
|де Гимп - длительность электрического управляющего импульса; /|1Ц - продолжительность циклового впрыскивания; fnno - длительность переходного процесса открывания ЭМФ; fnn3 - длительность переходного процесса закрытия ЭМФ. Тогда цикловая объемная доза впрыскивания.
QBil=qctBU,	(3.29)
। де qc - статическая производительность ЭМФ.
Электронный блок обрабатывает информацию о часовом расходе воздуха, поступающую отдатчика в виде напряжения Us, обратно пропорционального этому расходу, и формирует импульс Ги, длительность которого пропорциональна цикловому расходу воздуха. В блоке должна осуществляться операция деления 1/L/S на частоту вращения двигателя п. Для синхронизации работы аппаратуры с работой двигателя здесь используют импульсы, снимаемые с системы зажигания, период следования которых жестко связан с частотой вращения двигателя и может служить входным параметром системы для введения информации о частоте вращения.
Длительность впрыскивания представляет собой время, в течение которого ЭМФ находится в открытом состоянии. Длительность впрыска при постоянном давлении в топливной системе однозначно определяет количество топлива, поступающего в цилиндры двигателя для сгорания. ЭБУ в широких пределах изменяет длительность впрыскивания 1,5-10 мс и регулирует состав смеси.
3.2.	ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ
В современных системах питания подачу топлива осуществляют по синхронному или асинхронному методу. Синхронная подача осуществляется в соответствии с определенным положением КВ, а асинхронная - без согласования с положением КВ двига-1оля. Синхронная подача топлива представляет собой наиболее
289
Системы впрыска бензиновых двигателей
употребительный и основной метод дозирования топлива. Асинхронный впрыск топлива применяется при необходимости подачи дополнительного топлива в случае резкого открытия дроссельной заслонки. Впрыск топлива в этом случае подобен подаче топлива ускорительным насосом карбюратора при резком открытии дроссельной заслонки. Асинхронное впрыскивание топлива происходит на режиме пуска двигателя.
Количество топлива, подаваемого форсунками, регулируется электрическим импульсным сигналом от ЭБУ. Блок управления отслеживает множество данных о состоянии двигателя, рассчитывает потребность в топливе и определяет необходимую длительность подачи топлива форсунками. Эту длительность называют шириной или длительностью импульса впрыскивания. Для увеличения количества подаваемого топлива ширина импульса увеличивается, а для уменьшения подачи топлива - уменьшается. Ширина (длительность) импульса впрыска подбирается блоком управления также и в зависимости от различных условий работы двигателя, таких, например, как пуск, высокогорье, мощностное обогащение рабочей смеси, торможение двигателем и т.д. Обычно к форсункам подается один импульс на один опорный импульс от датчика положения КВ двигателя. Причем импульсы подаются поочередно сразу на две форсунки. Например, сначала на форсунки первого и четвертого цилиндров, затем через 180° ПКВ на форсунки второго и третьего цилиндров, еще через 180° снова на форсунки первого и четвертого цилиндров и т.д. Впрыскивание топлива осуществляется синхронно с опорными импульсами от датчика положения коленчатого вала или асинхронно, независимо от опорных импульсов. Независимо от метода впрыска подача топлива определяется состоянием двигателя, т.е. режимом его работы. Эти режимы обеспечиваются блоком управления.
Режимы управления топливоподачей включают ряд последовательных операций.
Режим пуска двигателя. При включении зажигания ЭБУ на 2 с включает реле топливного насоса, который создает давление в магистрали подачи топлива к топливной рампе. ЭБУ учитывает показания отдатчиков температуры охлаждающей жидкости и положения дроссельной заслонки и определяет правильное соотношение воздуха к топливу для пуска. После начала вращения КВ двигателя ЭБУ будет работать в пусковом режиме пока обороты
290
Глава 3. Принцип и особенности работы
систем впрыска и их элементов
двигателя не превысят 500 мин1, в противном случае возможно переключение на режим продувки двигателя.
Режим продувки двигателя. Если двигатель «залит топливом», он может быть пущен путем полного открытия дроссельной заслонки при одновременном повороте КВ. Блок управления в этом режиме не выдает на ЭМФ импульсы впрыска, благодаря чему залитый двигатель «очищается». Блок управления поддерживает указанную длительность импульсов до тех пор, пока обороты дви-। ателя ниже 500 мин-1, и датчик положения дроссельной заслонки показывает, что она почти полностью открыта (более 75%).
Режим открытого цикла (без обратной связи по датчику кислорода). После пуска двигателя (обороты более 500 мин1) ЭБУ будет управлять системой подачи топлива в режиме «открытого цикла». На этом режиме он игнорирует сигнал от датчика концентрации кислорода и рассчитывает длительность импульса на форсунку по сигналам от следующих датчиков: ДПКВ, ДМРВ, ДТОЖ, ДПДЗ.
На режиме открытого цикла расчетная длительность импульса может давать соотношение воздуха к топливу, отличное от 14,7:1,0. Это будет, например, на холодном двигателе, так как в этом случае для получения хороших нагрузочных характеристик необходима обогащенная смесь. Блок управления будет оставаться в режиме открытого цикла до тех пор, пока не выполнены следующие условия: сигнал датчика концентрации кислорода начал изменяться, показывая, что он достаточно прогрет для нормальной работы; температура охлаждающей жидкости стала больше 32°С; двигатель проработал определенный период времени после пуска. Это время может варьироваться от 6 с до 5 мин. в зависимости от температуры охлаждающей жидкости в момент пуска.
Режим замкнутого цикла (с обратной связью по датчику кислорода). На этом режиме блок управления сначала рассчитывает длительность импульса на форсунки на основе сигналов от тех же датчиков, что и в режиме открытого цикла. Отличие состоит в том, что в режиме замкнутого цикла дополнительно используется сигнал от датчика концентрации кислорода для корректировки и тонкой регулировки расчетного импульса, чтобы точно поддерживать соотношение воздуха к топливу на уровне 14,6:1,0. Это позволяет каталитическому нейтрализатору работать с максимальной эффективностью.
Режим ускорения. Блок управления следит за резкими изменениями положения дроссельной заслонки и за расходом воздуха
291
Системы впрыска бензиновых двигателей
и обеспечивает подачу добавочного количества топлива за счет увеличения длительности импульса на форсунки. Если возросшая потребность в топливе слишком велика из-за резкого открытия дроссельной заслонки, то блок управления может добавить асинхронные импульсы на форсунки в промежутках между синхронными, которых при нормальной работе приходится один на каждый опорный импульс от датчика положения коленчатого вала.
Мощностное обогащение. Для определения моментов, в которые необходима максимальная мощность двигателя, блок управления следит за положением дроссельной заслонки и частотой вращения коленчатого вала. Для развития максимальной мощности требуется более богатый состав воздушно-топливной смеси, чем 14,6:1,0, т.е. больше топлива. В этом режиме блок управления изменяет состав смеси на соотношение 12:1 и не учитывает сигнал от датчика концентрации кислорода, так как он показывает переобогащение горючей смеси.
Режим торможения характерен для закрытой дроссельной заслонки при снижении частоты вращения КВ двигателя. Оставшееся топливо в ВТ может быть причиной увеличения токсичности ОГ. Блок управления отслеживает поворот заслонки на закрытие, а также уменьшение расхода воздуха, и снижает подачу топлива сокращением длительности импульсов на форсунки.
Торможение двигателем происходит при включенном сцеплении и передаче, блок управления может кратковременно прекратить подачу импульсов на форсунки. Такой режим наступает, когда выполняются следующие условия: температура охлаждающей жидкости выше 20°С, частота вращения КВ выше 1800 мин'1; скорость движения автомобиля более 20 км/ч, дроссельная заслонка закрыта, массовый расход воздуха более 43 г/с. Возобновление импульсов впрыскивания топлива произойдет при наличии любого из следующих условий: частота вращения КВ ниже 1600 мин1, скорость автомобиля меньше 20 км/ч, массовый расход топлива меньше 38 г/с, дроссельная заслонка открыта на угол 2°; включено сцепление, что определяется по быстрому падению оборотов КВ.
Режим корректировки напряжения аккумуляторной батареи характерен при понижении этого напряжения. В этом случае форсунки открываются медленнее. Блок управления компенсирует это увеличением длительности импульсов на форсунки и оборотов холостого хода. Кроме того, увеличивается время накопления тока на катушках модуля зажигания.
292
Глава 3. Принцип и особенности работы
систем впрыска и их элементов
Режим отключения подачи топлива происходит при выключенном зажигании. В этом случае не подаются импульсы на форсунки. ЭБУ не получает опорные импульсы от датчика положения КВ, что означает остановку двигателя. Режим отключения подачи топлива возможен также при высокой частоте вращения КВ двигателя (свыше 6188 мин1) для защиты его от разноса. В последнем случае подача топлива возобновляется, как только обороты двигателя станут ниже 6000 мин'1.
Комплексная микропроцессорная система управления двигателем формирует импульс электрического тока в первичных обмотках двухвыводных катушек зажигания и обмотках электромагнитных форсунок. При этом автоматически оптимизируются угол опережения зажигания, количество и момент подачи топлива в зависимости от режима работы двигателя.
При закрытом положении дроссельной заслонки работу двигателя на холостом ходу обеспечивает регулятор холостого хода, поддерживающий минимальную частоту вращения КВ. В автомобилях семейства ГАЗ, «Святогор», а также большинстве автомобилей «Лада» применяется система прерывистого впрыска топлива низкого давления. Блок управления обеспечивает приготовление горючей смеси в соответствии с нагрузкой и частотой вращения КВ двигателя.
Работа системы центрального впрыска. Блок управления по сигналу ДПКВ вычисляет частоту вращения КВ и по датчику давления определяет величину циклового наполнения каждого цилиндра двигателя воздухом. В ПЗУ хранятся значения углов опережения зажигания в зависимости от частоты вращения и циклового наполнения, соответствующих работе двигателя. Эти значения углов дополнительно корректируются в зависимости от температуры охлаждающей жидкости. Для холодного двигателя устанавливаются увеличенные значения углов опережения зажигания, что обеспечивает его хорошие тяговые свойства в этих условиях.
Блок управления дополнительно корректирует УОЗ при обнаружении детонационного сгорания, возникшего в результате изменения окружающих условий или других причин.
В случае повреждения датчика абсолютного давления или датчика охлаждающей жидкости в блоке активизируются аварийные программы и включается лампа диагностики. Эксплуатация двигателя с этими неисправностями приводит к снижению эксплуатационных показателей автомобиля - увеличивается
293
Системы впрыска бензиновых двигателей
расход топлива, снижается мощность и ухудшаются динамические свойства.
Количество топлива, подаваемого форсункой, регулируется электрическим импульсным сигналом от ЭБУ, отслеживающего данные о состоянии двигателя. ЭБУ рассчитывает потребность в топливе и определяет необходимую длительность подачи топлива форсункой (длительность импульса). Для увеличения количества подаваемого топлива длительность импульса увеличивается, а для уменьшения подачи топлива - сокращается.
Электронный блок обладает способностью оценивать результаты своих расчетов и команд, а также запоминать опыт недавней работы и действовать в соответствии с ним. «Самообучение» ЭБУ является непрерывным процессом, продолжающимся в течение всего срока эксплуатации автомобиля.
Работа системы распределенного впрыска. Общие принципы построения электронных систем распределенного впрыска можно рассмотреть на примере рис. 3.14. При включении зажигания и получении верного пароля от иммобилизатора ЭБН создает в рампе форсунок давление топлива около 300 кПа и ждет начала прокрутки КВ от стартера. Постоянное давление в рампе поддерживается механическим клапаном.
В момент начала прокрутки КВ система формирует первый асинхронный (во все цилиндры) импульс впрыскивания топлива для быстрого запуска. При достижении частоты вращения КВ 1000 мин'1 система начинает работать в синхронном режиме. Впрыскивание осуществляется только в нужный цилиндр. В системах с ЭБУ «Январь» впрыск производится попарно. Так как клапан одного из цилиндров закрыт, то топливо испаряется в воздушный канал ВТ.
Если в момент начала прокрутки дроссельная заслонка открыта, то ЭБУ не подает топливо в цилиндр, реализуя режим продувки двигателя.
При работающем двигателе ЭБУ снимает показания датчиков и рассчитывает необходимый объем топлива для подачи в цилиндры двигателя, а также параметры системы зажигания. При выключении зажигания ЭБУ еще 2 с удерживает напряжение питания на силовых элементах системы, завершает вычисления и после этого отключает главное реле системы впрыска. Система электронного впрыска топлива является самонастраивающейся системой. В своих вычислениях она заменяет показания любого
294
Глава 3. Принцип и особенности работы
систем впрыска и их элементов
Рис. 3.14. Работа системы питания
/ - свеча зажигания; 2 - форсунка; 3 - трубопровод; 4 - регулятор давления топлива; 5 - соединительный трубопровод; 6 - полость ресивера; 7 -дроссельный патрубок; 8 - винт регулировки СО; 9 - дроссельная заслонка; 10 - гофрированный патрубок для гашения колебаний; 11 - потенциометр; 12 - расходомер воздуха; 13 - электрический разъем; 14 - трубопровод подачи; 15 - сливной топливный трубопровод; 16 - топливный бак; 17 - трубопровод высокого давления; 18 - ЭБН; 19 - фильтр тонкой очистки топлива; 20 - ЭБУ; 21 - РХХ; 22 - додроссельное пространство; 23 - задроссельное пространство; 24 - ДПДЗ; 25 - датчик температуры; 26 - электрическая цепь; 27 - воздушный ресивер; 28 - воздушный патрубок; 29 - впускной клапан; 30 - датчик температуры охлаждающей жидкости; 31 - датчик положения КВ двигателя; 32 - задающий диск
неисправного датчика (кроме датчика ДПКВ) на рассчитанные исходя из показаний остальных датчиков, зажигает контрольную лампу и записывает в память код возникшей неисправности. Двигатель при этом продолжает работать, глушить его не надо, а включение лампы говорит о необходимости проведения ТО в'ближайшее время. Коды неисправностей хранятся в памяти до сброса питания с ЭБУ и их можно считать с помощью прибора ДСТ-2, подключив его к диагностической колодке.
Двигатель не может работать в случае неисправностей самого ЭБУ, модуля зажигания в сборе, ЭБН и отсутствия питания на ЭМФ. Что касается датчиков, обслуживающих работу системы, то критичной является только неисправность ДПКВ. В этом случае
295
Системы впрыска бензиновых двигателей
двигатель глохнет сразу. Топливо из бака 16 засасывается электрическим бензонасосом 18 и под давлением поступает сначала к топливному фильтру 19, а затем к распределительной трубке (топливной рампе).
Впрыск топлива осуществляется при подаче на клеммы форсунок импульсов управляющего напряжения. Если импульс соответствует 12 В, то в начале фазы впуска находится первый цилиндр, а если О В - четвертый цилиндр. Через 180° поворота КВ в положении ВМТ будут находиться поршни второго и третьего цилиндров. При этом, если импульс, поступающий на ЭБУ, равен 12 В, то в начале фазы впуска находится второй цилиндр, а если 0 В - третий цилиндр.
Особенности работы ЭБН. При непрогретом двигателе после включения зажигания одновременно включается ЭБН. Во время поворота КВ двигателя стартером в сети автомобиля резко падает напряжение (до 8 В). В этом случае уменьшается сила тока и более чем в 2 раза снижается цикловая подача топлива через форсунки при равном времени открытия клапана. ЭБН приводится в движение электродвигателем с возбуждением от постоянного магнита.
Ротор с ячейками (рис. 3.15) вращается в овальном корпусе насоса со скоростью 3500-4500 мин1. При вращении ротора между корпусом насоса и роликами создается разрежение, обеспечивающее подачу топлива. При продолжении вращения ротора зазор между корпусом насоса, роликами и ротором уменьшается, поднимая давление топлива и выбрасывая его через выпускной клапан насоса.
Нагнетающее действие ротора имеет место, когда ролики после перекрытия входного канала подают захваченное топливо по окружности до тех пор, пока оно не выйдет из насоса через выходной канал.
Топливо протекает непосредственно вокруг электродвигателя. Опасности воспламенения и взрыва при этом не возникает, так как в корпусе насоса никогда не образуется воспламеняемая смесь. Топливный насос начинает свою работу сразу же после включения зажигания и стартера и остается постоянно включенным после запуска двигателя. Предохранительная цепь предотвращает подачу топлива при включенном зажигании, но не работающем ДВС (в случае аварии).
Включение ЭБН происходит через реле управления работой двигателя в резервном режиме при выходе из строя отдельных
296
Гпава 3. Принцип и особенности работы
систем впрыска и их элементов
Рис. 3.15. Общая схема работы топливного насоса
автомобилей семейства ГАЗ
а - продольный разрез; б - схема нагнетания топлива;
1 - входной штуцер; 2 - предохранительный клапан; 3 - основание; 4 -постоянный магнит; 5 - якорь электродвигателя; 6 - электрический коллектор; 7 - контакт электродвигателя; 8 - обратный клапан; 9 - выходной штуцер; 10 - выходной канал; 11 - корпус; 12 - ролик; 13 - ротор; 14 -всасываемая полость; 15 - вал электродвигателя; 16 - нагнетательная полость; 17 - выходная полость; 18 - полость
элементов системы. При вращении ротора создается зона разрежения (всасывание) и зона повышенного давления (нагнетание). Бензин выдавливается в топливную магистраль из-за уменьшения объема камер, разделенных роликами, зубцами шестерен или пластинами.
Необходимое давление в топливной магистрали системы впрыскивания поддерживается при помощи регулятора давления топлива. Он сбрасывает излишки топлива в бак по обратному трубопроводу. Все составные части бензинового насоса омываются бензином, охлаждая его и снижая трение. Причин для воспламенения нет, так как отсутствует необходимый для горения воздух. Насос работает только после заполнения топливом.
297
Системы впрыска бензиновых двигателей
ЭБН имеет трех-, четырехкратный запас подачи по отношению к режиму максимальных нагрузок. Применение дополнительного насоса на входе в основной топливный насос резко снижает образование пробок. При расположении основного насоса вне бака отдельный подкачивающий насос устанавливается в топливном баке.
Особенности работы датчика Холла. Для измерения угловых перемещений в современных системах применяют бесконтактные датчики, основанные на эффекте, открытом американским физиком Холлом в 1879 г.
Датчик Холла (рис. 3.16, а) содержит тонкую пластину 8, изготовленную из полупроводникового материала (например, кремния) и размещенную в зазоре между электродами постоянного магнита 4. Электроды 3 и 7 цепи Холла сообщены с верхней и нижней гранями пластины 8 и вольтметром 6. Проводник 5 питающего напряжения подключен к пластине 8. Между пластиной и электродами магнитного стержня размещают подвижный экран с окнами, открывающими доступ прохождения к ней магнитного поля.
В проводнике с током, помещенном в магнитное поле источника 4 индукции, вектор напряженности которого перпендикулярен направлению тока в цепи электродов 1 и 5, возникает электрическое поле в направлении, перпендикулярном магнитному по-
Рис. 3.16. Датчик Холла
а - схема датчика; б - диаграмма напряжения;
1,5- электроды приложения напряжения на полупроводнике; 2 - поток электронов полупроводника; 3,7- электроды цепи Холла; 4 - источник индукции (магнит); 6 - вольтметр; 8 - полупроводник (подвижная пластина)
298
Гпава 3. Принцип и особенности работы
систем впрыска и их элементов
лю. Напряжение электрической цепи эффекта Холла может быть представлено зависимостью
^эх =*эх/эхН/Лпл (В),	(3.36)
|де С/Эх, /эх - напряжение и ток электрической цепи эффекта Холла; кэх - постоянная величина эффекта Холла; ц - магнитная индукция; hnn - толщина полупроводниковой пластины.
Напряжение эффекта Холла (7ЭХ пропорционально магнитной индукции ц. Современные датчики сконструированы на принципе изменения величины магнитной индукции. Частота f и период Т следования импульсов датчика Холла связаны соотношением
f = 1/T.	(3.37)
Напряжение Холла представляет собой результат взаимодействия носителей тока (электронов проводимости и дырок) с магнитным полем. В гранях пластины 8 происходит накопление заряда (поток электронов 2) и возникает электрическое поле, воздействующее на электроны в направлении электродов 7 и 3. Под действием электрического поля носители заряда приобретают направ-вение движения. Напряжение Холла регистрируют вольтметром 6.
При появлении между магнитом и пластиной экрана происходит прерывание магнитного потока. В соответствии с его изменением в зоне пластины в выходной цепи возникает или исчезает напряжение Холла (рис. 3.16, б). Датчик Холла является активным. Он использует электронные компоненты «усилитель-ограничитель», поэтому требует наличия питающего напряжения.
К двум противоположным граням 1 кремниевой пластины подведено напряжение питания 12 В. Если пластину поместить в магнитное поле так, чтобы его силовые линии пересекали ее в поперечном направлении, то на двух других гранях пластины возникает небольшое напряжение. Обычно в датчике кремниевая пластина и постоянный магнит - источник магнитного поля - закреплены неподвижно. Между магнитом и пластиной помещен движущийся экран, изготовленный из магнитного проводящего материала (например, железа). В экране имеются окна, открывающие доступ магнитного поля к пластине датчика. Когда между магнитом и пластиной оказывается экран, он перекрывает магнитный поток. При движении экрана магнитный поток попадает или не попадает на пластину. Чаще всего подвижный экран выполняется в виде вращающегося обтюратора, тогда датчик позволяет отслеживать
299
Системы впрыска бензиновых двигателей
угол его поворота. На этом основаны многочисленные варианты датчиков угла поворота КВ или задающих генераторов.
Особенности работы датчика частоты вращения и положения КВ. Наибольшее распространение получили индукционные, основанные на эффекте Холла, и оптические датчики. Конструкция индукционного датчика, устанавливаемого в системе зажигания, и его электрический сигнал на выходе приведены на рис. 3.17.
При вращении вала распределителя в обмотках возникает переменное напряжение, форма напряжения которого показана на рис. 3.17, б. На режиме прокрутки выходное напряжение составляет 0,5-1,0 В и увеличивается с ростом частоты вращения КВ. Величина сигнала напряжения в ЭБУ ограничена диапазоном 6-10 В. Моменту закрывания выходного транзистора-коммутатора соответствует момент перехода через ноль.
В микропроцессорных системах зажигания индукционные датчики устанавливают в непосредственной близости от зубцов маховика или специального диска, закрепленного на КВ двига-
Рис. 3.17. Датчик положения КВ двигателя ЗМЗ
а - размещение датчика; б -напряжение вторичной обмотки катушки зажигания; в -сигнал датчика положения КВ; г - сигнал датчика распредвала;
1 - кабель датчика; 2 - постоянный магнит; 3 - корпус датчика; 4 - картер; 5 - сердечник; 6 - индуктивная катушка; 7 - зуб; 8 - площадка; 9-диск синхронизации; 10-начало подачи напряжения;
11 - напряжение зажигания; 12 - средняя величина напряжения; 13 - максимальная величина напряжения; 14 - сигнал датчика распределительного вала
300
Гпава 3. Принцип и особенности работы
систем впрыска и их элементов
теля. Датчик положения КВ 23.3847 двигателя 3M3-4063.10 (см. рис. 3.17) индуктивного типа производства ОАО «Автоэлектроника» (г.Калуга) или фирмы Bosch 0 261 21013 предназначен для определения углового положения КВ двигателя, синхронизации работы ЭБУ с ВМТ поршней циллиндров 1 и 4 с рабочим процессом двигателя, а также определения частоты вращения КВ.
В большинстве случаев датчики положения КВ выполнены индукционными. Они могут располагаться как в распределителе зажигания, так и непосредственно в блоке двигателя или картере сцепления. Диск синхронизации представляет собой зубчатое колесо с 58-ю равноудаленными (через 6°) впадинами.
На переднем конце КВ с помощью стяжного болта закреплен зубчатый диск. Для создания импульса синхронизации (опорного импульса) в нем удалено два зубца. Вырезанные зубцы строго соответствуют определенному положению КВ, которое является началом отсчета для определения углового положения КВ и реализации момента зажигания. При изготовлении двигателя достигается точная ориентация выреза на диске относительно кривошипа КВ, благодаря чему обеспечивается соответствие задаваемого блоком момента искрообразования фактическому положению поршня в цилиндре. Опорный импульс необходим для согласования работы ЭБУ с ВМТ поршней в первом и четвертом цилиндрах.
Отсчет номера зубца на диске синхронизации производится против часовой стрелки от площадки пропуска двух зубцов. При вращении диска синхронизации впадины вместе с КВ изменяют магнитный поток в магнитопроводе датчика, наводя импульсы напряжения переменного тока в его обмотке. Датчик установлен на крышке масляного насоса напротив диска синхронизации на шкиве привода генератора с правой стороны и снабжен гибким соединительным кабелем с трехконтактной вилкой.
Отметчик датчика положения распределительного вала, расположенный на звездочке распределительного вала привода выпускных клапанов, будет находиться ниже датчика его положения.
Датчик содержит индуктивную катушку 6 с постоянным магнитом 2 и сердечником 5, установленным на шкиве КВ двигателя. Принцип действия этого датчика также основан на изменении величины магнитного потока при прохождении зубьев или впадин диска синхронизации 9 вблизи сердечника 5 датчика. Изменение магнитного потока индуцирует в обмотке катушки 6 переменное
301
Системы впрыска бензиновых двигателей
напряжение, частота которого пропорциональна скорости вращения и числу зубцов или выступов в нем.
Напряжение может изменяться от 5 В на холостом ходу до 100 В при частоте вращения 5500 мин1. Для процессора характерен цифровой сигнал «Включено/Выключено». Переменное напряжение преобразуется в АЦП.
Переменное напряжение на выходе индуктивного датчика приведено на рис. 3.17, в. Кривые 12 представляют собой средние значения напряжения (70%), а кривая 13 - пиковое значение, соответствующее ВМТ.
Затем переменное напряжение с датчика передается в ЭБУ, который обрабатывает их совместно с другими сигналами датчиков и формирует параметры электрических импульсов для работы ЭМФ и катушек зажигания.
Интенсивность прохождения тока индукции в обмотке катушки датчика носит синусоидальный характер. Амплитуда тока зависит от частоты вращения диска, от зазора между зубцами и датчиком, от формы зубцов, магнитной характеристики датчика и способа его крепления.
При выходе из строя датчика положения КВ двигателя, зубчатого диска или его цепей прекращается работа системы зажигания и соответственно двигателя.
Исправность датчика можно проверить омметром. Сопротивление катушки датчика должно находиться в пределах 850-900 Ом. Нормальная его работа обеспечивается при зазоре между сердечником 5 датчика и зубцами 7 диска синхронизации h - 1±0,5 мм. По сигналам датчика ЭБУ синхронизирует момент зажигания с тактами двигателя.
3.3.	РЕЖИМЫ РАБОТЫ СИСТЕМ ВПРЫСКА ТОПЛИВА
Режим пуска двигателя. В системах распределенного впрыска топлива первых поколений отсутствовали подсистемы регулирования частоты вращения КВ на режиме холостого хода. Для компенсации потерь на трение при прогреве холодного двигателя использовали специальные дополнительные воздушные клапаны различной конструкции.
При пуске холодного двигателя сечение байпасного (обходного) канала, размещенного вокруг дроссельной заслонки, увеличивается по мере снижения температуры двигателя. После пуска холодного двигателя он работает на повышенной частоте враще
302
Гпава 3. Принцип и особенности работы
систем впрыска и их элементов
ния КВ, обеспечивающей компенсацию потерь на трение. На обмотку клапана после начала пуска подают напряжение, приводящее к постепенному уменьшению сечения канала, а затем к уменьшению частоты вращения КВ по мере прогрева двигателя.
Установку заданной частоты вращения КВ на режимах XX прогретого двигателя осуществляют регулировочным винтом, вращение которого позволяет изменять количество воздуха, поступающего в обход закрытой дроссельной заслонки. Такая регулировка не сопровождается изменениями состава смеси и содержанием СО и CmHn в ОГ. Измерение количества воздуха, проходящего через байпасный канал, осуществляют с помощью расходомера и по его сигналу адекватно изменяют количество впрыскиваемого топлива.
Современные системы впрыска топлива включают в себя подсистемы автоматического регулирования частоты вращения КВ на режиме XX. Система холостого хода (рис. 3.18) содержит впускной патрубок, снабженный дроссельной заслонкой 5, образующей додроссельное и задроссельное пространства 6. Она снабжена байпасным каналом 4 с размещенным в нем РХХ 3, связанным электрической цепью 2 с ЭБУ 1. Датчик 7 положения дроссельной заслонки сообщен электрической цепью 8 с ЭБУ 1. Управление исполнительными механизмами в системе XX осуществляют с помощью ЭБУ 1 по специальным алгоритмам, получаемым от сигналов группы датчиков. Для стабилизации частоты вращения КВ на режимах XX в ЭБУ поступает информация о положении дроссельной заслонки 5. Датчик 12 частоты вращения КВ связан электрической цепью 15 с ЭБУ 1. Диск синхронизации 14 двигателя снабжен впадинами 13, размещенными по его окружности.
Специальная пара контактов обеспечивает замыкание при посадке рычага дроссельной заслонки на упор-ограничитель или потенциометр. Датчик температуры охлаждающей жидкости 9 размещен в блоке двигателя 10 и через электрическую цепь 11 связан с ЭБУ 7.
ЭБУ снабжен вводом I включения кондиционера, сигналом II концевого датчика давления гидроусилителя рулевого управления, сигналом III положения рычага автоматической коробки передач и сигналом IV скорости автомобиля.
В подсистеме подачи дополнительного воздуха использован принцип изменения сечения байпасного воздушного канала. Регулирование осуществляют путем непосредственного воздействия на дроссельную заслонку. Основным входным параметром
303
Системы впрыска бензиновых двигателей
9
I II III IV
14
13
Рис. 3.18. Работа системы холостого хода
1 - электронный блок управления; 2 - электрическая цепь; 3 - регулятор дополнительного воздуха; 4 - байпасный канал; 5 - дроссельная заслонка; 6 - воздушный канал; 7 - датчик положения дроссельной заслонки; 8 - электрическая цепь; 9 - датчик температуры охлаждающей жидкости; 10 - блок цилиндров; 11 -электрическая цепь; 12 - датчик частоты вращения КВ; 13 - прорезь; 14 - диск; 15 - электрическая цепь; I-IV - датчики внешней среды
системы является частота вращения КВ и стабилизация режимов ее работы обеспечивается путем подачи в ЭБУ сигналов положения дроссельной заслонки. Для этой цели используют специальную пару контактов, замыкающуюся при посадке рычага дроссельной заслонки на упор-ограничитель либо потенциометр. Система регулирования обеспечивает автоматическое увеличение частоты вращения КВ после холодного пуска и уменьшение по мере прогрева двигателя, ее компенсацию и изменение при включении различных нагрузок.
Режим холостого хода обеспечивает поддержание низкого уровня токсичности ОГ при минимальном расходе топлива. В воздушном канале, выполненном параллельно каналу дроссельной
304
Гпава 3. Принцип и особенности работы
систем впрыска и их элементов
заслонки, установлен двухклапанный РХХ, обеспечивающий подвод дополнительного воздуха на режиме XX. Проходное сечение канала изменяется под воздействием клапанов регулятора с целью поддержания частоты вращения КВ на режиме холостого хода в заданных пределах. Один из клапанов срабатывает, когда температура охлаждающей жидкости ниже 50°С, т.е. при пуске холодно-। о двигателя, другой - во всем диапазоне температур охлаждающей жидкости.
Режимы частичных нагрузок. На режиме частичных нагрузок ЭБУ поддерживает стехиометрический состав смеси, низкий уровень вредных веществ в ОГ. ЭБУ быстро определяет уменьшение угла открытия дросселя и уменьшает количество подаваемого воздуха путем сокращения количества импульсов впрыскивания.
3.4.	ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ СИСТЕМ ВПРЫСКА ТОПЛИВА
В современных системах впрыскивания процесс дозирования топлива разделяется на две составляющие - базовое дозирование и его коррекция в зависимости от режима и условий работы двигателя.
Принципиальная схема функционирования импульсной системы впрыска приведена на рис. 3.19. В импульсной системе пода-
Рис. 3.19. Схема функционирования импульсной системы впрыскивания
/ - впускной клапан; 2 - топливо от ЭБН; 3 - цепь ЭБУ открытия ЭМФ; 4 -впускной трубопровод; 5 - винт; 6 - винт; 7 - регулятор дополнительного воздуха; 8 - напорная пластина; 9 - измеритель воздуха; 10 - датчики; 11-распределитель; 12- сигнал датчика частоты вращения КВ; 13 -ЭБУ; 14-с.игнал объема всасываемого воздуха; 75-датчик; 76-заслонка; 77-полость измерителя; 18 - дроссельная заслонка; 79 - впускной трубопровод; 20 - датчик температуры
305
Системы впрыска бензиновых двигателей
306
Глава 3. Принцип и особенности работы
систем впрыска и их элементов
на топлива обеспечивается с помощью электронного блока управления 13, обеспечивающего необходимые интервалы открытия форсунок.
Поступление воздушного потока в двигатель регулируется дроссельной заслонкой 18, а его измерение - расходомером воздуха. Под действием воздушного потока напорная пластина 8 поворачивается, причем угол ее поворота соответствует определенному расходу воздуха. На оси пластины установлена вторая плас-1ина (заслонка 16), размещенная с малым зазором в полости 17 измерителя. Заслонка 16 представляет собой демпфер, ограничивающий колебания напорной пластины. На оси снаружи корпуса измерителя воздуха установлен потенциометр, включенный в электрические управляющие цепи ЭБУ 13.
Принципиальная схема действия механической и электронной системы впрыска топлива «К-Jetronic» и «КЕ-Jetronic» приведена на рис. 3.20. Система «К-Jetronic» работает следующим образом. Топливо из бака 16 поступает к топливному насосу и через нако-
Рис. 3.20. Принципиальная схема действия механической и электронной систем впрыскивания топлива
а - система «К-Jetronic»: 1 - форсунка впрыскивания; 2 - впускной трубопровод; 3 - клапан добавочного воздуха; 4 - дроссельная заслонка; 5 -воздушный канал; 6 - нагнетательный трубопровод; 7 - дозатор-распределитель; 8, 9, 10, 22, 23 - нагнетательные трубопроводы; 11 - нагнетающая магистраль пусковой форсунки; 12 - нагнетающая магистраль; 13 -регулировочный винт холостого хода; 14 - магистраль слива топлива в бак; 15 - канал толчкового клапана; 16 - топливный бак; 17 - топливный фильтр; 18 - накопитель топлива; 19 - топливный насос; 20 - трубопровод высокого давления; 21 - регулятор управляющего давления; 24 - расходомер воздуха; 25 - трубопровод; 26 - регулировочный винт; 27 - пусковая форсунка; 28 - соединительный трубопровод; 29 - терморезистор
б - система «КЕ-Jetronic»: 1 - впускной трубопровод; 2 - Х-зонд; 3 - распределитель; 4 - рабочая форсунка; 5 - пусковая форсунка; 6 - регулировочный винт; 7 - датчик положения дроссельной заслонки; 8 - блок управления; 9 - регулятор-распределитель топлива; 10 - регулятор давления; 11 - трубопровод; 12 - потенциометр напорного диска; 13 - регулятор давления; 14 - трубопровод; 75 - трубопровод 76 - расходомер воздуха; 17 - трубопровод; 18 - входной патрубок; 19 - регулятор холостого хода; 20 - фильтр тонкой очистки топлива 27 - аккумулятор давления; 22 - воздушный ресивер; 23 - топливный бак; 24 - трубопровод подачи топлива; 25 - топливный насос; 26 - датчик температуры двигателя;
27 - термореле
307
Системы впрыска бензиновых двигателей
питель топлива, топливный фильтр 17 поступает к камерам регулятора подачи топлива к плунжеру. Число камер в распределителе соответствует числу цилиндров двигателя. Из полости плунжера топливо поступает к редукционному клапану, поддерживающему в системе постоянное давление 550 кПа.
В ВТ топливо подается ЭМФ 1, давление открытия которой составляет 450 кПа. Дозирование топлива осуществляется изменением прямоугольных щелей, перекрываемых кромкой плунжера. Перепад давления на дозирующем сечении поддерживается постоянным за счет действия диафрагменных дифференциальных клапанов, установленных в камерах. Плунжер связан с измерителем расхода воздуха и зависимость расхода топлива от хода плунжера имеет практически линейный характер.
Расход воздуха регулируется дроссельной заслонкой. В конической горловине впускной системы находится напорный диск, размещенный на качающемся рычаге. При работе двигателя на диск расходомера 24 действует перепад давления, создаваемый течением поступающего воздуха. Качающийся рычаг воздействует на плунжер и обеспечивает дозирование топлива. Для запуска холодного двигателя используется пусковая форсунка 27, питаемая топливом из полости дифференциального клапана.
Особенность работы системы «КЕ-Jetronic» обусловлена наличием электронных средств регулирования подачи топлива и воздуха. Для обогащения горючей смеси на режиме прогрева в перепускной клапан введена биметаллическая пластина. При холодном двигателе она воздействует на пружину клапана, обеспечивая над ним снижение давления, и плунжер поднимается выше, увеличивая подачу топлива к форсункам 4.
Пуск и прогрев двигателя на режимах холостого хода осуществляется с помощью пусковой форсунки 5 по сигналам термического временного реле 27. По мере прогрева двигателя его питание осуществляют через основную систему. При этом пусковая форсунка 5, термическое реле 27 и регулятор холостого хода 19 в работе не участвуют.
Базовое дозирование топлива осуществляется следующим образом. Воздух, поступающий в цилиндры двигателя, проходит через воздушный фильтр и расходомер воздуха. Рычаг воздействует на плунжер, перемещающийся внутри специального цилиндра с радиально расположенными дозирующими отверстиями, вы
308
Глава 3. Принцип и особенности работы
систем впрыска и их элементов
полненными в виде щелей, благодаря чему и обеспечивается подача топлива.
Принципиальная схема работы системы «Mono-Motronic» приведена на рис. 3.21. Управление работой двигателя осуществляется исполнительными устройствами по программе, заложенной в блоке управления, с учетом информации, полученной от различных датчиков. Система управления двигателем содержит исполнительные устройства, информационные механизмы и подсистему обработки данных.
В зависимости от типа ЭБУ форсунки могут включаться попарно, при этом пары форсунок включаются попеременно через каждые 180° поворота КВ (попеременное синхронное двойное впрыскивание) или последовательно (последовательное впрыскивание).
Рис. 3.21. Принципиальная схема работы системы «Mono-Motronic»
1 - Х-зонд; 2 - катушка зажигания; 3 - распределитель бесконтактного электронного зажигания; 4 - упор; 5 - потенциометр; 6 - регулятор холостого хода; 7 - диффузор с датчиком температуры; 8 - электромагнитная форсунка; 9 - регулятор давления топлива; 10 - возвратный топливный клапан; 11 - топливный фильтр; 12 - емкость с активированным углем; 13 - трубопровод; 14 - трубопровод возврата топлива; 15 - электрический топливный насос; 16 -топливный бак; 17- электронный блок управления; 18 - разъем для диагностики; 19 - датчик положения дроссельной заслонки; 20- подогрев горючей смести; 21 - датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя; 22 - датчик частоты вращения КВ двигателя; 23 - зубчатый венец
309
310
Рис. 3.22. Двухтопливная система питания двигателей «Лада-110, -112» с электронным управлением
1 - воздушный фильтр; 2 - фильтрующий элемент; 3 - ДМРВ; 4 - шланг; 5 - выходной патрубок; 6 - корпус дроссельной заслонки; 7 - дроссельная заслонка; 8 - трубопровод; 9 - полость охлаждающей жидкости; 10 -датчик положения дроссельной заслонки; 11 - входной патрубок; 12 - всасывающий патрубок; 13 - стабилизатор давления; 14 - трубопровод; 15 - фильтр; 16 - трубопровод; 17 - обратная линия слива; 18 - топливный бак; 19 - электрический насос; 20 - трубопровод; 21 - сепаратор; 22 - предохранительный клапан; 23 - соединительный трубопровод; 24 - гравитационный клапан; 25 - трубопровод; 26 - двухходовой клапан; 27 - трубопровод; 28 - клапан; 29 - адсорбер; 30 - контрольная лампа «Check Engine»; 31 - диагностический разъем; 32 -
Системы впрыска бензиновых двигателей
Глава 3. Принцип и особенности работы
систем впрыска и их элементов
В системе зажигания применен метод холостой искры. Высоковольтные импульсы подаются на соответствующую пару свечей зажигания первого и четвертого (1-4) или второго и третьего (2-3) цилиндров. Искрообразование происходит одновременно в цилиндре, находящемся на такте сжатия (рабочая искра), и в цилиндре, находящемся на такте выпуска (холостая искра). На искрообразование в цилиндре, находящемся на такте выпуска, требуется небольшое количество энергии. Большая часть энергии используется в цилиндре, находящемся на такте сжатия, что обеспечивает нормальное искрообразование и хорошее воспламенение топливовоздушной смеси. Аналогичный процесс повторяется, когда цилиндры меняются ролями. Воспламенение происходит в цилиндре, в котором происходит такт сжатия. При закрытом положении дроссельной заслонки работу двигателя на холостом ходу обеспечивает регулятор XX, поддерживающий минимальную частоту вращения КВ.
Комплексная микропроцессорная система управления двигателем формирует импульс электрического тока в первичных обмотках двухвыводных катушек зажигания и обмотках ЭМФ. При этом автоматически оптимизируются угол опережения зажигания, количество и момент подачи топлива в зависимости от режима работы двигателя. Каждая катушка подключена к двум свечам. Схема подключения - 1-4 и 2-3 цилиндры.
Система питания автомобилей «Лада-110» (рис. 3.22) снабжена электронной системой распределенного впрыска топлива, обеспечивающей подачу топли
311
Системы впрыска бензиновых двигателей
ва для каждого цилиндра, впрыскиваемого отдельной форсункой 45.
Система подачи топлива автомобилей ВАЗ состоит из топливного бака 18, электрического насоса 19, с помощью которого производится подача топлива к форсункам 45, фильтра 15 и стабилизатора давления 13.
Электрический бензонасос 19 подает топливо из топливного бака 18 через подающий топливопровод 16 и топливный фильтр 15 к направляющей топливной форсунке 45 при постоянном давлении, которое поддерживается стабилизатором давления 13. Избыток бензина возвращается в топливный бак 18 по обратной линии 17 топливопровода. ЭБУ 37 выдает команду форсункам 45 на впрыскивание топлива в виде факела 51 во всасывающий патрубок 53 и управляет параметрами впрыскивания в зависимости от режима работы двигателя и нагрузки, поддерживая оптимальное соотношение топливовоздушной смеси. Электробензонасос 19 электрической цепью сообщен с реле 36.
Регулятор 56 холостого хода через каналы сообщен с до-дроссельным 57 и задроссельным 55 пространством и электрической цепью с ЭБУ 37.
Свеча 43 зажигания через модуль зажигания сообщена с блоком управления 37. Воздух поступает во всасывающий патрубок 12 из воздушного фильтра 1 через фильтрующий элемент 2 и шланг 4, корпус дроссельной заслонки 7 и камеру повышенного давления. Количество поступающего воздуха определяется датчиком массового расхода воздуха 3 и регулируется дроссельной заслонкой 7 с помощью педали управления дросселем. ЭБУ 37 постоянно контролирует положение дроссельной заслонки и интенсивность ее перемещения с помощью датчика 10, смонтированного на конце оси дроссельной заслонки 7.
При прокручивании КВ двигателя со скоростью менее минимальной ЭБУ 37 увеличивает длительность впрыскивания, обогащая топливовоздушную смесь. При этом педаль управления дросселем нажимать не следует.
После запуска двигателя параметры впрыскивания топлива определяют по датчику массового расхода воздуха 3 и датчику температуры охлаждающей жидкости 41.
Минимальную скорость холостого хода прогретого двигателя регулируют пневматическим клапаном 56 холостого хода по команде ЭБУ 37. В зависимости от нагрузки (кондиционер, обо
312
Глава 3. Принцип и особенности работы
систем впрыска и их элементов
греватель, антиобледенитель заднего стекла в положении «Включено» или «Выключено») количество воздуха, поступающего через перепускной воздухопровод вокруг дроссельной заслонки, регулируется срабатыванием клапана, приводимого в действие шаговым электромотором. Корпус 6 дроссельной заслонки имеет полость 9 охлаждающей жидкости для нагрева перепускного воздухопровода холостого хода. Охлаждающую жидкость подводят через входной 11, а удаляют через выходной 5 патрубок по шлангу.
Электронный блок управления 37 прекращает управление пневматическим клапаном холостого хода при поступлении входного сигнала скорости от датчика скорости 38, смонтированного на коробке передач 39.
На автомобиле с прогретым двигателем ЭБУ регулирует параметры впрыскивания топлива, руководствуясь частотой вращения КВ двигателя, входными сигналами датчика массового расхода воздуха 3 и датчика кислорода 48, смонтированных на выхлопном трубопроводе 47 с теплоизолирующим экраном 52 системы нейтрализации ОГ 49. Выключатель зажигания 34 сообщен с главным реле 35.
ЭБУ содержит набор датчиков, исполнительных механизмов и связующее звено. Он получает отдатчиков информацию о состоянии двигателя, обрабатывает ее и выдает команды исполнительным устройствам. Блок обрабатывает десять программ, заложенных при его изготовлении. В дальнейшем ЭБУ в нужный момент подает топливо и обеспечивает его воспламенение при любом режиме работы двигателя.
Диагностический разъем 31 обеспечивает подключение системы управления к средствам диагностики. Блок управления 37 расположен под консолью панели приборов и является управляющим центром системы впрыска топлива. Он непрерывно обрабатывает информацию от различных датчиков и управляет системами, влияющими на токсичность ОГ и на эксплуатационные показатели автомобиля. В ЭБУ от датчика 46 и диска 40 поступает следующая информация: о положении и частоте вращения коленчатого вала; массовом расходе воздуха двигателем; температуре воздуха 54 и охлаждающей жидкости 41; положении дроссельной заслонки 7; содержании кислорода в ОГ (в системе с обратной связью 48); наличии детонации от датчика 50 в двигателе; напряжении в бор-ювой сети автомобиля; скорости автомобиля; положении 44 распределительного вала (в системе с последовательным распреде
313
Системы впрыска бензиновых двигателей
ленным впрыском топлива); запросе на включение кондиционера (если он установлен на автомобиле).
Блок управления включает выходные цепи (форсунки, различные реле и т.д.) путем замыкания их на «массу» через свои выходные транзисторы. Единственным исключением является цепь реле топливного насоса. Только на обмотку этого реле ЭБУ подает напряжение 12 В.
ЭБУ снабжен встроенной системой диагностики. Он обеспечивает распознавание различных дефектов в работе системы, предупреждая о них водителя через контрольную лампу 33 «Check Engine». Блок управления хранит диагностические коды, указывающие области неисправности, обеспечивая помощь специалистам при проведении ремонта.
Двигатель ВАЗ-2112 снабжен системой фазированного впрыска топлива. В этом случае дополнительно устанавливают датчик фаз, определяющий момент конца такта сжатия в первом цилиндре, а топливо подается форсунками 45 по цилиндрам в последовательности, соответствующей порядку зажигания в цилиндрах (1-3-4-2).
При увеличении частоты вращения КВ двигателя ЭБУ 37 быстро изменяет положение дроссельной заслонки 7, обеспечивая дополнительное поступление топлива. При уменьшении скорости дроссельная заслонка 7 закрывается, поступление топлива уменьшается, а затем на некоторое время прекращается совсем. ЭБУ 37 прекращает подачу топлива в том случае, если двигатель развивает максимально возможное число оборотов, а также при достижении автомобилем предельно допустимой скорости.
При возникновении неисправности в системе питания на приборном щитке автомобиля загорается сигнальная лампа «Проверить двигатель». Подобное состояние не означает немедленной остановки двигателя, так как ЭБУ 37 обладает дублирующей системой, позволяющей двигателю работать в почти нормальном режиме. При первой же возможности причина загорания сигнальной лампы должна быть установлена на станции технического обслуживания.
Выключатель зажигания сообщен с аккумуляторной батареей 32 и главным реле 35. Система содержит адсорбер 29 с клапаном 28 продувки адсорбера, сообщенным через трубопровод 14 с трубопроводом 12, двухходовой клапан 26, сообщенный через трубопровод 27 с адсорбером 29, и гравитационный клапан 24, со
314
Глава 3. Принцип и особенности работы
систем впрыска и ихэлементов
общенный через трубопровод 23 с предохранительным клапаном 22. Сепаратор 21 через трубопровод 20 сообщен с топливным баком 18.
Газовая система питания включает в себя газовый баллон 58 с мультиклапаном 59, электромагнитный газовый клапан 64 с фильтром 63, сообщенный через трубопровод 60 с газовым баллоном 58 и через короткий трубопровод 62 с газовым редуктором 69, и тазовый смеситель 67, сообщенный с газовым редуктором 69 и впускным трактом двигателя. Газовый редуктор снабжен электромагнитным пусковым клапаном 68, регулировочным винтом 66 холостого хода, трубопроводом подвода 65 и отвода 61 подогревающей жидкости из системы охлаждения двигателя.
Принципиальная электрическая схема двухтопливного двигателя с электронным управлением содержит электронный блок управления, эмулятор работы форсунок, сообщенный с блоком форсунок и через переключатель с блоком управления, ЭБН, сообщенный через переключатель с блоком управления, электромагнитный газовый клапан, сообщенный с переключателем, катушка зажигания сообщена с блоком управления и переключателем, который в свою очередь связан с аккумуляторной батарей, блоком управления, выключателем зажигания и аккумуляторной батареей.
Особенность перевода автомобилей с впрыскиванием бензина для работы на газовом топливе в отключении форсунок и бензонасоса автомобиля. Электрическая схема (рис. 3.23) содержит бензиновый 1 и газовый 9 клапаны, связанные электрической цепью с клавишей 3 вида топлива, снабженной контактами 2, 4.
Реле 5 электрического бензинового насоса отключают по приведенной схеме и ставят дополнительное реле для отключения газового клапана. Двухконтактное реле 5 рассчитано на силу тока не менее 20 А и напряжение 12 В. В схеме используются обе пары контактов - 7 и 8. Контакты 7 являются постоянно замкнутыми (при отключенной управляющей обмотке всегда замкнуты). Контакты 8 постоянно разомкнуты (при отключенной управляющей обмотке всегда разомкнуты). При замыкании контактов 2 и 4 включается реле 5, и как следствие, разрывается цепь управляющей обмотки реле между штатной клеммой «85» и «массой» (на схеме обозначено крестом), а также замыкается обмотка газового клапана.
Недостатком такого способа подключения является факт включения лампы «Check Engine», сигнализирующей о введенной неисправности. Для решения этой проблемы требуется специальный электронный блок для эмуляции работы форсунок.
315
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 3.23. Электрическая схема отключения форсунок и электробенэонасоса автомобиля с электронным управлением
1 - клапан бензина; 2 - контакт; 3 - клавиша; 4 - контакт; 5 - реле К1; 6 -предохранитель; 7 - контакт К1.1; 8 - контакт К1.2; 9 - клапан газа; 10 -разрыв; 11 - цепь «85»; 12 - батарея 12 В
Система управления предназначена для перевода инжекторных автомобилей на ГСН и состоит из переключателя «Газ/Бензин» и имитатора (эмулятора) работы форсунок (рис. 3.24).
Входной сигнал поступает на усилитель. Усиленный сигнал измеряется тахометром и сравнивается одним и другим компараторами, питаемыми параметрическим стабилизатором. Усилители У1 и У2 непосредственно управляют клапанами газа и бензина.
Рис. 3.24. Функциональная схема переключателя «Гаэ/Бензин»
316
Глава 3. Принцип и особенности работы систем впрыска и их элементов
Рис. 3.25. Принципиальная схема переключателя «Газ/Бензин»
1-4 - компаратор; 5 - переключатель; 6 - электрическая цепь клапана газа; 7 - электрическая цепь клапана бензина или реле отключения бензинового насоса; 8 - усилитель; 9 - усилитель; 10 - электрическая цепь питания
317
Системы впрыска бензиновых двигателей
Принципиальная схема переключателя «Газ/Бензин» представлена на рис. 3.25. Усиленный и нормированный сигнал, снимаемый с операционного усилителя (ОУ) DA1.1, измеряется тахометром, собранным на ОУ DA1.2. Компаратор DA1.3 управляет усилителем У1 (клапан газа), а компаратор DA1.4 - усилителем У2 (клапан бензина).
Схема работает в соответствии с алгоритмом, представленным на рис. 3.26. Переключатель S1 «Вид топлива» имеет два положения - «Газ» и «Бензин». В положении «Бензин» клапан газа
Рис. 3.26. Алгоритм работы переключателя «Газ/Бензин»
318
Глава 3. Принцип и особенности работы
систем впрыска и их элементов
закрыт, а клапан бензина открыт, при этом вывод 6 DA1 через переключатель замнут на «землю». В положении «Газ» переключатель S1 разомкнут.
В нейтральном положении переключателя клапаны 5 и 6 обесточены. В положении «Газ», если зажигание 4 выключено, то газовый 7 и бензиновый 8 клапаны обесточены, т.е. закрыты (положение 12 и 13). Если зажигание включено (положение 16) и двигатель работает на частоте вращения ниже 2500 мин’1 (порог срабатывания регулируется потенциометром R10), то клапан 21 подачи газа закрыт (положение 25), а клапан 22 бензина открыт (положение 26), обеспечивая работу двигателя на бензине. Если произошло однократное повышение оборотов выше 2500 мин’1, то клапан 20 бензина закрывается (положение 24), а клапан 19 газа открывается (положение 23) и автомобиль в дальнейшем движется на газовом топливе. Потом цикл повторяется.
В положении «Бензин», если зажигание 10 включено, то газовый клапан 5 обесточен, т.е. закрыт (положение 9). При включенном зажигании и открытом клапане бензина (положение 14) двигатель работает на бензине. При выключенном зажигании (положение 11) клапан бензина 6 закрыт.
Схема подключения переключателя «Газ/Бензин» для автомобилей семейства ВАЗ с блоком управления «М 1.5.4», «Январь» (Россия), Bosch (ФРГ), GM (США) представлена на рис. 3.27. Система снабжена дополнительным реле 76 отключения бензинового насоса (К1) с подвижными контактами. Реле электрической цепью 74 сообщено с клеммой 30 реле электробензонасоса, а цепью 75 - с электробензонасосом.
Переключатель «Газ/Бензин» сообщен электрической цепью «+» с модулем зажигания 3, цепью - с дополнительным реле, и обратной электрической цепью 78 - с модулем зажигания. Переключатель подключен к газовому клапану 17 и дополнительному реле 16 отключения бензонасоса и снимает входной сигнал с электронного блока (управление зажиганием - контакт 20 vinv\ 1 на разъеме ЭБУ). Реле 16 отключения бензонасоса подключают в разрыв силового провода управления бензонасосом через электрическую цепь 74 и 75.
На выход переключателя «Клапан бензина» подключается дополнительное реле отключения бензонасоса. Схема включения эмулятора форсунок в систему управления двигателя ЗМЗ-4062.10 осуществляется совместно с переключателем «Вид
319
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 3.27. Схема подключения переключателя «Газ/Бензин» для автомобилей семейства ВАЗ с блоком управления фирм «Январь», «М 1.5.4», Bosch и GM
1 - переключатель «Газ/Бензин»; 2 - свечи зажигания; 3 - модуль зажигания; 4 - электрическая цепь к выключателю зажигания; 5 - входной сигнал положения дроссельной заслонки; 6 - входной сигнал температуры охлаждающей жидкости; 7 - электронный блок управления; 8 - входной сигнал от датчика температуры охлаждающей жидкости; 9 - входной сигнал от датчика положения дроссельной заслонки; 10 - сигнал от системы управления зажигания свечей 1 и 4; 11 - входной сигнал от системы управления зажигания свечей 2 и 3; 12 - входной сигнал датчика положения КВ высокого уровня; 13 - входной сигнал датчика положения КВ низкого уровня; 14 - электрический сигнал на клемму 30 реле электробензонасоса; 15 - электрический сигнал к электробензонасосу; 16 - дополнительное реле К-1 отключения бензонасоса; 17- газовый клапан; 18 -электрическая цепь подключения переключателя «Газ/Бензин»
топлива». Реле К1 (дополнительное) включается в силовую цепь управления бензонасосом, что позволяет получить задержку отключения подачи газа на 3 с, когда двигатель не запущен, но зажигание включено, а также избежать отключения штатного реле электрического бензонасоса, ведущее к коду неисправности «Обрыв в цепи бензонасоса».
При переводе инжекторных автомобилей ВАЗ для работы на газом топливе необходимо устанавливать эмулятор ЭМФ. Это касается автомобилей, оборудованных ЭБУ фирмы GM, где без
320
Глава 3. Принцип и особенности работы
систем впрыска и их элементов
установки эмулятора форсунок в течение 15-20 ч будет гореть сигнальная лампа «Check Engine». Затем сигнал вносится автоматически в постоянную ошибку и контрольная лампа гаснет (на работу двигателя это не влияет).
Принципиальная схема эмулятора приведена на рис. 3.28.
Схема подключения эмулятора форсунок приведена на рис. 3.29. Эмулятор форсунок включается в разрыв цепи управле-
Рис. 3.28. Принципиальная схема эмулятора форсунок
1-4, 6 - электрическая цепь; 5 - табличка; 7-9 - электрическая цепь; 10 -блок; 11 - электропитание; 12 - катушка
Рис. 3.29. Схема подключения эмулятора форсунок в систему управления
1-4 - электрическая цепь к форсункам; 5 - цепь к блоку управления или клавише переключения «Газ/Бензин»; 6 -«масса»; 7 - цепь на «+» питания форсунок; 8-11 - электрическая цепь к ЭБУ; 12 - эмулятор форсунок
321
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 3.30. Схема подключения эмулятора в разрыв цепи управления форсунками
1 - электробензонасос с датчиком уровня топлива; 2 - электрическая цепь для подключения к указателю уровня топлива; 3 - диагностический разъем; 4 - электрические свечи; 5 - модуль зажигания; 6 - электрическая цепь к выключателю зажигания; 7 - цепь к датчику температуры охлаждающей жидкости; 8 - цепь к датчику положения дроссельной заслонки; 9 - электронный блок управления; 10 - входной сигнал датчика температуры охлаждающей жидкости; 11 - входной сигнал датчика положения дроссельной заслонки; 12 - входной сигнал управления зажиганием «1 и 4»; 73 - входной сигнал управления зажиганием «2 и 3»; 14 - входной сигнал датчика положения КВ высокого уровня; 75 - входной сигнал датчика положения КВ низкого уровня; 16 - сигнал управления форсунками «1 и 4»; 17 - сигнал управления форсунками «2 и 3»; 18 - соединитель жгута форсунок; 19 - датчик положения КВ двигателя; 20 - электрическая цепь датчика положения КВ; 27 ~ электрическая цепь к главному реле; 22 - электрическая цепь к реле электробензонасоса; 23 - входной сигнал переключателя «Газ/Бензин»
322
Гпааа 3. Принцип и особенности работы
систем впрыска и их элементов
ния форсунками и замкнут через переключатель «Газ/Бензин», т.е. реле эмулятора должно быть запитано при открытом газовом клапане. На автомобиле вместо электронного переключателя может быть установлена обычная клавиша на два рабочих положения.
Подключение эмулятора в разрыв цепи управления форсунками приведено на рис. 3.30. Система содержит электробензонасос 1 с датчиком уровня топлива, сообщенным через электрическую цепь 2 с указателем уровня топлива, а электрической цепью 22 - с реле электробензонасоса и диагностическим разъемом 3. Электрические свечи 4 сообщены с модулем 5 зажигания и электрической цепью с выключателем зажигания 6. Отдатчика температуры охлаждающей жидкости на ЭБУ 9 через контакт 10, электрическую цепь 7 поступает электрический сигнал, а через цепь 8 сигнал подается к датчику положения дроссельной заслонки.
3.5. ЭЛЕКТРОННЫЙ БЛОК УПРАВЛЕНИЯ
Различают несколько режимов работы блока управления.
В рабочем режиме (при включенном зажигании и неработающем двигателе) контрольная лампа вспыхивает и гаснет. Если система самодиагностики не выявила неисправностей в электрических цепях системы управления, то лампа не горит. Горящая лампа в рабочем режиме сигнализирует о наличии неисправности (неисправностей), определенной системой самодиагностики блока управления.
Режим вывода диагностической информации. Замыкание контактов 12 диагностического разъема между собой определяет режим вывода диагностической информации. В данном режиме различают режим отображения кодов неисправностей (при включенном зажигании и неработающем двигателе) и режим отображения состава рабочей смеси по кислородному датчику (при включенном зажигании и работающем двигателе).
В режиме отображения кодов неисправностей контрольная лампа отображает коды неисправностей, зафиксированные и сохраненные в памяти электронного блока управления. В режиме отображения состава рабочей смеси по кислородному датчику (при наличии в комплектации) контрольная лампа горит, если по датчику определена обогащенная смесь, и не горит, если определена обедненная смесь. При нормальной работе системы регулирования топливоподачи по датчику кислорода контрольная лампа
323
Системы впрыска бензиновых двигателей
«Включено/Выключено» загорается один раз в секунду. Если комплектация двигателя выполнена без датчика кислорода, то лампа «Check Engine» работает только в режиме отображения кодов неисправностей.
Режим работы с диагностическим оборудованием. Для диагностирования параметров системы управления двигателем необходимо использовать специальный диагностический тестер ДСТ-2 (производства Поволжского отделения Инженерной Академии РФ г.Самара) и соответствующий картридж с программой диагностики. Работа с диагностическим тестером изложена в руководстве пользователя, прилагаемом к картриджу, и зависит от применимости данного картриджа к конкретному типу блока управления.
ЭБУ включает топливные форсунки одновременно через каждые 360° поворота КВ. Подаваемый на форсунку управляющий сигнал открывает нормально закрытый клапан ЭМФ, подавая во впускной канал конический факел топлива под давлением.
При включении зажигания ЭБУ включает реле ЭБН, который создает давление в магистрали подачи топлива к топливной рампе ЭМФ. Блок управления проверяет сигнал от ДТОЖ и определяет правильный состав горючей смеси для пуска.
Блок управления обеспечивает необходимое обогащение смеси при пуске, прогреве двигателя, его работе на режимах холостого хода, разгоне и полной нагрузке. ЭБУ контролирует частоту вращения КВ на режиме XX, ЭБН контрольной лампой диагностики двигателя «Check Engine», расположенной на панели приборов. ЭБУ имеет цепь самодиагностики и диагностики элементов систем впрыскивания, с ее помощью он определяет наличие неисправностей, информирует о них водителя посредством лампы «Check Engine» и сохраняет в памяти коды неисправностей.
ЭБУ обрабатывает информацию о часовом расходе воздуха, поступающую отдатчика в виде напряжения, обратно пропорционального этому расходу, и формирует импульс, пропорциональный цикловому расходу воздуха. Для синхронизации работы аппаратуры с работой двигателя используют импульсы, снимаемые с системы зажигания. Период следования импульсов жестко связан с частотой вращения КВ двигателя.
Блок управления непрерывно корректирует выходные данные по изменяющимся сигналам. Он обеспечивает оптимальную подачу топлива и оптимальный угол опережения зажигания для каждого режима и условий работы двигателя. В случае выхода из
324
Глава 3. Принцип и особенности работы
систем впрыска и их элементов
строя некоторых датчиков или их цепей ЭБУ переходит на резервный режим работы, используя данные, заложенные в памяти, при этом загорается контрольная лампа. Однако работа в резервном режиме ухудшает приемистость, токсичность ОГ и увеличивает расход топлива.
Работа ЭБУ в резервном режиме позволяет эксплуатировать автомобиль до проведения квалифицированных ремонтных работ.
В большинстве ЭБУ длительность управляющих импульсов на этом режиме рассчитывается по отдельной ветви программы. Эта длительность зависит только от сопротивления ДТОЖ и датчика температуры всасываемого воздуха (с понижением температуры она увеличивается), а также от числа оборотов, сделанных КВ двигателя после начала прокрутки стартером.
Датчик температуры двигателя измеряет температуру охлаждающей жидкости и посылает в ЭБУ соответствующий сигнал, используемый для коррекции количества топлива, рассчитанного в соответствии с текущим режимом двигателя. Чем ниже его температура, тем больше обогащается смесь. При низкой температуре значительная часть топлива конденсируется на стенках ВТ по пути к цилиндрам. Датчик температуры поступающего воздуха посылает в ЭБУ сигнал, соответствующий температуре воздуха на входе в ВТ. Обогащение смеси холодного двигателя обеспечивает регулятор управляющего давления.
Блок управления преобразует импульсы частоты вращения КВ в сигнал напряжения и сравнивает его с напряжением, соответствующим заданной частоте вращения КВ. Из разности напряжений ЭБУ формирует управляющий сигнал и подает его на датчик частоты вращения КВ на холостом ходу. Через обмотку катушки протекает пульсирующий ток, который создает на поворотном якоре поворачивающий момент, противодействующий силе возвратной пружины. В зависимости от силы тока устанавливается определенное открытие проходного сечения. В обесточенном состоянии поворотная заслонка прижимается возвратной пружиной к регулируемому упору и открывает аварийное проходное сечение. При максимальном отклонении заслонки проходное сечение полностью открыто. ЭБУ по сигналам с датчика распознает конечные положения дроссельной заслонки. Когда дроссельная заслонка закрыта, то горючая смесь обогащается на режиме XX. На режиме ПХХ подача топлива прекращается, а при переходе на АХХ - подача топлива возобновляется.
325
Системы впрыска бензиновых двигателей
Сигналы датчиков поступают на входы АЦП, преобразующих напряжения датчиков в цифровые коды, с которыми работает ЭБУ. Когда ЭБУ получает код угла положения дроссельной заслонки, он считывает из памяти данных значение расхода воздуха, соответствующее этому коду. Затем расход воздуха корректируется в соответствии с сигналом датчика температуры всасываемого воздуха. На основании полученного значения из памяти данных выбирается величина расхода топлива с учетом режима работы двигателя (пуск, прогрев, разгон и т.д.). Она корректируется в зависимости от температуры двигателя. По полученному значению рассчитывается выходной сигнал ЭБУ. Для этого из памяти считываются время открытия ЭМФ, а затем продолжительность открытого состояния ЭМФ для полученного ранее количества топлива и время закрытия ЭМФ. Сумма этих трех величин дает длительность командного импульса. Если требуется обогатить горючую смесь, ЭМФ открывается на более длительное время, если обеднить - на более короткое. Импульсы выдаются на ЭМФ с частотой образования искры в системе зажигания.
Блоки управления для двигателей даже одинакового рабочего объема не взаимозаменяемы. В случае такой замены двигатель может начать работать, но плохо (состав смеси будет неоптимальный). У автомобилей одной марки, но предназначенных для работы в северных или южных районах, ЭБУ имеют разные данные в памяти. Это относится и к системам впрыскивания всех типов.
3.6. КОНТРОЛЬНАЯ ЛАМПА «CHECK ENGINE»
Контрольная лампа сигнализирует о появлении неисправности и необходимости проведения техобслуживания в возможно короткий срок. Включение лампы не означает, что двигатель необходимо немедленно заглушить, а лишь свидетельствует о необходимости установления причины ее включения.
Режим диагностического отображения представлен лампой 30 (см. рис. 3.22). Зажигание включено, двигатель не работает, контакт В диагностической колодки сообщен с контактом А и соединен с «массой». Контрольная лампа «Check Engine» выдает код 12, указывая на работоспособность системы самодиагностирования ЭБУ. При наличии кодов неисправностей они будут выдаваться после трехкратной выдачи кода 12.
При включении зажигания контрольная лампа загорается на 0,6 с, а затем гаснет, свидетельствуя об исправности системы
326
диагностирования. Если лампа продолжает гореть, то это означает, что система обнаружила неисправность.
Если неисправность исчезает, то через несколько секунд лампа выключается. Однако диагностический код сохраняется в памяти ЭБУ. Когда лампа продолжает гореть при работающем двигателе или если признаком неисправности является ухудшение ездовых качеств или токсичности ОГ, то необходимо проверить диагностическую цепь.
Такая проверка позволяет выявить неисправности, которые не могут быть выявлены при выполнении других операций диагностирования в неправильной последовательности.
В случае непостоянной неисправности лампа «Check Engine» включается на время более 10 с, а затем выключается. При этом код сохраняется в памяти ЭБУ до отключения его от аккумуляторной батареи.
ГЛАВА 4. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ СОВРЕМЕННЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
4.1.	ТОКСИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ СОВРЕМЕННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Присоединение России к международным экологическим программам «Евро-1»-«Евро-4» требует создания транспортного двигателя нового поколения.
Сохранение высоких энергетических и топливно-экономических показателей ДВС при одновременном обеспечении необходимого уровня экологических требований к ним представляет собой одну из наиболее важных проблем современного двигате-лестроения.
В странах ЕЭС нормы на выброс СО, CmHn и NOX для автомобилей с полной массой до 3500 кг установлены едиными и не зависят от рабочего объема двигателя. Испытания АТС проводят по Правилам 83 (тип 1). Нормы на выброс СО и CmHn+NOx, а также содержание твердых частиц приведены в табл. 4.1.
Внешние скоростные характеристики двигателей ЗМЗ с распределенной системой впрыска приведены на рис. 4.1. Кривые 1, Зиб относятся к двигателю 3M3-4063.10, кривые 2, 4 и 5 - к двигателю ЗМЗ-4026.10.
Таблица 4.1
Содержание ВВ в ОГ автомобильных двигателей
Тип стандарта	ГОД введения	Тип двигателя	Норма выброса вредных веществ					
			СО, г/км	г/км	NOX г/км	CmHn+ +NOX, г/км	Твердые частицы, г/исп	Испарения, г/исп
«Евро-1»	1993	Бензин	2,72	-	-	0,97	-	2
		Дизель	2,72			0,97	0,14	-
«Евро-2»	1996	Бензин	2,2	-	-	0,50	-	2
		Дизель	1,0			0,70	0,08	-
«Евро-3»*	2000	Бензин	2,3	0,2	0,15	-	-	2
		Дизель	0,64	-	0,50	0,56	0,05	-
«Евро-4»‘	2005	Бензин	1,0	0,1	0,08	-	-	2
		Дизель	0,5	0,1	0,25	0,30	0,025	-
* Испытания по модифицированному тесту ECE+EUDC.
328
Гпава 4. Экологические параметры современных автомобилей
Рис. 4.1. Внешние характеристики двигателей ЗМЗ
1,2- Ne ; 3,4- Ме\ 5, 6- де
Ne,
Ме, Нм 190
180 170 160
150 140 130
Внешние скоростные характеристики двигателя мод. F3R-272 приведены на рис. 4.2. Двигатель F3R снабжен электронной системой управления подачей топлива и зажиганием, системой снижения токсичности ОГ и системой контроля испарений. Система снижения токсичности ОГ снабжена каталитическим нейтрализатором с обратной связью.
При идеальном сгорании стехиометрической смеси углеводородного топлива продукты сгорания состоят преимущественно из двуокиси углерода (11%) и паров поды (13%). Значительная доля компонентов ОГ приходится на молекулярный азот (73%).
Влияние состава горючей смеси на выброс вредных веществ (ВВ) приведены на рис. 4.3.
Рис. 4.2. Внешняя характеристика двигателя F3R
329
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 4.3. Влияние состава горючей смеси на выброс вредных веществ одноцилиндрового отсека бензинового двигателя
1~TZ\ 2 - CmHn; 3, 5-д; 4 - NOX; 6 - СО2; 7-СО; 3-О2; 9 - Н2; п = 2000 мин-1; Озаж = 26°; 10 - модернизированный процесс; 11 - базовый процесс
4.2.	СИСТЕМА НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ
Различают термический и каталитический способы нейтрализации ОГ. Термический способ связан с дожиганием продуктов неполного сгорания в выпускной системе двигателя, каталитический - с беспламенным сгоранием в присутствии катализатора.
При тепловых напряжениях керамические блоки нейтрализатора могут разрушиться (закупориться), вызвав повышенное противодавление. На работающем двигателе при п = 2500 мин-1 величина противодавления должна составлять не более 8,62 кПа.
Общие сведения нейтрализации ОГДВС. Катализ химических реакций (от греч. «Katalysis» - разрушение) обеспечивает изменение их скорости в присутствии особых веществ (катализаторов), вступающих в промежуточное химическое взаимодействие с реагирующими веществами, но восстанавливающих после каждого цикла промежуточных взаимодействий свой химический состав.
Катализатор входит в состав активного комплекса нейтрализатора. Если при этом скорость химических реакций становится больше, чем в отсутствие катализатора, то катализ называют по
330
Глава 4. Экологические параметры современных автомобилей
ложительным. Катализатор не связан с изменением его свободной энергии. Воздействие катализатора не смещает положения равновесия химической реакции, вблизи равновесной зоны состояния он в равной степени ускоряет как прямую, так и обратную реакции.
Физико-химические процессы нейтрализации ОГ. Гетерогенная реакция, протекающая на слое катализатора, представляет собой уравнение баланса массы реагирующего компонента и может быть представлена в общем виде зависимостью
Vrdc = kvcf,pdx,	(4.1)
где Vr - объемный расход газа; с - текущая концентрация компонента ОГ; kv - константа скорости реакции в единице объема; fTp -поперечное сечение потока газа (трубопровода); х - текущее значение координаты по длине слоя катализатора.
Эффективность нейтрализации предопределяется температурой и продолжительностью контакта ОГ с каталитической поверхностью. Продолжительность контакта ОГ с функциональными элементами нейтрализатора удобно оценивать объемной скоростью И/), представляющей собой отношение объемного часового расхода отработавших газов (1/г) к объему катализатора (1/к):
И/г=1/г/>/к.	(4.2)
Каталитический процесс окисления различных компонентов ОГ обусловлен диффузией молекул газа к рабочей поверхности катализатора и их окислением на его поверхности. В основу расчета кинетики химических реакций нейтрализации продуктов неполного сгорания положены реакционно-кинетические закономерности процесса сгорания реагирующих компонентов. Скорость окисления рабочей смеси Z (в моль/(м3/с)) может быть представлена выражением
Z = -dc/dx = kC„C02 = коС„С0г exp~E'RT,	(4.3)
где -de/di - действительная скорость сгорания, моль/(м3/с); к константа скорости реакции; Си - концентрация топлива в смеси, %; СОг - концентрация кислорода, %; Е - энергия активации, кДж/моль; R- газовая постоянная, кДж/(моль-К); 7-температура сгорания рабочей смеси, К; к0 - константа равновесия обратной реакции.
331
Системы впрыска бензиновых двигателей
Основным фактором, определяющим скорость химического превращения, является энергия активации Е, представляющая разность энергий активного комплекса и исходных реагирующих молекул. Если предположить, что реакция окисления не нарушает равновесного распределения энергии между молекулами, то вероятность образования активного комплекса, а следовательно, и скорости реакции в первом приближении пропорциональна величине ехр’е/яг. Скорость реакции окисления тем больше, чем меньше Е, и вследствие экспоненциальной зависимости возрастает значительно даже при небольшом ее снижении. Обобщенные параметры реакционно-кинетических реакций получены для расчета константы равновесия прямой kn и обратной ко реакций.
Контактное воздействие катализатора является поверхностным эффектом. Поэтому любое постороннее вещество в горючей смеси, которое активно адсорбируется на катализаторе, может отрицательно повлиять на его свойства. Поверхностный катализ используют как в процессе окисления, так и в процессе восстановления. Сущность процессов каталитической нейтрализации заключается во взаимодействии вредных веществ ОГ между собой или с избытком кислорода. Результатом нейтрализации ОГ является окисление СО и CmHn по уравнениям:
СО + Н2О = СО2 + Н2,
2СО + О2 -> 2СО2,
CnHm + (п + гп/4)О2 = пСО2 + ш/2(Н2О).
Завершение реакций в нейтрализаторе за короткое время при прохождении через него ОГ требует создания эффективной окислительной среды и поддержания рабочей температуры в пределах 250-800°С. При температуре менее 250°С эффективность катализатора невелика, а при температуре более 1000°С может наступить дезактивация из-за спекания мелких кристаллов (платины, родия, палладия), сопровождающегося разрушением поверхности активных участков.
Катализатор представляет собой материал, ускоряющий химический процесс и не изменяющийся в процессе реакции. Он обеспечивает повышение скорости реакции окисления и снижение ее рабочей температуры. Для нейтрализации оксида азота NO используют реакции его восстановления до молекулярного
332
Глава 4. Экологические параметры современных автомобилей
азота N2 и аммиака NH3. В качестве восстановительной среды используют находящиеся в ОГ компоненты СО, CmHn и Н2.
При работе ДВС на стехиометрической рабочей смеси основным продуктом восстановления NO является N2, а при работе на богатых смесях больше выход NH3. Чтобы после восстановления NO образовывалось больше N2 и меньше NH3, катализатор должен содержать родий (Rh). Соотношение в катализаторах количества Pt и Rh близко к 5, а в ряде случаев достигает 12.
При восстановлении NOX возможны следующие реакции:
NO + СО —> 1/2N2 + СО2,
2NO + 5СО + Н2О NH3 + 5СО2,
NO + H2-> 1/2N2 + H2O,
2NO + 5H2 -> 1/2N2 + 2H2O,
NO + CH-> 2N2 + H2O+CO + NH3.
Для нейтрализации оксидов азота в газах бензиновых двига-)елей нейтрализатор имеет специальную ступень для поглощения кислорода из газовой смеси. Для этой цели обычно используют каталитическую реакцию между содержащимся в ОГ кислородом и окисью углерода. Восстановление NO окисью углерода может быть представлено следующей реакцией:
2NO + 2СО-> N2 + 2СО2.
Между компонентами ОГ и кислородом может протекать ряд побочных реакций:
СО + Н2О о СО2 + Н2,
5/2Н2 + NO <-> NH3 + Н2О,
NH3 + 5/4О2 <-> NO + 3/2Н2О,
Н2 + NO <-> Н2О + 1/2N2,
Н2 + 1/2О2 <->Н2О.
Уменьшение количества NOX обеспечивает реакция восстановления:
2NO + 2CO-* N2 + 2CO2.
Для обеспечения более полного процесса окисления парциальное давление СО должно быть относительно большим, что обеспечивается путем эксплуатации ДВС с а < 1,0. В ОГ автомо
333
Системы впрыска бензиновых двигателей
бильного ДВС (см. рис. 4.3) всегда имеется свободный водород, поэтому возможна следующая реакция восстановления:
2NO + 5H, -> 2NH3 + 2H2O.
Количество образующегося аммиака представляет собой функцию применяемого катализатора, состава и температуры ОГ. При восстановлении NO компонентами ОГ возможны те же реакции, что и при восстановлении NOX. При восстановлении NO одновременно происходит более полное окисление СО и CmHn. Степень каталитического превращения различных газов в нейтрализаторе оценивают коэффициентом преобразования К (в %):
К, = С,вх ~С/ВЫХ 100,	(4.4)
С/вх
где К, - коэффициент преобразования /-го компонента; с,вх и с,вых -концентрация /-го компонента соответственно на входе и на выходе из нейтрализатора.
Максимальная величина преобразования Ki одновременно по трем компонентам достигается при работе ДВС на обогащенной смеси вблизи ее стехиометрического состава (а - 0,98-0,99), т.е. количество кислорода, освобождающегося при восстановлении NOX, оказывается достаточным для окисления Н2, СО и CmHn.
Для восстановления оксида азота применяют катализаторы на основе переходных металлов, в частности, меди, хрома, кобальта, никеля и их сплавов. Эти катализаторы менее долговечны по сравнению с Pt и Pd. Эффективность катализатора заметно ниже при высоких объемных скоростях химических реакций. Эффективная нейтрализация продуктов неполного сгорания на таких катализаторах достигается при более высокой температуре по сравнению с платиновыми. Реакции на окисных катализаторах могут быть представлены соотношением
d (СО) / dt = -к, (СО).	(4.5)
На платиновых катализаторах при малых степенях превращения СО реакция протекает по уравнению
d(CO)/dt =-k2(O2/CO)3/4.	(4.6)
При высших степенях превращения (80%) реакция протекает по уравнению
d(CO)/dt = k3(0,5)1/2.	(4.7)
334
Глава 4. Экологические параметры современных автомобилей
Константы кь к2 и к3 определяются в первую очередь природой катализатора и концентрацией CmHn в ОГ.
Скорость окисления CmHn в общем случае описывается уравнением
d(CmHn)/df =-k4(CmHn)(O2)1/2.
(4.8)
4.3.	СИСТЕМА СНИЖЕНИЯ ТОКСИЧНОСТИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ
Система управления нейтрализацией ОГ с обратной связью (рис. 4.4) содержит трехкомпонентный каталитический преобразователь 5 и специальный датчик кислорода (Х-зонд) 4, выполняющий обратную связь через цепь 14 между поступающим топ
Рис. 4.4. Принципиальная схема управления нейтрализацией с Х-зондом 7 - впускной трубопровод; 2 - расходомер воздуха; 3 - двигатель; 4 -первый Х-зонд; 5 - нейтрализатор; 6 - второй Х-зонд; 7 - выпускной трубопровод; 8 - электрическая цепь второго Х-зонда; 9 - ЭБУ; 10 - датчик частоты вращения КВ; 7 7 - датчик расхода воздуха; 72 - датчик температуры двигателя; 73 - электричская цепь расходомера воздуха; 74 - электрическая цепь первого Х-зонда; 75 - напряжение ЭМФ; 16 - ЭМФ; 17 -впрыск топлива; 18 - трубопровод подачи топлива
335
Системы впрыска бензиновых двигателей
ливным зарядом на входе в камеру сгорания и продуктами сгорания на выходе. Нейтрализатор 5 представляет собой трубчатый каркас, снабженный пористой структурой и выпускным трубопроводом 7.
Состав горючей смеси измеряют путем определения в ОГ содержания достаточного кислорода. Датчик кислорода, установленный до нейтрализатора, является основным датчиком, при помощи которого корректируется топливоподача.
Датчик кислорода, установленный после нейтрализатора, является диагностическим. Он анализирует эффективность работы нейтрализатора и по мере ее снижения вводит дополнительные коррективы в топливоподачу.
Для устранения смещений и обеспечения термоизоляции блока нейтрализации он отделен от поверхности корпуса термоуплотняющими прокладками или специальными термоизолирующими покрытиями.
Большое значение на эффективность работы нейтрализатора имеет плотность ячеек на 1 см2 сечения блока. Этот показатель определяет величину активной поверхности и весовые показатели блока. Наиболее оптимальной является плотность 64 ячеек на 1 см2.
Широкое распространение получили нейтрализаторы с керамическим сотовым носителем на основе кардиорита или с металлическим носителем на основе свернутой горфированной фольги из нержавеющей стали. Они обеспечивают плотность ячеистых каналов от 400 до 600 на 1 см2 у керамических блоков и до 800 на 1 см2 у металлических, что обеспечивает высокую активную поверхность при сохранении достаточных прочностных качеств блока-носителя.
Конструкция и материал носителя катализатора также оказывают большое влияние на эффективность работы нейтрализатора. Он состоит из первичного носителя (основы) и вторичного (подложки). На поверхность первичного носителя, соприкасающегося с ОГ, наносится вторичный носитель - подложка в виде окиси алюминия, специально обработанной для расширения активной поверхности. Для улучшения свойств вторичной подложки в нее добавляются редкоземельные металлы, такие, как церий, лантан, сицилий и др. На активную поверхность вторичного носителя наносится катализатор путем гальванического покрытия или мелкодисперсного распыления.
336
Гпава 4. Экологические параметры современных аатомобилей
На современных автомобилях имеется еще один Х-зонд. Этим достигается большая точность приготовления смеси и контролируется эффективность работы катализатора.
Датчик кислорода установлен в выпускном трубопроводе 7. Его чувствительный элемент находится в потоке ОГ. Датчик кислорода генерирует напряжение, изменяющееся в диапазоне 10-1000 мВ.
Кислородный датчик (Х-зонд) действует по принципу гальванического элемента с твердым электролитом в виде керамики из диоксида циркония (ZrO2). Керамика легирована оксидом иттрия, а поверх нее напылены токопроводящие пористые электроды из платины. Один из них «дышит» ОГ, а второй - воздухом из атмосферы. Эффективное измерение остаточного кислорода в ОГ Х-зонд обеспечивает после разогрева до температуры 300-400°С. В таких условиях циркониевый электролит приобретает проводимость, а изменения количества атмосферного кислорода в выхлопной трубе ведет к появлению на электродах Х-зонда выходного напряжения.
Кислородный датчик установлен перед входом в нейтрализатор. Когда в ОГ содержится свободный кислород, сХ-датчика поступает соответствующий сигнал в ЭБУ. Блок управления по заданной программе увеличивает подачу топлива до тех пор, пока в ОГ не будет свободного кислорода. Состав смеси поддерживается близким к теоретическому. При пуске и прогреве холодного двигателя управление осуществляется без участия Х-зонда, а коррекция происходит по сигналам датчиков температуры, нагрузки и др.
Особенностью циркониевого датчика является тот факт, что при малых отклонениях а от идеального значения напряжение на выходе изменяется скачкообразно.
В холодном состоянии выходной сигнал датчика отсутствует, гак как при этом его внутреннее электрическое сопротивление составляет несколько мегаом.
Для контроля эффективности нейтрализатора в систему управления двигателем введен диагностический датчик кислорода 6, устанавливаемый после нейтрализатора. Диагностика пропусков зажигания требует обязательного применения датчика фаз, а для исключения ложного определения пропусков зажигания при движении по неровной дороге применяют датчик неровности дороги. Испытания бортовой диагностики проводятся на автомобиле после пробега 80 тыс. км.
337
Системы впрыска бензиновых двигателей
Циркониевый датчик (источник ЭДС) определяет парциальное давление кислорода в ОГ. При сгорании богатой смеси содержание кислорода относительно меньше и датчик создает относительно высокое напряжение 700-1000 мВ. При обеднении смеси парциальное давление кислорода в ОГ сильно увеличивается, напряжение датчика падает до 50-100 мВ. Высокая чувствительность датчика позволяет отслеживать состав смеси с погрешностью 0,5%.
По мере прогрева датчика сопротивление уменьшается и восстанавливается способность генерирования выходного сигнала. Для быстрого прогрева после запуска двигателя он снабжен внутренним электрическим подогревающим элементом. Для эффективной работы датчик должен иметь температуру не ниже 360°С. В процессе работы ЭБУ путем включения или выключения подогревателя управляет температурой датчика.
Если температура датчика выше 360°С, то в момент перехода через точку стехиометрии выходной сигнал датчика переключается между низким уровнем (100-200 мВ) и высоким (700-800 мВ). Низкий уровень соответствует бедной смеси (наличие кислорода), высокий - богатой (кислород отсутствует).
При прохождении ОГ через катализатор платина и родий ускоряют процесс химического разложения вредных ВВ. Катализатор необходимо использовать только в случае применения неэтилированного бензина, так как свинец осаждается на его поверхности и препятствует контакту с драгоценными металлами.
ЭБУ первоначально рассчитывает длительность импульса впрыска форсунки по входным параметрам. После впрыскивания топлива в двигатель датчик кислорода можно использовать для корректировки расчетов длительности импульса впрыска форсунки. В нейтрализатор поступает больше топлива, где оно интенсивно сгорает и температура нейтрализатора достигает недопустимых значений свыше 900°С. Для контроля за пропусками воспламенения в конструкцию систем вводятся дополнительные датчики на выходе из нейтрализатора, а также датчики температуры в нейтрализаторе.
Активность и селективность нейтрализатора ОГ относятся к числу наиболее важных его параметров. Активность представляет собой способность катализатора инициировать определенный химический процесс. Она обычно характеризует степень превращения реагирующих компонентов при определенной температуре:
338
Глава 4. Экологические параметры современных автомобилей
Т| = (свх - сВЬ1Х) /свх = дс /свх,
(4.9)
|де Дс — свх -сВЬ1Х - разность между входящей и выходящей концентрациями.
Степень превращения реагентов ОГ в зависимости от температуры реакции при сжигании компонентов в пламени и в присутствии катализатора приведена на рис. 4.5.
Рис. 4.5. Степень превращения реагентов ОГ в зависимости от температуры реакции при сжигании
I - сжигание СО в присутствии катализатора; 2 - сжигание СН в присутствии катализатора; 3 -сжигание СО и CmHn в пламени
Степень эффективности нейтрализатора является функцией рабочей температуры. Нейтрализатор начинает работать при достижении температуры 250°С. Рабочая температура в диапазоне 400-800°С обеспечивает оптимальные условия для получения максимальной эффективности и большого срока службы нейтрализатора.
Активность катализатора должна снижаться также и в тех случаях, когда его поверхность будет закрыта механическим путем, например, пленкой расплавленного вещества. Постороннее вещество является антикатализатором.
Расчет каталитического нейтрализатора двигателя сводится к определению необходимого количества каталитических элемен-юв, т.е. к определению объема его реактора и определению количества воздуха, необходимого для окисления продуктов неполного сгорания.
Объем реактора нейтрализатора определяется количеством проходящих через него ОГ двигателя и активностью каталитических элементов, которая определяется объемной скоростью газа, проходящей через катализатор. Количество выбрасываемых ОГ прямо пропорционально мощности двигателя, удельному расходу
339
Системы впрыска бензиновых двигателей
топлива и коэффициенту избытка воздуха. Объем каталитических элементов (реактора) 1/к (в л) определяют по формуле
к = 10ОО Qor / IVr,	(4.10)
1/Ц. - объемная скорость, ч'1.
Эффективная область работы трехкомпонентного нейтрализатора приведена на рис. 4.6.
Рис. 4.6. Эффективность работы трехкомпонентного нейтрализатора
1 - NOX; 2 - CmHn; 3 - СО; 4 - область эффективной работы
Там же показана эффективность и его работы. Наибольшего значения одновременно по трем нормируемым компонентам степень превращения т| достигает при работе двигателя на слегка обогащенной смеси вблизи ее стехиометрического состава (а = 0,98-1,01), так как в этом случае количество кислорода, освобождающегося при восстановлении NO, оказывается достаточным для окисления Н2, СО и CmHn. Вблизи стехиометрической смеси коэффициенты преобразования изменяются очень
резко, поэтому для эффективной работы нейтрализатора требуется обеспечить поддержание состава смеси (а - 1,0) с высокой точностью, что удается до
стичь только путем использования систем дозирования топлива с электронным управлением.
Выбор объемной скорости зависит от химической активности катализатора, формы и размеров каталитических элементов и от состава ОГ. Для нейтрализаторов бензиновых ДВС объемная скорость алюмоплатиновых каталитических элементов принимается равной 100 000 ч”1. Степень превращения СО в зависимости от температуры и объема приведена на рис. 4.7. Путем регулирования температуры в реакционной камере можно поддерживать оптимальный температурный диапазон. Степень превра
340
Гпава 4. Экологические параметры современных автомобилей
щения зависит от реакционно-кинетических свойств используемого катализатора. В начале катализатора температура реакции будет соответствовать температуре ОГ, а у его конца несколько увеличится.
Температура в катализаторе, °C
Рис. 4.7. Степень превращения реагентов ОГ в зависимости от температуры реакции и объемной нагрузки реакционной камеры
1 - 3500 1/ч; 2 - 5000 1/ч; 3 - 25000 1/ч
Если температура в начале катализатора слишком низка, то ее можно повысить, установив в системе теплообменник. Перед выходом в атмосферу ОГ, нагретые за счет теплоты сгорания до более высокой температуры, отдают свое тепло еще не сожженным ОГ.
При эксплуатации температура в нейтрализаторе составляет 400-600°С, для чего нейтрализатор располагают вблизи выпускного клапана.
Наибольшее распространение получили нейтрализаторы с платинородиевыми катализаторами с удельным содержанием драгоценных металлов 1,4 г/л при отношении платины (Pt) к родию (Rh) 5:1. В среднем автомобильный нейтрализатор объемом 1,5 л содержит 1,8 г платины и 0,36 г родия. С середины 1990-х । одов наряду с платиной стали применять палладий Pd, обладающий высокой эффективностью на режимах прогрева холодного двигателя, стойкостью к высоким температурам.
Катализаторы, используемые для ускорения реакции окисления СО и СтНп, обычно содержат 1-2 г платины и палладия.
Каталитическое превращение СО при температуре выше 400°С может достигать 95-99%. Углеводороды разделяют на бы
341
Системы впрыска бензиновых двигателей
стро и медленно сгорающие. К последним следует отнести предельные СтНп с малой молекулярной массой и в первую очередь метан. Если быстро сгорающие CmHn окисляются до 95%, то метановые СтНп окисляются приблизительно до 10-70%. Окисление медленно сгорающих CmHn достигается за счет действия платины. Что же касается палладия, то он особенно активен при окислении СО и быстро сгорающих CmHn. Если на выходе из нейтрализатора количество СтНп велико, то можно увеличить Озаж, что повышает в нем температуру и уменьшает выброс СтНп.
Блок-носитель каталитического нейтрализатора изготавливают из керамики сотовой структуры, гофрированной фольги из нержавеющей стали толщиной 0,03-0,04 мм или в виде гранул из оксида алюминия, которые укладываются в металлический цилиндр, закрытый по торцам сетками. Чтобы обеспечить необходимый массоперенос между ОГ и каталитической поверхностью, ее площадь увеличивают путем нанесения на нее гамма-оксида алюминия (с пористой структурой), содержащего каталитический материал.
Классификация и виды нейтрализации ОГ. Различают нейтрализаторы двух типов: пламенные термические и каталитические. В пламенных нейтрализаторах реакция окисления осуществляется за счет дожигания продуктов неполного сгорания, а в каталитических - за счет интенсивного протекания беспламенных процессов окисления в присутствии катализатора.
По характеру основной реакции нейтрализации отработавших газов нейтрализаторы можно подразделить на окислительные, восстановительные и трехкомпонентные или бифункциональные.
Каталитические нейтрализаторы окислительного типа обеспечивают окисление СО и CmHn за счет избыточного воздуха в обедненных смесях или подачи дополнительных порций воздуха.
Нейтрализаторы восстановительного типа могут работать при дефиците воздуха, так как они обеспечивают снижение NOX без подачи воздуха. Каталитические нейтрализаторы восстановительного типа могут быть выполнены комбинированными для получения двухсекционных нейтрализаторов. Трехкомпонентный или бифункциональный, т.е. восстановительный и окислительный, нейтрализатор с Х-зондом является наиболее эффективной системой очистки ОГ. Он обеспечивает необходимый уровень всех основных компонентов ОГ при работе на стехиометрической смеси.
342
Глава 4. Экологические параметры современных автомобилей
Пламенные нейтрализаторы. Термический нейтрализатор представляет собой реакционную камеру, в которой при высокой 1смпературе (порядка 900°С) происходит окисление СО и СтНп.
На режимах работы бензиновых двигателей, выбрасывающих большое количество СО, для пламенного дожигания периодически применяют электрическую искру. Горение осуществляется самостоятельно.
Если ДВС работает на обогащенной смеси, то требуется подачи воздуха перед нейтрализатором. Если ДВС работает на обедненной смеси, то требуется подача воздуха перед нейтрализатором с помощью компрессора. Нейтрализатор начинает работать при существенно более высокой температуре (600°С), чем ката-пигический. Низкая долговечность термического нейтрализатора обьясняется невозможностью обеспечить достаточную прочность материалов для деталей, входящих в него, в условиях высоких шмператур и коррозионной стойкости ОГ.
Существенным недостатком термических нейтрализаторов является отсутствие положительного эффекта на режимах пуска и прогрева, когда выбросы CmHn и СО особенно велики. По указанным причинам термические нейтрализаторы не получили распро-< ।ранения на автомобилях общего назначения.
Размещение нейтрализатора непосредственно за выпускным |рубопроводом двигателя ускоряет его прогрев до рабочей темпе-р.нуры, обеспечивающий эффективный тепловой режим работы. Одновременно с этим возрастают высокие тепловые нагрузки. Максимальная допустимая температура рабочей зоны нейтрали-i.iiopa может достигать 1000°С. Пропуски воспламенения в рано ге двигателя могут привести к увеличению рабочей температуры нейтрализатора, а затем и к его разрушению.
Каталитический нейтрализатор. Принципиальное отличие ка-i.iлитического нейтрализатора от пламенного заключается в том, и о процессы окисления происходят на его поверхности. Отсутствие высокотемпературных очагов окисления исключает возможность образования дополнительного количества окислов азота.
В выпускном тракте двигателя температура составляет щ()-800°С. Скорость реакций невелика. За время пребывания в । истеме выпуска состав газов изменяется незначительно. Для ускорения протекающих реакций используют катализаторы, являющиеся веществами, способными увеличивать скорость реакции,
343
Системы впрыска бензиновых двигателей
приводящей к получению желаемого продукта. При этом количество активного вещества катализатора остается неизменным.
Активный каталитический слой состоит из тончайшего покрытия благородными металлами (Pt, Rh, Pd), чувствительными к содержанию свинца в топливе, при отложении которого активность каталитического слоя быстро падает. Поэтому двигатели с каталитическими нейтрализаторами должны эксплуатироваться исключительно на неэтилированном бензине.
Катализатор ускоряет химическую реакцию, не изменяя своих свойств. Окислительными катализаторами являются платина и палладий. Они добавляют кислород к углеводородам и окиси углерода, содержащимся в ОГ, преобразуя углеводороды в водяной пар, а окись углерода - в двуокись углерода.
Восстановительным катализатором является родий. Он ускоряет химическую реакцию, отнимая кислород из окислов азота и преобразуя оксиды азота в безвредный азот, являющийся одной из основных составляющих воздуха.
Трехкомпонентные каталитические нейтрализаторы. Для большего образования N2 при восстановлении NO2 и меньшего NH3 катализатор, кроме платины, должен содержать родий. Ряд фирм для снижения стоимости нейтрализатора применяют триметалли-ческий катализатор - платина, палладий, родий в соотношении 1:16:1 или 1:28:1. На один нейтрализатор расходуется от 1,5 до 3 г платины.
В бифункциональном катализаторе применяют подачу дополнительного воздуха между двумя секциями. Это позволяет снижать не только NOX, но также СтНп и СО.
Недостатками нейтрализатора являются конструктивная его сложность и необходимость работы двигателя в условиях большого расхода топлива (X = 0,9).
Принцип действия трехкомпонентных нейтрализаторов основывается на процессе одновременной и эффективной очистки (до 80%) на катализаторе всех трех основных токсичных компонентов ОГ бензиновых двигателей (окиси углерода, углеводородов и оксидов азота) при условии строгого контроля за составом горючей смеси.
Эффективная работа трехкомпонентных нейтрализаторов возможна благодаря применению систем питания с обратной связью и кислородного датчика, устанавливаемого в системе
344
Гпава 4. Экологические параметры современных автомобилей
впрыска. Для нейтрализации в отработавших газах N0x, СО, СтНп применяют двухступенчатый каталитический нейтрализатор, состоящий из последовательно соединенных восстановительного и окислительного катализаторов. ОГ через патрубок поступают к восстановительному катализатору.
Гранулы из оксида алюминия покрываются непосредственно каталитическим материалом. Блок-носитель помещают внутри корпуса нейтрализатора из жаропрочной нержавеющей стали толщиной около 1,5 мм. Между блоком-носителем и корпусом ставится специальная терморасширяющаяся прокладка. Скорость процесса окисления на поверхности катализатора зависит от концентрации реагирующих компонентов.
Устройство и принцип работы нейтрализатора. В качестве носителя в основном применяют керамические блоки с многочисленными тонкостенными каналами квадратной формы. По мере совершенствования технологии изготовления таких блоков размеры каналов и толщину их стенок стремятся уменьшить, чтобы получить возможно большую поверхность контакта ОГ с катализатором.
Блок должен быть прочным, чтобы выдерживать вибрационные и ударные нагрузки при эксплуатации. Менее распространены носители катализатора на металлической ленте - они более дорогостоящие и большей массы, но более стойкие к вибрации, механическим воздействиям, быстрее прогреваются благодаря хорошей теплопроводности металла.
Быстрый прогрев нейтрализатора очень важен для уменьшения ВВ, так как при пуске и прогреве холодного ДВС ОГ имеют наибольшую концентрацию ВВ.
Нейтрализатор начинает работать при температуре 300°С, а для достижения высокой эффективности нейтрализатора требуется температура выше 600°С. За первые 2 мин. после пуска холодного ДВС содержание СтНп может составлять до 75%, оксидов азота до 50% общего количества выбросов за весь испытательный цикл автомобиля на токсичность. До введения норм «Евро-4» контроль ОГ проводился при температуре окружающей среды вы-nje 20°С. Для обеспечения «Евро-4» устанавливают дополнительный нейтрализатор после выпускного трубопровода двигателя.
Особенностью нейтрализаторов нового поколения является । о, что благородные металлы наносятся на несущую поверхность (А12О3) двумя отдельными слоями, выполняющими различные
345
Системы впрыска бензиновых двигателей
функции. Нижний слой, расположенный непосредственно на керамической поверхности, в основном способствует нейтрализации СО и СтНп, верхний слой - восстановлению NO и ускорению реакции оксидирования, особенно в холодной фазе испытательного цикла. В процессе эксплуатации важно сохранить мелкодисперсный состав катализатора и его стабильность.
В результате исследований было обнаружено, что при температуре выше 600°С оксид родия Rh2O3 оказался изоморфным с оксидами носителя катализатора. Он легко диффундируется в несущий слой и перестает быть катализатором. Так происходит выключение Rh. Для уменьшения вероятности этого несущий оксидный слой легируют добавками элементов, которые при восстановительном составе газов (при отсутствии свободного кислорода) выделяют активный водород. При этом из оксида Rh2O3 родий быстро восстанавливается в металлическое соединение и сохраняются его каталитические свойства.
Новшеством, повышающим эффективность катализатора, стало введение в его состав материалов, аккумулирующих кислород. Принцип действия таких добавок заключается в том, что при наличии в газах свободного кислорода эти вещества вступают с ним в реакцию, т.е. аккумулируют избыточный кислород:
2СеО3 + О2 -> 4СеО2,
Се2О3 + НО2 -> 2СеО2 + Н2.
В восстановительной среде, несмотря на отсутствие свободного кислорода, оксидирование СО и CmHn происходит благодаря накопленному кислороду по схемам:
2СеО3 + СО -> 2Се2О3 + СО2,
2СеО2 + Н2 —> Се2О3 + Н2О.
В этом случае обеспечиваются оптимальные условия для протекания реакции нейтрализации даже при неизбежных отклонениях состава смеси от теоретического.
Керамические блоки (носители катализатора) стали более совершенными с большей удельной поверхностью проходных каналов. Они содержат 900 каналов на 645 мм площади поперечного сечения блока. Удельная суммарная поверхность каналов увеличена с 3,0 и 3,5 м2/л объема блока до 4,2 и 5,0 м2/л, а толщина стенок каналов уменьшилась до 25 мкм.
346
Гпава 4. Экологические параметры современных автомобилей
Принципиальная схема трехкомпонентного нейтрализатора ОГ приведена на рис. 4.8. Нейтрализатор представляет собой специальное устройство, заключенное в нержавеющий стальной корпус. За стальной оболочкой находится специальный мат из керамических волокон и смол. Каталитический нейтрализатор конструктивно состоит из входного и выходного устройств, служащих для подвода и выхода нейтрализуемого газа, корпуса и заключенного в него реактора, представляющего собой активную зону, где протекают каталитические реакции.
Рис. 4.8. Принципиальная схема трехкомпонентного нейтрализатора
/ - входной патрубок; 2 - уплотнение; 3, 8 - изоляционная прокладка; 4 -верхний полукорпус; 5 - выходной патрубок; 6 - нижний полукорпус; 7 -окислительная ступень; 9 - ячейка ступени; 10 - восстановительная ступень
Нейтрализатор расположен в оболочке из нержавеющей стали. Часто оболочка оснащается термическим экраном для защиты кузова от теплоты, выделившейся в результате химических реакций.
С целью исключения опасности разрушения слишком длинного одиночного блока внутри оболочки нейтрализатора располагаются два керамических блока. Эти блоки, содержащие вещество-катализатор, должны быть надежно закреплены внутри оболочки. Между оболочкой и керамическими блоками уложена металлическая сетка, обеспечивающая правильную установку блоков и исключающая чрезмерные механические нагрузки на них.
Каталитический нейтрализатор имеет внутри корпуса носитель, на поверхность которого наносят покрытие из каталитического материала. В качестве носителя применяется гранулированная или монолитная керамическая основа. Монолитная структура характеризуется максимальным использованием каталити
347
Системы впрыска бензиновых двигателей
ческой поверхности, долговечностью, физической прочностью и низкой тепловой инертностью. Также он содержит керамический блок сотовой структуры с нанесенным каталитическим покрытием, который размещается в двух штампованных полукорпусах и удерживается от перемещений посредством сжатия через термо-расширяющуюся прокладку.
Каталитический преобразователь представляет собой камеру, входящую в состав выхлопной системы, в которой происходит преобразование вредных веществ в безвредные. Преобразователь изготовлен из керамики с множеством продольных каналов для пропуска ОГ. Поверхности каналов покрыты тонкой пленкой благородных металлов - платиной и родием. При нормальной работе преобразователя благородные металлы не расходуются.
В качестве катализатора используется платина и родий, нанесенные на керамический сотовый блок. При температуре 300°С он разбухает и надежно предохраняет самый дорогой элемент катализатора - монолит. Кроме этого, мат предотвращает утечку ОГ вдоль корпуса. Монолит изготавливают из керамики или металла. Он имеет сотовую структуру. Поверхность монолита составляет площадь 3 м2. Если на поверхность каналов монолита нанести тонкий специальный слой (промежуточное покрытие), то общая активная поверхность катализатора увеличится до 2400 м2.
Рис. 4.9. Зависимость напряжения Х-зонда от коэффициента избытка воздуха при температуре датчика 500-800°С
1 - условная точка средних значений 1/вых = 0,5 В при a = 1,0; 2 - a = 1,0; I - обогащение смеси - уменьшение кислорода в ОГ; II - увеличение кислорода в выхлопе
Зависимость напряжения Х-зонда от коэффициента избытка воздуха а при температуре датчика 500-800°С приведена на рис. 4.9. Когда a = 1, то даже небольшое изменение приводит к
348
Гпава 4. Экологические параметры современных автомобилей
скачку выходного напряжения. Это изменение сигнала вблизи ч = 1 позволяет ЭБУ легко обрабатывать сигнал.
Датчики кислорода. Керамика датчика с помощью резьбы зафиксирована в узле крепления и оснащена электрическими присоединительными элементами и защитной трубкой. Поверхность керамики датчика имеет микропористый слой платины, который благодаря каталитическому действию влияет на характеристику датчика при контакте с ОГ. На части керамики со стороны выпуска над слоем платины находится хорошо сцепляюшийся высокопористый слой керамики. Этот защитный слой предотвращает эрозийное влияние фракций ОГ на слой платины. На стороне присоединения датчика находится металлическая гильза (кожух), имеющая отверстие для вентиляции датчика и служащая в качестве опоры для тарельчатой пружины 6 (рис. 4.10). Электрод 8 в изолирующей оболочке выводится из датчика.
10 9
Рис. 4.10. Датчик кислорода а - устройство; б - схема размещения; 1 - керамический элемент; 2 - защитный колпачок с прорезями; 3 -корпус; 4 - керамический уплотнитель; 5 - керамический изолятор; 6 -тарельчатая пружина; 7 - выводы нагревателя; 8 - вывод сигнала; 9, 12 - контакты; 10 - нагревательный элемент; 11 - кожух; 13, 16 - соответственно внутренний «+» и наружный «-» платиновые электроды, 14 - вольтметр; 15 - полость; 17 - выпускной трубопровод
349
Системы впрыска бензиновых двигателей
Чтобы несгоревшие частицы, имеющиеся в ОГ, не соприкасались с керамикой датчика, сторона выпуска оснащена защитной трубкой. Она имеет шлицы, которые выполнены таким образом, что ОГ и сопутствующие им твердые частицы не могут попасть на керамику датчика.
Надежная работа датчика возможна при температуре свыше 350°С (необогреваемый датчик) и 200°С (обогревамый датчик).
На практике распространение получили обогреваемые датчики. У такого датчика активная керамика обогревается внутри с помощью керамического нагревательного элемента, так что независимо от температуры ОГ температура керамики датчика остается выше функциональной границы 350°С.
Существуют датчики на основе двуокиси циркония и двуокиси титана. Схема циркониевого датчика кислорода приведена на рис. 4.10. Он содержит корпус 3, керамический элемент 1, керамический изолятор 5. Два электрода, внешний 13 и внутренний 16, выполненные из пористой платины или ее сплава, разделены слоем твердого электролита 1, в качестве которого используют диоксид циркония со стабилизирующими добавками оксида иттрия.
Внутренний электрод 13 находится в воздухе с постоянным парциальным давлением кислорода, а внешний 16 омывается отработавшими газами в выпускной системе двигателя. Ионная проводимость твердого электролита, возникающая в результате разности парциальных давлений кислорода на внешнем и внутреннем электродах, обусловливает появление разности потенциалов между электродами. Циркониевый датчик можно рассматривать как гальниванический элемент.
При низком уровне парциального давления кислорода в обогащенной смеси (а < 1) датчик генерирует остаточно большое напряжение (700-1000 мВ).
При переходе состава смеси через стехиометрическое значение в область обедненных смесей (а > 1) парциальное давление кислорода в ОГ заметно увеличивается, что приводит к резкому падению напряжения на выходе от 700-1000 до 50-100 мВ (см. рис. 4,9). Характеристика Х-зонда позволяет определить стехиометрический состав смеси с погрешностью не более ±0,5%.
Датчик кислорода устанавливают на выпускном трубопроводе. Кислород, содержащийся в ОГ, реагирует с датчиком кислорода, создавая разность потенциалов на его выходе. Она изменяется от 0,1 В (высокое содержание кислорода - бедная смесь) до
350
Гпава 4. Экологические параметры современных автомобилей
0,9 В (мало кислорода - богатая смесь). В датчик встроен нагревательный элемент для повышения эффективности его работы.
Нагреватель датчика кислорода представляет собой расположенную внутри него спираль. Он предназначен для быстрого прогрева и выхода датчика на режим. ЭБУ подает напряжение на нагреватель до момента, когда датчик начинает генерировать бы-строменяющееся напряжение - рабочий режим.
Сопротивление нагревателя можно проверить, отсоединив разъем отдатчика. Оно должно быть равно 5-10 Ом. Можно измерить и опорное напряжение ЭБУ при снятом разъеме и включенном зажигании, равное 0,45 В.
Принцип работы кислородного датчика основан на возникновении ЭДС между двумя платиновыми электродами в двуокиси циркония (твердый электролит), находящимися при разных парциальных давлениях кислорода: внутренний - в воздухе, внешний - в потоке ОГ. Сигнал отдатчика (при отсутствии О2 - 800 мВ, при 1,5% О2 - 0 мВ) поступает в электронный блок управления, |де он преобразуется во вторичный сигнал, управляющий работой вакуумного клапана. Х-зонд начинает работать при температуре порядка 300°С, а наиболее эффективная работа происходит при 850-900°С. При температуре выше 900°С даже кратковременная работа может вызвать начало разрушения защитного слоя электродов. Обычно Х-зонд устанавливают или на выходе из выпускного трубопровода, или в начале приемной трубы.
Чувствительный элемент датчика кислорода находится в по-юке ОГ. При достижении датчиком рабочих температур свыше 360°С он выдает быстро изменяющееся напряжение в диапазоне 10-1000 мВ. Когда датчик находится в холодном состоянии, он не выдает никакого напряжения или выдает медленно изменяющееся напряжение, которое использовать нельзя. В холодном состоянии внутреннее электрическое сопротивление датчика чрезвычайно высоко. Для эффективной работы он должен иметь температуру не менее 360°С.
При работе на этилированном бензине характеристика Х-зонда изменяется. Если же двигатель эксплуатируется на этилированном бензине длительное время, то изменение его характеристики становится необратимым. При наличии в топливе серы часть сернистого ангидрида SO2, образовавшегося при горении, превращается в серный SO3 и далее в серную кислоту H2SO4.
351
Системы впрыска бензиновых двигателей
В жидкостных аппаратах альдегиды и NOX связываются между собой. При окислении топлива в нейтрализаторе образуется дополнительное количество NOX, а также паров серной кислоты.
На такой поверхности происходит обезвреживание ОГ. Нанесение промежуточного покрытия производится до нанесения слоя драгоценного металлов (платины, радия, палладия).
Сотовые каналы в монолите проходят в продольном направлении, а по ним и идет поток ОГ, содержащих вредные вещества. Попадая на драгоценные металлы, окись углерода превращается в углекислый газ, двуокись азота - в безвредные газы, а углеводороды разлагаются на воду и углекислый газ.
По внешнему виду катализатор напоминает обыкновенный глушитель с входным и выходным патрубками, двумя полусферами и цилиндрическим корпусом. Специальный датчик внутри выпускной системы непрерывно регулирует содержание кислорода в ОГ. Это необходимо для оптимальных условий протекания каталитической реакции.
Наиболее совершенными в настоящее время являются нейтрализаторы с блочным катализатором. Использование блочных катализаторов позволяет по сравнению с гранулированными уменьшить объем, массу и площадь поперечного сечения нейтрализаторов. Необходимо указать также и на то, что малая удельная масса монолитного катализатора и его высокоэффективная геометрическая поверхность существенно снижают время разогрева нейтрализатора при холодных пусках, что является важным положительным качеством. Для уменьшения вибрационных нагрузок со стороны ДВС нейтрализатор подключают к выпускному трубопроводу или приемной трубе через соединение или через компенсатор колебаний.
При нормальной работе этого датчика напряжение на нем изменяется скачкообразно от 0 до 0,9 В. По мере «отравления» датчика изменения уменьшаются. При полностью «отравленном» датчике напряжение равно 0,4 В.
Датчики концентрации кислорода подразделяются на электрохимические и резистивные.
Первый тип датчиков работает по принципу элемента, вырабатывающего электрический ток. Второй работает как резистор, изменяя свое сопротивление в зависимости от условий среды, в которой он находится.
352
Гпава 4. Экологические параметры современных автомобилей
Обычно используют датчики на основе твердого электролита двуокиси циркония (ZrO2) и на основе полупроводниковой керамики TiO2 (двуокиси титана) с использованием иттрия (Y), платины (Pt), палладия (Pd), сложных соединений на основе алюминия (AI). Действие циркониевых датчиков основано на электрохимическом принципе. Нормальная работа таких датчиков зависит от юмпературы, поэтому их выполняют подогреваемыми.
Наибольшее распространение в настоящее время получили электрохимические датчики кислорода. В них используется свойство диоксида циркония создавать разность электрических по-(енциалов (напряжение) при разной концентрации кислорода в ОГ и ОС.
Основная часть датчика - керамический наконечник на основе диоксида циркония, на внутреннюю и наружную поверхность ко-юрого наносится платина. Соединение наконечника и корпуса выполнено полностью герметичным во избежание попадания ОГ во внутреннюю полость датчика, сообщающуюся с атмосферой.
Керамический наконечник находится в потоке ОГ, поступаю-щих через отверстия в защитном экране. Эффективная работа датчика возможна при температуре не ниже 300°С. Поэтому он снабжен подогревательным элементом, представляющим из себя керамический стержень со спиралью накаливания внутри. Керамический нагревательный элемент входит внутрь циркониевого элемента. В один конец нагревательного стержня герметично заделан толстослойный проводник тепла.
Нагревательный элемент подвижно поддерживается закрепи-1ельной втулкой, которая также передает напряжение датчика от внутреннего электрода. Диапазон рабочих температур находится в пределах 300-800°С.
Чувствительным элементом титановых датчиков на основе । итана являются преобразователи резистивного типа, т.е. их проводимость изменяется вследствие физико-химического взаимодействия с кислородом ОГ. Эти датчики работают на принципе изменения проводимости окиси титана.
Питание на нагревательный элемент, определяющее ЭБУ, подается из системы электропитания автомобиля при включенном зажигании в виде стабильного напряжения 450 мВ с очень малой силой тока. Когда датчик находится в холодном состоянии, он не выдает никакого напряжения. По мере подогрева датчика при работающем двигателе его внутреннее сопротивление уменьшает
353
Системы впрыска бензиновых двигателей
ся, и он начинает выдавать быстро изменяющееся напряжение, которое перекрывает выдаваемое ЭБУ стабильное опорное напряжение.
Датчик кислорода имеет внутренний нагревательный элемент для быстрого его подогрева до 360°С после пуска холодного двигателя. По мере прогрева датчика он начинает генерировать быстро меняющееся напряжение от 10 до 950 мВ. В датчике кислорода фирмы GM нагревательный элемент включен постоянно, а в датчике фирмы Bosch нагрев не постоянный.
Система с датчиком кислорода может работать в двух режимах - разомкнутой и замкнутой петли. ЭБУ рассчитывает длительность импульсов впрыскивания без учета сигнала с датчика концентрации кислорода. Расчеты производятся на базе опорного сигнала с датчика положения КВ и сигналов массового расхода воздуха, ДТОЖ и ДПДЗ. В режиме разомкнутой пели длительность импульса впрыска определяет соотношение воздуха к топливу, отличающееся от 14,7:1,0. Система остается в режиме разомкнутой петли до выполнения следующих условий: датчик кислорода начинает выдавать сигнал с изменяющимся напряжением (выход за пределы диапазона среднего напряжения около 300-600 мВ); температура охлаждающей жидкости выше 32°С; двигатель проработал с момента запуска от 6 с до 5 мин. Сигнал с датчика концентрации кислорода подается на ЭБУ, который в зависимости от содержания кислорода в ОГ изменяет количество впрыскиваемого топлива для поддержания a = 1. Этот режим является режимом замкнутой петли. В режиме замкнутой петли ЭБУ рассчитывает длительность импульса впрыскивания по данным тех же датчиков, что и для режима разомкнутой петли и дополнительно использует сигнал с датчика концентрации кислорода. Этот сигнал позволяет ЭБУ производить точный расчет длительности импульсов впрыскивания для поддержания a = 1.
Для работы Х-зонда чувствительный элемент датчика должен иметь температуру более 150°С. Для этого датчик имеет встроенный электрический подогреватель, обеспечивающий его быстрый нагрев до рабочей температуры. Включение подогревателя обеспечивает реле ЭБН. На вход Х-зонда блок подает опорное напряжение 0,45 В. При достижении рабочей температуры сигнал с датчика изменяется в пределах 0,1-0,8 В в зависимости от состава ОГ. Отсутствие кислорода в ОГ - результат сгорания богатой смеси, что вызывает появление на выводах датчика напряжения
354
Глава 4. Экологические параметры современных автомобилей
низкого уровня (0,1-0,2 В). При получении сигнала богатой смеси ЭБУ обедняеет смесь до момента появления сигнала бедной смеси, после чего происходит обогащение горючей смеси до момен-ia появления сигнала богатой смеси. Выходной сигнал Х-зонда на исправном двигателе должен постоянно изменяться между низким и высоким уровнем с небольшой частотой.
Оксид титана (TiO2) является полупроводником, электрическая проводимость которого зависит от парциального давления кислорода в газовой смеси и от ее температуры. При комнатной 1емпературе сопротивление ТЮ2 очень велико. При повышении 1емпературы кислород из ТЮ2 переходит из твердой в газовую фазу, в результате чего оксид титана получает л-проводимость. Зависимость сопротивления р оксида титана от парциального давления кислорода РОг и температуры Т дает уравнение
Р = APq" ехр'£/кГ,	(4.11)
|де А - постоянная; Е~ энергия активации; к - постоянная Больцмана; л - показатель, который в широком диапазоне изменения парциального давления кислорода близок к 4.
При термодинамическом равновесии, когда состав смеси приближается к стехиометрическому, парциальное давление кислорода в ОГ очень резко уменьшается, в результате чего при переходе от бедной рабочей смеси к богатой происходит сильное падение электросопротивления ТЮ2.
Для обеспечения необходимой рабочей температуры таких датчиков осуществляется подогрев путем нагревания вольфрамовой пленки на изоляционном элементе электрическим током. Нагреватель (вольфрамовая пленка) обычно защищается слоем |линозема (А12О3). Мощность нагревания около 8 Вт.
Титановый датчик изменяет свое сопротивление скачкообразно от малого - 1 кОм (для богатой смеси) до 20 кОм и более (при обедненной смеси).
Такие датчики выпускаются обычно пленочного типа, причем пленка из ТЮ2 может быть выполнена путем напыления диэлектрика, может наноситься непосредственно на электрод, а также на керамику. Чувствительные элементы современных титановых кислородных датчиков представляют собой многослойную изоляционную подложку из глинозема (А12О3), между слоями которой располагаются слои из оксида титана ТЮ2.
355
Системы впрыска бензиновых двигателей
Титановые датчики обладают рядом важных достоинств, к которым относятся высокая чувствительность кислорода в ОГ, высокая подвижность дефектов кристаллической решетки, играющая основную роль в механизме взаимодействия чувствительного элемента с кислородом, значительная пористость ТЮ2, отличные каталитические свойства. Недостатком таких датчиков является сравнительно большой коэффициент термосопротивления.
Основные контролируемые параметры. Проверка параметров датчика кислорода осуществляется при достижении им рабочей температуры (350±50°С) с использованием газоанализатора, осциллографа, цифрового вольтметра и омметра.
Контролируются следующие параметры:
•	при значении X = 0,9 (обогащенная горючая смесь) напряжение на сигнальном выводе должно быть не менее 0,65 В;
•	при значении X = 1,1 (обедненная горючая смесь) напряжение на сигнальном выводе должно быть не менее 0,25 В;
•	время срабатывания при обедненной горючей смеси - не более 250 мс;
•	время срабатывания при обогащенной смеси - не более 450 мс;
•	сопротивление при температуре 350±50°С - не более 10 кОм.
Датчик кислорода - надежный электрохимический прибор. Его задача - определение наличия остатков кислорода в ОГ, т.е. его концентрации. Состав ОГ зависит от состава горючей смеси. Наличие кислорода в ОГ свидетельствует о бедной смеси, отсутствие кислорода характеризует богатую смесь. Показания датчика используют для корректировки подачи топлива. Категорически запрещается использование этилированного бензина. Выход из строя датчика приводит к увеличению расхода топлива и выброса ВВ.
Различают электрохимические и резистивные кислородные датчики. Первый тип датчиков работает по принципу элемента, вырабатывающего электрический ток. Второй работает как резистор, изменяя свое сопротивление.
Электрохимический датчик содержит корпус 3 (см. рис. 4.10) из нержавеющей стали, наконечник 1, выполненный из специальной керамики ZrO2 (двуокиси циркония), в котором находится чувствительный элемент с платиновыми электродами 13 и 16. Один электрод находится в потоке ОГ, а второй - в атмосфере. Порис
356
Гпава 4. Экологические параметры современных автомобилей
тая керамика на основе ZrO2, легированная оксидом иттрия, является твердым электролитом, т.е. проводит ионы кислорода.
Электрохимическая реакция в датчике смеси может быть представлена зависимостью
= С
/
^^1п______1__,
т I 1-(Ро2/Р)
(4.12)
где / - сила тока, протекающего через чувствительный элемент; С - постоянная величина; DOz - коэффициент диффузии слоя; Т-абсолютная температура; S - площадь поверхности электродов; / - глубина диффузионного слоя; РОг - парциальное давление кислорода у атмосферного электрода; Р - абсолютное давление.
Диффузионный слой состоит из молекул, радиус пор которых составляет 100-1000 А > 1. Этот диффузионный слой ограничивает молекулярную диффузию, вызываемую парциальным давлением кислорода.
После прогрева до рабочей температуры между электродами Pt/ZrO2/Pt возникает напряжение, величина которого определяется разностью содержания кислорода в ОГ двигателя (0,1-2,0%) и в наружном воздухе (21%).
Чем больше концентрация кислорода в ОГ, тем меньше выходное напряжение на кислородном датчике. Диапазон рабочих температур обычных датчиков составляет 300-400°С. Диапазон выходного напряжения датчика - 0,01-1,2 В.
Механизм возникновения напряжения в чувствительном циркониевом элементе кислородного датчика представляет собой сумму сложных для описания электрохимических реакций на границе Pt/ZrO2/Pt твердого электролита элемента. Его суть заключается в том, что за счет разного парциального давления кислорода в атмосфере и в ОГ его ионы перемещаются и создают разность потенциалов.
В датчике находится чувствительный элемент из окиси циркония. В зависимости от концентрации кислорода в ОГ датчик генерирует выходное напряжение, которое изменяется от 0,1 до 0,8 В. Для нормальной работы датчик должен иметь температуру 360°С.
Датчик кислорода действует по принципу гальванического элемента с твердым электролитом в виде керамического материала, изготовленного из диоксида циркония и оксида иттрия. При высо
357
Системы впрыска бензиновых двигателей
кой температуре этот электролит становится электропроводящим и генерирует характерный гальванический заряд, который является показателем содержания кислорода в ОГ. Максимальное значение соответствует X - 1.
Зависимость выходного напряжения кислородного датчика от разницы содержания кислорода в ОГ и атмосфере описывается следующей формулой:
U = ~ |п%, 4F Р0°г
(4.13)
где R - универсальная газовая постоянная; Т- абсолютная температура; F- постоянная Фарадея; Р£ - парциальное давление кислорода в атмосфере; - парциальное давление кислорода в ОГ.
Чувствительный элемент датчика представляет собой керамический цилиндр, изготовленный из двуокиси циркония (ZrO2) и покрытый слоем пористой платины. Чувствительный элемент помещен в корпус из нержавеющей стали, который имеет отверстие, позволяющее ОГ контактировать с внешней поверхностью чувствительного элемента. Датчик кислорода (Z-зонд) применяется обогреваемым и не обогреваемым. Обогреваемые зонды находятся несколько дальше от выпускного трубопровода. Датчик генерирует напряжение, изменяющееся в диапазоне 50-900 мВ. Это выходное напряжение зависит от наличия или отсутствия кислорода в ОГ и от температуры чувствительного элемента датчика. Чувствительный элемент закрыт защитным колпачком 2 с отверстиями для прохода ОГ.
В полости 15 элемента 1 размещены керамический уплотнитель 4, нагревательный элемент 10 с контактами 9 и 12 и выводами нагревательного элемента 7, подключенными к ЭБУ. Перед пуском двигателя датчик нагревается электрическим током.
Принцип действия применяемых датчиков кислорода различный. Циркониевый датчик (керамический элемент на основе двуокиси циркония ZrO2, покрытый платиной) представляет собой гальванический источник тока, создающий разность электрических потенциалов и изменяющий напряжение в зависимости от температуры и наличия кислорода в ОГ и окружающей среде. Циркониевые датчики являются наиболее распространенными.
Титановые датчики (используется двуокись титана ТЮ2) применяются реже и представляют собой резисторы, сопротивление
358
Гпава 4. Экологические параметры современных автомобилей
которых изменяется также в зависимости от температуры и наличия кислорода в окружающей среде.
Особенностью циркониевого датчика является то, что при незначительном изменении состава смеси (а = 0,98-1,02) ЭДС на его выходе изменяется скачком от 5 до 1000 мВ. Генерировать ЭДС датчики на основе TiO2 не могут.
Датчик автомобиля «Святогор» размещен на ВТ. По содержанию кислорода в ОГ датчик информирует ЭБУ о составе горючей смеси. Анализируя информацию от кислородного и других датчиков, ЭБУ нормализует состав смеси за счет изменения времени открытия ЭМФ. Разъем жгута снабжен контактами А, В, С и D. Исправный датчик имеет напряжение 0,1-0,9 В при частоте вращения КВ 2500 мин1.
Двуокись циркония при высоких температурах приобретает свойство электролита. Датчик становится гальваническим элементом. Закрытый его конец рабочего элемента помещают в приемный трубопровод, а открытый остается снаружи и сообщается с атмосферой. Если в приемном трубопроводе содержание кислорода меньше по сравнению с окружающей средой, то между внутренней и внешней циркониевыми поверхностями возникает разность потенциалов.
Внутреннее сопротивление циркониевого датчика тем выше, чем ниже его температура. Поэтому генерирование ЭДС этим датчиком начинается только при прогреве датчика до температуры 300-400°С. Потенциал на выходе датчика 0,45-0,50 В представляет собой опорное напряжение, подаваемое от ЭБУ.
В нейтрализаторе выполнены керамические элементы с микроканалами, на поверхности которых нанесены катализаторы -два окислительных и один восстановительный. Окислительные катализаторы (платина и палладий) способствуют преобразованию углеводородов в водяной пар, а окиси углерода - в безвредную двуокись углерода. Восстановительный катализатор (родий) ускоряет химическую реакцию восстановления оксидов азота и превращения их в безвредный азот.
Размещенный в потоке ОГ Z-зонд имеет такую форму, что внешний электрод омывается ОГ, а внутренний контактирует с внешним воздухом. X-зонд представляет собой корпус из специальной керамики, внешняя поверхность которого снабжена газопроницаемым платиновым электродом. Керамический материал имеет поры и допускает диффузию кислорода воздуха (твердый элек
359
Системы впрыска бензиновых двигателей
тролит). Керамика становится проводящей при высокой температуре. Если содержание кислорода на обоих электродах сильно различается, на электродах возникает электрическое напряжение.
Чтобы устранить влияние продуктов сгорания на керамический зонд, сторона зонда, находящаяся в ОГ, закрыта защитной трубкой. В ней предусмотрены щели, форма которых исключает контакт ОГ и находящихся в них твердых частиц с керамическим зондом. Кроме механической защиты, она также обеспечивает температурную стабилизацию при переходе от одного рабочего режима к другому.
Напряжение и внутреннее сопротивление зонда зависят от температуры. Надежное регулирование возможно при температуре выше 350°С (необогреваемый Х-зонд) или 200°С (обогреваемый Х-зонд). Все современные Х-зонды обогреваемые. В ЭБУ подаются сигналы датчика кислорода, преобразуемые в команду для регулятора управляющего давления, обогащающего или обедняющего горючую смесь.
Обогреваемые зонды, как правило, находятся несколько дальше от выпускного трубопровода 17. Без обогрева они достигали бы своей рабочей температуры при пуске двигателя с задержкой. Главная цель электрического обогрева зондов - включение их в работу при температуре ниже 350°С. Датчики без нагревательных элементов устанавливают в выпускном трубопроводе ближе к двигателю, а с нагревательным элементом - перед нейтрализатором ОГ. При температуре около 20°С автомобиль тестируют в лаборатории на динамометрическом стенде. Перед испытанием его выдерживают в лаборатории в течение 12 ч. Датчик (А.-зонд) автомобиля «Святогор» содержит корпус - пористую керамическую пластину, на которую нанесено платиновое покрытие. С одной стороны пластина сообщена с атмосферой, а другая сторона соприкасается с ОГ через отверстия в специальном наконечнике.
К сторонам пластины подсоединены провода (контакты С и D датчика). Контакт D соединен с «массовой» клеммой ЭБУ, контакт С - информационным каналом с клеммой. При соприкосновении с кислородом и под воздействием высокой температуры на разных концах керамической пластины возникает разность потенциалов (напряжение). Это напряжение будет изменяться в зависимости от количества кислорода на той части пластины, которая контактирует с ОГ.
360
Гпава 4. Экологические параметры современных автомобилей
Датчик образует двухуровневый сигнал со значением напряжения в диапазоне 0-1000 мВ. Наилучшие значения направляемых в ЭБУ сигналов составляют 50-100 и 850-900 мВ.
Разница между минимальным значением сигнала (бедная смесь) и максимальным значением (богатая смесь) при исправно работающем кислородном датчике должна составлять 500 мВ. После пуска холодного двигателя ЭБУ регулирует состав смеси в сторону обогащения. Датчик не может сразу направить в ЭБУ сигнал, так как температура ОГ еще невысокая (350°С). Для избежания этого в датчик встроен электрический подогреватель - контакты А и В сопротивлением 3-15 Ом.
Время начала регулирования качества смеси зависит от температуры охлаждающей жидкости двигателя. При температуре 20°С регулирование состава смеси начинается через 2 мин. После пуска, через 1 мин., температура повышается до 80°С.
По содержанию остатка кислорода в ОГ датчик определяет, информирует ЭБУ и рассчитывает продолжительность открытия ЭМФ, обеспечивая в следующем рабочем цикле состав горючей смеси, близкий к стехиометрическому (0,97-1,03).
Схема подключения датчика приведена на рис. 4.11. Датчик без нагревателя может иметь один или два сигнальных провода, со встроенным электрическим нагревателем - три или четыре провода. Провода светлых цветов относятся к нагревателю, а темных - к сигнальному проводу.
Рис. 4.11. Схема подключения Х-зонда
I - сигнальный провод на ЭБУ (черный); 2, 3 - подогрев (белый); 4 -  «земля» датчика (серый)
Датчик кислорода работает обычно в диапазоне температур 350-900°С. Поэтому элементы датчика изготовлены из жаростойких материалов. Выходящие провода имеют термостойкую изоляцию.
Датчики кислорода имеют неразборную конструкцию и не требуют обслуживания. Ресурс электрохимических датчиков кис
361
Системы впрыска бензиновых двигателей
лорода составляет 60-80 тыс. км при соблюдении условий эксплуатации. Иногда устанавливают два датчика - до нейтрализатора и после него. Рекомендуется проверять датчики кислорода при каждом техническом обслуживании автомобиля.
Работа нейтрализатора. При работе двигателя на режиме холостого хода ОГ поступают в корпус через входной патрубок, далее через запорный клапан проходят в расположенный за ним реактор, очищаются и через выходной патрубок выходят из нейтрализатора. При работе двигателя на режиме частичных нагрузок, т.е. при увеличении количества проходящих через нейтрализатор ОГ они дополнительно открывают впускной клапан и часть ОГ проходит через расположенный за ним реактор.
Для снижения сопротивления потока газов со стороны катализатора площадь всех отверстий сот примерно в 1,5 раза больше, чем подводящих или отводящих труб. Поверхностный катализ может быть использован как в процессе окисления, так и в процессах восстановления. Для устранения вредных компонентов используется только окисление в присутствии катализатора, которое получило известность как дожигание в присутствии катализатора. В ходе его происходит преобразование СО и CmHn в СО2 и Н2О. Восстановление в присутствии катализатора можно было бы использовать также для преобразования окиси азота в молекулярный азот. Как правило, устанавливают два А.-зонда. Это позволяет скорректировать управление по сигналу первого датчика и уменьшить амплитуду периодических колебаний, а следовательно увеличить каталитические превращения СО, CmHn и NOX.
В системе нейтрализации ОГ 45% неисправностей приходится на Z-зонд, 16% - на нейтрализатор и 6% - на систему зажигания. Субъективно определить их трудно.
Надежность нейтрализатора в значительной мере зависит от состава топлива. Особенно на нейтрализатор воздействует свинец. Он оседает на его поверхности, блокирует или «отравляет» катализатор. При испытаниях автомобилей с нейтрализатором согласно нормам должен применяться бензин с содержанием свинца не более 5 мг/л.
При тепловых напряжениях керамические блоки нейтрализатора могут разрушаться (закупориться), вызвав повышение противодавления. На работающем двигателе (при п = 2500 мин1) величина противодавления должна составлять не более 8,62 кПа
362
Глава 4. Экологические параметры современных автомобилей
(измеряется с помощью манометра, устанавливаемого в отверстие вместо датчика концентрации кислорода).
Адсорбционно-каталитический нейтрализатор. Большие надежды связывают с применением нового нейтрализатора адсорбционно-каталитического типа (DENOX). Этот нейтрализатор может обеспечивать эффективную работу как на бедных смесях, так и при а < 1. Носитель покрыт А12О3, катализатором из платины Pt и специальным веществом R, выполняющим функцию адсорбера. При работе на бедных смесях платиновый катализатор способствует окислению NO до NO2, который на материале R адсорбируется в виде нитрата. Когда ДВС будет работать при а < 1, то NO2 с участием СО, CmHn и Н2 восстанавливается на платиновом катализаторе.
Применениек-зонда. В США, Европе и Японии только каталитическая очистка отработавших газов с использованием трехкомпонентных нейтрализаторов и системой с обратной связью обеспечивает удовлетворение существующим нормам по предельным концентрациям СО, NOX и CmHn в ОГ. Коэффициент избытка воздуха А. используется для определения пропорций воздуха и топлива в рабочей смеси и отношений между действительным и стехиометрическим составами смеси. Для двигателя с искровым зажиганием для оптимизации состава отработавших газов в основном используются две разновидности обратной связи.
Система с обратной связью при a = 1. Эта система обеспечивает снижение до минимума концентрации токсичных компонентов в отработавших газах. Двигатель должен работать в узком диапазоне значений а = 1+0,005 («окно» каталитического нейтрализатора). Такая токсичность достигается благодаря использованию системы с обратной связью по составу рабочей смеси с Х-зондом, установленным перед нейтрализатором. Второй аналогичный кислородный датчик располагается за нейтрализатором, что еще более увеличивает точность формирования состава смеси.
Система с обратной связью при a > 1 (обедненная смесь).' Основным преимуществом такого контроля является снижение расхода топлива в результате сгорания обедненной смеси (качественное регулирование без дросселирования). Эффективность системы определяется использованием каталитических нейтрализаторов, которые могут снизить выбросы NOX во время сгорания обедненной смеси. Для двигателей с искровым зажиганием предел обеднения смеси при а » 1,7. Превышение этого значения
363
Системы впрыска бензиновых двигателей
ведет к возникновению пропусков воспламенения, несмотря ни на какие конструктивные меры.
Ряд фирм для снижения стоимости нейтрализатора применяют триметаллический катализатор - платина, палладий и родий в соотношении 1:16:1 или 1:28:1. На один нейтрализатор расходуется от 1,5 до 3 г платины.
Методы выбора основных параметров каталитического нейтрализатора. Расчет нейтрализатора сводится к определению необходимого объема катализатора для окисления заданного количества основного токсичного компонента при обеспечении процесса необходимым количеством кислорода. Затем определяют параметры реактора и длину каталитического слоя, зависящего от скорости кинетических превращений и скорости потока. Объемная скорость, представляющая собой отношение часового объемного расхода газа к объему катализатора, предложенного нейтрализатора равна 25 000 ч1, температура ОГ на входе - 400°С, а на выходе - 575°С, средняя температура - 485°С. Исходная концентрация равна 2%, а конечная - 0,1%. Содержание вредных веществ в ОГ с нейтрализатором и без него приведено в табл. 4.2.
Таблица 4.2
Содержание вредных веществ в ОГ с нейтрализатором и без нейтрализатора
Вещество	Концентрация, %		Степень очистки, %
	до нейтрализации	после нейтрализации	
СО	0,06	0,06	0
NOX	0,002	0,001	50
Альдегиды	0,0144	0,003	98
SO2	0,008	0	100
Катализаторы на основе благородных металлов (платина, палладий, рутений, радий и др.) наиболее широко используют для очистки ОГ ДВС. Эти катализаторы характеризуются хорошей селективностью в реакциях нейтрализации токсичных компонентов, низкими температурами начала эффективной работы, достаточной температурной стойкостью, долговечностью и способностью устойчиво работать при высоких скоростях газового потока. Основной недостаток - высокая стоимость.
364
Гпава 4. Экологические параметры современных автомобилей
При применении нейтрализатора с двумя ступенями очистки во время работы двигателя по внешней характеристике были снижены выбросы: оксида углерода в 1,42-1,45 раза; оксида азота в 2,03-2,05 раза; углеводородов в 2,21-2,24 раза; твердых частиц в 2,83-2,85 раза.
При переходе на одну ступень очистки снизилось противодавление выпуску с 6,37 по 3,92 кПа (с 650 до 400 мм вод. ст). Причем было обнаружено, что каталитический нейтрализатор успешно выполнял функцию глушителя шума выпуска. Если стандартный глушителей КамАЗ-740 снижал уровень шума выпуска до 113 дБА, го каталитический нейтрализатор с двумя ступенями очистки -до 111 дБА.
Наблюдение за работой каталитического нейтрализатора в течение 1200 ч эксплуатации в различное время года показало, что эффективность очистки газов за указанный период ухудшилась: содержание СО увеличилось в 1,05-1,14 раза; NOX - в 1,14— 1,15 раза; CmHn - в 1,44-1,31 раза; твердых частиц - в 2,49-2,50 раза. Однако после промывки каталитических блоков в растворе нашатырного спирта и моющем растворе эффективность очистки нейтрализатора восстановилась на 85-90%.
Каталитический нейтрализатор отработавших газов на блочных носителях с сотовой структурой. В настоящее время для очистки отработавших газов ДВС применяются преимущественно катализаторы на блочных носителях с сотовой структурой, а не с гранулами. Это в первую очередь связано с тем, что слой гранулированного катализатора создает значительное сопротивление газам. Однако гранулированные катализаторы имеют ряд преимуществ перед блочными, в частности, меньшее содержание драгоценных металлов, более высокую механическую прочность и термическую стойкость, простую технологию изготовления.
Реакция окисления окиси углерода при катализаторах, содержащих драгоценные металлы, легко переходит в гетерогенно-гомогенный режим, когда происходит скачкообразное увеличение степени превращения окисляемого вещества примерно до 100%. Однако реализуется этот режим лишь при определенной температуре катализатора - так называемой температуре «вспышки» процесса. Причем после ее достижения объемную скорость газового потока можно увеличить более чем на порядок и без снижения эффективности очистки.
365
Системы впрыска бензиновых двигателей
Эти особенности были использованы при разработке новой конструкции реактора палладийсодержащего нейтрализатора. Идея, заложенная в конструкцию, проста: снизить скорость потока газа через слой зернистого катализатора, чтобы тем самым увеличить время пребывания молекул газа в контакте с катализатором и, как результат, уменьшить температуру «вспышки». Реализуется эта идея тоже не сложным образом: в зону контакта вводится одна или несколько сетчатых трубок и часть газа проходит мимо катализатора с большей скоростью. Оставшееся количество все же попадает на гранулы, но его скорость уменьшается. Поэтому данная часть и задерживается там на значительно большее время, чем было бы при отсутствии трубок. Молекулы нейтрализуются, а их температура повышается настолько, что они сами становятся инициаторами догорания газов, которые проходят по трубкам. Это ведет к уменьшению температуры вспышки, а увеличение свободного объема в зоне катализатора благоприятствует протеканию процесса в гетерогенно-гомогенном режиме.
Каталитический нейтрализатор ОГ нового поколения. На первом этапе были разработаны конструкции каталитических нейтрализаторов, в которых автоматическое выключение из работы отдельных ступеней нейтрализации в зависимости от режимов работы двигателя обеспечивало экономию топлива до 5-7% по сравнению с аналогичными одноступенчатыми нейтрализаторами.
Каталитический нейтрализатор имеет корпус с входным и выходным патрубками, несколько реакторов с катализаторами (в зависимости от мощности двигателя), расположенных параллельно по потоку газов, и распределитель отработавших газов. В распределителе равномерно по окружности расположены отверстия, в которых установлены впускные клапаны. Каждый клапан отрегулирован на соответствующий режим работы двигателя. Корпус нейтрализатора выполнен подвижно относительно корпуса распределителя ОГ. Выпускной запорный клапан отрегулирован на давление, превышающее давления, на которые настроены впускные клапаны.
Параллельно с организацией производства катализаторов на основе договоров была разработана конструкция нейтрализаторов ОГ как для новых легковых автомобилей «Лада-110, -111», ГАЗ-3110, -3111, -3302, -2752, так и для уже находящихся в эксплуатации автобусов, мусоровозов, карьерных большегрузных самосвалов, автопогрузчиков и машин подготовки искусственного льда.
366
Гпава 4. Экологические параметры современных автомобилей
Совместная разработка УЭХК и «АвтоВАЗа» конструкции ней-фализатора для автомобилей марки ВАЗ была завершена в 1997 г. организацией сборочного производства нейтрализаторов на основе керамических блоков с каталитическим покрытием УЭХК на предприятии «АвтоВАЗ-Агрегат» и сертификацией автомобилей, оснащенных этими нейтрализаторами.
Испытания нейтрализаторов с катализаторами УЭХК в сравнении с катализаторами фирм Walker, GM, Emitec, Gillet подтвердили более высокую (на 20-30%) эффективность преобразования этими катализаторами углеводородов и оксидов азота (табл. 4.3).
Таблица 4.3
Эффективность применения катализатора
Автомобиль	Двигатель, ЭБУ	Содержание в ОГ токсичных веществ, г/км			
		СО	СН	NOX	CH+NOX
ВАЗ-21103	ВАЗ-2112, GM	0,721	0,122	0,11	0,232
ГАЗ-3102	ЗМЗ-4062.10	0,499	0,136	0,018	0,154
Примечание. По директивам ЕС-2000 содержание в ОГ СО не должно превышать 2,3 г/км, CH - 0,2 г/км, NOX ~ 0,15 г/км, CH + NOX - 0,35 г/км.
Эффективность катализаторов УЭХК настолько высока, что может обеспечивать и выполнение норм «Евро-3» при условии оптимизации программ калибровки ЭБУ работой двигателей на переходных режимах.
Участвуя в программе по экологическому оздоровлению воздушного бассейна г.Москвы, УЭХК поставляет фирме «ЛИНДО» катализаторы для оснащения нейтрализаторами отдельных видов автотранспорта (такси, автобусы, грузовики). При эксплуатации автобусов с системой нейтрализации ОГ периодические проверки токсичности ОГ показали, что эффективность очистки ОГ снижается до 50% по углеводородам после 45-60 тыс. км пробега, по СО - после 80-90 тыс. км пробега. Результаты испытаний автомобиля ГАЗ-2752-314 «Соболь» с нейтрализатором УЭХК приведены в табл. 4.4.
Управление по сигналу Z-зонда сопровождается периодическим изменением состава смеси, причем колебания а относительно а = 1 не превосходят ±0,03. Эти колебания состава смеси вместе с инерционностью всей системы на переходных режимах
367
Системы впрыска бензиновых двигателей
Таблица 4.4
Результаты испытаний автомобиля ГАЗ-2752-314 «Соболь» с нейтрализатором
Содержание в ОГ токсичных веществ, г/км			
СО	СН	NOX	СН + NOX
0,337	0,076	0,889	0,965
Примечание. По директивам ЕС-96 содержание в ОГ СО не должно превышать 6 г/км, CH+NOx ~1,6 г/км.
приводят к тому, что реальная величина коэффициентов преобразования составляет приблизительно 90%.
На новых системах нейтрализации и автоматизированного управления подачей бензина иногда устанавливают по два Z-зонда, т.е. до и после нейтрализатора. Это
позволяет решить ряд задач, в том числе скорректировать управление по сигналу первого Z-зонда и уменьшить амплитуду периодических колебаний, а следовательно, увеличить каталитические превращения NO, СО и CmHn.
Снижение выброса CmHn при пуске и прогреве двигателя. При использовании каталитических нейтрализаторов дальнейшее снижение выброса NO может быть получено путем применения рециркуляции, а уменьшение выброса СО - путем исключения режимов работы на богатых смесях.
Сложнее обеспечить выполнение перспективных норм на выброс СН. В первую очередь это связано с большой эмиссией СН на режимах пуска и прогрева. Современный двигатель с каталитическим трехкомпонентным нейтрализатором при испытаниях по американскому циклу в течение первых 100 с выбрасывает 80% CmHn от общего количества (за все испытание). При введении норм «Евро-3» предполагается начинать отбор газов для анализа сразу после запуска двигателя, а время работы на XX увеличить.
В первой фазе испытаний каталитический нейтрализатор не работает, так как температура в нем недостаточно высока. Кроме того, двигатель в это время работает на обогащенных смесях и в ОГ нет кислорода, необходимого для окисления CmHn в нейтрализаторе.
Ускоренный прогрев нейтрализатора достигается путем его установки ближе к двигателю, термоизоляцией системы выпуска между ним и выпускным клапаном, его электрическим подогревом, подогревом путем сжигания перед ним топлива в горелке, уменьшением опережения зажигания с целью увеличения темпе
368
Гпава 4. Экологические параметры современных автомобилей
ратуры ОГ. Z-зонд начинает работать при температуре 300°С, поэ-юму для него все чаще применяют электрический подогрев.
В некоторых случаях используется так называемый стартовый нейтрализатор, который имеет меньшие размеры, чем основной. При параллельном расположении стартового нейтрализатора во время прогрева двигателя весь поток ОГ направляется в этот нейтрализатор, который быстро прогревается и начинает эффективно работать. Затем по мере прогрева двигателя поток ОГ специальной заслонкой направляется в основной нейтрализатор.
Положительный эффект при последовательном включении стартового нейтрализатора достигается вследствие его расположения перед основным нейтрализатором, т.е. ближе к выпускному коллектору, и меньших размеров, а значит и более быстрого прогрева.
Объем мирового производства катализаторов составляет 500-800 тыс. т в год; выпускается 250 основных типов катализаторов, каждый из которых имеет ряд разновидностей. Между однородными по назначению катализаторами, производимыми в различных странах или разными фирмами, также имеются определенные различия.
Требования к катализатору. Подбирая катализатор, необходимо учитывать температуру реакции и продолжительность нахождения газов в реакционной камере, обеспечивающие необходимую степень превращения, а также устойчивость катализатора к высоким температурам, т.е. к воздействию горячих ОГ, потерю активности катализатора, промежуток времени и действие определенных катализаторов и высоких температур, при которых они проявляются, способы восстановления или замены катализатора после неизбежной потери активации.
Катализатор должен обеспечивать достижение максимальной активности по тяжелым CmHn в температурном диапазоне 250-450°С, выдерживать без потери активности кратковременное повышение температуры в пределах 100-1000°С, сохранять активность даже при наличии в ОГ свинца и серы, исключать даже при полной нагрузке значительные потери давления и тем самым мощности двигателя (потеря мощности не более 5%), иметь малый вес и достаточную механическую прочность, обеспечивающую устойчивость в процессе эксплуатации, обладать сроком службы, равным сроку службы двигателя. Стоимость нового катализатора и регенерации старого должна быть не очень высокой.
369
Системы впрыска бензиновых двигателей
Объемная нагрузка реакционной камеры представляет собой продолжительность контакта реагента с катализатором или пространственную скорость. Это значение получают при сопоставлении количества ОГ (м3/ч) с объемом катализатора: чем меньше объемная нагрузка, тем более успешно протекает реакция и тем выше степень превращения.
Температура реакции в присутствии катализатора. Достаточная реакционная способность при дожигании ОГ в присутствии катализатора достигается только при определенных температурах, которые зависят от вида компонентов ОГ и катализатора.
При окислении СО в присутствии определенного катализатора при температуре 50°С в углекислый газ превращалось только 25%, а при 250°С - уже 95% СО. Примерно такая же степень превращения отмечалась в отношении СН, но при более высоких температурах (200 и 450°С).
У автомобильного двигателя температура ОГ при различных нагрузках и режимах работы различна. У ДВС с искровым зажиганием на режимах холостого хода она составляет в среднем 285-315°С, при половине номинального числа оборотов КВ -530-600°С, а при полной нагрузке - 750~800°С. При отказе одной свечи температура может подняться до 1100°С.
Большинство катализаторов не обладают достаточной устойчивостью при высокой температуре. Их необходимо защищать от перегрева с помощью обводных трубопроводов с регулируемыми заслонками. При запуске необходим возможно более быстрый нагрев катализатора, чтобы низкая степень превращения, имеющая место при низких температурах, сохранялась лишь непродолжительное время. Обводной канал в данном случае не используется. Оснащение системы нейтрализации Z-зондом обеспечивает существенное улучшение процесса снижения вредных выбросов до уровня перспективных норм. Наиболее перспективным является адсорбционно-каталитический нейтрализатор типа DENOX, обеспечивающий эффективную работу как на бедных смесях, так и при а < 1.
Адсорбер предназначен для улавливания паров бензина, благодаря чему обеспечивается замкнутый цикл и изоляция топливной системы от атмосферы. Адсорбер состоит из угольного адсорбера и электромагнитного клапана продувки. Клапан управляется с ЭБУ по определенному алгоритму в зависимости от режима работы двигателя. Современные автомобили для предот
370
Глава 4. Экологические параметры современных автомобилей
вращения утечки в атмосферу паров топлива оснащаются устройством их улавливания.
Система улавливания паров бензина приведена на рис. 4.12. Устройство представляет собой емкость, заполненную активированным углем, который способен достаточно долго поглощать пары топлива, но требует время от времени продувки свежим воздухом. Для этой цели угольный фильтр соединен шлангом с ВТ. Соединение шланга с фильтром управляется клапаном продувки. При открытом клапане продувки воздух с парами топлива всасывается из фильтра в ВТ.
Рис. 4.12. Система улавливания паров топлива
1 - дроссельная заслонка 2 - воздушный фильтр; 3 - клапан емкости; 4 -трубопровод; 5 - адсорбер; 6 - трубопровод; 7 - предохранительный клапан; 8 - дифференциальный регулятор давления; 9 - топливный бак; 10 -трубопровод; 11 - клапан; 12 - впускной трубопровод; 13 - активированный уголь
В системе применен метод улавливания паров бензина адсорбером. Он установлен в моторном отсеке, соединен трубопроводами с топливным баком и дроссельным патрубком и рассчитан на пробег 80 тыс. км. На крышке адсорбера расположен электромагнитный клапан, который по сигналам ЭБУ переключает режимы работы системы. Когда двигатель не работает, электромагнитный клапан закрыт и пары бензина из топливного бака по трубопроводу подводятся к адсорберу, поглощающему гранулированным активированным углем.
371
Системы впрыска бензиновых двигателей
При работающем двигателе блок управления открывает и закрывает электромагнитный клапан импульсами с частотой 16 Гц. При создании в топливном баке избыточного давления паров топлива они из топливного бака поступают по паропроводу в адсорбер, где удерживаются активированным углем до включения режима продувки адсорбера. Управление продувкой осуществляет ЭБУ при помощи электромагнитного клапана. ЭБУ регулирует степень продувки адсорбера в зависимости от режима работы двигателя, подавая на клапан сигнал с изменяемым периодом следования импульсов. При включении продувки адсорбера пары бензина по шлангу через штуцер агрегата дроссельной заслонки поступают в ВТ для приготовления горючей смеси. ЭБУ включает электромагнитный клапан продувки при определенных условиях.
Когда клапан открыт, то он перекрывает подачу паров бензина и открывает отверстие для доступа в адсорбер воздуха. Происходит продувка адсорбера. Смесь паров бензина с воздухом отбирается из адсорбера по шлангу в дроссельный патрубок.
Скважность импульсов, подаваемых ЭБУ на клапан, может изменяться от 0 до 100%. Если скважность равна 0%, то это означает, что клапан не открывается и продувки адсорбера нет. Если скважность 100% - клапан практически не закрывается и происходит полная продувка адсорбера. Чем выше расход воздуха двигателем, тем больше объем допускаемой продувки.
ЭБУ включает электромагнитный клапан продувки при следующих условиях: температура охлаждающей жидкости выше 75°С; система управления топливоподачей работает в режиме замкнутого цикла; скорость движения автомобиля выше 10 км/ч. После включения продувка продолжается до полного открытия дроссельной заслонки, тогда клапан закрывается.
Чем выше расход воздуха, тем больше длительность импульсов включения клапана. После включения клапана критерий скорости изменяется: клапан отключится только при снижении скорости до 9 км/ч; при этом открытие дроссельной заслонки превышает 2%. Этот фактор в дальнейшем не имеет значения, если он не превышает 99%. При полном открытии дроссельной заслонки ЭБУ отключает клапан продувки адсорбера.
Когда двигатель работает в номинальном режиме, ЭБУ включает систему продувки адсорбера паров бензина, чтобы удалить их из резервуара. В ином случае адсорбер будет насыщаться па
372
Гпава 4, Экологические параметры современных автомобилей
рами бензина и они будет конденсироваться в жидкую фазу. В системе применен метод улавливания паров бензина адсорбером 5, представляющим собой емкость с активированным углем. Адсорбер установлен в моторном отсеке и сообщен трубопроводом 6 с топливным баком и трубопроводом 4, с впускным трубопроводом 12. Электромагнитный клапан 3 управляется по сигналам ЭБУ.
Уголь в адсорбере 5 поглощает проходящее топливо, содержащееся в парах. Поступление топлива из емкости к двигателю сопровождается одновременной подачей в адсорбер воздуха, поглощающего топливо. Из емкости обогащенный углеводородами воздух проходит через клапан 3 и поступает во впускной трубопровод 12 для сжигания.
При неработающем двигателе электромагнитный клапан закрыт и пары бензина из топливного бака по трубопроводу подводятся к адсорберу, где они поглощаются гранулированным активированным углем.
При работе двигателя ЭБУ включает на определенное время электромагнитный клапан продувки 3 адсорбера. Наружный воздух входит в адсорбер, насыщается парами бензина и поступает в задроссельное пространство ВТ. По мере расходования бензина в топливном баке 9 создается разрежение и наружный воздух через адсорбер 5 проходит в двухходовой клапан, где открывает обратный клапан. Далее воздух через гравитационный клапан и сепаратор поступает в топливный бак 9.
Объем применяемого сепаратора (100 мл) недостаточно велик, и при определенных условиях (например, при стоянке автомобиля с полностью заправленным баком на солнце или в жарком помещении в течение длительного времени) часть жидкого топлива может попасть в адсорбер, что приведет к его переполнению и преждевременному выходу из строя. Вот почему бак на этих автомобилях не рекомендуется заправлять «под крышку».
Гравитационный клапан предотвращает выход топлива через систему вентиляции в отсек двигателя при опрокидывании автомобиля в случае аварии. Клапан не требует обслуживания; необходимо лишь первоначально проконтролировать его правильную установку - конусообразным торцом вертикально вниз, при этом штуцеры должны быть направлены горизонтально. Если по ошибке клапан смонтировали перевернутым, он закроется и разобщит полость бака с атмосферой. Тогда по мере выработки бензина бак будет деформирован давлением окружающего воздуха. К анало
373
Системы впрыска бензиновых двигателей
гичным последствиям приводит пережатие вентиляционных трубок при монтаже или их повреждение во время эксплуатации.
Двухходовой клапан необходим, чтобы поддерживать небольшое избыточное давление в баке во избежание перегрузки адсорбера. При увеличении разрежения в баке клапан открывается для подачи воздуха. Клапан позволяет использовать невентили-руемые крышки горловины бака. Предохранительный клапан предназначен для аварийного сброса значительного давления при использовании бензина.
Сепаратор, гравитационный, аварийный и двухходовой клапаны установлены за декоративной облицовкой бака в багажном отделении седана ВАЗ-21073, за левой боковиной багажного отсека на универсале ВАЗ-21044, за правой боковиной обивки на «Ниве» ВАЗ-21214.
Топливные пары проходят через систему шлангов от горловины бака через сборник испарений и клапан антикрена к адсорбирующему угольному фильтру. Он адсорбирует топливные пары и устанавливается вместе с клапаном, который предотвращает утечку паров топлива при неработающем двигателе.
Угольный адсорбер. Пары топлива из топливного бака поступают к верхней части угольного адсорбера и соединяются с активированным углем. Воздух выходит через канал в основании устройства. В зависимости от температуры угольный адсорбер может собирать до 90 г топлива.
Клапан системы контроля испарений размещается между адсорбером и ВТ. Вместо вакуумного клапана установлен электрический. Все применяемые датчики температуры выполнены на основе полупроводниковых резисторов, имеющих отрицательный коэффициент сопротивления. Клапан очистки емкости (рис. 4.13) содержит корпус 1, выполненный из противоударного пластика, и крышку 2, образующие рабочую полость, подключенную через штуцеры подвода 5 и отвода 13 паров топлива с системой улавливания паров топлива. Клапан через штуцер 13 сообщен с ВТ. Наличие разрежения в соединительной магистрали является условием его работы.
При воздействии сигнала обмотка 12 соленоида втягивает якорь 10. Резиновое уплотнение 8 прижимается к гнезду 11 и закрывает выходное отверстие клапана. Якорь присоединяется тонкой плоской пружиной 7, которая закреплена на одном конце. Когда через обмотку соленоида ток не протекает, пружина подни
374
Гпава 4. Экологические параметры современных автомобилей
мает якорь и уплотнительный элемент от гнезда, т.е. поперечное сечение открывается.
Клапан очистки емкости вступает в работу при прогреве двигателя. Проверка системы вентиляции включает следующее: наблюдение импульсов управления при подключенном клапане; проверку герметичности соединений ВТ, включая патрубки (отсутствие подсоса воздуха и проходимости вакуумной трубки клапана); замер сопротивления обмотки клапана в сравнении с эталоннным.
Проверка целостности мембраны клапана проводится путем его продувки в закрытом состоянии. Когда дифференциальное давление между входной и выходной сторонами клапана возрастает, то возникшее усилие воздействует на шток и прижимает уплотнитель ближе к гнезду. Во входной части находится контрольный клапан 6 для предотвращения попадания паров топлива в ВТ из ем
Рис. 4.13. Клапан очистки емкости
1 - корпус; 2 - крышка; 3 - опора; 4 - пружина; 5 - входной штуцер; 6 - контрольный клапан; 7 - плоская пружина; 8 - уплотнение; 9 -полость; 10 - якорь; 11 - выходной канал; 12 - обмотка; 13 - выходной штуцер
кости с углем, когда двигатель выключается.
Система улавливания паров бензина автомобилей ВАЗ (рис. 4.14) предназначена для удаления паров топлива из бензобака и последующего сжигания их на работающем двигателе-. Улавливание паров осуществляется угольным адсорбером, установленным в моторном отсеке и сообщенным через трубопровод с полостью бензобака, а через трубопровод и клапан регенерации с задроссельным пространством впускного трубопровода. На неработающем двигателе пары бензина из сепаратора попадают через гравитационный и двухходовой клапаны в адсорбер, । де они поглощаются активированным углем. Затем при работаю-
375
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 4.14. Система улавливания паров бензина
1 - топливная рампа; 2 - дроссельный патрубок; 3 - впускной трубопровод; 4 - регулятор давления топлива; 5 - соединительный патрубок; 6 -топливный трубопровод; 7 - клапан продувки адсорбера; 8 - соединительный трубопровод; 9 - двухходовой клапан; 10 - гравитационный клапан; 11 - предохранительный клапан; 12 - сепаратор; 13 - пробка бензобака; 14 - заправочная горловина; 15 - электрический бензиновый насос; 16 -полость бензобака; 17-топливный фильтр; 18 - трубопровод подачи топлива; 19 - трубопровод; 20 - трубопровод возврата топлива; 21 - адсорбер; 22 - штуцер сообщения с атмосферой
щем двигателе адсорбер продувается воздухом, пары всасываются в дроссельный патрубок 2, а затем во впускной трубопровод 3 и в камеру сгорания, тем самым обеспечивая получение максимальной мощности двигателя. Состав смеси регулируется датчиком кислорода в зависимости от нагрузки адсорбера парами топлива.
При испарении топлива в баке СН выходят в атмосферу. Эффект усиливается при повышении температуры топлива. Соблюдение норм по выбросу паров осуществляется использованием
376
Глава 4. Экологические параметры современных автомобилей
специального адсорбера с активированным углем. Топливный бак вентилируется через сосуд с активированным углем. При работе воздух всасывается через этот сосуд и попадает в ДВС. Наличие 1% паров, поступающих из сосуда с активированным углем, приводит к изменению а на 20%.
В системе управления работой ДВС применен клапан регенерации (клапан продувки с углем).
Программа дозирования позволяет получить оптимальное управление прокачиванием паров через сосуд с активированным углем во всем диапазоне. При определенных условиях продувочный клапан выключается (режим XX) или не может сработать при полном открытии дросселя (мало разрежение).
Адсорбер 21 предназначен для полного поглощения паров бензина при стоянках автомобиля с неработающим двигателем. Адсорбер заполнен активированным углем с определенной поглощающей и регенерирующей способностью. Система обеспечивает улавливание паров бензина объемом до 60 мл (43 г) без ухудшения поглощающей способности для ДВС объемом 1,5 л.
Электромагнитный клапан 7 продувки адсорбера с точной расходной характеристикой, работающий на режиме ШИМ с частотой 32 Гц и встроенный в конструкцию адсорбера, предназначен для обеспечения гарантированной продувки адсорбера и регенерации в двигатель поглощенных за время стоянки паров бензина. Он управляется ЭБУ по программе.
Сепаратор 12 выполнен из пластмассы, имеющей низкую топливную проницаемость. Двухходовой клапан 9 поддерживает небольшое давление в топливном баке во избежание перегрузки адсорбера. При появлении разрежения в бензобаке клапан открывается для подачи воздуха в вентиляционную систему. Предохранительный клапан 11 в экстремальных температурных условиях сбрасывает давление в бензобаке.
Гравитационный клапан 10 устанавливается в вентиляционной системе топливного бака. Он предотвращает возможный выход топлива через вентиляционную систему в отсек двигателя при переворачивании автомобиля. Пробка бензобака 13 снабжена встроенным предохранительным и перепускным клапанами.
377
Системы впрыска бензиновых двигателей
4.4. СИСТЕМА РЕЦИРКУЛЯЦИИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ
Система рециркуляции отработавших газов (СРОГ) предназначена для снижения выброса вредных веществ путем подачи части ОГ из выпускного трубопровода в цилиндры двигателя. Она содержит редукционный клапан, размещенный на ВТ, термический вакуумный выключатель, ввернутый в водяную рубашку и соединительные шланги.
Основными узлами системы рециркуляции ОГ (рис. 4.15) являются клапан рециркуляции РЦ 2, обеспечивающий подачу ОГ в цилиндр двигателя, управляющий электромагнит с датчиком положения, электромагнитный клапан 3, связанный электрической цепью с ЭБУ 4, а также вакуумные шланги.
Электронная система впрыска с обратной связью состоит из модуля зажигания, датчика угла поворота КВ, свечей зажигания,
Рис. 4.15. Система рециркуляции ОГ с обратной связью
1 - соединительный трубопровод; 2 - клапан РЦ; 3 - электромагнитный клапан; 4 - ЭБУ; 5 - входной сигнал; 6 - электрическая цепь; 7 - расходомер воздуха; 8 - дроссельная заслонка; 9 - впускной трубопровод; 10 -форсунка; 11 - выпускной трубопровод
378
Гпава 4. Экологические параметры современных автомобилей
проводов высокого напряжения и ЭБУ 4. Комплект модуля зажигания состоит из двух катушек зажигания. Каждая катушка обеспечивает искровой разряд одновременно для двух цилиндров с противоположными тактами; например, для первого цилиндра с ходом сжатия и для четвертого цилиндра с ходом расширения. Максимум энергии требуется для зажигания свечи первого цилиндра и минимум - для свечи четвертого цилиндра.
Датчик угла поворота КВ направляет сигналы через модуль зажигания на ЭБУ, который использует полученные данные для определения положения и частоты вращения КВ двигателя, а также для установки угла опережения зажигания и параметров впрыскивания топлива.
Клапан рециркуляции ОГ (рис. 4.16) включает в себя мембрану 12 с жестким центром 6, нагруженную пружиной 9 и образующую подмембранную 13 и надмембранную 11 полости, а также шток 4 с уплотнителем 3, кинематически связанным с седлом 17. Клапан РЦ обеспечивает снижение выброса ВВ на 60%.
Термический выключатель содержит подвижный поршень, размещенный с образованием управляющей полости и нагруженный пружиной. В днище поршня выполнены перепускные отверстия. Поршень кинематически связан через шток с термостатическим цилиндром.
Рециркуляция ОГ во впускной тракт осуществляется на двигателе, прогретом до температуры 35-40°С на режимах частичных нагрузок. Газы поступают через трубку подвода ОГ, входной канал 22 и открытое седло 17, канал 18, выходной канал 21 и впускной тракт 20.
По мере увеличения разрежения в ВТ, поступающего через шланг 7 от электромагнитного клапана (ЭМК) в полость 11, пружина 9 сжимается и с помощью мембраны 12 перемещается уплотнитель 3. Через перепускное отверстие седла 17 обеспечивается подача ОГ во впускной тракт 20. Система рециркуляции ОГ не работает на режимах XX и при полном открытии дросселя, так как отверстие, передающее разрежение на диафрагменный механизм клапана рециркуляции, расположено над дроссельной заслонкой. При отсутствии разрежения в шланге клапан рециркуляции закрыт под действием цилиндрической пружины.
Правильная работа клапана проверяется на прогретом двигателе путем увеличения частоты вращения КВ с малой частоты до 3000 мин 1 (не более) и путем визуального наблюдения за пере-
379
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 4.16. Клапан рециркуляции ОГ
1 - трубка подвода ОГ; 2 - корпус клапана; 3 - уплотнитель; 4 - шток; 5 -корпус; 6 - жесткий центр; 7 - шланг от ЭМК; 8 - штуцер; 9 - пружина; 10 - крышка; 11 - надмембранная полость; 12 - мембрана; 13 - подмембранная полость; 14 - регулировочный шток; 15- пластинка; 16 -прокладка; 17 - седло; 18 - канал; 19 - впускной трубопровод; 20 - впускной тракт; 21 - выходной канал; 22 - входной канал
мещением штока 4 уплотнителем 3. Если шток 4 клапана рециркуляции не перемещается, то необходимо проверить наличие управляющего разрежения на диафрагменном механизме клапана. Наличие разрежения свидетельствует о неисправности клапана, который необходимо заменить. При отсутствии управляющего разрежения надо заменить термический вакуумный выключатель.
Управление работой системы рециркуляции ОГ осуществляет ЭБУ. Часть ОГ, подведенных по трубке 1 от выпускного трубопровода, через открытый клапан рециркуляции поступает в ресивер 19 и далее - в цилиндры двигателя.
380
Глава 5. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕГУЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВПРЫСКА
5.1.	ПЕРИОДИЧНОСТЬ И ВИДЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ
Эксплуатационные качества автомобиля, его ресурс, надежность и экологические параметры в значительной мере зависят от качества и периодичности технического обслуживания.
Важной проблемой эффективной эксплуатации системы впрыска топлива является поддержание на необходимом уровне технического ее состояния. В процессе эксплуатации автомобиля особое внимание следует обращать на поддержание оптимального температурного режима ее элементов. После остановки двигателя остаточное давление в системе топливоподачи снижается до минимальных величин давления открытия ЭМФ. Если давление уменьшится до нуля мгновенно, то в этом случае необходимо заменить обратный клапан ЭБН.
При медленном снижении давления необходимо отсоединить трубопровод обратного слива от регулятора давления топлива и убедиться в отсутствии подтекания топлива. При проверке герметичности системы следует пережать шланг регулятора давления топлива. После прекращения уменьшения давления следует заменить топливную рампу. В дальнейшем необходимо проверить герметичность ЭМФ.
В процессе проведения ТО обеспечивают герметичность элементов системы подачи топлива и воздуха. Негерметичность элементов системы подачи топлива можно обнаружить по запаху бензина.
Техническое состояние системы впрыска следует проверить в случае затрудненного пуска горячего двигателя. Перед проверкой герметичности соединений топливопроводов системы впрыска топлива необходимо увеличить в ней давление.
Техническое состояние расходомера воздуха определяют путем перемещения вручную дроссельной его заслонки. На протяжении всего хода заслонки должно ощущаться равномерное сопротивление ее открыванию. Нарушение герметичности системы подачи воздуха частично связано р износом оси дроссельной заслонки. Выход из строя ЭБН характерен при продолжительной ра-
381
Системы впрыска бензиновых двигателей
боте двигателя с малым количеством топлива в бензиновом баке. Для предупреждения выхода из строя ЭБУ запрещается снимать наконечники проводов с выводов аккумуляторной батареи при работающем двигателе.
Различают ежедневное техническое обслуживание (ЕО), первое техническое обслуживание (ТО-1), второе техническое обслуживание (ТО-2) и сезонное техническое обслуживание (СО) систем питания с электронным управлением. Периодичность или пробег (в км) ТО-1 и ТО-2 устанавливают в зависимости от категории условий эксплуатации автомобилей. В нашей стране приняты четыре категории (I—IV) условий эксплуатации (табл. 5.1).
Отклонение периодич-
Таблица 5.1 ности техобслуживания от
Категория условий эксплуатации	ТО-1	ТО-2
I	5000	20000
II	4500	18000
III	4000	16000
IV	3500	14000
приведенных данных допускается в пределах ±500 км.
Меньшие значения наработки характерны для городских условий, гористой местности, грунтовых дорог или дорог с гравийным и щебеночным покрытиями. Большие значения соответ-
ствуют условиям эксплуатации преимущественно за городом или на дорогах с усовершенствованным покрытием. Сезонное обслуживание выполняется один раз в год (осенью) путем совмещения его проведения с очередными работами по ТО-1 или ТО-2.
Расчетная периодичность сезонного обслуживания составляет 40 тыс. км пробега автомобиля.
Ежедневное обслуживание (ЕО) систем впрыска топлива включает проверку внешним осмотром технического состояния элементов систем питания и зажигания.
Первое техническое обслуживание (ТО-1) включает проверку герметичности системы подачи топлива и воздуха, а также правильную работу привода воздушной заслонки. Подтекание топлива и пропуски воздуха не допускаются. Открытие дроссельной заслонки должно быть плавным и без заеданий. В процессе ТО-1 следует отрегулировать зазор между электродами свечей, а при необходимости их нужно заменить. Зазор между электродами свечи проверяют с помощью ключа и щупа. Величина зазора должна быть 0,70-0,85 мм.
382
Глава 5. Техническое обслуживание и регулирование
систем впрыска
В процессе ТО-2 следует выполнить операции, что и при ТО-1, проверку крепления выпускного и впускного трубопроводов, а также приемных труб глушителя. Ослабленные гайки крепления систем впуска топлива, воздуха и выпуска ОГ следует подтянуть.
Далее нужно проверить крепление топливной рампы, натяжного ролика, катушек зажигания, шкивов КВ двигателя, состояние системы рециркуляции ОГ и выполнить очистку в ресивере. Через ТО-2 следует промыть детали закрытой вентиляции картера. При необходимости следует заменить фильтрующий элемент воздушного фильтра.
При сезонном обслуживании системы вентиляции следует снять крышку клапанов и шланги вентиляции, а также очистить от смолистых отложений маслоотделитель крышки, шланги вентиляции и каналы в ВТ. Промывать детали системы впрыска топлива надо без разборки маслоотражателе.
Топливный бак следует заправлять только чистым бензином, а также периодически (осенью) сливать из него отстой и воду. В дальнейшем необходимо тщательно проверять герметичность соединений топливопроводов при работающем на режимах холостого хода двигателе.
Подтекание топлива создает опасность возникновения пожара. При обслуживании системы питания следует помнить, что на участке от ЭБН до регулятора давления топлива система находится под избыточным давлением 0,3 МПа.
Тщательный уход за системой питания обусловлен наличием функциональных элементов (ЭМФ, ЭБН, регулятора давления топлива), требующих повышенной чистоты бензина.
5.2.	ОСОБЕННОСТИ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ СИСТЕМ ВПРЫСКА ТОПЛИВА
Уход за системой подачи топлива. Основным способом восстановления нормальной работоспособности форсунок является их промывка. Эта операция подразумевает удаление (вымывание) из системы накопившихся отложений. Основные способы промывки форсунок включают промывку специальными присадками к топливу; промывку без демонтажа форсунок с помощью специальной установки; промывку на ультразвуковом стенде с демонтажом форсунок с двигателя.
Промывка с помощью присадки к топливу отличается простотой и заключается в периодическом (каждые 2-3 тыс. км) добав
383
Системы впрыска бензиновых двигателей
лении в топливо специальных препаратов. Это позволяет промыть не только форсунки, но и топливную систему в целом. Данный способ эффективен при регулярном удалении небольших загрязнений и носит профилактический характер. Промывка форсунок на специальной установке заключается в работе двигателя на специальном промывающем топливе (сольвенте). Для этого отключают штатный топливный насос автомобиля и магистраль слива топлива в бак, а топливопровод системы впрыска соединяют с установкой, имеющей резервуар с сольвентом, который подается под давлением на форсунки.
Процесс разделяется на несколько этапов. Сначала двигатель работает в течение 15-20 мин. на режиме XX. Затем его останавливают на 15-20 мин. для размягчения особо стойких отложений. Потом двигатель снова запускается и работает еще 15-20 мин. в режиме периодического увеличения частоты вращения КВ до максимальной ее величины.
Эффективность очистки можно определить по плавности увеличения частоты вращения и концентрации СО и CmHn в ОГ.
Расход сольвента на одну проверку составляет 0,5-0,7 л для объема двигателя 1,2-1,4 л. Подобную промывку целесообразно проводить через 25 тыс. км. Промывка форсунок на ультразвуковом стенде производится снятием их для удаления затвердевших отложений, которые нельзя убрать с помощью предыдущих способов. Принцип работы таких стендов основан на разрушении отложений погруженной в специальный моющий раствор форсунки с помощью ультразвука. Стенд позволяет определить качество распыления и производительность форсунки.
Уход за системой рециркуляции отработавших газов (СРОГ). Проверку СРОГ проводят на прогретом до температуры охлаждающей жидкости (50-60°С) двигателе путем резкого увеличения частоты вращения КВ на режиме XX до 2500 мин'1 и визуального наблюдения за перемещением штока клапана рециркуляции.
В случае отсутствия перемещения штока клапана следует проверить наличие управляющего разрежения в трубке. Если разрежение имеется, то неисправен клапан рециркуляции и его следует заменить.
В случае отсутствия управляющего разрежения неисправными могут быть электромагнитный клапан или ЭБУ. Эксплуатация неисправной системы СРОГ ведет к неустойчивой работе двигателя на режиме XX, перерасходу топлива и повышенному выбросу токсичных веществ.
384
Глава 5. Техническое обслуживание и регулирование
систем впрыска
Уход за системой нейтрализации ОГ. Датчики кислорода имеют неразборную конструкцию и не требуют обслуживания. Ресурс электрохимических датчиков кислорода составляет 60-80 тыс. км пробега автомобиля при соблюдении условий эксплуатации, нарушение которых резко сокращает срок службы. В процессе эксплуатации следует проверить датчики кислорода при каждом техническом обслуживании.
Уход за системой вентиляции картера. Наиболее распространенным дефектом системы вентиляции картера является засорение калиброванного отверстия, размещенного в шланге или корпусе системы впрыска. Подобный дефект может вызвать изменение количества шагов РХХ с превышением нормального, попадание моторного масла в воздушный фильтр.
Уход за системой вентиляции картера включает периодическую промывку и очистку ее каналов и шлангов. В процессе сборки обеспечивают герметичность соединений.
Проверка работоспособности системы вентиляции картера связана с оценкой загрязнения двигателя смолистыми отложениями. Калиброванное отверстие в агрегате центрального впрыскивания необходимо регулярно осматривать и при необходимости прочищать.
Работу системы вентиляции картера можно проверить при работающем двигателе на минимальной частоте вращения КВ двигателя с помощью пьезометра, соединенного с картером двигателя через патрубок масляного щупа. Если система работает ненормально, то в картере будет небольшое избыточное давление. Это возможно в случае закоксовывания каналов вентиляции или повышенного прорыва отработавших газов в картер двигателя. При межсезонном обслуживании системы вентиляции при пробеге 40 тыс. км рекомендуется снять крышку клапанов и шланги вентиляции и очистить от смолистых отложений маслоотделитель крышки, шланги вентиляции и каналы во впускном трубопроводе. Промывку деталей системы вентиляции следует проводить без разборки маслоотражателя.
Уход за системой охлаждения. Техническое обслуживание заключается в проверке уровня охлаждающей жидкости в расширительном бачке на холодном двигателе. Уровень жидкости должен быть не ниже метки М11Ч. При необходимости следует долить жидкость в расширительный бачок.
В процессе эксплуатации следует поддерживать правильное натяжение ремня привода агрегатов, устранять течь в системе,
385
Системы впрыска бензиновых двигателей
контролировать и поддерживать температуру охлаждающей жидкости в диапазоне 85-95°С.
При необходимости следует отрегулировать натяжение ремня. Натяжение ремня производится натяжным роликом. При слабом натяжении во время работы двигателя на высокой частоте вращения КВ начинается пробуксовка ремня, излишний его перегрев и расслоение. Чрезмерное натяжение ремня вызывает быстрый износ подшипников генератора, водяного насоса и натяжного ролика, а также вытягивание ремня.
Перед началом зимней эксплуатации следует проверить удельный вес охлаждающей жидкости, который должен быть в пределах 1,078-1,085 г/см3 при температуре 20°С.
5.3.	ОРГАНИЗАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА
Для организации технического обслуживания и ремонта на предприятиях создают специализированные участки (цеха), оборудованные системами для подвода энергии, освещения, сжатого воздуха, холодной воды и стока ее в канализацию. Участок оснащают необходимыми приборами, стендами и приспособлениями для мойки, разборки, контроля и сборки систем питания и электрооборудования.
В процессе проведения ТО осуществляют контроль и осмотр функциональных датчиков и исполнительных механизмов систем впрыска топлива. Перед проверкой следует аккуратно разъединить разъем ЭБУ, обеспечивая его сохранность. Следует убедиться в исправности элементов, не относящихся к системе впрыска топлива (свечи зажигания, датчик-распределитель, коммутатор и др.). Необходимо убедиться в отсутствии поступления дополнительного воздуха в выпускной трубопровод.
В дальнейшем следует тщательно проверить плотность соединений топливопровода. Эту операцию следует проводить на режимах XX двигателя. Неплотности резьбовых соединений устраняют подтяжкой гаек и штуцеров ключом с умеренным усилием, обеспечивающим необходимую герметичность.
Перед проведением технического обслуживания системы впрыска топлива снижают давление для предотвращения пожара или травм. Для сброса давления необходимо отключить ЭБН, сняв предварительно предохранитель защиты его цепи, пустить двигатель и обеспечить возможность работы на режимах холостого хода до полной его остановки, а затем прокрутить двигатель стар
386
Гпава 5. Техническое обслуживание и регулирование
 систем впрыска
тером в течение 4-6 с при отпущенной педали управления дроссельной заслонкой.
Затем следует выключить зажигание, отключить минусовой провод аккумуляторной батареи и восстановить цепь питания ЭБН. При демонтировании топливных трубопроводов нельзя допускать пролива или разбрызгивания бензина. Последнее можно обеспечить путем обматывания демонтированных штуцеров чистой ветошью.
После завершения обслуживания заполняют топливную магистраль бензином, подключают минусовой провод аккумуляторной батареи, а затем ключом зажигания включают ЭБН на 8-10 с. При этом проверяют отсутствие подтекания топлива.
Обнаружив в процессе эксплуатации неисправность двигателя, не следует торопиться его разбирать. Прежде всего нужно установить причину неисправности. К разборке двигателя приступают в случае необходимости проведения подобной операции. Даже частичная разборка двигателя нарушает уплотнения. Повторная приработка сопряженных деталей значительно увеличивает их износ.
Правильная сборка привода распределительных валов может быть обеспечена при положении поршня первого цилиндра в ВМТ на такте сжатия. В этом случае риска на звездочке КВ должна совпадать с выступом на крышке цепи. Метки на звездочках распределительных валов должны быть расположены горизонтально, направлены в разные стороны и совпадать с верхней плоскостью юловки цилиндров. Риска на звездочке промежуточного вала должна совпадать с установочной меткой на блоке цилиндров. При таком положении валов напротив середины сердечника датчика положения КВ будет находиться середина двадцатого зуба диска синхронизации.
5.4.	ОБОРУДОВАНИЕ И ПРИБОРЫ ДЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА
В настощее время для обслуживания большинства популярных моделей автомобилей имеются посты диагностики неисправностей их электронных и механических систем.
Для обнаружения сложной неисправности применяют мотор-юстер. В ряде случаев используют более универсальный, но । рудоемкий способ анализа работы двигателя с помощью четырехканального осциллографа, который может показывать осциллограммы оборудования и компонентов.
387
Системы впрыска бензиновых двигателей
Прибор предоставляет стандартные осциллограммы для семи основных датчиков. Используя эти показания, можно сравнить осциллограмму при тестировании и стандартную осциллограмму для нахождения причины неисправности. Осциллограф способен одновременно выводить на экран осциллограммы по четырем каналам.
Анализ осциллограмм зажигания применяется для проверки осциллограмм первичной и вторичной цепей зажигания бензиновых двигателей, а также для отображения напряжения пробоя, угла опережения зажигания и момента зажигания. Данная функция может использоваться для тестирования систем без распределителя зажигания.
По методу получения информации устройства для диагностики двигателя, системы питания и электрооборудования автомобиля подразделяются на сканеры и мотор-тестеры.
Сканеры работают от ЭБУ по соответствующему протоколу обмена и используют датчики и АЦП системы впрыска. Мотор-тестеры получают информацию от собственных датчиков. Сканеры предназначены для диагностирования и регулировки электронной части системы управления двигателем.
Мотор-тестеры необходимы для диагностики системы зажигания и электронной системы впрыска топлива. Они позволяют проверить первичную и вторичную цепи системы зажигания, форму электрических импульсов от различных датчиков и исполнительных устройств двигателя, а также обеспечивают проверку свечей зажигания, высоковольтных проводов и коммутаторов катушек зажигания. Устройство работает в режиме «On-line», т.е пока двигатель работает - смотрим форму сигнала, а остановить осциллограмму, увеличить, сохранить и распечатать ее нельзя.
Поддержание системы питания в исправном состоянии может быть обеспечено наличием соответствующего оборудования и приборов. Диагностический тестер представляет собой портативный компьютер специального исполнения, предназначенный для диагностики ЭБУ автомобилей. Для измерения электрических параметров применяют простейшие цифровые стрелочные автотестеры. Они компактнее, легкие, малочувствительные к вибрациям и положению корпуса во время измерений. Стрелочные тестеры обеспечивают необходимую динамику измерений. Цифровые приборы измеряют сигнал с некоторым временным интервалом. Для точного контроля напряжения выходных сигналов ЭБУ необ
388
Глава 5. Техническое обслуживание и регулирование
систем впрыска
ходим цифровой вольтметр с внутренним сопротивлением не менее 10 МОм.
Для поиска неисправностей в системе управления современных двигателей с МКСУД используют мультиметр, диагностический тестер ДСТ-2М или мотор-тестер NTS, изготавливаемые НПП «Новые Технологические Системы» (г.Саратов).
Стационарная установка для контроля и испытания систем впрыска. Эксплуатация автомобилей с ЭБУ топливоподачей и зажиганием имеет ряд особенностей. Для поддержания технического их состояния на необходимом уровне разработан универсальный стенд мод. КЕ-1 МГТУ «МАМИ» (рис. 5.1). Он обеспечивает диагностирование систем впрыска топлива и зажигания двигателей с электронным управлением, работающих на традиционных и аль-
Рис. 5.1. Установка для контроля и испытаний систем впрыска
1 - установка для контроля датчика положения КВ; 2 - силовой блок; 3 -источник постоянного тока; 4 - осциллограф; 5 - клавиатура; 6 - мони-юр; 7 - разрядник; 8 - ЭМФ; 9 - дроссельный патрубок; 10 - установка контроля положения дроссельной заслонки; 11 - манометр; 12 - регуля-।op XX; 13 - бензиновый клапан; 14 - блок манометров; 15 - блок запорной аппаратуры; 16 - установка для контроля дроссельной заслонки; 17 -блок питания; 18 - ЭБУ; 19 - принтер; 20 - ресивер; 21 - компрессор; 22 -мерный баллон
389
Системы впрыска бензиновых двигателей
тернативных видах топлива. Особенностью стенда является возможность воспроизведения на нем режимов работы, адекватных эксплуатационным условиям автомобилей. Диагностическое оборудование стенда состоит из специализированных приборов и установок, выполненных в виде отдельных блоков, работающих независимо друг от друга, но связанных единой системой управления.
Стенд содержит монитор 6 с клавиатурой 5, четырехлучевой осциллограф 4, силовой блок 2, стабилизированный источник постоянного тока 3, установку для контроля датчика положения КВ 7, свечи с разрядниками 7, электромагнитные форсунки 8, дроссельный патрубок в сборе 9, установку для контроля ДПДЗ и ДМВР 10, манометр класса не ниже 0,6 с ценой деления не более 0,005 МПа 11, РХХ 12, бензиновый клапан 13, блок 14 манометров класса не ниже 0,4, блок запорной арматуры 15, установку 16 для контроля ДЗ, блок питания (БП) 17. Стенд снабжен матричным (LQ) или струйным 19 принтером, ресивером 20, компрессором 21 (Ртах = 20 МПа) и мерным баллоном 22.
Блоки и элементы стенда расположены на подвижной платформе. Все диагностируемые элементы снабжены быстросъемными креплениями и подключены к системам стенда через соответствующие электрические разъемы и переходники для различных марок инжекторных автомобилей. Устройство сопряжения с объектом снабжено платой сопряжения диагностического оборудования стенда с IBM совместимым компьютером.
Функциональная схема платы устройства сопряжения с объектом (УСО) имеет два таймера. Первый таймер получает управляющий импульс от датчика расхода воздуха и положения КВ двигателя, а второй таймер обеспечивает управление четырьмя форсунками. Состав платы содержит четырехбитный регистр, каждый бит которого управляет соответствующими устройствами - клапаном газа, клапаном бензина, клапаном холостого хода и электрическим бензонасосом. УСО содержит четыре аналого-цифровых преобразователя, управляющих дроссельной заслонкой, дозатором газа, клапаном холостого хода, углом опережения зажигания. Для обработки информации с аналоговых датчиков в стенде используют АЦП.
Результаты испытаний, представленные в виде таблиц и графиков, выводят на монитор стенда в специальное окно, которое становится активным по истечении времени проверки. Программа обеспечивает возможность вывода результатов испытаний на печатающее устройство (принтер) для дальнейшего анализа и их
390
Глава 5. Техническое обслуживание и регулирование
систем впрыска
документирования. Стенд обеспечивает диагностирование возможных отказов в отдельных узлах и элементах систем топливоподачи и воспламенения газового двигателя с искровым зажиганием.
Система управления совместно с программным обеспечением и управляющей ЭВМ позволяет использовать блоки и устройства стенда как отдельно, так и совместно в зависимости от выбранной подпрограммы диагностики. В системе техническкого обслуживания и ремонта широко используют оборудование зарубежного и отечественного производства. Наибольшее распространение получили установки «Blu Star» («Блю стар»), «Spin Grey» («Спин Грей») и «Spin Mastermate» («Спин Мастермейт»),
Установка «Blu Star» предназначена для проведения ТО систем впрыска топлива. Она состоит из стенда проверки для ЭМФ и ультразвуковой ванны объемом 2 л без подогрева, предназначенной для их промывки. Установка позволяет провести полную комплексную диагностику четырех ЭМФ, а также очистить их от отложений, вызванных использованием некачественного топлива.
Перед проведением ТО ЭМФ в большинстве случаев их снимают с двигателя, а затем с помощью омметра устанавливают их тип - высокоомные (т.е напряжением на 12 В) или низкоомные (на 4 В). С помощью переключателя, расположенного на панели стенда, выставляют требуемое напряжение. Форсунки устанавливают в держатели, размещенные в верхней части стенда. Электрические их контакты подсоединяют к установке. Отверстия для подачи топлива подключают к трубкам с контрольной жидкостью КЕМ 40, поступающей из емкости стенда. Характеристика жидкости КЕМ 40 близка к параметрам бензина, однако она не испаряется и не взрывается.
Первоначально проверяют герметичность форсунок. ЭБН под давлением подает контрольную жидкость к форсункам. Сигналы на электрические контакты не подают. Если из отдельных ЭМФ поступает жидкость, то это означает, что они негерметичны.
Если ЭМФ первую проверку выдержали, то в дальнейшем необходимо включить генератор импульсов с регулируемой частотой, соответствующей (при реальных условиях) частоте вращения КВ двигателя в пределах от 1000 до 7000 мин1. По этим параметрам можно определить способность ЭМФ к впрыскиванию топлива, угол распыления и производительность форсунки. В установке предусмотрены четыре колбы с мерной шкалой. За определенное время, фиксируемое оператором по секундомеру, ЭМФ должны
391
Системы впрыска бензиновых двигателей
подавать одинаковое количество топлива. При этом возможно изменение частоты импульсов для проверки производительности при разных частотах вращения КВ двигателя. Затем по манометру определяют величину падения давления в топливопроводе при работе ЭМФ.
Если суммарная производительность ЭМФ значительно меньше нормативной, то это указывает на загрязнение одной или нескольких ЭМФ. Для устранения внутренних загрязнений форсунки снимают с проверочного стенда и погружают в ультразвуковую ванну со специальной жидкостью WT1. После этого происходит мойка ЭМФ - включается ультразвуковой излучатель (на время, устанавливаемое оператором стенда через таймер на стенде) и под действием ультразвука частицы отложений отделяются от внутренностей форсунки.
Далее отделившиеся частицы вымываются из ЭМФ через прямую и обратную мойку (при обратной мойке жидкость за несколько секунд проходит от сопла форсунки к штуцеру) и снова проводится тест на производительность для оценки состояния форсунок.
На этой установке в базовой комплектации возможна работа с высокоомными и низкоомными ЭМФ отечественного и зарубежного производства. Трудозатраты обработки форсунок на стенде составляют 1-3 ч. При необходимости установку можно оснастить адаптером для промывки форсунок механического впрыска, систем центрального впрыска, а также адаптером для форсунок некоторых систем впрыскивания. Габаритные размеры установки 700x700x400 мм.
Установка «Spin Grey» содержит стенд для одновременной проверки технического состояния шести ЭМФ, ультразвуковую ванну объемом 4 л с подогревом, предназначенную для их промывки, и передвижной верстак. Основное отличие от стенда «Blu Star» состоит в объеме ванны и ее подогреве, а также возможности регулирования длительности импульса впрыскивания. Приблизительные размеры стенда 1650x700x500 мм.
Установка «Spin Mastermate» содержит стенд для одновременной проверки шести ЭМФ, ультразвуковую ванну объемом 4 л с подогревом, предназначенную для промывки ЭМФ, и специальный передвижной верстак.
Основные отличия установки «Spin Mastermate» состоят в автоматическом распознавании проверяемой ЭМФ, наличии 13 программ испытаний, а также возможности проверки производи
392
Глава 5. Техническое обслуживание и регулирование
систем впрыска
тельности ЭМФ в статическом режиме (т.е. когда она постоянно открыта). Кроме этого, установка укомплектована цифровым мультифункциональным индикатором.
Установка для контроля ДМРВ, ДПДЗ, РХХ (рис. 5.2) содержит вентилятор 2 для подачи воздуха через установку, патрубок 3 для отвода охлаждающей жидкости, дроссельный патрубок 4, датчик положения дроссельной заслонки 5, дроссельную заслонку 6 для реализации неустановившихся режимов потока воздуха, анемометрический датчик 7 расхода воздуха; ресивер 8, регулятор холостого хода 13, дроссельную заслонку 12, основание 11, пьезометр 10, сопло для измерения расхода воздуха 9. Установка может быть выполнена в виде самостоятельного оборудования или входить составной частью в стенд КЕ-1.
Рис. 5.2. Стенддля диагностирования и контроля ДМРВ, ДПДЗ, РХХ 1 - опора; 2 - вентилятор; 3 - патрубок; 4 - дроссельный патрубок; 5 -датчик положения дроссельной заслонки; 6 - дроссельная заслонка стенда; 7 - анемометрический датчик; 8 - ресивер; 9 - сопло расхода воздуха; 10 - дифференциальный манометр; 11 - основание; 12 - дроссельная заслонка патрубка; 13 - регулятор XX
Установка для контроля датчика положения КВ (рис. 5.3) предназначена для проверки технического состояния датчика положения КВ двигателя. Она содержит штатив 1, регулируемый по высоте с точностью 0,1 мм, задающий диск 2 с 58-ю равноудаленными (6°) впадинами (на диске отсутствуют два зубца для синхронизации), датчик 3 положения КВ, муфту 5, электродвигатель 6 и основание 7. Установка может быть выполнена в виде самостоятельного оборудования или входить составной частью стенда КЕ-1.
393
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 5.3. Стенд для диагностирования ДПКВ
1 - штатив; 2 - задающий диск; 3 - датчик положения КВ двигателя; 4 -опора; 5 - муфта; 6 - электродвигатель; 7 - основание
Необходимая гибкость обеспечивается наличием в памяти тестера набора программных модулей (картриджей). Каждый модуль относится к определенному ЭБУ и определенной комплектации системы управления автомобиля.
Переносное оборудование составляют диагностические тестеры и программы, позволяющие через колодку диагностики связаться с программой блока. Прибор считывает коды неисправностей, позволяет просмотреть параметры системы и управляет исполнительными механизмами. По диагностическим цепям тестера (по каналу «К-Line») можно связаться с ЭБУ для выполнения следующих функций: осуществление связи с подсистемой самодиагностики ЭБУ, тестирование заданных режимов работы двигателя (пуск, холостой ход, режим полной мощности), проверка выходных цепей системы управления, выполнение специальных тестов для оценки работы двигателя, задание списка параметров для считывания их с ЭБУ в рабочем режиме системы управления.
Запись параметров в память тестеры осуществляют циклически в рабочем режиме двигателя. После этого возможен их просмотр в графическом виде, сравнение их с параметрами исправного двигателя. Последовательность проведения диагностики по
394
Глава 5. Техническое обслуживание и регулирование
систем впрыска
зволяет по отклонениям параметров определить неисправности в ЭБУ и двигателе.
Тестеры могут считывать из памяти ОЗУ блока управления коды неисправностей, накопленные за время работы. Отображение кодов на экране тестеров и справка по неисправностям могут быть запрошены пользователем в соответствующем режиме работы тестеров. Тестеры позволяют удалять коды неисправностей из памяти ЭБУ после проведения диагностики и ремонта системы.
Наибольшее распространение получили тестеры ДСТ-2М и АСКАН-8. В тестере ДСТ-2М параметры обозначены латинскими буквами, а в тестере АСКАН-8 они приведены на русском языке.
Диагностический прибор ДСТ-2М. Проверку технического состояния систем впрыска на автомобиле проводят с помощью специализированных приборов, представляющих собой мотор-тестер, мультиметр и сканер.
Считыватель кодов неисправностей представляет собой специальное электронное устройство, позволяющее считывать коды неисправностей из памяти ЭБУ, а также извлекать и удалять их, активизировать исполнительные устройства для их проверки, выполнять некоторые регулировки и настройки систем двигателя, получать текущую информацию о работе датчиков и исполнительных устройств при работе двигателя. Иногда это устройство называют сканером. Считыватель подключается к специальному диагностическому разъему, соединенному с ЭБУ и вынесенному в удобное для доступа к нему место.
Наиболее распространенным является сканер. Сканер представляет собой компактное автономное устройство, построенное на микропроцессоре, содержит несколько кнопок и жидкокристаллический индикатор. Это классический специализированный микрокомпьютер. В нем реализованы вычислительные возможности электронных средств, а также управляющие и отображающие устройства для считывания диагностической информации.
Персональный компьютер можно превратить в сканер. По команде оператора следует запросить и получить сведения от ЭБУ, а затем представить их на экране монитора в доступном виде. Эти задачи решают с помощью установки на компьютере специальной программы. Для обмена данными между персональным компьютером и ЭБУ используют кабель-адаптер.
В конструкции сканера отсутствуют датчики. Поэтому он не измеряет, а считывает результаты измерений и проводит их сопоставительный анализ. Сканер получает информацию не в анало-
395
Системы впрыска бензиновых двигателей
говой форме, а в виде цифрового кода на языке электронного устройства. Сканер не является измерительным прибором, он представляет собой дешифратор. Его способности ограничены возможностями программы, заложенной в ЭБУ. Сканер не дает сведений о параметрах высоковольтной части системы зажигания
и состоянии механических агрегатов.
Наиболее распространенным диагностическим прибором
является тестер ДСТ-2М производства НПП «НТС». На каждый
Рис. 5.4. Диагностический прибор ДСТ-2М
1 - панель управления; 2 - корпус; 3 -дисплей; 4, 5 - электрические выводы;
6 - штуцер; 7 - гайка крепления; 8-13 -функциональные клавиши
тип блока управления существует отдельный программный картридж, меняя которые получаем возможность работать со всеми существующими ЭБУ (ВАЗ и ГАЗ). Для каждой системы применяют свой картридж.
Диагностический прибор ДСТ-2М (рис. 5.4) представляет собой портативный компьютер специального исполнения, предназначенный для обслуживания автомобилей с электронными системами управления двигателем. Прибор содержит аппарат, сменный картридж и соединительные кабели. В комплекте два типа кабелей -для автомобилей Волжского и Горьковского автозаводов. Сканер оснащен сменным программным обеспечением, выполненным на картриджах. Он является базовым диагностическим прибором.
С помощью цифрового тестера ДСТ-2М осущест-
396
Гпава 5. Техническое обслуживание и регулирование
систем впрыска
вляется диагностирование систем управления двигателем с электронным впрыскиванием топлива. В диагностику входит считывание кодов неисправностей, проверка исполнительных механизмов инжектора, контроль данных электронной системы управления, проверка системы зажигания и измерение компрессии двигателя. Прибор ДСТ-2М позволяет проверять выходные цепи лампы диагностики, реле ЭБН, топливных ЭМФ (на работающем двигателе), регулятора XX (на работающем двигателе); вентилятора системы охлаждения (для части автомобилей), реле муфты кондиционера (для части автомобилей). Дисплей представляет собой матричный жидкокристаллический индикатор, позволяющий работать как в текстовом, так и в графическом режимах. Он предназначен для визуального отображения текущего состояния ДСТ-2М.
Клавиатура прибора предназначены для ввода данных управления программным обеспечением прибора. Сканер оснащен комплектом кабелей для подключения к диагностическому разъему различной конфигурации. Разъем предназначен для связи с внешними объектами контроля и управления по линиям «К-Line» и «L-Line». Отсек программного картриджа предназначен для размещения сменного программного картриджа.
Диагностический прибор ДСТ-2М может быть применен для всех типов электронного впрыскивания, выпуск которых освоен на ОАО «ГАЗ» и «ВАЗ» и принят ими как базовый диагностический инструмент. Тестер ДСТ-2М позволяет считывать ошибки системы, исправлять их, просматривать параметры, поступающие с датчиков, управлять исполнительными механизмами, накапливать данные и просматривать их по кадрам для обнаружения и анализа плавающих дефектов. Его можно использовать во время движения автомобиля.
В качестве продолжения этого проекта представлена более простая дешевая разработка по отношению к ДСТ-2М - специализированный тестер ДСТ-4. Он работает только с одной системой. В своей функциональной части этот тестер не уступает тестеру ДСТ-2. Он позволяет отображать сведения о пройденном пути, скорости, расходе топлива, частоте вращения КВ двигателя, температуре окружающего воздуха.
ЭБУ двигателя обладает способностью самодиагностирова-ния. Для этой цели в его конструкцию входят приборы для считывания диагностической информации, измеряемой и накапливаемой в ЭБУ одной из систем автомобиля. ЭБУ может передавать
397
Системы впрыска бензиновых двигателей
различную информацию через контакт М колодки диагностики. Данные передаются с высокой частотой, требующей применения считывающего прибора ДСТ-2М для обработки данных. Прибор можно подключить и наблюдать за его показаниями при кратковременном включении лампы «Check Engine» или ухудшении ездовых качеств во время движения. Если предполагается, что дефект связан с определенными параметрами, которые могут быть проконтролированы с помощью прибора ДСТ-2М, то они должны проверяться при движении автомобиля. По команде оператора прибор обеспечивает сканирование, опрашивая ЭБУ и используя понятный ему язык. Можно прочитать сообщение ЭБУ о неисправностях, а также проверить параметры элементов системы. При отсутствии очевидной связи между дефектом и какой-либо конкретной цепью прибор можно использовать для контроля всех параметров в течение определенного периода времени и для выявления изменений, указывающих наличие непостоянной неисправности.
Прибор ДСТ-2М обеспечивает регистрацию и сохранение данных в момент их возникновения. Для определения неисправности данные воспроизводятся с малой скоростью, чтобы определить характер происходящего в системе. Такой режим носит название «снимка». Если сигнал отсутствует, то в правом верхнем углу высвечивается символ «X». Если сигнал присутствует, то высвечивается символ в виде стрелок, направленных вверх и вниз.
Прибор ДСТ-2М имеет несколько ограничений. Если он отображает команду ЭБУ, то это не означает, что необходимые действия произошли, поскольку команда выполняется соответствующим исполнительным устройством. Прибор использует диагностические карты и может указать на точное местонахождение неисправности в цепи. Такой прибор способен также выдавать ЭБУ команды на выполнение различных функций или задач. Это обеспечивает возможность быстрой проверки работоспособности элементов системы. Имеется также команда для стирания всех кодов неисправностей, хранящихся в памяти ЭБУ. В режиме «Ошибки» высвечиваются цифровые коды неисправности, заложенные в памяти. Режим «Параметры» позволяет оценить работу двигателя и при движении автомобиля.
Назначение активных клавиш управления:
Помощь....................................О
Определение номера пункта меню или режима работы...................1-9
398
Глава 5. Техническое обслуживание и регулирование
систем впрыска
Выбор модели (перемещение курсора)........................Т	4-
Прокрутка кадров при просмотре.............<--->
Ввод и вывод параметров при просмотре...........J
Возврат тестера в предыдущее состояние.....Esk
Прибор ДСТ-2М позволяет проводить тестирование заданных режимов работы двигателя - пуск, холостой ход, режим полной мощности, проверка работы выходных цепей (от ЭБУ до исполнительных устройств), выполнение специальных тестов для оценки работы двигателя, задача списков параметров для считывания их с ЭБУ в рабочем режиме системы управления. С помощью функции проверки работы выходных цепей можно запитывать или отключать цепи исполнительных устройств, напрямую вмешиваясь в работу ЭБУ, а также оценить работоспособность цепи по факту включения и выключения исполнительных устройств. Прибор ДСТ-2М обеспечивает управление диагностической лампой, включая или выключая ее.
Управление реле электрического бензонасоса при помощи тестера позволяет включать или выключать ЭБН. Выключение ЭБН при работающем двигателе приведет к его остановке. Режим «Включение/Выключение» ЭБН используется при тестировании системы топливоподачи - проверка герметичности, регулятора давления, форсунки.
Управление РХХ связано с изменением заданного числа шагов (шаговый двигатель) или запитыванием электрическими импульсами с частотой 100 Гц (моментный двигатель), изменяющих частоту вращения КВ двигателя.
Управление топливными форсунками проводят на работающем двигателе. При этом включение или выключение любой из форсунок приводит к ощутимым изменениям в работе двигателя.
Параметры, отображаемые в режиме «1 -Перечень данных». Для диагностирования используют пункты меню «Параметр», «Наименование параметра» и «Единица (состояние)». «Параметр» относится к списку параметров. «Перечень данных» отображается прибором ДСТ-2М. «Единица (состояние)» описывает единицы измерения отображаемых параметров. Типовые значения параметров делятся на две колонки: «Зажигание включено» и «Холостой ход». Приводимые значения являются типичными для исправного автомобиля.
399
Системы впрыска бензиновых двигвтелей
В первую очередь необходимо сравнить полученные при проверке данные с параметрами колонки «Зажигание включено», так как это может привести к быстрому выявлению неисправности. Выбор режима «1-Параметры» позволяет проверить отображаемые параметры. Опрос параметров датчиков осуществляется диагностическим тестером путем сравнения измеренных значений с типовыми значениями для среднего двигателя. Прибор обеспечивает проверку автомобиля по типовым значениям параметров, приведенным в табл. 5.2. Их значения высвечиваются на дисплее прибора. ДСТ-2М не управляет двигателем, а отображает информацию, получаемую от ЭБУ. Ниже приводятся параметры, которые согласно табл. 5.2 отображаются на экране дисплея после подключения прибора и выбора пункта меню «1-Параметры»; «З-Общий просмотр».
1.	Калибровка. ППЗУ содержит общую информацию о массе автомобиля, коробке передач, передаточном отношении главной передачи и др. Эти сведения используют для определения соответствия типа ППЗУ автомобиля конкретной комплектации.
2.	ПускТохлЖ. Прибор ДСТ-2М отображает значение температуры охлаждающей жидкости при пуске двигателя.
3.	ТохлЖ. Электронный блок измеряет падение напряжения на датчике охлаждающей жидкости и преобразует его в значение температуры (°C). При непрогретом двигателе эти значения должны быть близкими к температуре воздуха, а после пуска двигателя температура должна равномерно повышаться до 85-104°С, а затем стабилизироваться при открытии термостата.
4.	ПолДрЗасл. Параметр представляет собой выходное напряжение датчика положения дроссельной заслонки, по которому ЭБУ рассчитывает величину угла ее открытия. При полностью закрытой дроссельной заслонке напряжение должно быть в пределах 0,25-1,25 В и возрастать до 4,5 В при полностью открытой дроссельной заслонке.
5.	ОбКВ (мин-1). Отображаемые данные соответствуют интерпретации ЭБУ фактической частоты вращения КВ двигателя по сигналу датчика положения КВ с дискретностью 40 мин-1. Неожиданное увеличение частоты вращения КВ по показаниям прибора ДСТ-2М при постоянном угле открытия дроссельной заслонки указывает на электрическую помеху в цепи сигнала датчика положения КВ. Такая помеха может быть вызвана близким расположе-
400
Гпава 5. Техническое обслуживание и регулирование
систем впрыска
Таблица 5.2
Значения параметров, отображаемых прибором ДСТ-2М
№ п/п	Условное обозначение параметра	Наименование параметра	Зажигание включено	Холостой ход
1	2	3	4	5
1	Калибровка	Идентификация калибровки	65535	
2	ПускТохлЖид	Температура охлаждающей жидкости в момент пуска, °C	1	
3	ТохлЖид	Температура охлаждающей жидкости, °C	1	90-100
4	ПолДрЗасл	Выходное напряжение сигнала датчика положения дроссельной заслонки, В	0,35-0,70	0,35-0,70
5	Об КВ	Частота вращения КВ двигателя, мин-1	0	750-850
6	УгДрЗасл	Угол открытия дроссельной заслонки, град	0	±100
7	НапрДатОг	Выходное напряжение сигнала датчика кислорода, В	2	0-800
8	СкорАвто	Скорость автомобиля, км/ч	0	*
9	BML	Регулирование подачи топлива памятью, ±100	0	±10
10	РегТПЗПОС	Подача топлива по замкнутой петле, ±100	0	±20
11	ПолРегХХ	Текущее положение РХХ, шаги	15-35	15-30
12	ЖполРегХХ	Желаемое положение РХХ, шаги	2	3
13	Ячейка РПТ	Ячейка памяти, регулирующая подачу топлива(0-35)	-	19
14	ЖоборХХ	Желаемая частота вращения КВ двигателя на XX, мин-1	800	800
15	НапДатАбс Давл	Выходное напряжение сигнала датчика абсолютного давления, В	3,5-5,0	5,0
16	АтмДавл	Барометрическое давление, кПа	4	4
17	ДавлВпКол	Абсолютное давление во впускной трубе, кПа	75-105	5
18	НапДатТемп	Выходное напряжения температуры воздуха, В	6	6
19	ТемпВпуск	Температура воздуха на впуске, °C	6	6
20	БортНапр	Напряжение в бортовой сети, В	11,5-14,0	12-15
401
Системы впрыска бензиновых двигателей
Продолжение табл. 5.2
1	2	3	4	5
21	УОЗ	Угол опережения зажигания, град, (до ВМТ)	10	6-14
22	M33TIMR	Время с момента регистрации высокого давления в ВТ, с	*	*
23	M34TIMR	Время с момента регистрации низкого давления в ВТ, с	*	*
24	Время	Продолжительность работы двигателя, ч/мин/с	—	Измен.
25	Возд/Топл	Соотношение воздух/топливо	-	1-15
26	ДлитИмпВ	Длительность включенного состояния форсунки, мс	3,9 и более	1,2-1,7
27	ПотенцОК	Выходное напряжение октанпотенциометра, В	1,05-7,0	1,07-4,50
28	APPW	Длительность асинхронного импульса впрыскивания топлива, мс	★	*
29	ДвижАвт	Показания датчика скорости движения автомобиля	-	-
30	Двигатель	Показания датчика положения КВ двигателя	—	—
31	ССР	Возможность управления клапаном продувки адсорбера	—	—
32	ECR	Для диагностики параметр не используется	—	—
33	НагрВозд	Реле подогрева ВТ	Вкл/Выкл	Вкл/Выкл
34	DFCO	Режим отключения топливоподачи при торможении	Нет	Нет
35	ОбедТорм	Режим обеднения горючей смеси при торможении	« — »	«—»
36	УскрОбог	Режим обогащения при ускорении	« —»	«—»
37	МощОбог	Режим мощностного обогащения	« — »	« — »
38	ОчистСвечей	Режим очистки залитого двигателя	«—»	«—»
39	О2Об	Признак бедного состава смеси в мощностном режиме	«—»	« —»
40	Обучение	Обучение ячеек памяти ЭБУ, регулирующих топливоподачу	« — »	Да/Нет
41	АсинВпр	Асинхронное впрыскивание топлива	«—»	« —»
42	Возд/Топл	Состав отработавших газов	Бедная	Бедная/ Богатая
402
Глава 5. Техническое обслуживание и регулирование
систем впрыска
Окончание табл. 5.2
1	2	3	4	5
43	ОбрСвязь	Управление топливоподачей по разомкнутой/замкнутой петле	Разомкнута	Разомкнута/ Замкнута
44	ЗапрКонд	Запрос на включение кондиционера	Нет	Да/Нет
45	Кондиционер	Муфта кондиционера	Выкл.	Вкл/Выкл
46	НадоСнижРРМ	Для системы питания не используется	-	—
47	УслХХ	Наличие условий холостого хода	Да	Да
48	ПетляОгХХ	Управление частотой вращения КВ на холостом ходу по разомкнутой/замкнутой петле	Разомкнута	Разомкнута/ Замкнута
49	УОЗОктКВ	Октан-коррекция	0-7	0-7
50	Датчик Ог	Готовность датчика кислорода	Да	Да
51	ЭлУпрИскр	Электронное управление двигателем	*	*
52	АдсПрод	Скважность сигнала продувки адсорбера (+100 %)	0	0
53	Вакуум	Расчетное значение разрежения в ВТ, кПа	75-105	34-45
54	ШирБазИм	«-»(базовое)значение длительности импульса, мс		*
55	ТекОшиб	Наличие текущих ошибок	Нет	Нет
нием проводов системы управления двигателем к высоковольтным проводам системы зажигания.
6.	УгДрЗасл (%). Этот параметр представляет собой угол открытия дроссельной заслонки, рассчитываемый ЭБУ в виде функции напряжения входного сигнала ДПДЗ. Значение 0% соответствует полностью закрытой дроссельной заслонке, а 100% - полностью открытой.
7.	НапрДатчО2 (мВ). Этот параметр отображает напряжение сигнала датчика кислорода. Когда датчик не прогрет, стабильное । спряжение его находится на уровне 450 мВ. После прогрева датчика подогревающим элементом при работе двигателя напряжение колеблется в диапазоне 100-900 мВ. При включенном зажи-। ании и заглушенном двигателе напряжение сигнала датчика кислорода постепенно снижается до уровня ниже 200 мВ в течение нескольких минут.
403
Системы впрыска бензиновых двигателей
8.	СкорАвто (км/ч). Этот параметр отображает показания ЭБУ сигнала датчика текущей скорости движения автомобиля. Параметр применяется также для проверки точности спидометра.
9.	BML. Память ЭБУ отображает значение регулирования длительности импульса впрыскивания ЭМФ. При значении параметра 0% не происходит уменьшения или увеличения топливоподачи. Если подача топлива в системе увеличивается, то на дисплее будет отображаться значение +1±99%. Если происходит уменьшение топливоподачи, то дисплей покажет значение от 1 до 99%.
10.	РегТПЗПОС. Данный параметр отображает значение параметра длительности импульса впрыскивания ЭМФ на базе сигнала датчика концентрации кислорода. Диапазон значений составляет от -99 до +99%.
11.	ПолРегХХ. Показания прибора соответствуют положению регулятора XX. Прибор ДСТ-2М отображает число шагов от положения, соответствующего положению полного закрытия клапана. Большие значения соответствуют большей величине открытия клапана РХХ. После запуска двигателя по мере его прогрева до нормальной рабочей температуры открытие дроссельной заслонки уменьшается.
На режимах холостого хода и нейтральной передаче при выключенном кондиционере число шагов должно быть в пределах 30-50. Различные условия, вызывающие увеличение нагрузки двигателя на режимах холостого хода, вызывают увеличение указанного значения.
12.	ЖполРегХХ (мин-1). На режиме XX частотой вращения КВ управляет ЭБУ. Желаемыми оборотами называется частота вращения коленчатого вала, задаваемая ЭБУ. Он отображает теоретически рассчитанное и скорректированное положение РХХ в зависимости от частоты вращения КВ двигателя и положения дроссельной заслонки.
13.	Ячейка РТП. Дисплей ЭБУ указывает ячейку памяти, используемую для регулирования топливоподачи.
14.	ЖОборХХ. В режиме XX частотой вращения КВ управляет ЭБУ. Оптимальной частотой вращения КВ является частота вращения при закрытой дроссельной заслонке, задаваемая ЭБУ.
15.	НапДатАбсДавл. Выходное напряжение датчика абсолютного давления имеет диапазон 0-5 В при нормальном рабочем диапазоне 0,3-0,9 В. Это значение не может измениться на приборе ДСТ-2 до пуска двигателя, однако фактическое выходное напря
404
Глава 5. Техническое обслуживание и регулирование
систем впрыска
жение датчика абсолютного давления может изменяться. После пуска двигателя напряжение на режиме XX соответствует 1-2 В, по мере возрастания нагрузки напряжение также возрастает.
16.	АтмДавл. Параметр представляет собой рассчитанное барометрическое давление воздуха, определяемое формой сигнала датчика абсолютного давления при включении зажигания до пуска двигателя. ЭБУ может рассчитать барометрическое давление заново при полностью открытой дроссельной заслонке и невысокой частоте вращения КВ двигателя. Барометрическое давление зависит от высоты над уровнем моря, поэтому изменяется от 105 кПа (на уровне моря или ниже) до 60 кПа (на высоте 4300 м).
17.	ДавлВпКол. Отражаются показания ЭБУ выходного сигнала датчика абсолютного давления.
18.	НапДатТемп. Отражается напряжение выходного сигнала датчика температуры воздуха.
19.	ТемпВпуск. Отражаются показания ЭБУ сигнала датчика температуры воздуха, установленного в нижней части корпуса воздушного фильтра.
20.	БортНапр (В). Параметр представляет собой напряжение бортовой сети автомобиля, поступающее с клеммы выключателя зажигания на контакт «С 16» ЭБУ.
21.	УОЗ (по КВ). Параметр отображает рассчитанный и скорректированный угол опережения зажигания.
22.	M33TIMR. Отображается время с момента регистрации слишком высокого давления в ВТ. При достижении определенного значения параметра в память ЭБУ заносится код неисправности 33.
23.	M34TIMR. Отображается время с момента регистрации слишком низкого давления в ВТ. При достижении определенного значения параметра в память ЭБУ заносится код неисправности 34.
24.	Время. Параметр представляет собой период времени, в течение которого работает двигатель. Если двигатель останавливается, то высвечиваются цифры 0:00:00.
25.	Возд/Топл. Отображается сравнительный состав горючей смеси, задаваемый ЭБУ.
26.	ДлитИмпВ. Параметр представляет собой длительность включенного состояния ЭМФ. ЭБУ управляет составом смеси за счет управления длительностью импульса впрыскивания ЭМФ. Увеличение времени включения приводит к увеличению количества подаваемого топлива и более богатому составу смеси. Дли
405
Системы впрыска бензиновых двигателей
тельность импульса впрыскивания представляет собой длительность (в мс) включенного состояния форсунки. Отображается наличие команды на включение и выключение форсунок.
27.	ПотенцОК. Параметр представляет собой выходное напряжение сигнала октан-потенциометра.
28.	APPW. Параметр представляет собой длительность импульса асинхронного впрыска топлива, который используется для подачи дополнительного количества топлива в связи с быстрым открытием дроссельной заслонки.
29.	ДвижАвт. Показания датчика скорости ЭБУ отражают движение или неподвижность автомобиля.
30.	Двигатель. Показания датчика положения КВ ЭБУ определяют работу или остановку двигателя.
31.	ССР. Параметр показывает, что система может управлять электромагнитным клапаном продувки адсорбера.
32.	ECR. Для диагностирования этой системы данный параметр не используется.
33.	НагрВозд. Отображается наличие команды ЭБУ на включение подогревателя ВТ.
34.	DFCO. Прибор показывает наступление режима отключения топливоподачи при торможении двигателем.
35.	ОбедТорм. Прибор показывает наступление режима обеднения горючей смеси при торможении с закрытой дроссельной заслонкой.
36.	УскорОбог. Прибор показывает наступление режима обогащения горючей смеси при ускорении (открытии дроссельной заслонки).
37.	МощОбог. Отображается состояние системы топливоподачи в режиме мощностного обогащения или его отсутствия.
38.	ОчистСвечей. Прибор показывает наступление режима очистки «залитого» двигателя.
39.	О2Об. Параметр показывает обеднение или обогащение состава смеси в мощностном режиме.
40.	Обучение. Прибор показывает, что система осуществляет самообучение по результатам регулирования топливоподачи в режиме замкнутой петли.
41.	АсинВпр. Прибор показывает, что система осуществляет асинхронное впрыскивание топлива.
42.	Возд/Топл. Параметр отображает сигнал датчика кислорода об обогащении или обеднении состава горючей смеси.
406
Главе 5. Техническое обслуживание и регулирование
систем впрыске
43.	ОбрСвязь. Отображается сообщение «Разомкнутая петля» или «Замкнутая петля» в зависимости от режима работы системы управления топливоподачей. На переход от «Разомкнутой петли» обратной связи на «Замкнутую петлю» влияет время после запуска, состояние по готовности датчика кислорода и температура охлаждающей жидкости.
44.	ЗапрКонд. Параметр отображает сообщение о результатах обработки ЭБУ входного сигнала запроса на включение кондиционера. На дисплее будет отображаться «Да», если ЭБУ получил запрос на включение муфты компрессора кондиционера, и «Нет», если сигнал запроса не получен. Прежде чем сигнал будет получен ЭБУ, он должен пройти через датчик-выключатель высокого давления и переключатель циклов работы кондиционера. Если данные устройства разомкнуты, то на дисплее отобразится «Нет» даже несмотря на то, что переключатель кондиционера включен.
45.	Кондиционер. Прибор отображает наличие команды ЭБУ на включение реле управления компрессором кондиционера.
46.	НадоСнижНРМ. Для диагностирования этой системы питания данный параметр не используется.
47.	УслХХ. Отображаются условия работы двигателя (нагрузка, положение дроссельной заслонки, частота вращения КВ) в режиме холостого хода.
Диагностический прибор ДСТ-2М считывает показания датчика как расход воздуха (кг/ч). Допустимый расход составляет 6,5-11,5 кг/ч на режиме XX и увеличивается с повышением частоты вращения КВ.
48.	ПетляО2ХХ. Параметр отображает режим разомкнутой или замкнутой петли в зависимости от состояния системы управления режимами холостого хода.
49.	УОЗОктКВ. Отображается значение запаздывания момента зажигания в зависимости от положения винта регулировки ок-танпотенциометра.
50.	Датчик О2. Параметр показывает состояние датчика в режиме готовности (как достижение рабочей температуры).
51.	ЭлУпрИскр. Для диагностирования системы управления двигателем этот параметр не используется.
52.	АдсПрод. Отображается коэффициент заполнения сигнала (0-100%) для электромагнитного клапана продувки адсорбера, означающий отношение длительности импульса к периоду следования.
53.	Вакуум. Отображается расчетное значение разрежения в ВТ.
407
Системы впрыска бензиновых двигателей
54.	ШирБазИм. Параметр представляет собой расчетное («базовое») значение длительности импульса впрыска топлива без учета последующих корректировок.
55.	ТекОшиб. Параметр отображает наличие в памяти ЭБУ текущих кодов неисправностей.
Контролирование исполнительных механизмов. Диагностический прибор ДСТ-2М обеспечивает выдачу команды ЭБУ на включение исполнительных механизмов, благодаря чему возможна быстрая проверка работоспособности элементов системы питания.
Одна из позиций меню прибора ДСТ-2М называется «Контроль исполнительных механизмов» («2-Контроль ИМ»). Выбрав эту позицию, при включенном зажигании и работающем двигателе вы-брают позицию «Управление включением лампы «Check Engine» и «Управление включением реле электрического бензонасоса». Эта команда удобна при диагностировании систем впрыска и предназначена для определения работоспособности ЭБН, например, для контроля давления топлива или при проверке герметичности.
Выбрав пункт меню прибора ДСТ-2М «2-Контроль ИМ», можно выбрать следующие команды:
1.	Сигнальная лампа. Позволяет проконтролировать исправность цепи управления контрольной лампой «Check Engine».
2.	Реле ЭБН. Для прибора ДСТ-2М время включения реле ЭБН ограничивается 10 с.
3.	РецОтрГаз. Для диагностирования этой системы питания данная команда не используется.
4.	Подогрев воздуха. Команда включения и выключения реле электрического подогревателя ВТ. Рекомендуется проследить за напряжением питания при подаче команды на включение и выключение реле. Напряжение питания должно незначительно уменьшаться при включении подогревателя в связи с большим потребляемым током.
5.	Кондиционер. Позволяет проконтролировать на слух включение муфты при работе двигателя на холостом ходу и нахождении выключателя кондиционера в положении «Включено».
6.	РХХ (0-255). Команда выполняется при включенном зажигании и позволяет проверить работоспособность регулятора холостого хода (производится установка регулятора в закрытое положение и возврат в исходное). Показания соответствуют определенному положению регулятора холостого хода. ЭБУ задает пе
408
Глава 5. Техническое обслуживание и регулирование
систем впрыска
ремещение клапана РХХ с помощью шагового двигателя. Прибор ДСТ-2М отображает количество шагов положения, в котором клапан полностью закрыт, это количество показывает насколько открыт или закрыт клапан РХХ (большие значения соответствуют большей степени его открытости). После запуска двигателя до его прогрева до нормальной рабочей температуры значения должны уменьшаться. На режимах XX и нейтральной передаче при включенном кондиционере количество шагов должно быть в пределах 32-50. Любые условия, вызывающие увеличение нагрузки двигателя на XX, должны вызывать увеличение указанного значения.
7.	УОЗ (° по КВ). Команда используется для управления моментом зажигания на работающем двигателе. При этом отображается угол опережения зажигания по КВ двигателя относительно верхней мертвой точки. Отображается «Да» или «Нет» в зависимости от обнаружения детонации.
8.	Возд/Топл. Команда используется для управления составом горючей смеси на работающем двигателе.
9.	УслОСпоО2. Команда используется для включения и отключения обратной связи по сигналу датчика кислорода.
10.	УслОСХХ. Команда используется для включения и отключения обратной связи в функции регулирования частоты вращения КВ на холостом ходу.
11.	Адсорбер. Команда используется для управления электромагнитным клапаном продувки адсорбера. Рекомендуется полностью прогреть двигатель и проследить за параметром РегТПЗПОС при включении и выключении электромагнитного клапана продувки адсорбера. Значение этого параметра должно быстро меняться при продувке адсорбера.
12.	Обороты XX. Команда выполняется при работающем двигателе и позволяет управлять регулятором холостого хода, задавая увеличение или уменьшение частоты вращения КВ на холостом ходу. Если РХХ исправен, он должен выполнять команды, и частота вращения КВ должна соответственно изменяться. .
13.	Октан-корректор. Используется для регулирования уровня СО в ОГ.
14.	Проверка прокрутки. В режиме «5-Дополнительные испытания» и «1-Прокрутка» контролируют частоту вращения КВ двигателя и напряжение аккумуляторной батареи во время прокрутки.
Диагностический тестер АСКАН-8 предназначен для диагностики системы управления рабочим процессом бензинового дви-
409
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 5.5. Диагностический тестер АСКАН-8
1 - корпус; 2 - панель управления; 3 -дисплей; 4 - функциональные клавиши
гателя (рис. 5.5). Объем памяти для хранения модулей составляет 512 кбайт. В комплектацию прибора входят два жгута проводов для соединения с диагностическими колодками автомобилей ГАЗ и ВАЗ. Тестер позволяет диагностировать современные системы управления «Микас 5.4», «Микас 7.1», «Январь-4», «Январь-5.1», «Январь-5.1.1», GM ISEF-25, Bosch-Motro-nic 1.5.4, Bosch-Motronic 1.5.4, Bosch MP 7.0. Он по-
зволяет считывать параметры ЭБУ в виде выходных сигналов датчиков или в нормализованном виде, выводить на дисплей графики параметров в реальном масштабе времени, записывать в память тестера параметры блока управления с дискретностью 0,2 с с последующим отображением их в цифровом и графическом виде, считывать коды неисправностей из блока управления, как существующие в настоящий момент, так и занесенные в память, стирать из памяти ЭБУ коды неисправностей, считывать содержащуюся в памяти ЭБУ информацию о комплектации системы управления, идентификационную информацию об автомобиле и ЭБУ, управлять исполнительными механизмами, диагностической лампой «Check Engine».
Тестер содержит дисплей, клавиатуру, диагностические разъемы и соединительные жгуты, снабжен функцией выдачи информации в графическом или текстовом виде. Выведенная информация сопровождается подсветкой и изменяемой контрастностью.
Два светодиода предназначены для сигнализации о наличии или отсутствии связи с ЭБУ. Зеленый световод «Link» свидетельствует о наличии связи с ЭБУ, а красный «Error» - о ее отсутствии. Нажатие клавиш сопровождается звуковым сигналом. Подготовка тестера к работе состоит из включения его соединений с помощью жгута с диагностической колодкой автомобиля. При диагностировании автомобилей семейства ВАЗ следует подключить разъем «крокодил» к клемме «плюс» аккумуляторной батареи автомобиля.
410
Глава 5. Техническое обслуживание и регулирование
систем впрыска
После подачи питающего напряжения включается подсветка дисплея тестера и осуществляется самотестирование, сопровождающееся сообщением и подачей звукового сигнала с одновременным включением обоих светодиодов, на дисплее появляется сообщение, содержащее «ASKAN» BIOS. Продолжительность процесса самотестирования занимает 3 с.
После окончания самотестирования на дисплее появится меню выбора модуля. Название меню помещается в верхней строке слева, а справа в углу подсказка по «перемещению» и «перематыванию» изображения (влево, вправо или вверх, вниз).
Перед проведением проверки следует включить зажигание автомобиля. После установления связи с ЭБУ на тестере загорается зеленый светодиод «Link». При отсутствии связи тестера с блоком управления автомобиля загорается красный светодиод «Error». Причиной отсутствия связи может быть выключенное зажигание, отсутствие контакта в диагностическом разъеме, отсутствие питания на соответствующих клеммах, неисправность блока управления и т.д.
Тестер максимально приспособлен для работы с блоком управления «Микас 5.4» и «Микас 7.1». Для других типов ЭБУ список возможностей различен и определяется непосредственно маркой блока управления и его программным обеспечением. Кнопками осуществляется перемещение курсора «Вверх» и «Вниз», «Вправо» и «Влево». Выбирают модуль в меню «Выбор модуля», а затем кнопку «Enter». На дисплее появится надпись «Запуск модуля», а затем информация о запускаемом модуле. Тестер переходит в меню «Режим».
Параметры, отображаемые тестером, выводятся на дисплей группами (по семь параметров в группе) или общим списком. Наборы параметров в группах можно настраивать по желанию пользователя. Количество групп можно изменять (от 1 до 20), каждой из них можно дать свое имя. На дисплее появляется одна из групп параметров. В верхней строке находится информация о ее названии, номере текущей группы, количестве групп в памяти. Система управления позволяет просмотреть график изменения параметра в реальном масштабе времени. В режиме динамического просмотра нажатием кнопки «Enter» можно остановить вывод графика в какой-либо характерной точке. После работы с тестером до отключения питания необходимо сбросить все коды ошибок, которые могли быть установлены во время проведения диагностики системы впрыска топлива.
411
Системы впрыска бензиновых двигателей
Основные технические параметры и характеристики тестера АСКАН-8
Напряжение питания постоянного тока, В: номинальное........................................12
максимально допустимое............................18
минимальное рабочее................................6
Потребляемый ток, мА, не более.....................250
Габаритные размеры, мм......................190x115x95
Масса, кг..........................................0,5
Объем памяти для хранения модулей, кбайт...........512
Условия эксплуатации: температура, °C..............................-10.,.+40
относительная влажность при +30°С, %...........до 90
Условия хранения: температура, °C................................+5...+40
относительная влажность при +35°С, %...........до 98
Условия транспортировки: температура, °C................................-50...+50
относительная влажность при +35 °C, %..........до 98
Ударные нагрузки с ускорением, м/с...............до 15
Время установления рабочего режима в нормальных условиях эксплуатации после подключения тестера к источнику питания, с.....4
Продолжительность непрерывной работы тестера, ч............................не	менее 8
Диагностический прибор «Микротестер ГАЗ» предназначен для проведения диагностики двигателей, оснащенных системами управления на основе электронных блоков управления «Микас 5.4», «Микас 7.1» и их модификаций. Прибор позволяет проводить автоматическое определение ЭБУ, считывание системных данных из ЭБУ (20 параметров), выдачу на экран кодов неисправностей и сброс кодов ошибок.
Связь микротестера с ЭБУ и подача на него питающего напряжения осуществляется при помощи специального соединительного кабеля. Тестер фиксирует только неисправности двигателя, систем питания и управления. Для диагностики сложных неисправностей систем впрыскивания необходима дополнительная аппаратура. Основные характеристики тестера приведены в табл. 5.3.
412
Гпава 5. Техническое обслуживание и регулирование
систем впрыска
Таблица 5.3
Характеристики тестера АСКАН-8
Тип индикатора	Символьный жидкокристаллический, русифицированный
Наличие подсветки Число отображаемых символов Число управляющих клавиш Время обновления данных в режиме отображения, с Напряжение питания, В Потребляемая мощность, Вт Габаритные размеры, мм Звуковой сигнал Количество отображаемых параметров Отображение/Стирание ошибок Расшифровка ошибок текстом Масса, г Условия эксплуатации в соответствии С ГОСТ 22261-94	Да 16x2 4 0,1-0,5 12 6 100x50x35 Да 18 Да/Да Нет 150 Температура от -25 до +55°С. Относительная влажность до 95% при 25°С
Управление тестером реализуется через систему вложенных меню. Передвижение по системе меню производится с помощью четырех функциональных клавиш: «Влево» - просмотр справа налево, уменьшение значения параметра, «Вправо» - просмотр слева направо, увеличение значения параметра, «Ввод» - ввод, активизация выбранной команды, подтверждение команды, «Назад» -отказ от выполнения команды, возврат в предыдущий пункт меню. Схема соединения тестера с диагностической колодкой приведена в табл. 5.4.
При эксплуатации тестера запрещается подключать диагностический кабель при включенном зажигании. Кнопками «Влево»,
Таблица 5.4
Схема соединения тестера с диагностической колодкой
Цвет провода в кабеле	Контакт диагностической колодки
Красный Белый, бесцветный Желтый	+ 12 В от зажигания «Земля» «К-Line»
413
Системы впрыска бензиновых двигателей
«Вправо» выбирают необходимый параметр. Для стирания ошибок клавишами «Вправо», «Влево» выбирают параметр «Ошибки». В нижней строке появится надпись об их отсутствии либо будет указано их количество. Если ошибки присутствуют, то нажатием на кнопку «Ввод» можно перейти в режим просмотра кодов ошибок. В режиме просмотра кодов ошибок кнопками «Влево», «Вправо» можно просматривать значения кодов ошибок. Кратковременное нажатие на кнопку «Ввод» в этом режиме приводит к возврату в режим просмотра параметров. Нажатие на кнопку «Ввод» в течение 2 с вызывает попытку стирания ошибок, после чего тестер возвращается к режиму просмотра параметров и показывает результат операции. Закончив работу с тестером, необходимо выключить зажигание и отключить провода от диагностической колодки. В случае получения сообщений «Нет связи» проверить, что зажигание автомобиля включено. Выключить и через 15-20 с повторно включить зажигание. Если связи с ЭБУ по-прежнему нет, то необходимо проверить совместимость типа ЭБУ, установленного на автомобиле, с поддерживаемым тестером, надежность подключения диагностического кабеля и качество контактов и/или наличие обрыва, короткого замыкания на «массу» или бортовую сеть в диагностической цепи. Список диагностируемых параметров отображается на индикаторе.
Диагностический тестер ДСТ-6Т предназначен для проверки работоспособности исполнительных механизмов: форсунок, шаговых и моментных двигателей РХХ, состояние резистора ДПДЗ, ДМРВ с аналоговым и частотным выводом, датчика абсолютного давления ГАЗ, датчика кислорода (Х-зонд), имитации сигнала ДПКВ, датчика распределителя зажигания (датчика Холла) и ДПРВ, измерения постоянного напряжения в пределах от 0 до 20 В, частоты следования прямоугольных импульсов от 10 до 64 кГц.
Для проверки предусмотрен стандартный тест ЭМФ. После устранения неисправности подключают ЭБУ и форсунку к жгуту проводов. Затем включают зажигание и с помощью диагностического прибора сбрасывают коды неисправностей. Затем проверяют форсунки на предмет короткого замыкания или обрыва обмоток форсунки.
Диагностический тестер «Tech 1» разработан фирмой GM для обслуживания автомобилей «Лада». Выпуск налажен отечественными компаниями.
Мотор-тестер представляет собой компьютерную программу, предназначенную для диагностики двигателей, оснащенных сис
414
Гпава 5. Техническое обслуживание и регулирование
систем впрыска 
темами электронного впрыска. Программа используется при наличии компьютера IBM PC и диагностического тестера ДСТ-2М (необязательно). Программа считывает и обрабатывает в динамике все контролируемые параметры. ЭБУ автомобиля через адаптер обеспечивает возможность сохранять и просматривать как в цифровом, так и графическом виде до семи параметров одновременно и распечатывать полученную информацию, а также управлять исполнительными механизмами двигателя.
Подключив обычный персональный компьютер через согласующее устройство к диагностическому разъему автомобиля и загрузив программу, специалист получает исследовательский комплекс с большими возможностями. Он представляет собой прибор для измерения и отображения аналоговых параметров в различных электрических цепях автомобиля. Программа «Мотор-тестер» обеспечивает считывание и обработку данных, получаемых с ЭБУ автомобиля через адаптер. Программа обеспечивает возможность сохранения, просмотра и распечатки полученной информации, а также управление исполнительными механизмами.
Программа «Мотор-тестер» поддерживает диагностику систем впрыска автомобилей семейства ВАЗ, «Январь-4», «Ян-варь-5.1», Bosch М 1.5.4, Bosch М 1.5.4N, GM ISFI-25 (распределенное впрыскивание), GM EFI-4 (центральное впрыскивание) и Bosch МР-7,0.
Что касается автомобилей семейства ГАЗ «Микас М 1.5.4», «Микас М 1.5.4 КЗ», «Микас 7.1», «Автрон М 1.5.4» и «МКД-105», то для работы программы «Мотор-тестер» требуется процессор не хуже Pentium 100 МГц, ОЗУ не менее 16 Мбайт, операционная система Windows 95 или Windows NT, видеорежим с разрешением 800x600 точек, не менее 256 цветов, флоппи-дисковод «3,5» для инсталляции программы.
5.5. РЕГУЛИРОВКА СИСТЕМЫ ХОЛОСТОГО ХОДА
Двигатель пускают и прогревают его до рабочей температуры. Регулировка системы XX на двигателе осуществляется с помощью регулировочного винта клапана, включая режимы повышенной частоты вращения КВ двигателя. Нормальная частота вращения КВ для моделей без каталитического нейтрализатора составляет 800-900 мин-1, а для легковых автомобилей с каталитическим нейтрализатором - 700-800 мин-1.
415
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 5.6. Схема регулировки СО и CmHn
1 - соединительный шланг; 2- головка блока цилиндров; 3 - гофрированный воздушный патрубок; 4 - ДМРВ; 5 - патрубок охлаждающей жидкости; 6 - расширительный бачок; 7, 8 - шланги соответственно верхней и нижней части воздушного фильтра; 9 - регулировочный винт СО; 10 -воздушный фильтр
Регулировка содержания СО и CmHn в ОГ на режиме холостого хода выполняется по методике ГОСТ 17.2.2.03-87. Регулировку осуществляют вращением винта потенциометра 9 (рис. 5.6) на двигателе, прогретом до рабочей температуры 85-95°С и работающем с минимальной частотой вращения КВ на режиме XX. Регулировку системы XX осуществляют с помощью СО-потенциомет-ра или с помощью диагностического прибора ДСТ-2М.
Регулировка с помощью СО-потенциометра осуществляется для обеспечения наиболее устойчивой работы двигателя. Устанавливаются следующие нормы содержания СО и CmHn в ОГ:
Частота вращения КВ двигателя, мин-1
800+50 ...... 3150+50
Содержание СО, %..........0,7-0,9............0,5
Содержание CmHn, ppm........ 1200	.......... 600
416
Гпава 5. Техническое обслуживание и регулирование
систем апрыска
На двигателе ЗМЗ-4062.10 минимальная частота вращения КВ двигателя устанавливается автоматически. При превышении указанных норм на режиме минимальной частоты вращения холостого хода произвести регулировку винтом потенциометра, расположенного в корпусе датчика массового расхода воздуха, установив содержание СО в указанных выше пределах. При этом содержание СтНп будет соответствовать требованиям стандарта.
ЭБУ обеспечивает подачу напряжения 5 В на СО-потенциометр через ускорительный резистор. При повороте винта СО-потенциометра напряжение изменяется от 1 до 4,6 В. ЭБУ считывает этот сигнал и регулирует состав горючей смеси для обеспечения содержания СО в ОГ не более 1% на режиме холостого хода.
При неисправности цепей СО-потенциометра в память ЭБУ заносятся коды 27 или 28. Для обеспечения эффективного ремонта необходимо использовать соответствующую диагностическую карту.
Если содержание СО больше 2%, то это может быть вызвано негерметичностью ВТ двигателя (после измерителя расхода воздуха), неисправностью клапана дополнительной подачи воздуха или регулятора давления топлива, частичным засорением топливного фильтра, несоответствием давления нагнетания ЭБН номинальному значению, неисправностью ЭБУ, нарушением в работе электронных устройств системы впрыска. Причины повышенного содержания СО могут быть следующие: двигатель не прогрет или длительно работал на холостом ходу (более 5 мин.); подсос воздуха через отверстие масломерного щупа; повышенный уровень масла в картере; повышенный прорыв ОГ в картер; негерметичность впускных или выпускных клапанов; неисправность измерителя расхода воздуха; нарушения в работе электронных устройств системы впрыска топлива; негерметичность рабочих ЭМФ.
Для регулировки содержания СО и CmHn необходимо выполнить следующие операции.
1.	Вставить в выпускной трубопровод зонд газоанализатора.
2.	Нажатием на педаль управления дроссельной заслонкой необходимо установить частоту вращения КВ двигателя в диапазоне 3000-3500 мин-1. Прогреть двигатель до нормальной рабочей температуры. Двигатель должен проработать на этом режиме в течение 2 мин., после чего установить минимальную частоту вращения КВ двигателя.
3.	Отпустить педаль управления дросселем.
417
Системы впрыска бензиновых двигателей
4.	Если содержание СО в ОГ выходит за пределы диапазона 0,8-1,2%, отрегулировать СО с помощью СО-потенциометра. Для уменьшения концентрации СО в ОГ необходимо вращать винт потенциометра против часовой стрелки, для увеличения концентрации СО в ОГ - по часовой стрелке.
5.	В случае невозможности установки значения содержания СО в интервале 0,5-1,5% проверить техническое состояние двигателя и системы управления двигателем. После устранения неисправности повторить процедуру регулировки содержания СО (пункты 1-4). Если регулировкой содержание СО и CmHn в заданных пределах не обеспечивается, то необходимо проверить работу элементов комплексной системы управления двигателем. Регулировку системы XX «L-Jetronic» осуществляют винтами количества и качества горючей смеси. Регулировочным винтом количества смеси устанавливают частоту вращения КВ двигателя в пределах 900+50 мин-' (при повороте винта по часовой стрелке частота вращения снижается). На режиме XX содержание СО в ОГ при системе впрыскивания «L-Jetronic» должно быть 0,5+0,2%.
Регулировка СО с помощью прибора ДСТ-2М. На части автомобилей может быть установлена система управления двигателем без СО-потенциометра. В этом случае регулировка состава горючей смеси с целью получения нормированного уровня концентрации СО в ОГ на холостом ходу двигателя проводится с помощью диагностического прибора ДСТ-2М. Процедура такой регулировки СО приведена ниже.
1.	Подключить прибор ДСТ-2М к диагностической колодке.
2.	Вставить в выпускной трубопровод зонд газоанализатора.
3.	Прогреть двигатель до нормальной рабочей температуры.
4.	Отпустить педаль управления дроссельной заслонкой.
5.	Выбрать в главном меню режим «Дополнительные испытания». «Регулировка СО в ОГ».
6.	Если содержание СО в ОГ выходит за пределы диапазона 0,8-1,2%, то изменяя коэффициент коррекции СО нажатием кнопок, отрегулировать состав горючей смеси.
7.	При достижении показаний газоанализатора диапазона 0,8-1,2% содержания СО в ОГ нажать функциональную клавишу. Регулировка СО завершена. Коэффициент коррекции СО на холостом ходу двигателя записан в энергонезависимой памяти ЭБУ и сохраняется до следующей регулировки.
418
Гпава 5. Техническое обслуживание и регулирование
систем впрыска
8.	В случае невозможности установить содержание СО в диапазоне 0,5-1,5% проверить техническое состояние двигателя и ЭБУ. После устранения неисправности повторить процедуру регулировки содержания СО (пункты 1-7).
Контроль технического состояния. После регулировки СО на дисплее прибора ДСТ-2М появляется сообщение «Прогрейте двигатель. Установите 3000 мин-1». При этом на дисплей выводятся значения температуры охлаждающей жидкости и частоты вращения КВ двигателя.
1.	При необходимости прогреть двигатель до нормальной температуры 85-95°С. Нажатием на педаль управления дросселем установить частоту вращения КВ двигателя в диапазоне 3000-3500 мин '.
2.	Проконтролировать содержание СО по показаниям газоанализатора.
3.	Отпустить педаль управления дросселем.
4.	Для возврата в главное меню следует нажать кнопку 1.
5.	При наличии неисправности проверить техническое состояние двигателя и системы управления двигателем.
6.	Отключить прибор от диагностической колодки и от клемм аккумуляторной батареи.
СО-потенциометр представляет собой переменный резистор. Он устанавливается на автомобиле без нейтрализатора и расположен на автомобиле ВАЗ-2108 в моторном отсеке на щитке передка с левой стороны по ходу движения автомобиля (на автомобиле «Лада-110» - в салоне на боковом левом экране). Потенциометр выдает в ЭБУ сигнал, который используется для регулировки состава смеси с целью получения нормированного выброса СО. Регулировка с помощью потенциометра проводится на станции технического обслуживания автомобилей (СТОА). В системе впрыска без обратной связи не устанавливают нейтрализатор и датчик кислорода. Для регулировки концентрации СО в ОГ служит СО-потенциометр. В этой системе имеется также устройство улавливания паров бензина. Возможен вариант системы впрыска и без СО-потенциометра. В этом случае содержание СО регулируют с помощью диагностического прибора.
СО-потенциометр представляет собой регулируемый резистор, используемый для проведения небольших изменений уровня СО и
419
Системы впрыска бензиновых двигателей
CmHn на режиме холостого хода. Он может быть встроен в расходомер воздуха (для автомобилей ГАЗ) или расположен отдельно.
СО-потенциометр (рис. 5.7) содержит корпус 1 с отверстием 4 для его крепления, переменный многооборотный резистор, кине-
матически связанный с регулировочным винтом 2, размещенным в приливе 3. Потенциометр подает в ЭБУ сигнал напряжения, используемый для регулировки состава горючей смеси на XX.
СО-потенциометр расположен в моторном отсеке на передней стенке коробки воздухопритока. Измерительный резистор закрыт винтом 2. После первич
Рис. 5.7. СО-потенциометр 1 - корпус; 2 - винт регулировки; 3 -основние; 4 - отверстие для крепления
ной регулировки положения СО-потенциометра на заводе-изготовителе регулировочный винт 2 пломбируют.
СО-потенциометр по своим функциональным возможностям подобен винту качества смеси в карбюраторе. Когда СО-потенци-ометр отрегулирован по нижнему пределу, горючая смесь будет обогащенной и содержание СО в ОГ будет более 1%. Если же СО-потенциометр отрегулирован по верхнему пределу (4,6 В по прибору ДСТ-2М), то горючая смесь будет обедненной и содержание СО в ОГ будет ниже 1%.
При неисправности цепи СО-потенциометра ЭБУ через определенное время заносит в память код неисправности и включает контрольную лампу, сигнализируя о неисправности.
В период эксплуатации регулировка содержания СО должна проводиться только на СТОА. Работы осуществляют на работающем двигателе с помощью газоанализатора.
5.6. ПРОВЕРКА И РЕГУЛИРОВКА ДАТЧИКОВ И ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ СИСТЕМ ВПРЫСКА
Одна из позиций меню прибора ДСТ-2М соответствует режиму контроля исполнительных механизмов. Выбрав данную позицию, при включенном зажигании и работающем двигателе можно
420
Гпава 5. Техническое обслуживание и регулирование
 систем впрыска 
выбрать пункты меню «Управление включением лампы «Check Engine» и «Управление включением ЭБН».
Проверка ЭМФ. Основные проблемы, связанные с ЭМФ в эксплуатации - утечка топлива, плохая форма распыления топлива и его недостаточное распыление.
Нагар может привести к нарушению конуса распыления топлива или полному прекращению подачи топлива через форсунку.
Оценить работоспособность форсунок на двигателе довольно сложно. Наиболее достоверным способом контроля технического состояния является снятие их с двигателя и проверка на специальном стенде с мерными мензурками, имитирующими реальные условия работы форсунок на автомобиле.
Форсунки проверяются по следующим параметрам: давление начала открытия; герметичность; качество распыления топлива; сравнительная производительность форсунок из одного комплекта.
Герметичность проверяют путем создания давления в системе. Затем, повышая давление до необходимой величины, контролируют качество распыления топлива. В некоторых случаях для удобства наблюдения формы факела используют специальную зеркальную мишень. Для проверки герметичности ЭМФ после остановки двигателя вывертывают свечи из гнезд. При остаточном давлении топлива в системе из распылителей форсунок в течение 15 с не должно вытекать топливо.
Схема проверки давления систем впрыска приведена на рис. 5.8. Проверка идет на неработающем и работающем двигателе. Для проверки давления на неработающем двигателе следует подключить к напорному трубопроводу системы впрыска манометр. Для системы распределенного впрыска подключение осуществляют перед топливной магистралью, а для системы центрального впрыскивания - в корпусе дроссельной заслонки. Во втором случае следует подключить необходимые топливные шланги и подать питание на насос в обход реле. В большинстве систем распределенного впрыска давление в топливной системе составляет 0,25-0,33 МПа.
Для проверки давления на работающем двигателе подключают реле топливного насоса и запускают двигатель на режиме холостого хода. Давление при этом должно быть ниже на 0,5 кгс/см2 по сравнению с неработающим двигателем.
Проверка равномерности подачи топлива. Необходимо включить ЭМФ до наполнения мензурок, затем вылить топливо из них
421
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 5.8. Схема проверки давления в системе впрыска
1 - топливный бак; 2 - возвратная магистраль; 3 - вакуумный шланг; 4 -регулятор давления топлива; 5 - топливная магистраль; 6 - форсунки; 7 -штуцер; 8 - кран; 9 - манометр; 10 - магистраль; 11 - фильтр тонкой очистки топлива; 12 - электрический бензиновый насос
и снова проверить форсунки, пока уровень топлива в мензурках не достигнет примерно 14 см3. При этом разница между большим и меньшим объемами топлива в мензурках не должна превышать 15%. Если в какой-либо мензурке эта разница окажется больше, то ЭМФ необходимо заменить на новые и снова проверить равномерность впрыскивания топлива ЭМФ. При отсутствии новой ЭМФ рекомендуется произвести ее перестановку и вновь проверить равномерность впрыскивания топлива. Если снова обнаружится большая разница по уровню топлива в мензурках, то необходимо проверить регулятор XX.
Производительность топливной системы является надежным показателем отсутствия утечек топлива. Если давление находится в норме, но производительность системы низка, необходимо найти причину этого явления.
Для этого необходимо отсоединить шланг 3 топливной системы за регулятором и опустить его в мерную емкость 1, включить топливный насос, запустить двигатель на оборотах XX, поставив перемычку в обход реле топливного насоса (рис. 5.9). Далее измеряют производительность топливной системы: для исправной
422
Глава 5. Техническое обслуживание и регулирование
систем впрыска
системы распределенного впрыска расход топлива должен быть не менее 2 л/мин, а для исправной системы центрального впрыска - не менее 1 л/мин. Если расход топлива мал, то причиной неисправности может быть засорение топливного фильтра, перегиб или засорение топливопроводов, засорение системы на выходе из топливного бака.
Проверка производительности форсунок. Под проверяемую ЭМФ ставят мерную емкость, отсоединяют разъемы ЭМФ, перемыкают контакты колодки реле управления системой впрыска топлива и подают от аккумулятора к форсунке питание 12 В (по двум
Рис. 5.9. Схема проверки производительности топливной системы
1 - емкость; 2 - возвратная магистраль; 3 - возвратный шланг; 4 -регулятор топлива; 5 - магистраль; 6 - вакуумный шланг; 7 - форсунка;
8 - топливный бак
проводам), после чего измеряют расход топлива.
Аналогичным образом проверяют другие ЭМФ. Сравнивают количество топлива, поданное каждой ЭМФ. Расход топлива должен быть 2,0±0,25 л за 60 с.
Проверка герметичности. Отсоединяют электрический кабель от аккумуляторной батареи и проверяют герметичность форсунок. В течение 1 мин. допускается вытекание не более 1 капли топлива при давлении 0,3 МПа. По окончании проверки присоединяют кабель к батарее.
Если ЭМФ не открывается или негерметична, то ее следует заменить. У рабочих ЭМФ нужно проверить герметичность и равномерность впрыскивания топлива. Для проверки герметичности ЭМФ после остановки двигателя следует извлечь их из гнезда. При остаточном давлении топлива в системе в течение 15 с из распылителей ЭМФ не должно вытекать топливо. При перебоях в работе двигателя проверяют равномерность впрыска топлива ЭМФ, предварительно удостоверившись в соответствии компрессии в цилиндрах требуемому значению. ЭМФ следует вывернуть
из гнезд и поместить в мензурки.
423
Системы впрыска бензиновых двигателей
Негерметичность форсунки приводит к повышенному расходу топлива, плохому пуску двигателя, троению или детонации на холостом ходу. Негерметичность форсунок диагностируется путем замера СО и СН. На нормальном работающем двигателе СО не должно превышать 0,3%. Одна негерметичная форсунка дает при
бавку СО примерно 1-1,5%.
Рис. 5.10. Схема проверки расхода топлива и формы струи топлива
1 - мензурка; 2 - форсунка; 3, 5 - провод; 4 - прибор; 6 - капля
подключить отрицательный провод
Схема проверки расхода топлива через форсунку и формы струи топлива приведены на рис. 5.10. Каждая форсунка должна распылять топливо конической струей.
Работу форсунок проверяют путем измерения напряжения на их общем проводе питания при выключенном зажигании - оно должно быть близко к напряжению на аккумуляторной батарее. Исправность обмотки форсунки может быть проверена мультиметром.
Для измерения импульсов управления форсункой (рис. 5.11) следует отсоединить резиновое уплотнение разъема форсунки и измерителя рабочего цикла к
корпусу двигателя.
Проверка сопротивления. После предыдущих действий необходимо отсоединить штекер от форсунки и измерить омметром сопротивление между ее контактами. При этом сопротивление обмотки исправной ЭМФ при температуре 20°С составляет 3-4 или 13-16 Ом.
Импульсы, управляющие работой ЭМФ, формируются при открытии дроссельной заслонки (20 импульсов, равнорасположенных в пределах угла от закрытого положения заслонки до 60°). Длительность этих импульсов зависит от скорости открытия дроссельной заслонки. На ЭМФ поступает сигнал в виде уровня напря-
424
Глава 5. Техническое обслуживание и регулирование
систем впрыска
жения, практически равного напряжению питания при пониженных температурах жидкости в системе охлаждения во время старта двигателя. Время поступления сигнала, т.е. продолжительность открытого состояния ЭМФ, зависит от продолжительности старта, паузы между повторными стартами и температуры жидкости.
При снятии ЭМФ следует соблюдать осторожность, чтобы не повредить штекеры соединителя и распылители. ЭМФ не разбирается. Не допускается погружать ЭМФ в моющие жидкости, так как ЭМФ содержит электрические узлы. Не допускается попадание моторного масла во внутрь ЭМФ. Через 50-60 тыс. км эксплуатации автомобиля следует отремонтировать ЭМФ. В корпусе ЭМФ ра
Рис. 5.11. Схема измерение импульса управления форсункой
1 - заземление; 2, 4 - электрическая цепь; 3 - прибор; 5 - форсунка
1ещен пластмассовый фильтр с
очень мелкой сеткой. Фильтр удерживается в корпусе разрезным
пружинным кольцом, которое в свою очередь упирается в четыре выступа в корпусе (корпус деформирован в четырех точках). Далее в корпус помещают клапан с седлом, пружиной и другими деталями. Окончательная операция сборки ЭМФ - завальцовка нижней кромки корпуса. ЭМФ представляет собой неразъемный узел и в случае отказа его можно только заменить на новый.
ЭМФ с кольцом запрессовывают в латунный держатель, ввернутый в головку блока цилиндров. На держателе специальных ЭМФ размещен пластмассовый наконечник, при помощи которого организуется поток воздуха вдоль форсунки - «изнутри» воздух поступает через специальный канал в головке блока к двум отверстиям диаметром 3 мм в держателе.
Небольшое превышение усилия приводит к разрушению пластмассового наконечника. Резиновое кольцо удерживает ЭМФ в держателе, обеспечивая при этом подвижность, и одновременно яв
ляется уплотнителем, препятствующим подаче наружного воздуха.
425
Системы впрыска бензиновых двигателей
Уплотнительное кольцо со временем твердеет (старение резины) и изнашивается, в результате чего возможен подсос наружного воздуха со всеми нежелательными последствиями: затрудненный пуск, потеря мощности, перегрев двигателя.
Удобнее удалять ЭМФ при помощи специального съемника. Навинчивая гайку на ЭМФ, извлекают ее из держателя. Если при вращении гайки одновременно начинает вращаться ЭМФ, то поджатие ЭМФ через кольцо к держателю осуществляется при помощи отверстия в гайке. ЭМФ извлекают при помощи воротка, вставленного в отверстие гайки, навернутой на ЭМФ.
Схема проверки сопротивления обмотки форсунки приведена на рис. 5.12. Проверка выполняется на неработающем двигателе. В ходе проверки возможны два варианта: сигнал управления форсункой в норме; сигнал в одной или нескольких форсунках слабый или же вообще отсутствует. Тогда следует проверить сопротивление форсунки и измерить напряжение.
При неисправном ЭБУ форсунки могут оставаться все время
Рис. 5.12. Схема проверки обмотки форсунки
7 - форсунка; 2 - разъем; 3, 5 -провод прибора; 4 - прибор
426
открытыми. Тогда при работающем бензонасосе форсунки наливают столько топлива, что при долговременных попытках завести двигатель можно повредить механику ДВС.
При проверке импульсов управления на катушках и форсунках может быть такая ситуация, когда импульсы имеются, но в пределах их длительности нет коммутации нагрузки с «массой» напрямую. Встречаются также случаи, когда при неисправности ЭБУ коммутация происходит через появившееся сопротивление. Об этом будет свидетельствовать сравнительно пониженная яркость вспышек контрольной лампы или ненулевой потенциал импульса управления (проверяется осциллографом). Отсутствие
Глава 5. Техническое обслуживание и регулирование
систем впрыска
управления хотя бы одной форсункой или катушкой, а равно ненулевой потенциал импульсов управления приведут к неровной работе двигателя, сопровождаемой вибрацией.
Проверка и регулирование ЭМФ. Для проверки и регулировки форсунок надо отсоединить колодки от ЭМФ, включить зажигание и с помощью вольтметра проверить напряжение на обоих контактах колодки. В случае исправной электропроводки и ЭБУ вольтметр показывает одинаковое напряжение на всех контактах. При проверке периодичности впрыскивания следует снять ЭМФ. Для этого следует отсоединить провод от распределителя зажигания и включить стартер. Форсунки должны подавать топливо через равные промежутки времени.
Для проверки герметичности ЭМФ следует отсоединить топливный трубопровод и приподнять его до выхода ЭМФ из гнезд в ВТ. Колодки подвода электропитания к ЭМФ надо при этом отсоединить. При давлении топлива в системе 0,3 МПа через распылитель ЭМФ должно вытекать не более одной капли топлива в 1 мин. Для проверки производительности рабочих ЭМФ под ними ставят мензурки и включают их напрямую.
В процессе ТО проверяют и регулируют конус распыления и производительность ЭМФ, которые должны быть соответственно около 30° и 176±5,3 см3/мин при давлении в системе 0,3 МПа. ЭМФ выполнены неразборными и ремонту не подлежат. Для оценки производительности ЭМФ необходимо подключить их попарно и замерить сопротивление между двумя левыми и правыми контактами, которое должно быть равно 8 Ом. Если сопротивление равно 16 Ом, то это свидетельствует о неисправности одной из двух ЭМФ или об обрыве в проводах, идущих к ним. Если сопротивление более 16 Ом, то это указывает на неисправность обеих ЭМФ или на обрыв идущих к ним проводов. Когда сопротивление между левыми и правыми контактами не соответствует норме (8 Ом), то следует измерить сопротивление непосредственно на выводах ЭМФ. Если оно составляет 16 Ом, то надо проверить провода и их соединения. Рабочее напряжение ЭМФ составляет при пуске двигателя 0,6 В, на холостом ходу при не-прогретом двигателе - 0,35 В, а на прогретом двигателе - 0,28 В.
Исправность форсунок начинают проверять с измерения напряжения на их общем проводе питания при включенном зажигании. Оно должно быть близким к напряжению на аккумуляторной батарее. Целостность обмотки форсунки может быть проверена
427
Системы впрыске бензиновых двигателей
тестером (базы данных приводят сведения о номинальных сопротивлениях).
Проверить наличие импульсов управления можно с помощью светодиодного пробника, но предпочтительнее воспользоваться для этого 12-вольтовой лампочкой небольшой мощности, подключенной вместо (или в параллель) любой из форсунок. При включении стартера должны наблюдаться вспышки пробника. Однако в случае отсутствия напряжения на общем проводе питания форсунок такая проверка не покажет импульсов. Даже если они есть, то всегда следует переключиться с этого провода на «плюс» АКБ - пробник покажет импульсы, если они есть.
Проверку пусковой форсунки проверяют аналогично. Состояние холодного двигателя можно имитировать, разомкнув разъем датчика температуры охлаждающей жидкости. ЭБУ с таким открытым входом примет температуру -40°С.
Обслуживание регулятора давления топлива. Управление РХХ можно проверить по характерному шуму при включенном зажигании. Если положить руку на клапан, то будет чувствоваться вибрация. Ели этого нет, то следует проверить сопротивление обмотки (обмоток), которое должно составлять от 4 до 40 Ом.
Часто встречающиеся неисправности клапана XX связаны с его загрязнением. В результате происходит полное или частичное заклинивание подвижной его части. Это можно проверить с помощью специального прибора (широтно-импульсный генератор), позволяющего плавно изменять величину тока и таким образом наблюдать визуально на снятом клапане плавность его открытия и закрытия. Если клапан заклинивает, то его необходимо промыть специальным очистителем. Неисправный РХХ - причина затрудненного пуска холодного двигателя.
Неудовлетворительный режим XX может быть связан с нарушением чувствительности системы управления из-за ослабления возвратной спиральной пружины клапана по причине старения метала пружины.
Регулятор давления топлива обслуживают в сборе с рампой. Пониженное давление топлива приводит к нарушению работы двигателя. Для снятия регулятора необходимо сбросить давление в системе подачи топлива, отсоединить провод от клеммы «минус» аккумуляторной батареи, вакуумный шланг от регулятора давления и трубку слива топлива от регулятора давления. Отвернув болты крепления и повернув регулятор давления «Влево/Вправо», снять его с рампы ЭМФ.
428
Глава 5. Техническое обслуживание и регулирование
систем впрыска
Регулятор давления необходимо установить на рампу ЭМФ и закрепить его болтами, затянув их моментом силы 8-11 Н м. Затем надо установить трубку слива топлива, затянув резьбовые соединения с моментом силы 10-20 Н м, и вакуумный шланг.
Далее присоединить провод к клемме «минус» аккумуляторной батареи, с помощью прибора ДСТ-2М включить ЭБН и убедиться в отсутствии утечки топлива.
Проверка клапана подачи дополнительного воздуха. Необходимо отсоединить от клапана верхний шланг. На холодном двигателе проходное отверстие клапана должно быть наполовину открыто. Затем надо подсоединить шланг к клапану и пустить двигатель. Через 5 мин. проходное отверстие клапана должно быть полностью перекрыто. Если этого не произошло, проверяют напряжение питания клапана, которое должно быть не менее 11,5 8. При нормальном напряжении питания клапан необходимо заменить.
Исправность электрической части клапана проверяют путем измерения его сопротивления, оно должно быть 20-30 Ом. При проведении проверок снятого клапана прогрев двигателя можно имитировать нагревом клапана, для чего на его клеммы следует подать напряжение 12 В.
При проверке клапана на горячем двигателе после его пуска следует пережать входной или выходной шланг клапана. Частота вращения КВ при этом не должна измениться. Если частота вращения уменьшается, то это означает, что элемент клапана до конца не перекрывает проходное отверстие. Проверить это можно визуально. Если частота вращения КВ продолжительное время остается повышенной, то необходимо проверить наличие напряжения питания на клапане, а также исправность обмотки подогрева.
Проверку регулятора холостого хода выполняют при включенном зажигании и работающем двигателе. Это позволяет управлять регулятором, задавая увеличение или уменьшение частоты вращения КВ на режимах холостого хода. Если РХХ исправен, то он должен выполнять соответствующие команды, а частота вращения КВ двигателя должна изменяться.
Наличие или отсутствие детонации отображается параметрами «Да» или «Нет». Текущее положение РХХ отображают цифры 0-255, соответствующие положению РХХ, заданному ЭБУ. Прибор ДСТ-2М отображает число шагов. Это число показывает степень
429
Системы впрыска бензиновых двигателей
открытия канала дроссельного патрубка, регулирующего подачу воздуха на режиме холостого хода.
Большие значения соответствуют большей степени открытия канала и большей частоте вращения КВ двигателя в режиме холостого хода. После пуска двигателя по мере его прогрева до нормальной рабочей температуры число шагов должно уменьшаться, на холостом ходу и нейтральной передаче при отключенном кондиционере оно должно быть в пределах 32-50. Любые условия, вызывающие увеличение нагрузки двигателя на холостом ходу, должны вызывать увеличение указанного значения.
Текущая скорость автомобиля отображается сигналом датчика скорости автомобиля. Если прибор ДСТ-2М показывает нулевую скорость автомобиля, а спидометром это не подтверждается, то через определенное время в памяти ЭБУ заносится код 24. Этот параметр применяют для проверки точности показаний спидометра.
5.7. ПРОВЕРКА И РЕГУЛИРОВКА ДАТЧИКОВ
Проверка и регулировка датчика положения дроссельной заслонки. При проведении этой операции разъединяют разъем выключателя, измеряют сопротивление между штекерами 1 и 2 разъема, которое при отпущенной педали управления дросселем должно быть 2 кОм, а при полностью нажатой педали - бесконечность. Если хотя бы одно из этих значений не соответствует норме, надо отрегулировать выключатель дроссельной заслонки или заменить его. Сопротивление между штекерами 2 и 3 разъема выключателя при отпущенной педали дросселя равно 2600 Ом, а при нажатой до упора педали - 1300 Ом.
Для регулировки выключателя надо ослабить винты крепления, повернуть выключатель до упора по часовой стрелке, затем повернуть выключатель против часовой стрелки до щелчка. Не изменяя положения выключателя, следует затянуть его винты крепления.
Для регулировки исходного положения дроссельной заслонки надо ослабить контргайку ее регулировочного винта и вывернуть регулировочный винт так, чтобы дроссельная заслонка полностью закрылась. Затем ввернуть регулировочный винт до соприкосновения дроссельной заслонки с ее рычагом управления, после чего довернуть винт на 1/4 оборота. Наконец, затянуть контргайку, стараясь при этом не изменить положение регулировочного винта дроссельной заслонки.
430
Глава 5. Техническое обслуживание и регулирование
систем впрыска
Регулировка требуется только в случае очевидного нарушения заводской установки или если есть основание считать ее нарушенной при неквалифицированном вмешательстве.
Базовая установка начального положения дроссельной заслонки на различных автомобилях имеет свою специфику. Она имеет много общего и базируется на двух основных принципах: дроссельная заслонка должна быть практически полностью закрыта, т.е. перетечка воздуха вокруг кромок заслонки должна быть минимальной. Необходимая величина зазора при открытии дроссельной заслонки связана с требованием отсутствия «закусывания» ее кромок о стенки ВТ.
Регулировка пускового устройства. Подключают к регулятору управляющего давления амперметр и включают зажигание. На прогретом двигателе сила тока должна быть равна нулю. Если этого нет, то следует проверить состояние ДТОЖ. Разъединяют разъем коммутатора системы зажигания, отсоедининяют разъем от ДТОЖ, подключают резистор сопротивлением 2,5 кОм между разъемом и «массой» (имитация температуры охлаждающей жидкости 20°С).
Включают стартер на 3 с и оставляют зажигание включенным. При этом ток должен возрасти до 20-28,5 мА и оставаться неизменным в течение примерно 4 с после окончания работы стартера. Спустя 20 с сила тока должна снизиться до его значения при прогреве двигателя 11-15 мА. Если результат измерения не соответствует норме, то следует проверить поступление сигнала пуска двигателя на вывод управляющего реле. Напряжение между выводом и «массой» должно быть около 10 В. При отсутствии напряжения пуска проверяют состояние проводов, соединяющих стартер и реле управления, реле управления и ЭБН, реле управления и ЭБУ.
Проверка датчика температуры охлаждающей жидкости. Исправность датчика проверяют по падению напряжения в цепи датчика при различных температурах.
Электрическая схема проверки датчика температуры (рис. 5.13) содержит аккумуляторную батарею 1, переменный резистор 2 сопротивлением 10 кОм, вольтметр 10, микроамперметр 3 и датчик 5, снабженный разъемом 8 с контактами 4 и 7.
Резистором 2 по микроамперметру 3 следует установить ток 1,0-1,5 мА. При температуре +25°С вольтметр 4 должен показывать напряжение 2,970-3,022 В. Изменяя окружающую темпера-
431
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 5.13. Электрическая схема проверки датчика температуры охлаждающей жидкости
7 - аккумуляторная батарея; 2 - резистор; 3 - микроамперметр; 4 - контакт; 5 - датчик; 6 - сопротивление; 7 - контакт; 8 - разъем; 9 - электрическая цепь; 10 - вольтметр
туру датчика, необходимо провести замеры по падению напряжения вольтметром 10. При температуре -40°С оно должно составлять 2,207-2,392 В, а при +90°С - 3,642-3,737 В.
Для этого надо отсоединить разъем от ДТОЖ, проверить сопротивление датчиков с помощью омметра, соединенного с «массой». Эту операцию следует провести при двух-трех значениях температуры. Далее необходимо проверить провода, идущие от ДТОЖ и регулятора управляющего давления к ЭБУ. При исправных проводах, датчике и регуляторе XX необходимо заменить ЭБУ.
Вначале необходимо измерить падение напряжения относительно «массы» на обоих выводах разъема, подсоединенного к датчику (измерение выполняют с помощью тонких щупов или иголки с тыльной стороны разъема). При включенном зажигании на «массовом» проводе разъема напряжение не должно превышать 0,1 В. Если оно увеличивается до 0,2-0,3 В, то необходимо проверить качество «массового» провода от датчика и соединение его с «массой» автомобиля. Напряжение на другом проводе при температуре охлаждающей жидкости -20°С равно 4,5-4,8 В. При полностью прогретом двигателе напряжение должно быть 0,5-0,9 В. При получении сильно отличающихся значений необходимо отсоединить разъем от датчика и замерить сопротивление непосредственно между его выводами.
432
Глава 5. Техническое обслуживание и регулирование
систем впрыска
Проверка датчика положения КВ. Для проверки индукционного датчика частоты вращения КВ (рис. 5.14) необходимо отсоединить разъем его кабеля и включить осциллограф. Амплитуда сигнала при прокрутке стартером должна достигать напряжения не менее 1 В, а форма сигнала определяется конструкцией маркерного диска. При отсутствии осциллографа можно воспользоваться мультиметром в режиме измерения переменного тока, но предпочтительнее осциллограф.
Рис. 5.14. Электрическая схема проверки датчика положения коленчатого вала
1 - датчик; 2 - электрическая цепь; 3 - штекерная колодка; 4 - резистор; 5 - аккумуляторная батарея; 6 - светодиод; 7 - металлическая пластина
Если сигнал слабый, то необходимо проверить зазор между сердечником датчика и маркерным диском, который обычно составляет 1,0±0,5 мм, а также состояние самого маркерного диска. Отсутствие сигнала или очень малая его амплитуда (порядка нескольких десятков милливольт) говорит о неисправности датчика либо о наличии короткого замыкания в его кабеле.
Если работа датчика частоты вращения КВ основана на эффекте Холла или датчик выполнен на основе оптической пары, то необходимо проконтролировать осциллографом наличие сигнала на его выходе. Форма сигнала определяется также конструкцией магнитного экрана или маркерного диска. В любом случае должны быть прямоугольные импульсы с амплитудой, почти всегда равной напряжению питания датчика. Обычно используется одно из трех значений питающего напряжения - 5, 9 или 12 В.
433
Системы впрыска бензиновых двигателей
Проверка датчика расхода воздуха. Для проверки датчика надо измерить напряжение между двумя штекерами разъема измерителя расхода воздуха, которое должно быть 12 В. Разъединить разъем измерителя массы воздуха и измерить сопротивление между штекерами разъема измерителя, которое в зависимости от положения потенциометра регулировки качества (состава) смеси должно быть в диапазоне 0-1000 Ом. Если хотя бы одно из значений сопротивления не соответствует норме, следует проверить
цепь подвода напряжения питания к измерителю.
При возникновении неисправностей датчика или его цепей блок управления переходит на резервный режим работы по данным, занесенным в память блока управления.
Рис. 5.15. Электрическая схема проверки ДМРВ
7 - штекерный разъем; 2 - выключатель; 3 - система питания; 4 - вольтметр; 5 -резистор
Исправность датчика можно проверить, собрав электрическую схему проверки (рис. 5.15) двигателя прибором ДСТ-2М. Неисправный датчик массового расхода воздуха подлежит замене. Электрическая схема содержит штекерный разъем 1 с контактами 1-6 датчика, вольтметр 4, выключатель 2, платиновую нить (резистор) 5 и систему питания 3.
При подключении источника питания вольт
метр должен показывать 1,3-1,4 В, а при кратковременном включении выключателя 2 - 8 В. Платиновая нить 5 при этом разогревается до красного цвета.
Проверка датчика кислорода проводится при достижении им рабочей температуры 350±50°С с использованием газоанализатора, осциллографа, цифрового вольтметра и омметра.
Контролируются следующие параметры:
434
Глава 5. Техническое обслуживание и регулирование
систем впрыска 
•	при значении a = 0,9 (обогащенная горючая смесь) напряжение на сигнальном проводе должно быть не менее 0,65 В;
•	при значении а = 1 (обедненная горючая смесь) напряжение на сигнальном выводе должно быть не более 0,25 В;
•	время срабатывания при обедненной горючей смеси - не более 250 мс;
•	время срабатывания при обогащенной горючей смеси - не более 450 мс;
•	сопротивление при температуре 350±50°С - не более 10 кОм.
Ресурс кислородного датчика не превышает 70 тыс. км. при удовлетворительном качестве топлива. Об остаточном ресурсе в первом приближении можно судить по амплитуде изменения напряжения на сигнальном проводе датчика, приняв за 100% амплитуду 0,9 В. Изменение напряжения наблюдают по осциллографу
или специальному индикатору.
Работоспособность топливного насоса и его цепи питания
проверяется согласно схеме отсутствует. Проверяют состояние предохранителя цепи топливного насоса, реле топливного насоса, целосность провода. Подключают положительный провод вольтметра к контакту заземления. Вращают двигатель стартером или установливают перемычку в обход реле топливного насоса. Максимальное напряжение не должно превышать 0,25 В.
на рис. 5.16. Напряжение питания
Рис. 5.16. Схема проверки электрического бензинового насоса
1 - трубопровод; 2 - фланец крепления;
3 - трубопровод; 4 - контакты; 5, 6 -электрическая цепь; 7 - вольтметр
Глава 6. ДИАГНОСТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВПРЫСКА ТОПЛИВА
6.1.	ОСОБЕННОСТИ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ СИСТЕМ ВПРЫСКА
Все современные автомобили оборудованы системой самодиагностики. Современный ЭБУ представляет собой цифровой МП с функцией самодиагностики. Блок управления имеет адаптивную функцию, подстраивающую базу данных и программу управления в соответствии с текущим режимом под оптимальные. Впервые система самодиагностики Bendix Digital была установлена в 1981 г. на автомобиле семейства Cadillac.
В процессе работы ЭБУ постоянно опрашивает все датчики и исполнительные устройства и при появлении неисправности заносит в свою память код (от двузначного до пятизначного), соответствующий неисправности данного вида. В большинстве моделей при этом загорается сигнальная лампочка на панели приборов автомобиля, извещая водителя о соответствующей неисправности.
Система управления впрыска топлива содержит устройства самодиагностики и внешней диагностики. Устройство самодиагностики представляет собой часть программного обеспечения ЭБУ, обеспечивающего контроль параметров системы управления. Она регистрирует диапазоны изменения диагностических параметров. Выход этих параметров за установленные границы указывает на наличие неисправностей в работе электронной системы или двигателя. Каждая неисправность электронной системы в ЭБУ имеет конкретное содержание и свой код.
Самодиагностика представляет собой систему, обеспечивающую управление сигналами различных датчиков и исполнительных механизмов системы управления. Эти сигналы сравниваются с контрольными их значениями, хранящимися в памяти блока управления. Он включает верхние и нижние допустимые границы контролируемых параметров. Современные системы в состоянии генерировать и хранить более 100 кодов.
Для определения неисправности цепи или системы необходимо прочитать код, хранящийся в памяти ЭБУ. Универсальным способом получения кода неисправности является использование специального диагностического устройства, подключенного к диагностическому гнезду разъема ЭБУ или к специальному диагнос-
436
Глава 6. Диагностирование систем впрыска топлива
тическому разъему, вынесенному в доступное место. Некоторые ЭБУ обеспечивают получение кодов неисправностей без их считывания путем дешифровки вспыхивающей сигнальной лампочки на панели приборов или световода.
При отклонении показаний любого датчика от параметров, заложенных в ЭБУ, он отключается и включается обходная программа. Когда датчик снова станет исправным, то обходная программа снимается и двигатель работает штатно. Пока включена обходная программа на табло горит контрольная лампочка. При устранении неисправности лампочка желтого цвета гаснет, но информация о неисправности, занесенная в память компьютера, сохраняется.
В современных автомобилях введены требования по бортовой диагностике элементов системы снижения токсичности (E-OBD), предусматривающие индикацию неисправности в случае превышения установленных значений выбросов вредных веществ. Согласно правилам 83 ЕЭК ООН они должны быть оборудованы системой бортовой диагностики E-OBD (Europe-an On-board diagnostics), обеспечивающей выявление неисправностей и ухудшения экологических характеристик автомобиля на протяжении всего срока его службы.
Бортовая диагностика автомобиля обеспечивает непрерывный контроль технического состояния элементов системы, проводит проверку входных каналов и сигнализирует о неисправностях с помощью системы кодов. При обнаружении неисправности в память ЭБУ заносится диагностический код и на панели приборов включается контрольная лампа.
Бортовая система контроля может выдавать информацию в речевой форме, мужским или женским голосом, а качество речи соответствует телефонному.
Для сигнализации о возникновении неисправностей в состав системы E-OBD входит индикатор неисправностей, сигнал которого должен легко восприниматься водителем. Индикатор должен отображать символ сигнала в соответствии со стандартом ISO 2575. Он не должен быть красного цвета и должен быть видимым при любом оснащении. К индикатору предъявляются следующие требования:
•	индикатор неисправностей должен мигать в случае пропусков воспламенения, представляющих опасность выхода из строя нейтрализатора;
437
Системы впрыска бензиновых двигателей
•	индикатор должен вступать в работу при неисправных компонентах и повышенном выбросе СО и CmHn.
Индикатор начинает работу при включенном зажигании перед пуском двигателя или вращении КВ и выключается после пуска двигателя при обнаружении неисправностей.
Удаление кодов неисправностей из памяти ЭБУ осуществляют путем проведения специальной процедуры - от простого выключения питания ЭБУ до использования считывателя (в зависимости от модели).
По методу получения информации устройства для диагностики двигателя системы питания и электрооборудования подразделяются на сканеры и мотор-тестеры.
Сканер работает с ЭБУ путем обмена информацией, с него он считывает и обрабатывает данные. Сканер использует сигналы датчиков и аналого-цифрового преобразователя и необходим для диагностики и регулировки электронной части системы управления. Сканер через адаптер обеспечивает возможность охранять, просматривать и распечатывать полученную информацию, а также управлять исполнительными механизмами.
Мотор-тестер получает информацию от собственных датчиков и обеспечивает диагностирование первичной и вторичной цепей системы зажигания, форму электрических импульсов различных датчиков и исполнительных устройств.
Схема подключения мотор-тестера к автомобилю представлена на рис. 6.1. Она содержит диагностируемый автомобиль 5 с ЭБУ 6 и аккумуляторной батареей 7, адаптер 8 с разъемом 2 RS-232 и канал 3 «К-Line», заднюю панель системного блока 1 со свободным портом 10, сообщенным через шнур 9 RS-232 с адаптером, который связан посредством диагностического шнура 4 с ЭБУ.
Подключить компьютер непосредственно к автомобилю через порт СОМ или LPT невозможно. Для этой цели необходим адаптер, обеспечивающий согласование уровней сигналов портов с уровнями сигналов ЭБУ.
Адаптер «К-Line» предназначен для согласования уровней сигнала двухуровнего COM-порта компьютера с сигналом однопроводной двунаправленной шины диагностики ЭБУ. Адаптер можно использовать при диагностике любых автомобилей отечественного или зарубежного производства.
438
Гпава 6. Диагностирование систем впрыска топлива
Рис. 6.1. Схема подключения мотор-тестера к автомобилю
1 - системный блок; 2 - разъем RS-232; 3 - разъем «К-Line»; 4 - диагностический шнур для автомобилей ВАЗ и ГАЗ; 5 - диагностируемый автомобиль; 6 - ЭБУ; 7 - аккумуляторная батарея (только ВАЗ); 8 - адаптер; 9 -диагностический шнур RS-232; 10 - свободный порт
Схема подключения мотор-тестера к прибору ДСТ-2 (рис. 6.2) содержит адаптер 7, подключенный через разъем 3 «К-Line» и шнур 4 с прибором ДСТ-2М и ИП 6 и через разъем 2 RS-232 и шнур 8 RS-232 со свободным портом 9 задней панели системного блока 1.
Рис. 6.2. Схема подключения мотор-тестера к прибору ДСТ-2М
1 - системный блок; 2 - разъем RS-232; 3 - разъем «К-Line»; 4 - диагностический шнур автомобилей ВАЗ и ГАЗ; 5- ДСТ-2; 6 - аккумуляторная батарея (только ВАЗ); 7 - адаптер; 8 - шнур RS-232; 9 - свободный порт
439
Системы впрыска бензиновых двигателей
Адаптер «К-Line» обеспечивает снятие характеристик двигателей, оборудованных ЭБУ с интерфейсом, совместимым с «К-Line» (двигатели ВАЗ и ЗМЗ). Аппаратная часть устройства представляет собой блок согласования уровней сигналов «К-Line» с уровнями сигналов RS-232 и предназначена для подключения бортового компьютера к персональному.
В системе управления для связи с ЭБУ предусмотрена колодка диагностики. При диагностировании необходимо выполнить три операции:
•	подключить вывод адаптера «К-Line» к контакту 11 (см. рис. 2.42) (автомобили ГАЗ) или к контакту 13 диагностического разъема (автомобили «Лада Самара»);
•	подключить разъем RS-232 адаптера к последовательному порту компьютера СОМ1;
•	подключить питание адаптера в разъем прикуривателя автомобиля.
При связи системы управления с ЭБУ по каналу «К-Line» выполняются следующие функции: тестирование режимов работы двигателя и проверка работы выходных цепей; считывание из памяти блока управления кодов неисправностей, накопленных во время работы; проверка диагностических цепей по картам тестов.
Газоанализатор позволяет правильно оценить регулировку системы питания. Стенд для проверки аппаратуры обеспечивает проверку элементов электронной аппаратуры.
Если ЭБУ не может фиксировать сигналы и считываемые коды неисправностей датчиков, то он может выключить нормальный режим работы и перейти в аварийный.
Система самодиагностики способна автоматически обнаружить нарушение в работе различных датчиков и исполнительных устройств. На щитке приборов автомобиля начинает мигать сигнальная лампа «Check Engine». В этом случае необходимо задать ЭБУ режим вывода диагностической информации. На данном режиме система самодиагностики управляет включением и выключением сигнальной лампы, высвечивая хранящиеся в памяти ЭБУ коды неисправностей. После устранения неисправности лампа «Check Engine» гаснет. Если неисправность отсутствует, то при включении зажигания сигнальная лампа загорается, а после пуска двигателя гаснет. Если после пуска двигателя сигнальная лампа продолжает гореть, то это означает, что система самодиагностики обнаружила неисправность.
440
Глава 6. Диагностирование систем впрыска топлива
Алгоритмы самодиагностики ЭБУ позволяют ей понимать все неисправности в работе автомобиля и дают рекомендации по замене неисправных компонентов системы. При этом проверка электронных элементов с помощью специальных тестеров дает полную информацию их исправности. Система управления двигателем содержит необходимые электрические диагностические схемы, позволяющие в процессе работы определить конкретные неисправности.
Коды неисправностей указывают на конкретный дефект системы управления или в общем виде определяют его наличие в одной из подсистем двигателя. Совокупность взаимосвязанных электронных компонентов образуют диагностическую цепь. В ряде случаев при работоспособной диагностической цепи коды неисправностей отсутствуют, а претензии предъявляют к системе управления двигателем.
Наиболее важным условием успешной работы встроенной системы диагностирования неисправностей является правильное понимание основного принципа ее работы. Перед проведением ТО или ремонта оператор должен четко представлять отличие исправного состояния системы впрыска от неисправного.
Работоспособность системы управления двигателем и впрыска топлива зависит от исправности механических систем впрыска топлива. Некоторые отклонения этих систем могут быть ошибочно приписаны электронной части системы управления двигателем. Это может быть связано с низкой степенью сжатия, подсосом воздуха, ограничением проходимости системы выпуска, отклонением фаз газораспределения, вызванным износом деталей и неправильной сборкой, плохим качеством топлива, несоблюдением сроков проведения ТО.
Диагностические карты и описание проверок работоспособности служат для обнаружения неисправности цепи или элементов системы с помощью логики, построенной на методе логического исключения ошибок. Его основу составляет предположение одновременного отсутствия нескольких неисправностей.
В процессе работы ЭБУ осуществляет постоянную самодиагностику большинства входных сигналов и определенных функций управления. Для обнаружения причин неисправностей ЭБУ использует язык диагностических кодов, представляющих собой двузначные или трехзначные цифры. При обнаружении неисправностей в память ЭБУ заносятся соответствующие коды, а затем включается контрольная лампа «Check Engine».
441
Системы впрыска бензиновых двигателей
6.2.	СЧИТЫВАНИЕ КОДОВ НЕИСПРАВНОСТЕЙ
Лампа диагностики «Check Engine» предназначена для отображения информации о наличии неисправностей в системе управления. Управление лампой осуществляет ЭБУ. Техническое состояние датчиков системы управления определяют путем встроенной системы диагностики, индикатором которой является лампа в комбинации приборов. Код передается в виде вспышек лампочки определенной продолжительности с определенными интервалами и может быть прочитан с помощью мигающей лампочки или светодиода, включенного в разъем.
Контрольная лампа «Check Engine» на автомобилях «Лада-110, -112» находится в комбинации приборов, а на автомобилях ВАЗ-2108 и «Лада Самара» расположена на панели приборов. Контрольная лампа системы управления двигателя ЗМЗ-4062.10 размещена на панели приборов с левой стороны.
Бортовая система диагностики автомобиля содержит базовую информацию в виде различных кодов неисправностей. Схема диагностической цепи приведена на рис. 6.3. Канал «К-Line» обеспечивает обмен информацией между ЭБУ и подключенным диагностическим устройством. Запрос на реализацию функции самодиагностики осуществляется по каналу «L-Line».
Коды, хранящиеся в памяти ЭБУ, можно считывать с помощью диагностических приборов (сканеров) ДСТ-2М, АСКАН-8 и др., подключенных к колодке диагностики, или по количеству включений лампы «Check Engine». Диагностический разъем колодки через электрические цепи сообщен с ЭБУ.
Сначала выдается код 12, который не является кодом неисправности и свидетельствует только об исправности диагностической цепи и подсистемы управления блока управления.
Сканер кодов обычно позволяет не только извлекать и удалять из памяти блока коды неисправностей, но и активизировать исполнительные устройства для их проверки, выполнять некоторые регулировки и настройки систем двигателя, получать текущую информацию о работе датчиков и исполнительных устройств при работе двигателя.
При отсутствии прибора считывают коды неисправности по миганию сигнальной лампочки на приборной панели. Режим самодиагностики активизируется только при включенном зажигании и остановленном двигателе. Далее, для включения режима
442
2	3
Рис. 6.3. Схема диагностической электрической цепи
7 - параметры; 2 - блок управления; 3,5-разъем; 4 - «масса»; 6-контакты; 7 - диагностическая колодка; 8, 12 - электрическая цепь; 9 - контакты; 70 - диагностический разъем; 7 7 - перемычка; 13 - аккумуляторная батарея; 74 - диагностическая лампа; 75 - выключатель
р.
р. со
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 6.4. Схема работы контрольной лампы в режиме проверки
а - исходное состояние при первом сигнале; б, в - промежуточное состояние лампы (код неисправности);
12 - код исправности диагностической
вывода диагностической информации, необходимо замкнуть два электрических контакта («10» и «12») диагностического разъема (см. рис. 6.3), предварительно сняв крышку, предохраняющую контакты. Разъем находится в моторном отсеке автомобиля «Волга» ГАЗ-3110 с правой стороны. Контрольная лампа выдает код 12, указывая на работоспособность системы самодиагностирования ЭБУ. Если этот код отсутствует, то это говорит о неисправности системы диагностики, ее нужно устранить, для этого необходимо воспользоваться описанием проведения проверки диагностической
цепи (см. рис. 6.3). Режим	цепи
диагностического отображения представлен на рис. 6.4.
Идентификация неисправностей обусловлена тем, что после выполнения подготовительных действий контрольная лампа «Check Engine» начинает мигать в определенной последовательности, связанной с характером неисправности (см. раздел 2.3).
Правила извлечения и прочтения с мигающих кодов зависят от типа системы управления и года выпуска автомобиля. В последнее время производители отказываются от мигающих кодов и переходят к более совершенной системе диагностической аппаратуры, которая ориентирована на применение специальных считывателей кодов.
При наличии кодов неисправностей они будут выдаваться после трехкратной выдачи кода 12. После включения зажигания лампа диагностики загорается на время 0,6 с и гаснет при отсутствии текущих неисправностей. При первом подключении блока к питанию лампа диагностики включается два раза. Во время работы двигателя лампа не должна гореть. Кратковременное или постоянное ее горение указывает на наличие неисправностей в системе управления, но не означает, что нужно заглушить двигатель.
444
Гпава 6. Диагностированиесистем впрыска топлива
Если неисправность исчезает, то через несколько секунд лампа выключается. Когда лампа продолжает гореть при работающем двигателе или если признаком неисправности является ухудшение ездовых качеств или токсичности ОГ, необходимо проверить диагностическую цепь.
Данная проверка позволяет выявить неисправности, которые не могут быть определены при выполнении других операций диагностирования в неправильной последовательности.
Коды неисправностей сохраняются в ОЗУ блока управления, в дальнейшем их можно посмотреть с помощью прибора. После выключения зажигания лампа загорается на 4 с. В случае непостоянной неисправности лампа «Check Engine» включается на время более 10 с, а затем выключается. При этом код сохраняется в памяти ЭБУ до отключения его от аккумуляторной батареи.
В процессе считывания кодов могут появиться неожидавшие-ся коды, вызванные непостоянной неисправностью. Коды непостоянной неисправности могут сбрасываться или сохраняться. В случае непостоянного характера неисправности картой диагностического кода пользоваться не следует, для этого применяют диагностические карты неисправностей. Неисправность выявляют при осмотре конкретной подсистемы.
При отображении кодов неисправности с помощью лампы диагностики выводится признак исправности диагностической цепи (код 12) и коды неисправностей. Каждой неисправности соответствует световой код, состоящий из определенного количества включений контрольной лампы «Check Engine». Каждый код выводится три раза подряд.
Порядок вызова кода неисправности заключается в следующем. Перед началом работ необходимо убедиться в том, что напряжение аккумуляторной батареи не менее 11 В, а дроссельная заслонка полностью закрыта. Рычаг переключения передач механической коробки находится в нейтральном положении. Двигатель должен быть прогрет до рабочей температуры. Блок управления переводят в режим самодиагностики в такой последовательности:
•	отсоединяют клеммы проводов от выводов аккумуляторной батареи на 10-15 с;
•	подсоединяют клеммы проводов к аккумуляторной батарее;
•	пускают двигатель на режиме XX (педаль газа не нажимать);
445
Системы впрыска бензиновых двигателей
•	через 30-60 с работы заглушают двигатель и соединяют перемычкой выводы «10» и «12» колодки диагностики;
•	включают зажигание.
После перечисленных операций контрольная лампа должна вспышками высветить код 12 три раза подряд. Это происходит в такой последовательности: вспышка - пауза 1-2 с - вспышка -вспышка - длинная пауза 3-4 с и повторение комбинации сначала. Код 12 говорит о том, что работает система диагностики, если код не высвечивается, то в ней имеются неполадки.
После включения зажигания при неработающем двигателе необходимо перемкнуть дополнительным проводом контакты диагностической колодки. Сигнальная лампа «Check Engine» на щитке приборов начинает идентифицировать код неисправности.
Сначала считывают число включений лампы, соответствующее первой цифре кода (например, цифре 1 соответствует одно короткое включение продолжительностью около 0,6 с, цифре 2 - два коротких включения, 3 - три коротких включения и т.д.). Затем следует короткая пауза длительностью около 1,5 с и считывают число включений, соответствующих второй цифре. Датем следует пауза длительность около 1,5 с, после чего считывают число включений, соответствующих третьей цифре. Наконец, следует длинная пауза продолжительностью около 4 с, определяющая конец кода.
Если в памяти отсутствуют коды неисправностей, то продолжает выводиться код 12. После включения режима отображения диагностической информации выдается код, который не является кодом неисправности, а свидетельствует только об исправности диагностической цепи, цепи управления лампой и работоспособности системы самодиагностики.
Если после вызова диагностического кода сигнальная лампа «Check Engine» мигает с интервалом 3 с, то это означает, что все системы исправны и функционируют нормально. При нарушении какой-либо неисправности двигателя индицируется определенная последовательность кодовых сигналов, повторяющихся с интервалом 3 с.
Если система самодиагностики выявила несколько неисправностей, соответствующие коды будут идентифицироваться один за другим, каждый по три раза, причем код с наименьшим числом миганий появится первым, а код с наибольшим числом миганий будет последним.
446
Гпава 6. Диагностирование систем впрыска топлива
Индикация кодов будет повторяться до тех пор, пока перемычка не будет изъята из диагностической колодки. После устранения неисправности ее код, хранящийся в запоминающем устройстве ЭБУ, необходимо стереть.
Неисправность с кодом 22 (высокий уровень сигнала датчика температуры охлаждающей жидкости) будет иметь следующую последовательность включения контрольной лампы (можно убедиться, сняв разъем с датчика температуры охлаждающей жидкости): два коротких включения - короткая пауза - два коротких включения - длинная пауза.
Продолжительность хранения в памяти кода обнаруженной неисправности составляет около 2 ч.
Удаление кодов неисправностей из памяти. Хранящиеся в памяти коды неисправностей можно удалить путем снятия клеммы «массы» аккумулятора на время более 10 с. Зажигание необходимо выключить во избежание повреждения ЭБУ. В списке однократных неисправностей будет некоторое время сохраняться код 62 - ошибка ОЗУ.
После подключения «массы» и запуска двигателя необходимо дать ему возможность поработать на режиме XX не менее 30 с для адаптации системы управления к двигателю. В это время не следует воздействовать на дроссельную заслонку или проводить другие действия, сопровождающиеся изменением положения дроссельной заслонки, отличного от первоначального. При запуске и адаптации системы управления дроссельная заслонка должна быть закрыта.
6.3.	РЕЖИМЫ И ПАРАМЕТРЫ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ СИСТЕМ ВПРЫСКА ТОПЛИВА
Правильный порядок проведения диагностических работ повышает эффективность определения неисправностей и включает следующие основные этапы.
1	этап - поиск и устранение механических неисправностей и повреждений систем топливоподачи и зажигания. Работоспособность системы управления двигателем и впрыскивания топлива в значительной степени зависит от исправности механических и гидромеханических систем. Некоторые нарушения технического состояния двигателя или его регулировок вызывают неисправности, которые ошибочно могут быть приняты за неисправность
447
Системывпрь1скабензиновыхдвигателей
электронной части. К ним относятся низкая компрессия, изменение фаз газораспределения, плохое качество топлива и неудовлетворительное техническое состояние двигателя.
2	этап - проверка работоспособности бортовой системы диагностики и диагностических цепей. Если бортовая диагностика после запроса самодиагностики выдает на «Check Engine» код 12, то следует перейти к следующему этапу. Если система не выдает код 12, то необходимо восстановить ее работоспособность.
3	этап - проверка наличия кода неисправности. При выдаче бортовой диагностикой на лампу «Check Engine» кода 12 и кода неисправности следует обратиться к диагностической карте с соответствующим ее номером. При отсутствии кода неисправности необходимо провести углубленную диагностику, так как неисправности в работе системы управления и двигателя могут иметь комплексный характер, который не может быть распознан системой бортовой диагностики. Затем следует перейти к этапу 4.
4	этап - применение типичных карт неисправностей. Если бортовая система диагностики работает (код 12 высвечивается на «Check Engine») и код неисправности отсутствует, а претензии к работе двигателя имеются, то неисправности могут быть определены с помощью соответствующих карт неисправностей. Если диагностическая цепь исправна, а двигатель запустить невозможно, то необходимо использовать диагностические карты В.
5	этап - проверка переменных параметров при помощи диагностических приборов. При работоспособной диагностической цепи коды неисправностей цепи в ОЗУ могут отсутствовать, а претензии к работе двигателя имеются. В этом случае неисправности ЭБУ и двигателя можно обнаружить с помощью диагностических приборов ДСТ-2М, АСКАН-8, сообщенные при помощи жгута с диагностической колодкой. Поиск неисправностей при наличии приборов проводится путем последовательного опроса параметров двигателя и сравнения измеренных значений с типовыми значениями среднего двигателя. С помощью приборов путем прямого управления отдельными выходными цепями можно обнаружить неисправные узлы и детали.
Работоспособность форсунок и ряда других датчиков можно проверить с помощью тестера ДСТ-6Т. Диагностический тестер при этом к колодке не подключают. При диагностировании используют параметры, приведенные в табл. 6.1.
448
Гпава 6. Диагностирование систем впрыска топлива
Таблица 6.1
Диагностические параметры и режимы системы впрыска
Параметры	Единица размерности или состояние	Типовые значения данных при прогретом двигателе		Примечание
		Зажигание включено	Холостой ход	
Частота вращения КВ FREQ или FREQX	МИН’1	0	800-850	FREQX более точное
Температура охлаждающей жидкости TWAN	°C	От -40 до +150	От +85 до +10	В головке блока цилиндров
Угол опережения зажигания UOZ	0-60° ПКВ	5	14	
Напряжение бортовой сети NUACC	В	10,5-12,2	13,2-4,2	На контакте «27» ЭБУ
Давление в ВТ РАВЗ	50-1020 мбар	0	440-480	СО в ОГ 1,0-1,5% и частоте вращения КВ 800-850 мин-1
Первый и четвертый цилиндры (DUOZ1, DUOZ4)	Угол ПКВ, град.	0	0	Для первого и четвертого цилиндров
Второй и третий цилиндры (DUOZ1, DUOZ4)	Угол ПКВ, град.	0	0	Для второго и третьего цилиндров
Наличие детонации DET	Да/Нет	Нет	Нет	При движении автомобиля со значительными нагрузками
Смещение УОЗ по детонации	Уменьшение угла опережения зажигания, град. ПКВ			
Выходной сигнал датчиков параметрического типа (потенциометрических, резисторных) в значительной мере зависит от напряжения питания. Колебания напряжения вызывают изменение выходного сигнала, на которые ЭБУ будет реагировать попыткой изменить режим работы ДВС. Питание датчиков параметрического типа осуществляется эталонным (стабилизированным) напряжением постоянного уровня 5 В.
На режиме XX длительность впрыскивания составляет 3,7-4,4 мс, угол опережения зажигания - 11-17°.
449
Системы впрыска бензиновых двигателей
6.4.	ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ КАРТЫ
Диагностические карты представляют собой формализованные правила последовательной проверки технического состояния элементов и узлов систем впрыска. Они предназначены для обнаружения неисправности цепи или элемента системы с помощью логических операций, построенных на методе исключения.
В системе встроенной программы существуют карты первоначальной проверки кодов неисправности и проверки функциональных узлов.
Диагностические карты и описание порядка проведения работ построены на основе использования конкретных средств диагностирования. Это диагностические тестеры ДСТ-2М, АСКАН-8 и другие приборы, обеспечивающие информацию о процессах, происходящих в системе управления двигателем. Отсутствие таких средств не позволяет определить неисправность системы впрыска.
В процессе работы ЭБУ осуществляет постоянную диагностику элементов и функций управления ЭСУД. Информация о наличии неисправностей отображается включением контрольной лампы. Применяемые инструменты и средства диагностики наиболее эффективны при наличии конкретных диагностических карт и описания технологических операций проведения диагностики.
Наибольшее распространение получили обобщенные диагностические карты типов А, В и С. Диагностические карты типа А представляют собой процедуру первоначальной проверки системы управления двигателем. Диагностические карты типа В - это карты неисправностей. Диагностические карты типа С содержат карты проверки узлов и элементов системы управления двигателем.
Каждый тип диагностической карты содержит несколько разделов: «Общие сведения», «Дополнительная информация» и «Диаграммы поиска неисправностей». В разделе «Дополнительная информация» находится описание условий проверок, описание схемы занесения кода неисправности, схемы соединения и различные пояснения к блоку диаграммы поиска неисправностей. Поиск и устранение неисправностей проводятся в соответствии с разделом «Диаграмма поиска неисправности». При диагностике любой неисправности необходимо начинать с проверки диагностической цепи.
Диагностические карты позволяют сравнивать действующие параметры автомобиля со среднестатистическими его парамет
450
Гпава 6. Диагностирование систем впрыска топлива
рами, а также устанавливают порядок (перечень шагов) поиска неисправностей. Карты обеспечивают быстрый и эффективный поиск неисправностей системы управления двигателем.
Использование карты кода неисправности без предварительного и точного анализа может привести к неверному выводу и необоснованной замене исправных элементов системы впрыска топлива. После устранения неисправности и очистки всех кодов рекомендации следует проверить. Повторную проверку диагностической цепи проводят для того, чтобы убедиться в правильности выполненного ремонта.
Диагностические работы следует начинать с проверки состояния диагностической цепи. Проверка диагностической цепи обеспечивает начальную проверку системы. Колодка диагностики используется для контроля определенных входных и выходных сигналов ЭБУ. В процессе диагностирования технического состояния системы впрыска необходимо придерживаться принятой последовательности применения диагностических карт. Нарушение принятой последовательности может привести к неверным выводам оценки технического состояния элементов системы питания.
Диагностические карты типа А представляют собой процедуру первоначальной проверки систем впрыска топлива, являются исходным документом проверки системы впрыска топлива и связаны с проверкой диагностической цепи. Диагностические карты типа А содержат сведения о последовательности проведения проверки диагностической цепи, оценки технического состояния контрольной лампы «Check Engine», проведения мероприятий при невозможности запустить двигатель и другие карты общего характера.
Диагностическая карта А-1 соответствует состоянию бортовой системы при включенном зажигании и сопровождается отсутствием горения контрольной лампы «Check Engine», которая указывает на продолжение дальнейшего логического действия. Если лампа не загорается на короткое время при включении зажигания, то необходимо по диагностической карте проверить подачу питания на выключатель зажигания и ЭБУ, а также качество соединения ЭБУ с «массой».
При включении зажигания и неработающем двигателе лампа диагностики должна загореться на короткое время и погаснуть. Это говорит о том, что она исправна, а ЭБУ готов к функционированию. Напряжение на первый контакт лампы поступает после
451
Системы впрыска бензиновых двигателей
включения ЭБУ главного реле. Блок управления соединяет второй контакт лампы с «массой».
Если лампа диагностики не загорается или горит постоянно, необходимо выполнить следующее:
•	проверить исправность электрического провода;
•	проверить наличие напряжения на контакте розетки диагностики до включения зажигания;
•	проверить наличие напряжения на контактах розетки после включения зажигания;
•	проверить цепи заземления между ЭБУ (контакт «14») и «массой» двигателя.
Если лампа диагностики горит постоянно, то возможно наличие текущей неисправности управления или замыкание провода на «массу».
Описание проверок включает последовательность операций, связанных с проверкой состояния лампы диагностики, проверкой функционирования цепи управления лампой диагностики и проверкой возможности передачи по каналу последовательных данных с блока управления на прибор ДСТ-2М.
Диагностическая карта А-2 характеризует отсутствие данных с колодки диагностики при постоянно горящей лампе «Check Engine».
После установки перемычки между контактами в розетке диагностики при включенном зажигании и неработающем двигателе лампа диагностики три раза выдает код 12, после которого следуют хранящиеся в памяти коды неисправностей. Код 12 означает, что в блок управления не поступает опорный сигнал с датчика положения коленчатого вала при остановленном двигателе.
Эта операция позволяет проверить возможность передачи по каналу последовательных данных с блока управления на прибор ДСТ-2М. После подключения прибора к розетке диагностики и включения зажигания в правом верхнем углу экрана должен появиться знак наличия информационного обмена между блоком и прибором ДСТ-2М.
При включении зажигания лампа диагностики должна загораться на короткое время и гаснуть. Напряжение выключателя зажигания подается через замкнутые контакты главного реле на первый контакт лампы диагностики. Блок управления включает лампу, замыкая ее на «массу» посредством провода и контакта в соединителе ЭБУ. При установке перемычки между контактами
452
Гпава 6. Диагностирование систем впрыска топлива
«10» и «12» (см. рис. 2.42) в розетке диагностики ЭБУ выводит на лампу диагностики код 12 и коды неисправностей, хранящиеся в памяти блока управления. После подключения прибора ДСТ-2М к розетке диагностики, реализуя команды «ИМ» и «Лампа неисправности», можно включить лампу для контроля ее исправности.
Описание технологических проверок заключается в следующем:
	проверить заземление провода (Ч) на «массу» (точка Б), если лампа диагностики горит неярко;
	блок управления может выдавать код 12 и при этом не реализовывать информационный обмен с прибором ДСТ-2М. Если прибор ДСТ-2М не отображает параметры управления, а лампа диагностики выдает код 12, то следует проверить прибор ДСТ-2М на исправном автомобиле, а также проверить на обрыв цепи между контактом «55» розетки блока управления и контактом «11» в разъеме колодки диагностики;
•	если цепи лампы исправны, то неисправен блок управления;
•	если лампа диагностики горит постоянно, но при этом нет кодов неисправностей управления, то возможно замыкание провода «22» (РГ) на «массу».
Данная операция связана с проверкой возможности передачи по каналу последовательных данных с ЭБУ на прибор ДСТ-2М, а также с установлением причины невозможности пуска - неисправность ЭБУ или электрооборудования, и с определением наличия в памяти ЭБУ кодов неисправностей.
В этом случае проверяют наличие отклонений параметров при включенном зажигании и неработающем двигателе, наличие отклонения температуры охлаждающей жидкости.
Если выход канала последовательных данных на колодку диагностики (желто-красный провод с контакта «55» соединителя ЭБУ) замкнут на 12 В, а вывод последовательных данных не про-, исходит (карта А-2), то это связано с отсутствием данных с колодки диагностики.
При включенном зажигании и неработающем двигателе контрольная лампа «Check Engine» должна загораться после включения зажигания и гаснуть после запуска двигателя. Напряжение после включения зажигания поступает непосредственно на контрольную лампу. ЭБУ управляет включением лампы, замыкая ее на
453
Системы впрыска бензиновых двигателей
«массу» через зелено-белый провод, идущий к контакту «22» соединителя ЭБУ.
Блок управления может не выдавать последовательные данные на контакт М колодки диагностики. Прибор ДСТ-2М отображает неисправность соединений ЭБУ или его ППЗУ. Электрические цепи лампы «Check Engine» могут быть исправны.
Если лампа «Check Engine» продолжает гореть, но не очень ярко и двигатель не запускается, то следует проверить надежность и чистоту контакта «18» ЭБУ. Если лампа «Check Engine» выключается при разъединении соединителя ЭБУ, то это означает, что цепь управления лампой «Check Engine» не замкнута на «массу». Постоянное горение контрольной лампы при отключении ЭБУ свидетельствует о замыкании на «массу» цепи управления лампой «Check Engine».
Диагностическая карта А-3 связана с параметрами, характеризующими частоту вращения КВ двигателя, при которой он не запускается. Двигатель прокручивается, но не запускается, или двигатель запускается, но сразу глохнет. Состояние аккумуляторной батареи и обороты прокрутки в норме. Топлива в баке достаточно.
Диагностическая карта А-4 связана с проверкой технического состояния главного реле и силовой цепи системы управления.
При включении зажигания включается главное реле и подается напряжение на ЭБУ. Блок управления работает, а если во время пуска или работы двигателя подводится напряжение на его контакт «37» - напряжение батареи отключается.
На контакт «18» ЭБУ питание подается непосредственно с аккумуляторной батареи через плавкую вставку и предохранитель.
Диагностическая карта А-5 связана с проверкой электрической цепи системы подачи топлива.
При включении зажигания ЭБУ включает реле электробензонасоса, после чего ЭБН работает до тех пор, пока прокручивается или работает двигатель, и ЭБУ получает опорные импульсы от датчика положения КВ.
Диагностическая карта А-6 позволяет проверить систему подачи топлива.
При включении зажигания ЭБУ включает электробензонасос. Он работает до тех пор, пока двигатель прокручивается или работает и ЭБУ получает опорные импульсы отдатчика положения КВ.
454
Гпава 6. Диагностирование систем впрыска топлива
При отсутствии опорных импульсов ЭБУ выключает ЭБН через 2 с после включения зажигания.
ЭБН подает топливо в топливную рампу, где давление топлива в системе поддерживается в диапазоне 285-235 кПа. Избыток топлива возвращается в топливный бак. Когда двигатель заглушен и зажигание выключено, ЭБН можно выключить, подав питание на контакт G в колодке диагностики (см. раздел 2.3, рис. 2.42, б). Далее проверяется герметичность и соединения магистрали между ЭБН и регулятором давления.
Залипание форсунок в открытом состоянии лучше всего определяется проверкой свеч на наличие нагара или намокания. Если определить негерметичность ЭМФ таким образом невозможно, то необходимо:
•	снять болты топливной рампы и отвернуть винт крепления топливных трубок к скобе, оставив трубопроводы подсоединенными;
•	приподнять рампу так, чтобы сопла форсунок оставались в каналах;
•	создать давление топлива прибором ДСТ-2 в «2-Контроль ИМ» и проверить форсунки на герметичность визуально.
Порядок проведения диагностики заключается в считывании кода неисправности и проверке электрических цепей функционального датчика. Если цепи и датчик исправны, значит неисправен ЭБУ. Исключение составляет гидравлическая цепь топливоподачи. Механические регулировки в системе впрыска не предусмотрены. Для сохранения кодов неисправностей в памяти ЭБУ запрещается отсоединять выводы аккумуляторной батареи даже на короткое время. В этом случае информация в памяти стирается.
Если работа системы зажигания и параметры двигателя (компрессия, противодавление в выпускном тракте, зазоры в газораспределительном механизме ГРМ) в норме, а ДВС не пускается, то последовательность проверки должна быть следующей.
Все диагностические работы следует начинать с проверки диагностической цепи (рис. 6.5). После осмотра подкапотного пространства это является первым шагом. Исправная система при активации режима отображения кодов неисправности должна выдавать код 12.
Чтобы начать считывать коды, необходимо замкнуть контакты «10» и «12» на диагностической колодке (см. рис. 6.3), затем
455
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 6.5. Схема диагностирования электрической цепи
1 - сигнальная лампа; 2, 4, 5, 9, 13 - электрическая цепь; 3 - разъем; 6, 8, 12 - контакт; 7 - ЭБУ; 10 - разъем; 11- цепь питания; 14 - резистор
включить зажигание, но двигатель не пускать. Если лампа «Check Engine» не горит, то необходимо проверить соответствующий предохранитель в блоке предохранителей, патрон, шестой контакт в белом разъеме комбинации приборов, черно-белый провод и соответствующий контакт с выводом А5 электронного блока. Если в этой цепи неисправностей нет, то необходимо проверить наличие напряжения 12 В на выводах В1, С16, А6 блока управления. Если напряжение здесь есть, то необходимо проверить контакт выводов D1, А12 с «массой». Если контакт с «массой» есть, то неисправен ЭБУ.
Если лампа «Check Engine» горит, надо соединить выводы А и В колодки диагностики, если же лампа не выдает код 12 три раза подряд, то необходимо проверить, нет ли замыкания на «массу» цепи лампы. Для этого необходимо выключить зажигание, снять разъемы с ЭБУ и опять включить зажигание. Если лампа «Check Engine» горит, то необходимо устранить замыкание на «массу», а если нет - то выключить зажигание, вставить разъемы в ЭБУ, включить зажигание и замкнуть вывод А9 на «массу». Если после этого лампа выдает код 12, то поврежден либо черно-белый провод, соединяющий вывод В колодки диагностики с выводом А9 ЭБУ, либо коричневый провод, соединяющий вывод А колодки диагностики и вывод А12 ЭБУ с «массой». Если же лампа не загорелась, то необходимо проверить правильность установки запо
456
Гпава 6. Диагностирование систем впрыска топлива
минающего устройства ЭБУ: если оно установлено правильно, то необходимо заменить его или ЭБУ.
Если после выдачи кодов неисправностей и их устранения двигатель все равно не запускается или коды неисправностей не выдаются, то следует проверить цепь топливоподачи, работу форсунки и ее цепи управления.
Проверку цепи топливоподачи надо проводить при достаточном уровне топлива в баке (лампа резерва на указателе уровня топлива не горит) и чистом топливном фильтре. Проверку цепи топливоподачи следует начинать с проверки работы насоса. В этом случае необходимо включить зажигание, после чего насос должен включиться и работать 2 с. Если этого нет, то необходимо проверить цепь электропитания, разъемы штекеров и реле насоса. Если напряжение на выводах разъема насоса отсутствует, следует заменить злектробензонасос.
Если насос работает, то необходимо проверить давление топлива в системе, для чего подключить манометр к штуцеру контроля топлива, который расположен в топливной магистрали, и включить зажигание. Во время работы насоса давление должно быть в пределах 0,19-0,21 МПа. После выключения насоса через 2 с давление должно стабилизироваться и далее не падать. Если давление падает, то через 15 с опять надо включить зажигание и после остановки насоса пережать топливный шланг между штуцером и модулем центрального впрыскивания. Если давление не уменьшается, то либо трубопровод или его соединения негерметичны, либо неисправен регулятор давления, который нужно заменить. Если давление по-прежнему падает, то следует повторить операцию, но пережать шланг надо между штуцером и топливным баком.
Стабилизация давления указывает на негерметичность пережатой магистрали. Если давление ниже 0,19 МПа, то необходимо соединить вывод G диагностической колодки с «плюсом» аккумуляторной батареи (при этом насос будет работать постоянно) и проверить магистраль на наличие утечек и работу регулятора давления, а также проверить состояние и надежность соединений цепи электропитания насоса. Если давление выше 0,21 МПа, то необходимо проверить магистраль слива. Для этого отсоединить резиновую трубку сливной магистрали от металлической, вставить резиновую трубку в технологическую емкость и включить насос. Если давление в норме, значит засорилась магистраль слива, если давление по-прежнему выше 0,21 МПа, то надо проверить
457
Системы впрыска бензиновых двигателей
сливную магистраль на участке от модуля до точки соединения магистрали. Если магистраль в норме, надо заменить регулятор давления.
Проверка форсунки впрыска. Необходимо отсоединить штекер форсунки и проверить наличие напряжения питания на выводах разъема форсунки: оно должно быть на обоих выводах. Если на каком-то выводе его нет, то следует проверить электрическую цепь и замыкание на «массу» выводов D6 и D10 ЭБУ. Сопротивление между выводами D9 и D10 жгута проводов должно быть менее 1 Ом. При прокручивании КВ стартером на розово-черном проводе должно быть постоянное напряжение 12 В, а на голубом проводе разъема должны быть импульсы напряжения. Если импульсы есть, то неисправны форсунка или уплотнительное кольцо. Неисправные детали необходимо заменить. Если импульсов нет, надо проверить сопротивление обмотки форсунки, которое должно быть в пределах 1,51-1,53 Ом. Если сопротивление в норме, следует разместить разъем на форсунку и, прокручивая стартером КВ, убедиться, что форсунка распыляет топливо (для этого надо снять крышку воздушного фильтра). Если этого нет, то форсунку следует заменить.
Колодка диагностики используется для определения входных и выходных сигналов ЭБУ. Программа «Мотор-тестер» считывает и отображает информацию, передаваемую ЭБУ на колодку диагностики.
Правильная последовательность диагностирования технического состояния системы впрыскивания предполагает выполнение трех основных этапов.
Первый этап связан с проверкой работоспособности бортовой системы диагностики. Она осуществляется путем выполнения проверки диагностической цепи, так как является отправным пунктом диагностирования или поиска причины невыполнения норм токсичности. Если бортовая система диагностирования не работает, то проверка диагностической цепи выводит на конкретную диагностическую карту. Если бортовая диагностика работает исправно, переходят к следующей операции.
Второй этап связан с проверкой кодов неисправностей. В случае наличия кода неисправности необходимо обратиться к диагностической карте с соответствующим номером. Это позволяет определить наличие и причину возникновения неисправности (неисправность проводки, датчика или ЭБУ). Потом надо повтор
458
Гпава 6. Диагностирование систем впрыска топлива
но определить, сохранилась ли неисправность. При отсутствии кода неисправности переходят к следующему шагу.
Третий этап связан с контролем и анализом данных, передаваемых ЭБУ, осуществляемых путем считывания информации с помощью программы «Мотор-тестер» или диагностического прибора ДСТ-2М. Питание ЭБУ можно отключить путем отсоединения отрицательного провода от аккумуляторной батареи.
На щупы тестера следует закрепить зажимы типа «крокодил». Если цепь не содержит штатных сопротивлений (угольных щеток коллектора, резисторов ротора распределителя зажигания или обмоток), то стрелка омметра должна указывать положение «О». Такие электрические цепи всегда следует проверять на нижнем пределе измерений омметра.
Работу электрических цепей под напряжением проверяют вольтметром. Проверить можно только цепи низкого напряжения. Предел их измерений, кроме линии «катушка зажигания-преры-ватель», составляет 0-15 или 0-25 В при постоянном токе.
«Отрицательный» провод (щуп) тестера надежно соединяют с «массой» (лучше с «отрицательной» клеммой аккумулятора), а «положительный» - с потребителем и источником тока. Проверка диагностической цепи адресует оператора к определенным технологическим картам, отсылающим к другим взаимосвязанным операциям. В процессе работы следует строго придерживаться последовательности, указанной в диагностических картах. Нарушение принятой последовательности диагностирования может привести к неверным выводам и замене исправных узлов.
Проверка диагностической цепи обращает и к другим картам. Использование карты без предварительной проверки диагностической цепи не допускается. После устранения всех неисправностей и очистки всех кодов рекомендуется повторить проверку диагностической цепи, чтобы убедиться в правильности ремонта.
Диагностические карты неисправностей В применяют при обнаружении нарушения технического состояния элементов'систем впрыска, занесенных в память ЭБУ. При отсутствии кода неисправности или при его непостоянстве зта часть помогает оператору определить конкретную неисправность. В этом случае диагностирование должно также начинаться с проверки диагностической цепи. Диагностические карты типичных неисправностей типа В позволяют проверить:
459
Системы впрыска бензиновых двигателей
Диагностическая карта В-1 - состояние системы управления перед пуском двигателя.
Диагностическая карта В-2 - наличие рывков и провалов при работе автомобиля.
Диагностическая карта В-3 - недостаточность мощности и приемистость автомобиля.
Диагностическая карта В-4 - наличие детонации.
Диагностическая карта В-5 - перебои в работе двигателя.
Диагностическая карта В-6 - повышенный расход топлива.
Диагностическая карта В-7 - неустойчивую работу или остановку двигателя на XX.
Диагностическая карта В-8 - повышенную токсичность ОГ.
Диагностическая карта В-9 - калильное зажигание.
Диагностическая карта В-10 - таблицу признаков неисправностей.
Диагностическая карта В-11- соединение ЭБУ.
Проверка диагностической цепи является первым шагом к выявлению неисправности в системе управления двигателем. Понимание и правильное использование карты типа В сокращает время диагностирования и предотвращает необоснованную замену исправных компонентов системы управления.
Диагностические карты типа С предназначены для проверки узлов системы впрыска топлива в конкретном автомобиле. При наличии особенностей конструкции систем впрыска диагностические карты должны отражать зту особенность, обеспечивать проверку узлов и элементов системы впрыска топлива. Они содержат информацию по проверке элементов системы впрыска топлива, а также по их обслуживанию, а также сведения по элементам системы подачи топлива, по системе зажигания, системе управления кондиционером и др.
Диагностическая карта С-1 - «Проверка датчика положения дроссельной заслонки» включает следующие технологические операции:
•	проверяет напряжение сигнала датчика положения дроссельной заслонки на режиме XX;
•	изменяет положение дроссельной заслонки, при этом напряжение сигнала датчика должно изменяться пропорционально открытию дроссельной заслонки.
460
Гпава 6. Диагностирование систем впрыска топлива
При полностью открытой дроссельной заслонке напряжение сигнала должно быть выше 4 В. Если при отсоединении проводов напряжение сигнала превышает 2,5 В, то зто может вызвать затрудненный пуск из-за наступления режима очистки «залитого двигателя». Этот режим включается, когда частота вращения КВ равна 420 мин-1, а входной сигнал ДПДЗ показывает, что дроссельная заслонка открыта более чем на 80%.
Возможные причины неисправности: замыкание на источник питания цепи выходного сигнала датчика, обрыв цепи заземления датчика или неисправность датчика.
Технология проверки состоит в подключении прибора ДСТ-2М, выборе меню «1-Параметр» и «З-Общий просмотр». Если дроссельная заслонка закрыта, то напряжение сигнала ДПДЗ должно быть 0,25-1,25 В. Следует отпустить трос ДПДЗ, обеспечив полный ход и небольшое ослабление при закрытой дроссельной заслонке XX.
Диагностическая карта С-2 - «Баланс форсунок» (сравнение параметров различных форсунок друг с другом). При проведении проверки для всех форсунок должны быть созданы одинаковые условия тестирования (использование только одного тестера форсунок, одного манометра давления топлива, запитка от одного аккумулятора, тестирование при одинаковой температуре топлива и т.д.). Тестер проверки форсунок обеспечивает возможность ее включения определенное количество раз в течение определенного периода времени, т.е. для впрыска известной дозы топлива в ВТ.
Возникающее в результате проверки падение величины давления в топливной рампе может быть зарегистрировано и использовано для сравнения технического состояния форсунок. Все форсунки должны вызывать одинаковое падение давления топлива (допустимое отклонение ±20% от среднего значения).
Для исключения неверных показаний, вызываемых кипением топлива при отстое при высокой температуре, необходимо дать двигателю остыть (в течение 10 мин.). При выключенном зажигании подсоединить манометр к штуцеру для контроля давления топлива, обернув при этом штуцер ветошью для исключения пролива топлива.
Перед началом проверки следует включить зажигание, с помощью прибора ДСТ-2М включить электрический бензонасос и выключить его через 10 с. Затем поместить прозрачную трубку,
461
Системы впрыска бензиновых двигателей
присоединенную к клапану для выпуска воздуха, в мерную емкость, открыть клапан и с помощью прибора ДСТ-2М запитать электрический бензонасос до исчезновения пузырьков в прозрачной трубке. Далее закрыть клапан для выпуска воздуха.
Следует зарегистрировать значение величины давления после остановки электрического бензонасоса. Если после остановки насоса давление не сохраняется на одном уровне, необходимо прекратить дальнейшие действия по данной карте и обратиться к карте А-6.
Включить тестер один раз и зарегистрировать самую низкую точку падения величины давления (незначительное увеличение давления после падения до самой низкой точки не следует принимать во внимание). Затем надо вычесть это второе значение давления от первоначального для расчета фактического падения давления форсунки.
Повторить проверку для каждой форсунки, переключаясь с помощью переключателя тестера форсунок или подсоединяя разъем тестера к соответствующей форсунке. При этом начальное (стартовое) давление в топливной рампе для всех четырех форсунок должно быть одинаковым. Сравнить значения падения топлива. Исправные форсунки имеют практически одинаковое падение давления. Форсунки с отклонением падения давления топлива на 20% больше или меньше среднего значения проверить повторно и при подтверждении результатов заменить весь комплект форсунок.
Если прибор не показывает падения давления для какой-либо из форсунок, проверить провод, идущий от переключателя на форсунку, на обрыв или замыкание. Комплект, в котором есть форсунки, не прошедшие вторую проверку, заменить. Если падение давления для всех форсунок находится в пределах ±20% от среднего, форсунки работают нормально. Подключить соединитель жгута форсунок и попытаться определить неисправность по нарушениям ездовых качеств.
Перед повторным проведением полной проверки необходимо дать двигателю поработать для того, чтобы он не был залит. Это также относится к повторным проверкам отдельных форсунок. До выполнения проверки баланса форсунок необходимо выполнить проверку давления топлива по карте А-6.
Если двигатель имеет рабочую температуру, то необходимо дать ему остыть в течение 10 мин. Для этой цели необходимо вы
462
Гпава 6. Диагностирование систем впрыска топлива
полнить следующие операции: выключить зажигание, подключить манометр и тестер контроля форсунок, подключить прибор ДСТ-2М к аккумулятору и к колодке диагностики, включить зажигание, включить реле электрического бензонасоса с помощью прибора ДСТ-2М, выпустить из манометра воздух. Повторять до тех пор, пока воздух не будет выпущен полностью.
Включают форсунку нажатием кнопки тестера «Пуск» и регистрируют величину давления в момент остановки стрелки манометра. Повторяют предыдущие операции для всех форсунок и регистрируют падение давления для каждой. Форсунки с отклонением более ±20% от среднего значения, вычисленного по остальным трем форсункам, проверяют повторно. При выполнении этих проверок необходимо помнить, что процедура баланса форсунок является процедурой сравнения форсунок друг с другом. Поэтому абсолютные значения величин падения топлива не имеют значения.
На величину падения давления топлива влияют: начальное давление; напряжение аккумуляторной батареи; объем подводящей магистрали и топливной рампы; материал резиновых трубок; точность манометра и тестера форсунок; температура топлива. В связи с этим для различных моделей автомобилей падение давления топлива будет разным.
Диагностическая карта С-3 - «Проверка регулятора холостого хода». Последовательность проверки регулятора XX может быть сведена к следующему. Прибор ДСТ-2М используют в режиме управления оборотами холостого хода для открытия и закрытия клапана регулятора холостого хода. Клапан должен плавно перемещаться в указанном диапазоне.
В случае задания низкой частоты вращения КВ на режимах XX (ниже 700 мин ’) двигатель может заглохнуть. Это нормально и не свидетельствует о неисправности. Открытие клапана сверх его диапазона регулирования (выше 1500 мин-1) вызывает задержку перед тем, как обороты начинают падать. Это также является нормальным.
Прибор ДСТ-2М используют для задания оборотов холостого хода, которыми управляет регулятор. ЭБУ выдает команды для получения заданной частоты вращения КВ двигателя. Во время этого индикаторы должны загораться красным и зеленым цветом, сигнализируя об исправности цепи. Последовательность цветов не имеет значения, но если любой из индикаторов не горит или не
463
Системы впрыска бензиновых двигателей
меняет цвет, то необходимо проверить исправность цепи, начиная с качества контактов.
Частота вращения КВ двигателя фактически не изменяется, так как регулятор холостого хода отключен. При работе с проводами вторичной цепи системы зажигания следует пользоваться изолированными клещами и быть осторожным, чтобы избежать получения электротравмы.
Диагностическая карта С-4А - «Проверка системы зажигания (отсутствие искры)» содержит описание цепи двигателя внутреннего сгорания без распределителя зажигания. Первичная цепь состоит из первичных обмоток катушек зажигания и устройств согласования, размещенных в модуле зажигания.
Технология проверки (отсутствие искры). Проверяют наличие кода 42 и, если он имеется, используют соответствующую карту. В системе зажигания две свечи с высоковольтными проводами образуют цепь каждой катушки. Прокручивая двигатель, проверяют искру на высоковольтных проводах, используя разрядник. Проверять следует по одному проводу. Для получения искры провод «массы» разрядника должен быть соединен с надежной «массой» двигателя (на удалении от элементов электроники). Так как вторичная цепь катушек модуля зажигания (состоящая из двух свечей с проводами) замыкается через «массу», то провод «массы» разрядника должен быть соединен с «массой» двигателя. Во время проверки остальные высоковольтные провода должны быть соединены со свечами. Если искра имеется по крайней мере на трех проводах, то выполняют следующие операции: выключают зажигание; отсоединяют колодку жгута сигнала впрыскивания от модуля зажигания; включают зажигание; проверяют контакт D колодки жгута пробником, соединенным с «массой»; проверяют, загорается ли лампа пробника.
Мультиметр следует установить в положение для измерения напряжения постоянного тока. Во время прокрутки ДВС по очереди следует соединить контакты В и А колодки жгута с «массой» и проверить напряжение. Оба показания должны быть в пределах 1-4 В.
Определяют, подается ли напряжение бортовой сети на модуль зажигания. Проверяют исправность цепи заземления и наличие сигнала управления.
Диагностическая карта С-4В - «Проверка пропусков в системе зажигания на холостом ходу». Если модуль зажигания и его цепи исправны, то обороты двигателя должны уменьшаться при
464
Гпава 6. Диагностирование систем впрыска топлива
близительно одинаково для всех отключаемых цилиндров. Необходимо использовать разрядник (тестер искры), так как важно определить наличие достаточного вторичного напряжения на свече (более 2200 В).
Проверить исправность высоковольтных проводов. При наличии углеродных дорожек следует заменить модуль зажигания и проверить состояние высоковольтных проводов. Повышенное сопротивление провода или неисправность соединений могут привести к повреждению модуля зажигания.
Проверяется наличие сигнала управления. Технология проверки включает следующие операции: проверить наличие кода 42; выключить зажигание; снять высоковольтные провода со свечей; надеть на каждую свечу зажигания вакуумный шланг с высоким содержанием углерода длиной около 5 см и соединить провод свечи с противоположным концом шланга; запустить двигатель и прогреть до нормальной температуры (85-95°С); установить режим XX; отключить регулятор холостого хода; пробником, соединенным с «массой», прикоснуться к каждому обрезу вакуумного шланга.
Частота вращения КВ двигателя должна снижаться приблизительно одинаково (в пределах 50 мин1) для всех проверяемых цилиндров. Затем следует прокрутить КВ двигателя, проверить искру с каждого разрядника на тех свечах зажигания, при предыдущей проверке которых не произошло падения оборотов КВ. При этом должен наблюдаться пробой искрового зазора разрядника при повороте КВ двигателя. Если этого нет, необходимо выключить зажигание и проверить мультиметром сопротивление высоковольтных проводов: оно должно быть менее 15 000 Ом и провода не должны быть замкнуты на «массу».
Проверить модуль зажигания, особенно в зоне присоединения высоковольтных проводов, на наличие углеродных дорожек. При отсутствии углеродных дорожек мультиметр следует установить в положение для измерения напряжения постоянного тока. Во время прокрутки двигателя соединить по очереди контакты В и А колодки жгута с «массой» и проверить напряжение. Оба показания должны быть в пределах 1-4 В.
Диагностическая карта С-4С - «Пропуски в системе зажигания на холостом ходу и мощностных режимах». Если пропуски наблюдаются только на режимах XX, необходимо использовать карту С-4В, а также тестер зажигания, так как важно определить
465
Системы впрыска бензиновых двигателей
наличие достаточного вторичного напряжения на свече (более 22 000 В). Пробой искрового зазора должен быть на всех четырех проводах. Это имитирует условия нагрузки. Пробой искрового зазора тестера зажигания после замыкания на «массу» провода парной свечи указывает на возможное повышенное сопротивление свечи, которая обошли.
Неисправное или некачественное соединение на этой свече может также приводить к пропускам. Надо проверить свечу на наличие нагара. Повышенное сопротивление провода или неисправность соединений могли вызвать повреждение модуля зажигания.
Диагностическая карта С-5 - «Пропуски в системы гашения детонации». На режиме XX сигнал детонации в ЭБУ поступать не должен, так как при отсутствии нагрузки детонация невозможна. Постукивание по рыму для подъема двигателя имитирует сигнал детонации для определения способности датчика определять детонацию.
Диагностическая карта С-6 - «Управление муфтой компрессора кондиционера». Муфта компрессора кондиционера должна включаться через 0,3 с после запуска проверки выхода. При работающем двигателе и включенном выключателе кондиционера, расположенном на панели приборов, ЭБУ должен замыкать на «массу» цепь управления реле, вызывая включение лампочки пробника.
Диагностическая карта С-7 - «Проверка датчика положения КВ двигателя» включает проверку проводов и сопротивление датчика положения КВ: сопротивление может незначительно изменяться при повышении температуры. Выходной сигнал датчика должен иметь амплитуду напряжения переменного тока около 0,3 В при оборотах прокручивания КВ стартером.
Технология проверки датчика положения КВ следующая: выключают зажигание; отсоединяют красную колодку жгутов системы впрыска от ЭБУ; измеряют мультиметром сопротивление между контактами А16 и В14 красной колодки жгута (сопротивление должно быть в пределах 550-750 Ом); поворачивают КВ; контролируют напряжение между контактами А16 и В14 колодки жгута (оно должно быть выше 0,3 В); проверяют задающий диск на шкиве КВ на отсутствие зубцов; биение или другие повреждения. Неисправное соединение или неисправный ЭБУ заменяют.
466
Гпава 6. Диагностирование систем впрыска топлива
Диагностическая карта типа С-8 - «Проверка системы вентиляции картера». Система вентиляции картера имеет два контура -первичный и вторичный. В обоих контурах пары бензина и масла возвращаются в камеру сгорания двигателя через маслозаборник. Первичный контур имеет жиклер, установленный в корпусе агрегата. Карта С-8 содержит описание неисправностей и их последствий, а также методику проверки работоспособности системы вентиляции.
Программа «Мотор-тестер» НПП «НТС» (рис. 6.6) предназначена для диагностирования двигателей, оснащенных системами электронного управления впрыска топлива отечественного производства. Программа позволяет считывать данные с ЭБУ автомобиля через адаптер, отображать в динамике все контролируемые параметры ЭБУ, просматривать как в цифровом, так и графическом виде до семи параметров одновременно. Она позволяет управлять исполнительными механизмами двигателя в процессе отображения интересующих параметров, а также получать сведения об ошибках ЭБУ, паспортах ЭБУ, двигателя и др.
Программа «Мотор-тестер» позволяет диагностировать следующие электронные системы: «Январь-4» (ВАЗ), Bosch М 1.5.4 (ВАЗ), «Микас М 1.5.4» (ГАЗ), «Автрон М 1.5.4» (ГАЗ), МКД-105 (ГАЗ).
МОТОР-ТЕСТЕР Блок МКД 105-ГАЗ Параметры Стандартная группа 1-й набор Уже(-)/Шире(+) Набор F2 Упр. F5 Пред. (Shift+F6) След. F6 Масш. F8 Стоп FP Выход (Esc)	
PARS 1	350 мм.рт.ст.	
FREQ 2 0760 об/мин	
UOZ 3|	35 °пкв	60
	-гХ/	’ V ,V VW V , »	V
идее 4| 19,0| В	nww*1
Рис. 6.6. Программа «Мотор-тестер» НПП «НТС»
467
Системы впрыска бензиновых двигателей
Программа «Мотор-тестер» позволяет проверить исполнительные устройства и задать поправку угла опережения зажигания. Специализированное программное обеспечение для IBM PC - наиболее эффективное решение многих технических задач. Применение стандартного ЭБУ позволяет максимально сократить оригинальную аппаратную часть проектируемого устройства.
Диагностическая карта С-9 - «Регулировка содержания СО в ОГ». Процедура регулировки СО с помощью прибора ДСТ-2:
•	подключить прибор ДСТ-2 к диагностической колодке;
•	вставить в выхлопную трубу зонд газоанализатора;
•	прогреть двигатель до нормальной рабочей температуры 85-95°С;
•	отпустить педаль дросселя;
•	выбрать в главном меню режим «5-Дополнительные испытания» и «4-Регулировка СО»;
•	если значение содержания СО в ОГ выходит за пределы диапазона 0,8-1,2%, изменить коэффициент коррекции СО нажатием кнопок;
•	при достижении показания газоанализатора 0,8-1,2% содержания СО в ОГ нажать кнопку «выбор»;
•	в случае невозможности установки значения содержания СО необходимо проверить техническое состояние двигателя и системы управления двигателем.
После устранения неисправности повторить процедуру регулировки содержания СО в ОГ.
6.5.	ТЕХНОЛОГИЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ
Диагностирование форсунок. Рабочие процессы ЭМФ сопровождаются сложными физико-техническими и газодинамическими явлениями. При проектировании, расчете и тестировании проверяют их основные конструктивные параметры и характеристики непосредственно на стенде. ЭМФ устанавливают в специальные гнезда на универсальном стенде. В дальнейшем оператор запускает программу их диагностирования.
По программе, записанной на магнитном носителе (возможна работа стенда непосредственно с CD-диском, поставляемым вместе с платой сопряжения для IBM PC настольных компьютеров), управляющая ЭВМ выполняет следующие действия: изме
468
Глава 6. Диагностирование систем впрыска топлива
рение пассивного и активного сопротивления обмотки каждой форсунки; измерение тока в цепи при напряжении 10-14 В; проверка герметичности клапанов электромагнитных форсунок при давлении 1-5 Па; измерение контрольного расхода газа (воздуха) при частоте 1-100 Гц, а также испытание электромагнитных форсунок на отказ при частоте 1-100 Гц. Перечисленные диагностические тесты могут выполняться в комплексе или выборочно как для одной форсунки, так и всего комплекта (четырех) форсунок одновременно.
Диагностирование бензинового клапана. Клапан устанавливают на стенд с помощью специального зажима и подключают к проверочной магистрали. Затем запускают программу его диагностирования по программе ЭБУ совместно с исполнительными устройствами системы питания (электробензонасос с приводом от электрического двигателя, запорная арматура, источник постоянного тока и т.д.). Программа обеспечивает измерение пассивного и индуктивного сопротивлений обмотки бензинового клапана, измерение тока в цепи при напряжении 10-14 В с замером температуры обмотки, проверку герметичности клапана при давлении 0,4-0,5 МПа, проверку расхода топлива через бензиновый клапан (тестирование проходного сечения клапана), испытание клапана в рабочем режиме на четкость срабатывания в течение 1000 циклов «Вкл/Выкл». Перечисленные диагностические тесты могут быть выполнены в комплексе или выборочно.
Диагностирование расходомера воздуха. Расходомер воздуха устанавливают в разрыв специального патрубка стенда и подключают к диагностическому разъему. Затем запускают программу диагностирования и осуществляюттестирование датчика. Программа работает по следующему алгоритму: запуск нагнетающей турбины; замер потребляемого датчиком тока от источника 5 В; замер потребляемого тока от источника 12 В; изменение частоты вращения нагнетающей турбины в пределах, соответствующих расходу воздуха двигателем на режимах холостого хода и максимальной частоте вращения КВ (3000 мин-1 для автомобилей «Лада-110»). В дальнейшем проводят замер показаний датчика и сравнивают их с показаниями датчика, принятого за эталон. Измерения в процессе контроля можно видеть на приборах, дублирующих работу программы - осциллографе, микроамперметре, вольтметре.
Схема подключения нитевого датчика ДМРВ приведена на рис. 6.7. Обрыв в проводе 57(К) - отключить БУ и ДМРВ от жгута
469
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 6.7. Цепь нитевого датчика ДМРВ
7 - параметры; 2 - электронный блок управления; 3 - розетка; 4 - «масса»; 5 - розетка; 6 - контакты датчика; 7 - датчик массового расхода воздуха
1
Общий GNP
Общий GNI
Общий GNI
л-зонд_____
ДМРВ-
ДМРВ+
ДМРВ (прож.)
ПТСО
14
2 24 39
6 7 31
36
Ч ЧБ ЧК
БЧ
ЧЖ
L



Рис. 6.8. Цепь пленочного датчика ДМРВ
Условные обозначения см. на рис. 6.7
470
Гпава 6. Диагностирование систем впрыска топлива
проводов. Следует убедиться в отсутствии такого обрыва, измерив сопротивление между контактами «5» в розетке Р75 и контактом «1» в розетке диагностического разъема.
Цепь пленочного датчика приведена на рис. 6.8. Признак неисправности связан с высоким уровнем сигнала пленочного датчика массового расхода воздуха. Двигатель запущен, напряжение на контактах «3» и «2» ДМРВ выше 4,5 В (см. рис. 6.8), обрыв провода «6» (БЧ) ЭБУ. При отключенных от жгута проводах ЭБУ и ДМРВ следует убедиться в отсутствии обрыва в проводе «6» (БЧ), измерив сопротивление между контактами «3» и «5» в разъеме Р75 датчика.
Диагностирование датчика детонации. Датчик детонации устанавливают на специальном виброэлементе стенда, его резьбовая часть вворачивается в специальную втулку. После надежного фиксирования датчика детонации и подключения его вывода к диагностическому разъему стенда запускают тестирующую программу датчика детонации. Выполняются следующие проверки и тесты: замер сопротивления датчика (нормальное значение сопротивления 3300-4500 Ом), включение генератора детонации, замер напряжения на частотах 1-20 Гц.
Диагностирование датчика положения дроссельной заслонки. Датчик устанавливают на дроссельный патрубок. При этом следует соблюдать осторожность, так как датчик снабжен пластмассовым корпусом и может быть поврежден. Затем запускают программу тестирования датчика, которая выполнит следующую последовательность действий: измерение сопротивления потенциометра в начальном положении, т.е. при закрытой дроссельной заслонке; перемещение заслонки в максимально открытое положение; измерение сопротивления потенциометра в конечном (крайнем) положении; изменение угла открытия дроссельной заслонки; считывание показаний сопротивления в течение 5 мин.
Диагностирование датчика температуры охлаждающей жидкости. Датчик устанавливают в специальное гнездо на стенде, где происходит его нагрев и охлаждение в пределах от +40 до -40°С. Контроль параметров датчика выполняют по следующему алгоритму: измерение сопротивления датчика в течение 5 мин. при температуре 20°С; охлаждение датчика до температуры -40°С при одновременном измерении сопротивления датчика; нагрев датчика до температуры +140°С при одновременном измерении сопротивления датчика.
471
Системы впрыска бензиновых двигателей
Диагностирование датчика положения КВ. Датчик устанавливают на стенде в специальном суппорте, который настраивают вручную на расстояние 0,3 мм до ближайшего зубца задающего колеса. Затем по программе тестирования датчика измеряют сопротивление его обмотки. Задающему диску сообщают частоту вращения 800-1500 мин'1 и измеряют ток и напряжение в обмотке при прохождении пропущенного зубца на задающем шкиве.
Диагностирование РХХ: Шток РХХ перед установкой необходимо переместить в крайнее открытое положение во избежание повреждения поверхности запорного конуса. Для этого необходимо подключить датчик к диагностическому разъему стенда и, запустив программу диагностирования РХХ, выбрать в меню команду установки датчика в исходное положение. После установки РХХ следует запустить программу комплексного диагностирования РХХ, работающую по следующему алгоритму: измерение сопротивления обмотки А; измерение сопротивления обмотки В; измерение тока в обоих обмотках при перемещении штока регулятора на один шаг в сторону открытия и закрытия; установка штока в исходное положение и отсчет количества шагов до полного закрытия обводного канала; измерение мгновенного значения тока в закрывающей обмотке в момент посадки запорного конуса в седло; установка штока в исходное положение.
Результаты контрольно-диагностических испытаний основных датчиков электронной системы подачи топлива автомобиля ВАЗ-211, полученные на стенде КЕ-1: датчик положения КВ индукционного типа имеет сопротивление обмотки 550-750 Ом и при частоте вращения КВ двигателя 300-400 мин-1 вырабатывает напряжение около 0,3 В. Датчик положения дроссельной заслонки при открытой заслонке имеет сопротивление 5,7 кОм, а при закрытой - 1,7 кОм. Датчик детонации имеет сопротивление внутреннего нагрузочного резистора 3300-4500 Ом и при резонансе вырабатывает напряжение 0,5-1,0 В. ДМРВ потребляет от источника напряжения 5 В ток 1,2 мА, а от источника напряжения 12В-33,6-40,0 мА. Электрический сигнал датчика изменяется в пределах от 1 В, при отсутствии потока воздуха, до 4 В при максимальном расходе воздуха, т.е. на режиме максимальной нагрузки (3000 мин'1). Регулятор XX между контактами А и В, С и D имеет сопротивление 40-80 Ом. Ход штока регулятора холостого хода равен 30 мм.
472
Глава 6. Диагностирование систем впрыска топлива
6.6.	ОЧИСТКА КОДОВ НЕИСПРАВНОСТЕЙ
На практике применяют два метода очистки кодов из памяти ЭБУ. После завершения ремонта в целях предотвращения повторного возникновения неисправностей необходимо отключить питание ЭБУ (снять клемму «масса» аккумуляторной батареи на время не менее 10 с) или удалить коды неисправностей с помощью прибора ДСТ-2М. В списке однократных неисправностей будет некоторое время сохраняться код 62 - ошибка ОЗУ (двигателя ЗМЗ).
При очистке памяти с помощью прибора ДСТ-2М выбирают пункт меню «4-Ошибки», «2-Сброс».
Питание ЭБУ можно отключить путем отсоединения отрицательного провода от аккумуляторной батареи. При отсоединении этого провода другие данные бортовой памяти, такие, как электронная настройка радиоприемника, теряются. Для предотвращения повреждения ЭБУ при отключении или подключении его питания зажигание необходимо выключить.
При проверке ЭБУ можно включать или отключать питание цепи испытательных устройств. Работоспособность цепи оценивают по самому факту включения (отключения). Прибор ДСТ-2М позволяет проверять выходные цепи лампы диагностики, топливных ЭМФ, регулятора XX (на работающем двигателе), вентилятора и реле муфты кондиционера.
Прибор ДСТ-2М позволяет стереть все хранящиеся в памяти ЭБУ диагностические коды неисправностей без отключения аккумуляторной батареи или предохранителей. При этом стирание кодов неисправностей осуществляют при включенном зажигании и работающем двигателе.
Все диагностические работы начинают с контроля параметра «Проверка диагностической цепи». Этот контроль обеспечивает начальную проверку системы. Нарушение последовательности диагностирования может привести к неверным выводам и потребует замены исправных узлов.
Глава 7. ПОИСК НЕИСПРАВНОСТЕЙ И МЕТОДЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ
7.1.	ПРИЧИНЫ ПОЯВЛЕНИЯ НЕИСПРАВНОСТЕЙ
В процессе продолжительной эксплуатации происходит закономерное изменение электрических характеристик, самопроизвольное изменение регулировочных элементов, выход из строя датчиков, их разъемов, предохранителей и проводов. Неисправности принято называть однократными, многократными и текущими (постоянными).
Электронные компоненты, жгуты проводов и контакты необходимо поддерживать в хорошем состоянии. Контакты к датчикам должны быть без следов коррозии, проводка - чистой, чтобы обеспечить передачу сигналов к ЭБУ без искажений. Работоспособность системы управления двигателем зависит от состояния механических и гидромеханических элементов. Некоторые нарушения технического состояния двигателей или регулировок в его системах вызывают неисправности, ошибочно принимаемые за неисправности электронной части.
В процессе работы двигателя на элементах его топливной аппаратуры постепенно осаждаются различные загрязнения, находящиеся в топливе. Современные ЭМФ изготавливают с допусками 1 мкм. Они способны проработать до миллиарда циклов. Основной причиной нарушения их работы являются загрязнения в процессе эксплуатации, хотя на пути механических частиц устанавливают топливные фильтры, отсеивающие частицы крупнее 10-20 мкм. Присутствие тяжелых фракций в составе топлива также сопровождается загрязнением топлива. Наиболее интенсивное накопление отложений происходит сразу после остановки двигателя. При остановке двигателя температура корпуса форсунки возрастает за счет нагрева от горячего двигателя, а охлаждающее действие топлива отсутствует. Легкие фракции топлива в рабочей зоне форсунки испаряются, а тяжелые накапливаются в виде лаковых отложений, уменьшающих сечение калибровочного канала. Слой отложений толщиной 5 мкм может изменить пропускную способность этого канала на 25%. Загрязнение распылительных отверстий форсунок ухудшает образование горючей смеси, в регуляторе давления нарушается герме-
474
Гпава 7. Поиск неисправностей и методы их устранения
тичность его запорного клапана, а в топливном канале образуются отложения.
Общее загрязнение элементов топливной системы приводит к засорению каналов и топливного фильтра форсунки частицами шлама. Для предотвращения этого необходимо извлечь из форсунки ФТО и очистить его. В процессе эксплуатации загрязнения на фильтре и игле форсунки приводят к уменьшению подачи топлива. Управляющим параметром ЭМФ является продолжительность ее открытого состояния, а не давление топлива. Дефекты форсунки связаны с закоксовыванием дозирующих элементов. На седлах и запорных элементах ЭМФ со временем появляются твердые смолистые отложения (рис. 7.1). Засорение топливной ЭМФ сопровождается отложением слоя нагара 5 на штифте иглы 3 и днища 1. В этом случае уплотнительный поясок 4 не обеспечивает герметичности. В результате уменьшается кольцевой зазор 6, что сопровождается уменьшением расхода бензина через ЭМФ. После остановки горячего двигателя из пленки топлива, оставшейся на штифтах и внутренних поверхностях распылителей, испаряются легкие фракции. Остаточная величина давления топлива в топливной рампе после остановки двигателя еще некоторое время сохраняется. Бензин поступает через негерметичный клапан.
Закоксовывание происходит также из-за наличия в топливе смол, отлагающихся на форсунке в виде твердых отложений, перекрывающих распылительные отверстия и нарушающие герметичность игольчатого клапана.
Потеря герметичности ЭМФ ухудшает отсечку впрыскиваемого топлива. Вместо резкого обрыва топливного факела происхо
Рис. 7.1. Схема образования отложений на ЭМФ
1 - днище; 2 - корпус; 3 - дозирующая игла; 4 - поясок; 5 - нагар; 6 - кольцевой зазор
475
Системы впрыска бензиновых двигателей
дит плавное окончание впрыскивания топлива. Последние капли топлива стекают с распылителя и задерживаются на нем.
В этом случае нарушается оптимальная геометрическая форма факела. Отложения на поверхности распылителя ухудшают однородность распыления. Крупные капли топлива не успевают испариться и перемещаются вместе с воздухом в цилиндр двигателя. Это приводит к затрудненному пуску, неустойчивому холостому ходу, провалам при разгоне, повышенному расходу топлива и потере мощности. Важным направлением поддержания технического состояния форсунок является применение специальных очищающих добавок к топливу. Регулярное их применение поддерживает ЭМФ в хорошем состоянии, растворяя отложения и нагар. Герметичность ЭМФ можно проверить, подав в нее воздух под давлением 0,3 МПа и опустив насадку распылителя ЭМФ в керосин.
Работа неисправных ЭМФ сопровождается затрудненным пуском, неустойчивым режимом холостого хода, провалами при разгоне, повышенным расходом топлива и потерей мощности. Неразборные неисправные ЭМФ подлежат замене.
Гораздо реже встречается загрязнение входных фильтров ЭМФ. Они относительно небольших размеров и призваны лишь гарантировать чистоту топлива, отсекая мелкие включения, проникшие через магистральный фильтр тонкой очистки топлива. В процессе эксплуатации важным является поддержание необходимого состояния ФТО топлива.
Неудовлетворительная работа двигателя может быть следствием неисправностей элементов системы зажигания. Поэтому до очистки ЭМФ необходимо всегда проводить комплексную диагностику двигателя и его систем.
Большие неприятности связаны с нарушением параметров дроссельного патрубка. Часто выходят из строя датчики положения КВ, дроссельной заслонки, РХХ и модуль зажигания. Каждый датчик располагает резервными возможностями. При выходе из строя одного из датчиков информация в ЭБУ поступает от других. Если поврежден ДМРВ, то его заменят датчики частоты вращения КВ и ДПДЗ. По их данным система определяет расход воздуха.
Основным датчиком системы управления является ДПКВ. Неисправности датчика, электрической его цепи и повреждение зубцов диска синхронизации не позволяют эксплуатировать двигатель. Помехи в цепи датчика КВ двигателя фиксируются систе
476
Гпава 7. Поиск неисправностей и методы их устранения
мой самодиагностики в памяти ОЗУ как неисправность. Для обеспечения работы двигателя необходима правильная ориентация КВ и распределительного вала двигателя. Если КВ двигателя установлен в положение, соответствующее ВМТ поршня первого цилиндра, то напротив середины сердечника ДПКВ должен находиться 20-й зуб диска синхронизации. Датчики ДПКВ и ДПРВ обеспечивают оптимальное фазное впрыскивание топлива. Правильное соотношение положений КВ и РВ нарушается в процессе эксплуатации из-за вытяжки цепей привода РВ.
ЭБУ отслеживает неисправности ДПРВ и его цепи. В случае необходимости ЭБУ реализует резервный режим работы двигателя, получивший название попарно-параллельного впрыскивания топлива. В этом случае пары форсунок (первого и четвертого, второго и третьего цилиндров) включаются попеременно через 360° поворота КВ. Возникновение неисправности в электрической цепи ДМРВ (обрыв, короткое замыкание) сопровождается соответствующим кодом неисправности в ЭБУ. Управление двигателем в этом случае переходит на резервный режим (режим частичных нагрузок). Такой режим позволяет эксплуатировать автомобиль с небольшими нагрузками до проведения его ремонта. В этом случае значение циклового расхода воздуха определяется в соответствии с частотой вращения КВ и положением дроссельной заслонки. Если неисправность обнаружена в цепи датчика положения дроссельной заслонки, то устанавливается определенный часовой расход воздуха, позволяющей автомобилю доехать до ближайшей станции технического обслуживания.
Механические повреждения соединений, крепления тяг приводят к неправильной идентификации ЭБУ сигнала датчика, сопровождающейся нарушением эксплуатационных качеств автомобиля. Диагностирование следует начинать с проверки технического состояния механических соединений и систем двигателя.
Неисправность в цепи ДТОЖ затрудняет пуск двигателя. Неисправность датчика температуры впускного трубопровода нарушает коррекцию основных параметров управления двигателем.
Закоксовывание жиклера в дроссельном патрубке шлангов может вызвать увеличение количества шагов РХХ больше нормального, утечку масла, попадание масла в воздушный фильтр и загрязнение двигателя смолистыми отложениями.
Причины преждевременного выхода из строя датчика кислорода связаны с применением этилированного бензина или несо-
477
Системы впрыска бензиновых двигателей
ответствующей марки топлива, использованием при установке датчика герметиков, вулканизирующихся при комнатной температуре или содержащих в своем составе силикон, перегревом датчика из-за неправильно установленного угла опережения зажигания, переобогащения горючей смеси, перебоев в зажигании. Датчик выводится из строя также многократными (неудачными) попытками запуска двигателя через небольшие промежутки времени. Это приводит к накоплению несгоревшего топлива в выпускном трубопроводе.
Отключение свечей зажигания может быть причиной выхода из строя нейтрализатора. Попадание на керамический наконечник датчика любых эксплуатационных жидкостей, растворителей и моющих средств, обрыв, плохой контакт или замыкание на «массу» выходной цепи датчика, а также негерметичность выпускной системы сопровождаются нарушением в работе нейтрализатора.
Форсунки фирмы GM особенно боятся длительного простоя автомобиля (шесть и более месяцев). Металлические части форсунки начинают окисляться при контактировании с некачественным бензином и она отказывает. Чистка форсунок дает эффект при пробеге около 40 тыс. км. При поиске причин неисправности всегда следует обращать внимание на состояние электрических разъемов. Их необходимо периодически чистить от пыли и грязи.
Алгоритм поиска неисправностей включает следующие операции: визуальный осмотр и проверка простейших соединений; сканирование ЭБУ (чтение кодов неисправностей); осмотр ЭБУ или его замена (при необходимости и по возможности); проверка функций обеспечения работы ЭБУ; проверка функций исполнения ЭБУ. Важно установить внешние проявления неисправности. Разрыв цепи управления реле бензонасоса представляет собой наиболее распространенный способ его блокировки в противоугонных цепях. Схема образования отложений в системе топливоподачи приведена на рис. 7.2.
Основные признаки загрязнения форсунок - затрудненный пуск двигателя, неустойчивая работа двигателя на холостом ходу и переходных режимах, провалы при резком нажатии на педаль газа, ухудшение динамики разгона двигателя и потеря мощности, увеличение расхода топлива, повышение токсичности отработавших газов, появление детонации при разгоне из-за обеднения смеси и повышения температуры в камере сгорания, пропуски воспламенения, хлопки в выпускной системе, быстрый выход из
478
Гпава 7. Поиск неисправностей и методы их устранения
строя кислородного датчика (Х-зонда) и каталитического нейтрализатора. У грязной форсунки уменьшается производительность и возможно даже полное прекращение топливоподачи. Загрязнение форсунок становится особенно заметным с наступлением холодов, когда испаряемость топлива ухудшается: появляются проблемы с пуском холодного двигателя.
В настоящее время получили распространение очистка форсунок без демонтажа с двигателя и очистка форсунок на ультразвуковом стенде с их демонтажом. Эффективность промывки на ультразвуковой установке выше, чем у предыдущего способа очистки, но кроме форсунок другие элементы топливной системы при этом
Рис. 7.2. Схема образования отложений в системе топливоподачи
а - система холостого хода с регулированием количества воздуха дроссельной заслонкой; б - система холостого хода с обводным каналом; 1 - корпус;
2 - дроссельная заслонка; 3 - регулятор холостого хода; 4 - обводной канал; 5 -отложения
не очищаются, например, топливная рампа, регулятор давления с запорным клапаном, впускные клапана, дозатор-распределитель (в электромеханических системах впрыска).
В последнее время в силу использования дешевого оборудования широкое распространение получили простые одноконтурные установки, представляющие собой мерный бачок с сольвентом, который размещается под капотом автомобиля или располагается рядом на передвижной стойке. Принцип ее работы следующий (рис. 7.3): ЭБН 3 забирает жидкость из мерной емкости и подает на вход топливной рампы 5 и далее в форсунки 7 двигателя. Избытки жидкости по трубопроводу 4 через клапан 2 возвращаются в мерную емкость. Специальная жидкость (соль-
479
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 7.3. Принципиальная схема установки для промывки системы питания
1 - мерный бачок; 2 - клапан; 3 - ЭБН; 4 - магистраль возврата топлива; 5 -топливная рампа; 6 - регулятор холостого хода; 7 - ЭМФ
вент), которая одновременно является очистителем и топливом, подается из емкости установки под давлением, создающимся воздушным компрессором, соединенным с емкостью для сольвента.
Существенный недостаток связан с тем, что сольвент не проходит через регулятор давления, не очищается его запорный клапан и неэффективно промывается топливная рампа. Кроме того, невозможно оценить результаты промывки при помощи диагностики, она отсутствует на установках такого класса. Возможно также применение дешевых неэффективных сольвентов сомнительного качества с низкими моющими свойствами. Делается это для того, чтобы минимизировать расходы на очистку и заработать больше денег. В ряде случаев на СТОА недобросовестные механики делают промывку обычным бензином, выдавая его за фирменный сольвент.
Промывка форсунок. Рабочим элементом современных систем впрыска топлива являются форсунки с электромагнитным клапаном. При работе двигателя на топливе даже хорошего качества система подачи топлива (в том числе и форсунки) постепенно загрязняются. Содержащиеся в бензине «посторонние» химические элементы и их соединения - сера, бензол, олеин и т.д., при давлении впрыскивания от 2,5 до 6 бар и рабочей температуре двигателя 80-100°С превращаются в лаковые, трудно растворимые и плохо смываемые смолистые отложения.
480
Гпава 7. Поиск неисправностей и методы их устранения
Неисправности форсунок. ЭМФ имеет четыре типа неисправностей, при которых работоспособность еще сохраняется.
1.	Закоксовывание выходных отверстий, приводящее к повышенному расходу, плохому пуску, ухудшению динамики автомобиля. Диагностируется только потерей динамики и некоторым повышением расхода топлива. В остальном двигатель ведет себя нормально. Холостой ход устойчивый и двигатель заводится при положительной температуре нормально, при отрицательной температуре - пуск затруднен.
2.	Негерметичное закрытие клапана форсунки приводит к повышенному расходу топлива, плохому пуску двигателя, троению или детонации на режиме XX. Диагностируется путем замера СО. На нормально работающем автомобиле СО не должно превышать 0,3%. Одна негерметичная форсунка дает увеличение СО на 1,0-1,5%.
3.	Зависание клапана. Приводит к такому явлению как троение двигателя. Диагностика заключается в отключении с последующим подключением электрического разъема форсунки на работающем двигателе. Этот процесс сопровождается временным падением частоты вращения КВ на XX, если была отключена нормально работающая форсунка, и полным отсутствием реакции двигателя, если была отключена одна неработающая.
4.	Нестабильное зависание клапана. Приводит к нестабильности XX, вплоть до полной остановки двигателя. Нестабильное зависание клапана форсунки особенно заметно на XX. Данное явление сопровождается резким падением холостых оборотов с последующим повышением до 1000-1400 мин'' или полной остановкой двигателя.
Способы промывки инжекторов. Существует несколько способов чистки инжекторов.
Профилактический - заливка в бензобак чистящей присадки. Флакон такой жидкости емкостью около 300 мл рассчитан на 60-80 л топлива. При движении автомобиля смолянистые отложения растворяются и оседают на топливном фильтре или сгорают в цилиндрах двигателя. Периодичность такой чистки составляет 3-4 тыс. км. Она хороша для поддержания чистоты инжекторов и топливной системы нового автомобиля. Если система уже загрязнена, то это может привести к плачевному результату. Вся грязь попадет в форсунки и может их окончательно засорить. Кроме то
481
Системы впрыска бензиновых двигателей
го, высока вероятность засорения топливного насоса и повышенный его износ.
Ремонтный - форсунки уже достались с загрязнением от предыдущего владельца автомобиля или по другой причине. Форсунки чистить можно, не снимая их с двигателя. Для этого применяют специальные установки с промывочной жидкостью. С помощью переходников установку подключают к инжекторной рампе двигателя, а топливную систему автомобиля отключают. Запущенный двигатель 30-40 мин. работает в обычном режиме на промывочной жидкости, которая подается под давлением 0,3-0,8 МПа (давление устанавливается в соответствии с техническими требованиями для данного автомобиля). Свойства чистящей жидкости таковы, что раскисшие отложения проходят сквозь форсунки и сгорают в цилиндрах двигателя. Качество промывки определяется по восстановлению устойчивой работы двигателя на холостых оборотах, снижению уровня СО и CmHn. В большинстве случаев этот метод чистки позволяет восстановить нормальную работу инжекторов.
Загрязненные форсунки придется снимать с машины и промывать отдельно. Промывка форсунок на машине удобна, если снятие форсунок с двигателя затруднено и связано со снятием части навесного оборудования двигателя. После промывки форсунок на двигателе часть промывочной жидкости остается в топливопроводе автомобиля, а некоторая часть может попасть в масляную систему, поэтому после промывки необходимо проехать 20 км в нагруженном режиме работы двигателя, а затем заменить масло и масляный фильтр.
Если подвергать промывке таким способом инжекторы старых автомобилей, то вместе с грязью из форсунок удаляется нагар с кольцев поршней и со стенок цилиндра, а в некоторых случаях компрессия двигателя может заметно уменьшиться и автомобиль перестанет заводиться. Стоимость промывки при таком способе увеличивается из-за работ, связанных с заменой масла. Лучшие результаты дает промывка инжекторов со снятием с двигателя на специальных стендах, где сравниваются производительность, форма и качество факела распыленной струи форсунки до и после испытаний.
Индивидуальная промывка на специализированных установках дает максимальный эффект, который превосходит «народные методы» - отмачивание в керосине, солярке, ацетоне.
482
Гпава 7. Поиск неисправностей и методы их устранения
Существуют установки, чистящие снятые форсунки в ультразвуковой ванне: они эффективны лишь в том случае, когда диаметр канала форсунки соизмерим с длиной ультразвуковой волны, вырабатываемой стендом. Если длина волны больше диаметра, то происходит дифракция (огибание) волн препятствия и чистка не происходит.
На стенде КЕ-1 система имитирует работу двигателя автомобиля, но есть возможность изменять частоту работы клапана, при этом жидкость смешивается с подаваемым воздухом, возникает так называемая гидрокавитация, но в этом случае она способствует эффективному разрушению грязевых и смоляных отложений. В результате происходит эффективная промывка канала инжектора и его сетчатого фильтра. Момент возникновения гидрокавитации определяется визуально (выходящая струя не дает образования капель, а является мелкодисперсной и может окрашиваться грязью в коричневый цвет) и на слух - форсунка издает «всхлипывающие» звуки. Стенд позволяет произвести и диагностику форсунки по механическим и электрическим параметрам и определить дальнейшую возможность ее использования. Производительность форсунок оценивается до и после промывки. При промывке снятой форсунки возможна замена сетчатого фильтра форсунки и уплотнительных колец.
На приборной панели автомобилей, оборудованных данной системой впрыскивания топлива, установлена лампа «Check Engine», которая сигнализирует о наличии кодов ошибок самодиагностики в памяти ЭБУ. При включении зажигания эта лампа сигнализирует о своей исправности. После запуска двигателя, если отсутствуют ошибки в работе системы, лампа должна погаснуть. Если лампа «Check Engine» продолжает гореть, то это означает наличие в системе управления двигателя неисправностей. Если эта лампа после запуска двигателя гаснет, но примерно через 40 с загорается снова, то неисправности в системе отсутствуют, а в памяти ЭБУ хранятся коды ошибок, которые функция самодиагностики зафиксировала ранее.
В отличие от первых систем впрыска топлива в данной системе индикация кодов ошибок лампой «Check Engine» не предусмотрена. Считывание и индикация кодов неисправностей возможны только с помощью специального диагностического оборудования, которое подключается к диагностическому разъему. Диагностический разъем может включать в себя до 12 контактов, но исполь
483
Системы впрыска бензиновых двигателей
зуются не все из них. Диагностические приборы могут иметь разъем для подключения, который предназначен для подключения к разъему иммобилизатора. В этом случае установка перемычки не требуется, если это особо не оговорено в инструкции по эксплуатации применяемого диагностического прибора. Стирание кодов ошибок в ОЗУ ЭБУ производится с помощью диагностического оборудования. Кроме того, при отключении питания ЭБУ коды ошибок также будут утрачены. Для этого необходимо при выключенном зажигании отключить плюсовую клемму аккумулятора на 10-15 с. Соответственно повторную диагностику нужно проводить не менее чем через 10-20 мин. эксплуатации автомобиля (лучше на разных нагрузках) после последнего отключения аккумулятора.
7.2.	КЛАССИФИКАЦИЯ ОСНОВНЫХ НЕИСПРАВНОСТЕЙ СИСТЕМ ВПРЫСКА
При возникновении неисправностей в системе в процессе эксплуатации автомобиля ЭБУ определяет их наличие, оповещает о них водителей лампой и сохраняет в памяти коды, обозначающие характер неисправности и облегчающие диагностирование системы впрыска топлива. ЭБУ согласует работу всех датчиков и систем, входящих в состав системы впрыска топлива. Он надежен, но боится очень больших бросков бортового напряжения (неисправность генератора, залипание стартера на работающем ДВС, «прикуривание» от другого автомобиля, использование для запуска пускового зарядного устройства).
ЭБУ осуществляет постоянную самодиагностику большинства входных и выходных сигналов и функций системы управления. Выход контролируемых параметров за установленные границы указывает на наличие неисправности в работе системы управления или двигателя. ЭБУ сигнализирует об обнаруженных неисправностях через лампу диагностики. Неисправности системы впрыска имеют характеристику и код дефекта (числа от 13 до 199). Обнаруженные неисправности фиксируются в системе и запоминаются в памяти ЭБУ.
Различают текущую, однократную и многократную неисправности систем впрыска топлива. Текущая неисправность присутствует в данный момент. Однократная неисправность представляет собой дефект, регистрируемый ЭБУ один раз за 2 мин. работы системы управления. Сведения об однократной ошибке хранятся
484
Гпава 7. Поиск неисправностей и методы их устранения
в памяти ЭБУ в течение 2 ч, а затем она автоматически удаляется. Многократная неисправность обнаруживается за интервал времени, превышающей 2 мин. работы системы управления. Информация о многократной ошибке хранится в памяти ЭБУ постоянно до отключения аккумулятора или стирания кодов неисправностей с помощью диагностического прибора ДСТ-2М.
Возникновение неисправности в системе питания сопровождается загоранием на приборном щитке автомобиля сигнальной лампы с индикацией «Проверить двигатель». Подобное состояние не означает немедленной остановки двигателя. ЭБУ обладает дублирующей системой, позволяющей двигателю работать в резервном режиме, обеспечивая практически его нормальную работу. При первой же возможности причина загорания сигнальной лампы должна быть установлена на станции технического обслуживания автомобилей. При неисправности цепи в ЭБУ заносится указывающий на это соответствующий код. Правильный ремонт проводят путем устранения неисправности или замены датчика, используя соответствующую диагностическую карту.
Компенсация падения напряжения питания. При падении напряжения питания система зажигания может давать слабую искру, а механическое движение открытия форсунки может занимать больше времени. При падении напряжения питания ниже 12 В ЭБУ компенсирует это путем увеличения времени накопления тока в катушке зажигания, а при падении напряжения ниже 8 В - путем увеличения оборотов системы XX и длительности импульса впрыска.
7.3.	ХАРАКТЕРНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ СИСТЕМ ВПРЫСКИВАНИЯ И СПОСОБЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ
7.3.1.	Методы определения типичных неисправностей
В процессе продолжительной эксплуатации автомобилей с распределенным впрыскиванием топлива возникают типичные неисправности (табл. 7.1).
Двигатель не запускается. Неисправность ДПКВ не позволяет запустить двигатель. Сбой фаз управления форсунками и катушками зажигания происходит из-за смещения датчика и диска синхронизации. Смещения связаны с плохой вулканизацией или разрушением резиновых уплотнительных элементов.
485
486
Таблица 7.1
Типичные причины неисправностей и способы их устранения
Неисправность и ее признаки	Основная причина	Способы устранения
1	2	3
1. Двигатель не запускается 1.1. Нарушение подачи бензина 1.2. Нарушение в системе зажигания	а) отсутствие топлива в баке б)засорен фильтр в)	неисправен редукционный клапан г)	недостаточное (отсутствие) давление топлива д)	не работает ЭБН е)загрязнение форсунок ж) негерметичность впускного трубопровода з)неисправен ДПКВ и) неисправен регулятор добавочного воздуха а)	отсутствует контакт в электрической цепи катушек зажигания или блока управления б)	неисправна катушка зажигания	а) залить топливо в бак б) заменить фильтр в)	заменить редукционный клапан г)	проверить напряжение питания ЭБН д)	проверить целостность предохранителя, исправность и надежность разъемов ЭБН, пускового реле и реле ЭБН. При включении должен быть слышен характерный звук в течение 2-3 с работы ЭБН. Проверить датчик и его проводку е) очистить форсунки ж)	определить место и устранить подсос воздуха з)	проверить датчик ДПКВ и)	проверить регулятор добавочного воздуха а)	проверить соединения и устранить неисправность разъемов. После каждой проверочной операции разъема выполнить пробный пуск двигателя б)	заменить неисправную катушку зажигания
Системы впрыска бензиновых двигателей
00
1.2. Нарушение в системе зажигания	в)	неисправна цепь ДТОЖ г)	отсутствие или слабый сигнал от датчика частоты вращения КВ д)	отсутствует искра на свечах или на центральном электроде е)	недостаточная энергия искры ж)	неисправные или загрязненные свечи з) отсутствие или несинхронность сигнала от датчика положения распредвала	в)	проверить датчик и его проводку г)	проверить наличие и параметры сигнала д)	проверить наличие искры е)	проверить величину энергии искры ж)	проверить состояние свечей зажигания з) проверить наличие и синхронность сигнала
2. Двигатель работает неустойчиво 2.1. Перебои или отказ в работе одного из цилиндров двигателя	а)	подсос воздуха через неплотности впускной системы, системы вентиляции картера и РХХ б)	неисправность системы XX в)	попадание воды в топливный бак д) неисправность в цепи ДТОЖ е) момент искрообразования хаотически изменяется а) отсутствие контакта в разъеме форсунки или неисправность форсунки б) не работает свеча зажигания в) нагар на тепловом конусе свечи г) пробой наконечника свечи зажигания д) попадание масла в колодец свечи зажигания	а)	проверить соединения, устранить неплотности б)	проверить работу клапана регулятора XX и работоспособность системы управления XX в) слить отстой из топливного бака д) проверить датчик и его цепь е) проверить стабильность работы механизма газораспределения и надежность его крепления а)	проверить разъем на форсунке или заменить форсунку б)	заменить свечу зажигания в)	очистить нагар г)	заменить наконечник свечи д)	заменить уплотнитель крышки клапанов
"лава 7. Поиск неисправностей и методы их устранения
488
Продолжение табл. 7.1
1	2	3
2.2. Перебои или отказ в работе двух цилиндров	а) неисправна двухвыводная катушка зажигания	а) заменить катушку зажигания
3. Повышенаая частота вращения КВ на режиме XX 3.1. На холодном двигателе 3.2. На прогретом двигателе	а) неполное закрытие заслонки б)приоткрытие заслонки а)	нарушение контакта или выход из строя РХХ б)	нарушение контакта или неисправность датчиков в)	неплотности соединений шлангов системы вентиляции и РХХ д)	негерметичность соединений впускного трубопровода (системы с датчиком абсолютного давления и системы с расходомером топлива и ^-регулированием) е)	давление топлива не соответствует заданному ж)	неисправность в цепи расходомера или датчика абсолютного давления	а) проверить и отрегулировать привод б) проверить и отрегулировать привод а)проверить разъем, заменить неисправный датчик РХХ б)проверить разъем, заменить неисправный датчик в) устранить перекосы шлангов и подтянуть хомуты д)	определить место негерметичности и устранить причину е)	изменить давление топлива и привести в соответствие с заданным ж)	проверить датчики и устранить неисправность
4. Двигатель не развивает полную мощность	а)	недостаточное давление или производительность ЭБН б)	загрязнение воздушного фильтра в)	засорение топливного фильтра	а)	восстановить параметры или заменить ЭБН б)	заменить фильтрующий элемент в)	заменить топливный фильтр
Системы впрыска бензиновых двигателей
489
4. Двигатель не развивает полную мощность	г)	неполное открытие заслонки дроссельного патрубка д)	неисправность в цепи расходомера воздуха или датчика абсолютного давления е)	неисправность в цепи датчика положения дроссельной заслонки ж)загрязнение форсунок з) повышенное сопротивление выпускной системы и) выход на резервный режим работы ЭБУ из-за неисправности в цепи датчика детонации	г)	отрегулировать привод д)	проверить функционирование датчика и его проводку е)	проверить датчик и его проводку ж)	очистить форсунки з)	проверить величину противодавления выхлопа и)	проверить наличие датчика и его проводку
5. Провалы при ускорении	а)	недостаточное давление топлива или производительность ЭБН б)	неисправность в цепи положения датчика дроссельной заслонки в)	неисправность в цепи расходомера воздуха г)	загрязнение форсунок двигателя д)	недостаточная энергия искры е)	чрезмерный зазор в свечах зажигания; ресурс свечей зажигания исчерпан ж)	повышенное сопротивление высоковольтных проводов или их пробой	а)	проверить и восстановить параметры ЭБН б)	проверить функционирование датчика и его проводку; устранить неисправность в) проверить функционирование датчика и его проводку г)	очистить форсунки д)	проверить и восстановить систему зажигания е)	проверить состояние свечей, заменить свечи ж)	проверить сопротивление и состояние высоковольтных проводов и их наконечников
'лава 7. Поиск неисправностей и методы их устранения
490
Окончание табл. 7.1
1	2	3
6. Повышенный расход топлива	а)	повышенное давление топлива б)	повышенное сопротивление выпускной системы в)	неисправность в цепи кислородного датчика г)	неисправность в цепи датчика ДТОЖ д)	разрыв диафрагмы регулятора давления топлива	а)	проверить давление топлива и восстановить параметры ЭБН б)	очистить или заменить элементы системы в)	проверить работу датчика и его проводку г)	проверить параметры ДТОЖ и его проводку д)	проверить и заменить диафрагму
7. Повышенная токсичность ОГ	а)	нарушение контакта или неисправность датчика температурного состояния двигателя б)	неисправна СРОГ в)	износ ЦПГ г)	негерметичность клапанов д)	износ маслоотражательных колпачков	а)	проверить разъем, заменить датчик б)	проверить работу СРОГ, неисправные узлы заменить в)	провести ремонт двигателя г)	притереть клапаны д)	заменить колпачки
8. Двигатель перегревается	а)	недостаточное количество охлаждающей жидкости в системе б)	неисправен термостат в)	недостаточное натяжение ремня привода вспомогательных агрегатов	а)	долить жидкость, проверить герметичность системы б)	заменить термостат в)	отрегулировать натяжение ремня
9. Стрельба и хлопки во впускном или выпускном трубопроводах	а) неправильная установка момента зажигания (для систем с установкой зажигания) б) момент искрообразования хаотически изменяется	а)	проверить стабильность работы механизма газораспределения б)	проверить стабильность работы механизма газораспределения и/или распределителя зажигания
Системы впрыска бензиновых двигателей
10. Детонация	а) неисправность в цепи датчика детонации (для систем с датчиком детонации) б) раннее зажигание (только для систем с возможностью начального момента установки зажигания)	а)	проверить работу датчика детонации и его проводку б)	проверить установку момента зажигания
11. Повышенный расход масла	а) износ, закоксовывание поршневых колец б) не работает система вентиляции картера в) течь масла через сальники и уплотнительные прокладки	а)	произвести ремонт двигателя б)	промыть детали системы вентиляции в) устранить течи
12. Низкое давление масла	а) заклинивание редукционного клапана б) неисправен датчик или указатель давления масла в) заниженный или завышенный уровень масла в масляном картере	а) устранить причину заклинивания клапана б) заменить неисправный прибор в) долить или слить моторное масло до рекомендуемого уровня по указателю
13. Стуки в двигателе	а)	износ вкладышей КВ б)	износ шатунно-поршневой группы	а) произвести ремонт двигателя б) произвести ремонт двигателя
491
Системы впрыска бензиновых двигателей
дополнительного воздуха. Неоптимальное соотношение воздуха и топлива при отрицательной температуре затрудняет пуск двигателя.
Выход из строя РХХ вызывает затрудненный пуск и сопровождается неустойчивыми оборотами режимов холостого хода. Этот узел неразборный и его следует заменить.
В исключительных случаях теоретически возможно воспламенение и взрыв паров бензина внутри корпуса насоса от электрических разрядов, возникающих при коммутации коллектора электродвигателя, а также от нагретых поверхностей. При напряжении питания ЭБН 13,2 В ток потребления составляет 5,2 А. При остановке ЭБН ток в цепи возрастает до 11,9 А, а корпус нагревается до температуры 230°С, что может сопровождаться замыканием проводки.
В процессе нормальной эксплуатации температура исправных насосов не вызывает опасения. При работе ЭБН без топлива возможны серьезные неприятности - электрические цепи их питания искроопасны и реально способны воспламенить пары бензина, когда насос начинает работать с воздухом. Продолжительность работы ЭБН без топлива составляет примерно 100 мин. При существенном понижении уровня бензина в баке на практике появляется проблема в подаче топлива ЭБН погруженного типа. Электрическая цепь ЭБН искроопасна как в рабочем режиме питания, так и при коротком замыкании линии питания. Электрические разряды, возникающие при аварийной коммутации этих цепей, способны воспламенять горючую смесь.
Двигатель плохо запускается. В холодном состоянии двигатель плохо запускается из-за утечек топлива через инжекторы, повреждения модуля зажигания.
В горячем состоянии двигатель плохо запускается из-за разряженного аккумулятора, засорения воздушного фильтра, неисправности клапана вентиляции картера и утечек воздуха. Неисправность датчика температуры охлаждающей жидкости, датчика температуры воздуха, датчика давления, ДПДЗ, плохое соединение проводов, плохое заземление зажигания и слабое давление топлива сопровождаются ухудшением пусковых качеств двигателя.
Двигатель работает неустойчиво. После пуска холодного двигателя частота вращения КВ устанавливается на отметке около 900 мин’1. При резком открытии дроссельной заслонки и ее опускании частота вращения не снижается менее 1500-2000 мин1. Это характерно для начального режима движения. Двигатель ра
492
Глава 7. Поиск неисправностей и методы их устранения
ботает неровно, наблюдается неустойчивая его работа, сопровождающаяся повышенной вибрацией автомобиля.
После повторного пуска необходимая для режимов XX частота вращения КВ восстанавливается. Подобное явление заключается в следующем. На режимах XX воздух поступает через дроссельный патрубок. Его количество регулируют запорной иглой клапана. Повышенные обороты являются признаком повышенного расхода воздуха по причине неплотно закрытой дроссельной заслонки. Определить правильное положение заслонки не представляет трудности. Ее рычаг должен касаться регулировочного упора. Перетянутый трос иногда заедает в оболочке, поэтому его необходимо слегка ослабить.
В процессе эксплуатации могут изменяться обороты XX. Оба дефекта в крайнем проявлении могут вызывать остановку двигателя. В этом случае необходимо выполнить проверки на наличие источников подсоса воздуха, могущих вызвать нестабильность оборотов холостого хода. Необходимо также проверить датчик положения дроссельной заслонки и датчик температуры охлаждающей жидкости.
Нестабильная работа регулятора XX (ВАЗ) при отрицательных температурах частично связана с неоптимальным составом смазки. Ее наносят на резьбу и переднюю опору ротора электродвигателя. При низких температурах электродвигатель работает в тяжелых условиях. Другая причина - в плохом качестве материалов ротора и штока. Плавающий дефект сопровождается возрастанием или снижением оборотов двигателя. Выход из строя РХХ автомобилей ГАЗ вызывает неустойчивые обороты холостого хода. Этот узел выполнен неразборным и его следует заменить целиком. Если двигатель продолжительное время не работает, то могут «зависнуть» (заклинить) шток регулятора XX (ВАЗ) и поворотная заслонка (ГАЗ). РХХ следует заменить, так как внутренние полости невозможно прочистить или продуть.
Выход из строя ДТОЖ (обрыв проводов или попадание в разъем жгута датчика) сопровождается включением вентилятора при низкой температуре двигателя или переобогащением горючей смеси, сопровождающейся появлением черного дыма и неустойчивой работой двигателя на режимах XX. При обрыве проводов лампа «Check Engine» загорается, а при загрязнении контактов она не горит. В этом случае следует избегать резких разгонов автомобиля. Если двигатель остановлен, то пуск его может быть затруднен.
493
Системы впрыска бензиновых двигателей
Перебои в работе или остановка двигателя. Перебои в работе двигателя связаны с наличием пропусков в системе зажигания. Они сопровождаются заметной неравномерностью частоты вращения КВ или рывками при ее изменении. Подобные дефекты проявляются при увеличении нагрузки, а также в виде часто повторяющихся «хлопков» в системе выпуска на режимах XX или малых оборотах.
Проверить наличие пропусков в системе зажигания можно следующим образом.
1.	Запустить двигатель, дать ему возможность стабилизироваться и отключить РХХ. Поочередно с помощью изолированного съемника снять провода свечей зажигания.
2.	Если наблюдается снижение оборотов двигателя на всех цилиндрах (одинаковое в пределах 50 мин-1), то выполнить рекомендации, приведенные в разделе 4.4.2. «Двигатель работает неустойчиво», а затем подключить РХХ.
3.	Если наблюдается снижение оборотов на одном (или более цилиндрах) или имеется большой разброс в снижении оборотов, то с помощью «Тестера искры» проверить наличие искры на подозреваемых цилиндрах. При ее отсутствии следует обратиться к карте С-4А. При наличии искры снять свечу и проверить техническое ее состояние (наличие трещин изолятора, отклонение искрового зазора, подгорание электродов и нагара). Проверить состояние высоковольтных проводов на повышенное сопротивление.
Для выявления короткого замыкания при работающем двигателе следует опрыснуть высоковольтные провода тонкой водяной струей. Система топливоподачи позволяет проверить топливный баланс форсунок, загрязнение топлива и топливного фильтра, давление топлива и избыточное количество присадок в топливе.
Механическая часть современного двигателя в условиях эксплуатации позволяет проверить фазы газораспределения. Для этого необходимо прежде всего снять крышки клапанного механизма, проверить состояние пружин клапанов на поломку или их ослабленность, состояние распределительного вала на износ кулачков и при необходимости выполнить соответствующий ремонт. Для проверки состояния ЦПГ необходимо проверить компрессию. Каналы впускного и выпускного трубопроводов проверить на наличие литейного облоя (заусенцев).
При дополнительных проверках электрооборудования автомобиля проверяют наличие электромагнитных помех. Пропуски
494
Глава 7. Поиск неисправностей и методы их устранения
зажигания могут вызываться действием электромагнитных помех на цепь датчика положения коленчатого вала. Электромагнитные помехи можно обычно выявить путем контроля частоты вращения КВ с помощью прибора ДСТ-2М. На их наличие указывает резкое увеличение частоты вращения КВ при незначительном их фактическом изменении.
Выход из строя датчика скорости автомобиля сопровождается загоранием сигнальной лампы «Check Engine». Если на автомобиле установлен ЭБУ фирмы GM или «Январь-4», то двигатель заглохнет на режиме ПХХ, т.е. при отпускании педали управления после резкого открытия дросселя или движения со скоростью выше 80 км/ч. Чтобы этого избежать, следует приоткрыть дроссельную заслонку, изменив при этом длину троса привода.
Двигатель не развивает полной мощности. Техническое состояние форсунок существенно влияет на работу двигателя. Проверить работоспособность электромагнита форсунки можно на слух или с помощью стетоскопа. Срабатывание запорного клапана сопровождается характерными щелчками. Неподвижность клапана может быть результатом повреждения в электрической цепи, плохого контакта электрических соединений, отсутствия электрического импульса или обрыва в обмотке электромагнита ЭМФ. Наиболее распространенный дефект форсунок связан с их загрязнением. При наработке 40-50 тыс. км геометрия седла клапана ЭМФ и его поверхности заметно изменяется. Форсунки можно восстановить, но их лучше заменить.
При неисправном ДТОЖ и нормальной температуре ЭБУ, получая неверный сигнал и считая, что температура охлаждающей жидкости в норме, не откорректирует угол опережения зажигания. В этом случае двигатель теряет мощность и детонирует.
Двигатель развивает мощность ниже ожидаемой. Такой режим сопровождается отсутствием или недостаточным увеличением скорости при нажатии на педаль управления дросселем. Предварительная проверка заключается в тщательном выполнении визуальной проверки. Основная проверка связана с проверкой датчика массового расхода воздуха. Прибором ДСТ-2М следует проконтролировать массовый расход воздуха прогретого двигателя на режимах XX, затем сравнить полученные значения с данными для эталонного автомобиля.
В системе зажигания следует проверить выдачу напряжения зажигания тестером искры, момент искрообразования и работу
495
Системы впрыска бензиновых двигателей
системы управления зажиганием. В механической части двигателя следует проверить компрессию, фазы газораспределения и распределительный вал на износ. Дополнительные проверки связаны с проверкой загрязнения, ненадежности или неправильного присоединения контактов проводов «массы» ЭБУ.
Эти провода присоединяются к двигателю на торце крышки головки цилиндров. Следует проверить работу кондиционера. Муфта кондиционера должна выключаться при полностью открытой дроссельной заслонке. Проверить выходное напряжение генератора. Провести ремонт, если напряжение меньше 9 или больше 16,9 В.
Провалы, задержки и подергивание при ускорении. Выход из строя ДМРВ связан с обрывом проводов датчика. При такой неисправности обороты системы XX повышаются до 2500 мин'1. О неисправности сигнализирует лампа «Check Engine».
Выход из строя ДМРВ может сопровождаться неверным сигналом, что характерно для частотных датчиков. При этом код неисправности в память ЭБУ не заносится, несмотря на то, что появляются провалы и нестабильный холостой ход вплоть до остановки двигателя. Можно снять разъем с датчика и продолжить движение, не изменяя обороты двигателя. Такой дефект сопровождается ухудшением динамики и повышенным расходом топлива автомобиля. Система управления в этом случае воспринимает отказ как позднее зажигание на 10-12°.
Основная причина отказов ДПДЗ автомобилей ВАЗ связана с быстрым износом (истиранием) резистивного слоя на пластине и ослаблением прижимной пружины. Контакты ползунка, жестко связанные с осью заслонки, со временем вырабатывают глубокие следы на дорожках пластины, вследствие чего датчик выдает ложные сигналы. Подбор пасты и технологии ее нанесения на пластину позволяют повысить надежность датчика.
При неисправности ДПДЗ автомобилей семейства ВАЗ резко возрастают обороты двигателя. Дефект появляется через 20 тыс. км пробега, а к 40-50 тыс. км происходит износ контактных дорожек. В системе загорается сигнальная лампа. При открытом положении дроссельной заслонки сигнал равен 0,5-0,6 В, а при закрытом -4,5-4,8 В. Работа неисправного датчика при закрытой дроссельной заслонке сопровождается нестабильным сигналом 0,25-0,7 В. ДМРВ надежно работает до 80 тыс. км. При выходе его из строя автомобиль перемещается рывками и глохнет при сбросе газа.
496
Глава 7. Поиск неисправностей и методы их устранения
Кратковременная задержка набора скорости при нажатии акселератора может происходить на всех режимах движения автомобиля. Наиболее заметно она проявляется при начале движения с места, что может вызвать остановку двигателя. Проверка датчиков связана с контролем ДПДЗ, ДМРВ. С помощью прибора ДСТ-2М следует проконтролировать массовый расход воздуха прогретого двигателя на режиме холостого хода и сравнить его со значением эталонного.
Диагностирование системы зажигания включает проверку исправности проводов свечей зажигания, состояния свечей зажигания, цепи «массы» и низкого уровня опорного сигнала на обрыв. Дополнительно следует проверить состояние впускных клапанов (нет ли нагара) и выходное напряжение генератора. Если оно меньше 12 В, то генератор подлежит ремонту.
Повышенный расход топлива. Его определяют в дорожных или лабораторных условиях. Предварительные проверки позволяют проверить: фильтрующий элемент воздушного фильтра на загрязнение; вакуумные шланги на повреждения, перегибы и правильность соединений; условия эксплуатации автомобиля -продолжительность работы кондиционера; давление в шинах; степень нагруженности автомобиля; нет ли частых ускорений при езде на автомобиле.
Основные проверки включают проверку датчиков с помощью прибора ДСТ-2М. При этом следует сравнить температуру охлаждающей жидкости на холодном двигателе с температурой окружающего воздуха. Если температура охлаждающей жидкости больше или меньше температуры окружающего воздуха, необходимо проверить цепь датчика или сам датчик на высокое сопротивление, а также сравнить сопротивление датчика температуры охлаждающей жидкости с табличным.
В системе топливоподачи проверяют форсунки на герметичность. Для этого при включенном зажигании и неработающем двигателе с помощью прибора ДСТ-2М в режиме управления выходами включить реле электрического бензонасоса. Снять болты топливной рампы и отвернуть болт скобы крепления топливных трубок, оставив топливопроводы подключенными. Поднять топливную рампу так, чтобы сопла форсунок находились непосредственно над отверстиями во впускном трубопроводе. Создать давление в системе топливоподачи и проверить ЭМФ на течь в зоне сопла. Заменить негерметичные форсунки. Проверить давление топлива, баланс форсунок, катушки форсунок.
497
Системы впрыска бензиновых двигателей
В системе зажигания проверить следующее: выдает ли напряжение зажигания тестер искры; отсутствие намокания, трещин, износа, отклонения искрового промежутка, повреждений электродов или большого нагара на свечах зажигания; сопротивление и соединения датчика положения коленчатого вала; отсутствие оголенных и замкнутых проводов; нет ли ослабленных соединений модуля зажигания; отсутствие пропусков зажигания на XX.
Дополнительные проверки позволяют проверить работу РХХ, состояние и надежность присоединения проводов аккумулятора и «массы». Нестабильность электропитания вызывает изменение положения РХХ, что приводит к нестабильности работы двигателя на режиме XX. Если напряжение бортовой сети ниже 9 В или выше 16,9 В, то РХХ не работает.
Повышенная токсичность или резкий запах ОГ. Выход из строя датчика положения распределительного вала (фазы) сопровождается повышенной токсичностью ОГ. В этом случае двигатель работает в нештатном режиме попарно-параллельной подачи топлива. Каждая форсунка срабатывает в два раза чаще (один раз за каждый оборот КВ).
Если в работе системы самодиагностики наблюдаются сбои, то следует предварительно проверить диагностическую цепь.
Если при контроле автомобиля на токсичность ОГ есть повышенные выбросы СО и CmHn, то необходимо проверить, не пере-обогащена ли смесь. Следует убедиться в том, что двигатель имеет нормальную рабочую температуру. Если прибор ДСТ-2М показывает повышенную температуру охлаждающей жидкости, а смесь переобедненная, то надо проверить работоспособность системы охлаждения и вентилятора системы охлаждения.
Если контроль на токсичность ОГ показывает повышенные выбросы оксидов азота, то следует проверить факторы, вызывающие переобеднение смеси или повышенную температуру двигателя. Необходимо проверить датчик массового расхода воздуха. С помощью прибора ДСТ-2М проверить массовый расход воздуха прогретого двигателя на режимах XX. Затем следует сравнить полученные значения с данными эталонного автомобиля, проверить систему топливоподачи, давление топлива и баланс ЭМФ.
В дальнейшем дополнительно следует определить отсутствие утечек разрежения, нагара в камерах сгорания, работу системы вентиляции картера, каналы системы вентиляции картера на загрязнение или зависание. Проверить систему охлаждения уровня
498
Глава 7. Поиск неисправностей и методы их устранения
охлаждающей жидкости, термостат на исправность (постоянно открытое состояние) и неверный температурный диапазон.
Содержание вредных веществ в ОГ автомобиля «Волга» ГАЗ-3110
После обкатки	Показатель Нормы Правил
№83 ЕЭК ООН Минимальная частота
вращения КВ, СО, %............0,7............3,5
Повышенная частота вращения КВ, СО,	%....0,2
Массовый выброс	СО, г/исп .... 22.............84
CmHn + NOX...................21,8...........23,5
Средний расход топлива, л/100 км....................12,9
Нарушение системы улавливания паров бензина сопровождается повышенным содержанием паров топлива в салоне автомобиля. Причина этого связана с нарушением уплотнения стыка крышки ЭБН из-за низкого качества прокладки. Поскольку в топливном баке поддерживается избыточное давление, то пары топлива активно проникают в багажник или в салон (в зависимости от марки автомобиля). Для устранения этого дефекта следует заменить прокладку, а также дополнительно уплотнить стык бензо-стойким герметиком.
Появление детонации. Датчик детонации редко выходит из строя. Характерная его неисправность - повреждение или обрыв провода к датчику. В этом случае в память кодов неисправностей ЭБУ заносится код и появляется сигнал лампы «Check Engine». Провода датчика детонации следует проверить, если лампа самодиагностики загорается при повышенной частоте вращения КВ (3000 мин-1 и выше). Детонации в этом случае не будет, но динамика автомобиля резко ухудшится. Отказ датчика температуры воздуха может вызвать кратковременную детонацию на режимах разгона прогретого двигателя. ЭБУ, не получив достоверной информации, считает, что температура в ВТ постоянна и равна 40°С, поэтому он не корректирует угол опережения зажигания.
Детонация изменяется от слабой до значительной и усиливается при ускорении автомобиля. В двигателе слышен резкий металлический стук. Необходимо снять фильтрующий элемент воздушного фильтра и проверить его на загрязнение, а при необходимости - заменить.
499
Системы впрыска бензиновых двигателей
Выход из строя ДМРВ связан с обрывом проводов датчика. В этом случае работа двигателя может сопровождаться появлением детонации на отдельных режимах. Если управлять педалью дросселя плавно, то детонации можно избежать.
Если показания прибора ДСТ-2М соответствуют техническим условиям и механические неисправности двигателя отсутствуют, то следует заправить топливный бак и оценить рабочие показатели автомобиля. В системе охлаждения следует проверить работоспособность цепи вентилятора системы охлаждения, наличие явного перегрева двигателя, уровень охлаждающей жидкости, наличие обдува радиатора и циркуляции охлаждающей жидкости в радиаторе, работоспособность термостата. Затем надо проверить датчик детонации, датчик температуры охлаждающей жидкости, дрейф. При этом сравнить сопротивление датчика температуры охлаждающей жидкости с таблицей в картах (код 0117 или 0118).
Проверка системы зажигания включает контроль электрических проводов на наличие короткого замыкания или повреждение изоляции, калильного числа и величины момента затяжки свечей зажигания, а также работоспособности системы гашения детонации. Диагностирование механической части ЭМФ проводится на наличие нагара.
Появление калильного зажигания. При калильном воспламенении двигатель продолжает работать после выключения зажигания, но очень неустойчиво. Если двигатель работает плавно, то следует проверить работоспособность выключателя зажигания, а также наличие замыкания входной цепи от выключателя зажигания (контакт соединителя ЭБУ).
Затем следует проверить состояние ЭМФ на герметичность. Для этого при включенном зажигании и неработающем двигателе с помощью прибора ДСТ-2М в режиме управления выходами включить реле электрического бензонасоса. Необходимо снять болты топливной рампы и отвернуть болт скобы крепления топливных трубок, оставив топливопроводы подключенными. Поднять топливную рампу так, чтобы сопла ЭМФ находились непосредственно над отверстиями во впускном трубопроводе. Создать давление в системе топливоподачи и проверить ЭМФ на течь в зоне сопла. При ее наличии заменить негерметичные ЭМФ.
Потом нужно проверить маркировку и техническое состояние свечей зажигания. Топливо воспламеняется во впускном трубо
500
Глава 7. Поиск неисправностей и методы их устранения
проводе или в системе выпуска с громким хлопком. Проверить тестером искры выдачу напряжения зажигания, наличие намокания, трещин, износа, отклонение искрового промежутка, повреждений электродов или большого нагара на свечах зажигания. При необходимости отремонтировать или заменить дефектные детали. Устранить наличие перекрестного зажигания свечей.
Проверить компрессию двигателя, прокладку впускного трубопровода на наличие подсоса, каналы впускного и выпускного трубопровода. Снять крышку клапанного механизма и проверить состояние пружин клапанов на поломку или их ослабление, распределительный вал на износ кулачков. При необходимости выполнить соответствующий ремонт.
Проверить систему топливоподачи, выполнить диагностику системы топливоподачи и баланс форсунок. Проверить ДПДЗ и ДМРВ. С помощью прибора ДСТ-2М можно проконтролировать массовый расход воздуха прогретого двигателя на холостом ходу, а затем сравнить полученные значения с данными для эталонного автомобиля. Диагностирование системы топливоподачи включает проверку давления топлива, проверку топлива на его качество и октановое число.
Характерные признаки неисправности датчика кислорода. Разрушение датчика кислорода, например, от удара, сопровождается коротким замыканием в цепи его подогрева. В эксплуатации наблюдается также перегорание предохранителя, защищающего ДМРВ и ДПДЗ. В этом случае датчики обесточиваются. Решить проблему устранения неисправности можно путем установки дополнительной микросхемы. Осаждающийся на поверхности датчика свинец также является причиной неправильной его работы. Сбои в работе датчика могут быть из-за засорения отверстия для подачи воздуха в датчике. При повреждении датчика кислорода загорается лампа.
Неисправность датчик кислорода характеризуется неустойчивой работой на режимах XX, повышенным расходом топлива, ухудшением динамических характеристик автомобиля, сопровождается характерным потрескиванием в районе расположения каталитического нейтрализатора после остановки двигателя, повышением температуры в районе каталитического нейтрализатора или его нагревом до раскаленного состояния. На некоторых автомобилях происходит загорание лампы при установившемся режиме движения.
501
Системы впрыска бензиновых двигателей
Для автомобилей, оборудованных Х-зондом, возможная неисправность одного цилиндра (возникновение утечки или негерметичность) вызывает коррекцию работы двигателя и делает его работу неприемлемой.
7.3.2.	Кодирование типичных неисправностей
При наличии кода необходимо обратиться непосредственно к диагностической карте с соответствующим номером. Это позволит определить, сохранилась ли неисправность. В случае отсутствия кода переходят к следующему шагу. Контроль данных, передаваемых ЭБУ, можно определить через информацию с диагностической колодки с помощью прибора ДСТ-2М.
Работоспособность выходных электрических цепей оценивают по факту «Вкл/Выкл» исполнительного устройства или признакам, характеризующим «Вкл/Выкл». Проверка работы позволяет непосредственно не вмешиваться в логику работы ЭБУ.
Если исполнительное устройство не работает, то необходимо проверить все узлы его электрической цепи. Если не включается вентилятор, то проверяют исправность электрических проводов, клемм подключения, реле вентилятора, а затем сам вентилятор системы охлаждения.
Запрос режима вывода диагностической информации обеспечивает достоверную оценку состояния системы. Для включения режима вывода диагностической информации необходимо замкнуть два контакта («10» и «12») диагностического разъема (см. рис. 2.42, а), предварительно сняв крышку, предохраняющую контакты. Разъем находится в моторном отсеке автомобиля с правой стороны. Диагностические коды неисправностей, выявленных и типичных, связанные резервным режимом работы двигателя, позволяют двигаться автомобилю до ближайшей СТОА.
Работоспособность системы управления двигателем зависит от исправности механических и гидромеханических элементов. Некоторые нарушения технического состояния двигателя или регулировок в его системах вызывают неисправности, ошибочно принимаемые за неисправности электронной части. Такими ошибками являются низкая компрессия, изменение фаз газораспределения, подача воздуха в ВТ через негерметично собранные соединения, плохое качество топлива, несоблюдение сроков проведения техобслуживания.
502
Гпава 7. Поиск неисправностей и методы их устранения
Отсутствие топлива в бензиновом баке может быть принято за неспособность электроники пустить двигатель. При диагностировании системы управления двигателя после его ремонта, при котором проводилась полная его разборка или выполнялись операции, связанные со снятием распределительных валов и головки цилиндров, необходимо убедиться в правильности сборки привода механизма газораспределения. Неправильная его сборка в значительной степени влияет на мощностные показатели двигателя, его топливную экономичность и токсичность ОГ.
Режим самодиагностирования ЭБУ определяет неисправности в системе питания. Если ЭБУ в режиме самодиагностирования не может определить неисправность, то необходимо воспользоваться прибором ДСТ-2М. В этом режиме ЭБУ выдает трехзначные световые коды на контрольную лампу.
Сигнальная лампа «Check Engine» будет высвечивать коды каждый раз по три раза. Сначала считывают число включений лампы для определения первой цифры кода (например, цифре 1 соответствует одно короткое включение на 0,5 с, цифре 2 - два коротких включения), затем идет пауза 1,5 с. После считывают число включений для определения второй цифры, затем третьей, после чего идет пауза 4 с, определяющая конец кода. Первым должен быть код 12 (одно включение лампы, пауза 1,5 с, два включения через 0,5 с, затем пауза 4 с и вновь такой же код, еще 4 с и вновь такой же код, еще 4 с и в третий раз код 12). Цифра 12 не означает неисправности, а показывает, что система самодиагностирования активизирована.
Для перевода ЭБУ в режим самодиагностирования необходимо отключить аккумуляторную батарею на 10-15 с и вновь подключить, пустить двигатель и дать ему поработать 30-60 с на режимах XX, не трогая педали управления дроссельной заслонкой, отдельным проводом соединить выводы диагностической розетки. Розетка размещена в моторном отсеке на щитке передней панели с правой стороны.
ЭБУ различает несколько типов неисправностей, в том числе разовые ошибки, связанные преимущественно с нарушением контакта. При этом достаточно выключить двигатель, а затем вновь его пустить. В течение 2 ч однократный сбой не должен повториться. Если кратковременная неполадка повторяется, сигнальная лампа зажигается каждый раз и ЭБУ прочно держит ее в памяти, пока она не стирается при отключении аккумулятора или тестером
503
Системы впрыска бензиновых двигателей
ДСТ-2М. Водителю всегда важно знать о текущих, т.е. присутствующих в данный момент, неисправностях. Об этом сигнализирует постоянно горящая лампа диагностики. Чтобы ЭБУ выдал параметры ее состояния, необходимо замкнуть контакты «10» и «12» в диагностической колодке под капотом и включить зажигание.
После перевода ЭБУ в режим самодиагостирования контрольная лампа «Check Engine» должна высветить код 12 три раза, что свидетельствует о начале работы этого режима. Следующие коды отображают возникшую неисправность или несколько неисправностей. После индикации всех кодов имеющихся неисправностей индикации кодов повторяются. Если ЭБУ не может определить неисправность, то высвечивается код 12.
После этого кода лампа также по три раза отображает неисправности, если они есть (коды представлены ниже). Если код трехзначный, то первая цифра - единица - высвечивается вдвое дольше остальных, в течение 1 с. Завершает процедуру диагностирования тот же код 12. Если он отсутствует при первом включении, то это означает неисправность ЭБУ или жгута проводов.
Цифровые коды двигателя ЗМЗ-4062.10, оборудованного блоком управления «Микас 5.4», соответствуют следующим неисправностям:
12	- запрос самодиагностики включен;
15	- обрыв в цепи датчика абсолютного давления;
16	- короткое замыкание в цепи датчика абсолютного давления;
21	- короткое замыкание в цепи ДТОЖ;
22	- обрыв в цепи ДТОЖ;
25	- низкий уровень напряжения питания;
26	- высокий уровень напряжения питания;
51	, 52, 61 - неисправность блока управления;
53	- неисправность датчика положения КВ или высокий уровень электрических помех в бортовой сети автомобиля;
62	- потеря данных оперативной памяти (ОЗУ) блока управления;
63	- неисправность постоянной памяти (ПЗУ) блока управления;
64	, 65 - неисправность энергонезависимой памяти блока управления или отсутствие в ней записанной информации о производителе;
181	- короткое замыкание в цепи лампы диагностики;
182	- обрыв в цепи лампы диагностики;
197	* - короткое замыкание в цепи клапана ЭПХХ;
198	* - обрыв в цепи клапана ЭПХХ.
* Относится к последним версиям программного обеспечения ЭБУ.
504
Глава 7. Поиск неисправностей иметоды ихустранения
Неисправности ДМРВ, датчика кислорода в ОГ, ДПДЗ, ДТОЖ, датчика скорости движения автомобиля, датчика температуры воздуха, цепи измерения напряжения бортовой сети автомобиля в ЭБУ обеспечивают возможность его движения на резервных режимах. Однако работа автомобиля при этом не обеспечивает характеристики двигателя, заложенные при проектировании. При появлении указанных выше неисправностей не допускается длительная эксплуатация автомобиля на резервных режимах.
Коды неисправностей системы впрыска фирмы GM:
12	- неисправность системы диагностики;
13	- низкий уровень сигнала датчика кислорода (в том числе обрыв цепи);
14	- высокий уровень сигнала датчика температуры охлаждающей жидкости (короткое замыкание);
15	- низкий уровень сигнала датчика температуры охлаждающей жидкости (обрыв цепи);
16	- повышенное напряжение бортовой сети;
17	- пониженное напряжение бортовой сети;
19	- ошибка синхронизации - неверный сигнал датчика положения КВ;
21	- высокий уровень сигнала датчика положения дроссельной заслонки (короткое замыкание);
22	- низкий уровень сигнала датчика положения дроссельной заслонки (обрыв цепи);
23	- высокий уровень сигнала датчика температуры воздуха (забортного), поступающего в двигатель;
24	- отсутствие сигнала скорости автомобиля;
25	- высокий уровень сигнала датчика температуры воздуха (короткое замыкание);
26	- низкий уровень сигнала датчика температуры воздуха (обрыв цепи);
27	- высокий уровень сигнала потенциометра СО (короткое замыкание);
28	- низкий уровень сигнала потенциометра СО (обрыв цепи);
33	- высокий уровень сигнала датчика массового расхода воздуха (короткое замыкание);
34	- низкий уровень сигнала датчика массового расхода воздуха (обрыв цепи);
35	- ошибка в регулировании оборотов XX;
38	- высокий уровень сигнала датчика кислорода (короткое замыкание);
41	- неверный сигнал датчика фаз;
505
Системы впрыска бензиновых двигателей
42	- неисправность цепи управления электронным зажиганием;
43	- неверный сигнал от датчика детонации;
44	- отсутствие сигнала от датчика кислорода при обеднении смеси;
45	- отсутствие сигнала отдатчика кислорода при обогащении смеси;
51	- ошибка в программируемом запоминающем устройстве (ПЗУ);
52	- ошибка в оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ);
53	- сбои в питании системы иммобилизатора;
54	- ошибка сигнала октан-коррекции;
55	- ошибка в электронном блоке управления (ЭБУ);
61	- ошибка связи с иммобилизатором.
Наиболее часто ЭБУ регистрирует как одноразовые, так и многоразовые ошибки в виде кодов 25, 53, 61 и 62.
Код 25 характеризует снижение напряжения ниже допустимого. Возможные причины этого связаны с включением стартера при разряженном аккумуляторе, окислившимися и незатянутыми клеммами батареи, плохим контактом с «массой».
Код 53 характеризует неисправность датчика положения КВ. Причиной его появления может быть плохой контакт датчика. Ошибки могут вызвать значительные помехи в бортовой сети, например, от высоковольтных проводов или наконечников свечей без помехоподавляющих сопротивлений.
Код 61 характеризует неисправность ЭБУ. Эта неисправность означает автоматический перезапуск программы из-за действия сильной внешней помехи, например, от неисправных элементов системы зажигания.
Код 62 характеризует потерю данных оперативной памяти ЭБУ. Эта неисправность связана с отключением от сети аккумулятора при значительном падении напряжения.
Все эти коды свидетельствуют о временных неполадках в смежных системах и после их устранения больше не появляются. После ремонта или перед ним для отделения однократных неисправностей от постоянных необходимо стереть коды неисправностей из оперативной памяти ЭБУ. Для этого достаточно отсоединить «массовый» провод от аккумулятора не менее чем на 1 мин. (зажигание должно быть выключено). После этого на дисплее высвечиваются коды 12 или 62, или другие коды повторяющихся неисправностей. Через 2 ч код стирается.
Поиск неисправностей в дорожных условиях следует проводить в случае невозможности дальнейшего движения автомобиля.
506
Глава 7. Поиск неисправностей и методы их устранения
ДПКВ является единственным прибором в системе управления двигателя, исправность которого обеспечивает правильную его работу. Выход из строя датчика связан с нарушением контакта при пробеге 40-45 тыс. км. Убедиться в поломке датчика или неисправности его цепи можно без сканера. Для этого необходимо снять разъем с форсунки и вставить в него электрическую лампочку напряжением 12 В, затем снять провод со свечи того же цилиндра и вставить в него запасную лампочку. Если лампочка при включенном стартере не мигает и на свече отсутствует искра, то датчик или электрический его провод повреждены. Сопротивление датчика двигателей ВАЗ составляет 500-700 Ом.
Функция самодиагностики позволяет оперативно выявить и в дальнейшем устранить неисправности в системе управления. При возникновении неудовлетворительных ездовых качеств, повышенного расхода топлива, неудовлетворительной работы на режимах XX и отсутствии информации от встроенной системы самодиагностики необходимо обратиться на СТОА к специалистам по данной системе впрыска.
Проверка электрооборудования системы управления двигателем включает определение наличия искры, проверку соединительных проводов и наличие давления топлива в системе.
Для проверки наличия искры необходимо снять высоковольтный провод с наконечника любой свечи зажигания. Удерживая его на расстоянии 5-7 мм от «массы», необходимо прокрутить КВ двигателя стартером. Эту операцию следует повторить с любым наконечником второй катушки зажигания. Наличие искры свидетельствует об исправности системы зажигания. Свечи зажигания и наконечники свечей требуют дополнительной проверки.
Проверку соединительных проводников электрооборудования системы управления необходимо проводить слаботочным тестером (омметром), например Ц-20, для исключения возможности выхода из строя ЭБУ и (или) датчиков системы управления двигателем.
Наличие давления в топливной магистрали проверяют следующим образом. Перед включением зажигания следует слегка изогнуть шланг бензопровода. При включении зажигания должен быть слышен характерный звук работы ЭБН, а рука должна чувствовать напряжение в шланге бензопровода. В ЭБУ заложена функция диагностики цепей датчиков и исполнительных устройств, позволяющая определить как наиболее вероятные
507
Системы впрыска бензиновых двигателей
неисправности электрооборудования системы управления, так и неисправность ЭБУ.
Электронный блок управления рассчитан на взаимодействие с датчиком кислорода. При отключении Х-зонда двигатель будет работать в аварийном режиме управления. В этом случае возникают проблемы холодного пуска и расхода топлива.
Затем следует проверить состояние датчиков температуры воздуха и охлаждающей жидкости на холодном двигателе, когда их показания одинаковые.
При отказе датчика температуры воздуха ЭБУ не сможет точно определить весовое количество воздуха, поступающего в цилиндры двигателя, вследствие чего состав его отклоняется от оптимального. Датчик можно проверить мультиметром (табл. 7.2).
Таблица 7.2
Характеристика датчика температуры воздуха
Температура воздуха, °C	0	20	40
Сопротивление, Ом	7470-11 970	3060-4045	1315-1600
Датчик температуры охлаждающей жидкости расположен в патрубке на головке блока цилиндров со стороны маховика (табл. 7.3).
Таблица 7.3
Характеристика датчика температуры охлаждающей жидкости
Температура охлаждающей жидкости, °C	20	40	80	90
Сопротивление, Ом	3060-4045	1315-1600	300-370	2Ю-270
Неисправный датчик создает определенные трудности при пуске как холодного, так и горячего двигателя. Например, мотор холодный, а датчик сообщает ЭБУ ложный сигнал, что двигатель горячий. В этом случае ЭБУ уменьшает продолжительность впрыскивания и двигатель может не заработать, и наоборот - двигатель горячий, а по показаниям датчика он холодный. Тогда ЭБУ увеличивает время открытия форсунок и в цилиндры поступает слишком богатая смесь. Результат - повышенный расход топлива, затруднен запуск. Следует проверить этот датчик так же, как датчик температуры воздуха.
508
Гпава 7. Поиск неисправностей и методы их устранения
Любые изменения давления воздуха в ВТ указывают на отклонения в составе смеси, поступающей в цилиндры двигателя. Например, разрежение на режимах XX в ВТ составляет 330-380 мбар. ЭБУ воспринимает этот сигнал как сигнал приоткрытой дроссельной заслонки. В цилиндры поступает чуть больше воздуха, поэтому необходимо добавить и топливо. В соответствии с этим ЭБУ обеспечивает состояние форсунок открытым.
Проверка кислородного датчика. Учитывая характеристики датчика, ЭБУ дополнительно корректирует время открытия форсунки. Состояние датчика контролируем сканером. Показания этого датчика на дисплее - величина переменная, все время меняющаяся в пределах от 50 до 900 мВ. Для исправного датчика разница между максимальным и минимальным значениями должна быть не менее 500 мВ. Проверять это необходимо на прогретом двигателе.
Проверка давления топлива в системе. Его значение составляет 0,25+0,02 МПа. Если давление топлива выше нормы, то через форсунку пройдет больше топлива. Контролируем давление топлива по манометру. Если оно выше нормы, то неисправен регулятор давления топлива.
Проверка формы факела. Для проверки формы факела распыления топлива ЭМФ необходимо демонтировать распределительный трубопровод в сборе. Под форсунку следует подставить соответствующую емкость и включить зажигание, не пуская двигатель. Затем отключить низковольтный разъем от катушек зажигания, включить зажигание и перевести ключ в положение «Стартер». Подключить шунтирующий провод к контактам колодки диагностики, а проверочный кабель - к аккумуляторной батарее и проверить, обладает ли струя впрыскиваемого топлива необходимой формой. Сравнить форму факела распыления ЭМФ. Незначительное отклонение формы факела одной из ЭМФ от других означает ее неисправность.
Закрепить ЭМФ над мензуркой и включить ЭМФ. Проверить угол конуса распыления топлива и производительность ЭМФ,' которые должны быть соответственно около 80° и 93+11 см3/мин при давлении топлива в системе 0,3 МПа и 85+10 см3/мин - при давлении топлива 0,25 МПа.
Для проверки форсунки (рис. 7.4) ее необходимо извлечь из топливной рампы, снять воздухозаборник с датчика потока воздуха, повернуть выключатель зажигания, не заводя двигатель, и поднять мембрану датчика, чтобы привести в действие форсунки.
509
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 7.4. Параметры и форма струи топлива
/ - струя; 2 - распылитель; 3 - разъем; 4 - корпус
Из всех инжекторов должны поступать равномерные струи топлива. Они должны иметь форму конуса и быть однородными без крупных капель (см. рис. 7.4, а). При наличии отложений струя отклоняется (см. рис. 7.4, б) или распыляется в виде капель (см. рис. 7.4, в).
Для проверки импульсных форсунок необходимо завести ДВС, снять воздушный фильтр и через горловину дросселя понаблюдать за струями ЭМФ. Струи должны иметь ровную конусообразную фор-
му. Затем увеличить обороты и посмотреть, как увеличится мощность струи. Форма струи должна оставаться прежней.
Форма топливного факела характеризуется его мгновенными геометрическим параметрами (длиной, диаметром и корневым углом струи). Эти размеры определяются по фотоизображениям факела в стробоскопическом освещении при различных (относительно начала управляющего импульса) моментах вспышки импульсной лампы при экспонировании. Таким образом можно проследить процесс формирования топливного факела во времени.
Для очистки форсунок в рамках регулярного ТО лучше всего использовать специальную присадку, добавляемую в бак.
Подача топлива строго синхронизирована с положением поршня в цилиндре двигателя. Количество подаваемого в двигатель топлива определяется длительностью электрического импульса, поступающего от ЭБУ на обмотку ЭМФ.
Топливо в виде факела 5 подается на перемычку впускного клапана 2 каналов в головке блока цилиндров (рис. 7.5). На блоке 9 двигателя размещен датчик детонации 8, закрепленный с помощью винта 7. ЭМФ, у которой произошел прихват клапана 2 при открытом состоянии, вызывает потерю давления после выключения двигателя, поэтому на некоторых двигателях будет на
510
Глава 7. Поиск неисправностей и методы их устранения
блюдаться увеличение времени прокрутки. У ЭМФ 3 с прихваченным клапаном может также происходить калильное зажигание, так как некоторое количество топлива будет попадать в двигатель после того, как он заглушен.
Когда на ЭМФ от ЭБУ поступает импульс напряжения, то клапан открывается и топливо через распылитель тонко распыленной струей под давлением впрыскивается в ВТ на впускной клапан 2. Топливо испаряется, соприкасаясь с нагретыми деталями, и в парообразном состоянии попадает во впускной канал 1 и в камеру сгорания. После прекращения подачи электрического импульса подпружиненный клапан ЭМФ 3 перекрывает подачу топлива.
При включении тока на обмотку электромагнита
Рис. 7.5. Схема размещения электромагнитной форсунки
1 - впускной канал; 2 - впускной клапан; 3 - форсунка; 4 - впускной трубопровод; 5 - факел; 6 - струя топлива; 7 -винт; 8 - датчик детонации; 9 - блок
ЭМФ ее якорь притягивается, открывая топливу выход из корпуса ЭМФ в ВТ. Доза топлива, поданного за время включения кла-
пана, представляет собой цикловую подачу и зависит от величи
ны перепада давления на клапане и длительности управляемого импульса тока. Так как давление топлива и ход клапана поддерживаются постоянным и при данном разрежении в ВТ, то цикловая подача определяется длительностью импульса. Программа топливоподачи может быть задана в виде закономерностей изменения импульсов, формируемых ЭБУ.
Продолжительность срабатывания и отпускания клапана не
зависят от продолжительности управляющего импульса, т.е. для
511
Системы впрыска бензиновых двигателей
данной конструкции ЭМФ являются неуправляемыми временными параметрами. Минимально управляемое время открытого состояния клапана определяется временем его отпускания.
Чем меньше продолжительность срабатывания ЭМФ и отпускания ее электромагнита, тем меньше продолжительность погрешности при дозировании топлива и тем шире могут быть диапазоны использования длительностей управляющих импульсов.
Продолжительность страгивания якоря равна 1,4 мс, время прямого перелета - 0,6 мс, полное время срабатывания - 2 мс, время залипания - 1,3 мс, время обратного перелета - 0,6 мс, время отпускания - 2 мс. Цикловая подача зависит от длительности импульса. Поле разброса ЭМФ при малой длительности должно быть ±3,5%, а при большой - ±2,5%. Напряжение питания влияет на расход топлива и равно 10 В. Максимальная продолжительность открытого состояния ЭМФ на максимальном режиме ее работы составляет 3,0 мс. Конструкция ЭМФ обеспечивает минимальное время открытого состояния клапана не менее 2 мс.
Чтобы ЭМФ не потеряли управляемость при минимальных цикловых подачах, минимальная продолжительность управляющих импульсов должна быть равна или больше времени срабатывания. Она имеет конечное время открытого и закрытого состояния клапана. Обычно минимальная длительность подачи топлива не может быть меньше 1 мс. За время 20 мс должны сработать все четыре ЭМФ цилиндра. Реальная пауза должна быть не менее 2 мс.
ЭМФ работает циклично. Она срабатывает один раз за полный цикл ДВС. Регулирование цикловой подачи осуществляется путем изменения времени открытого состояния клапана. Это достигается за счет управления продолжительностью импульсов тока, поступающих на обмотку ЭМФ. Продолжительность открытого состояния клапана должна быть равной длительности импульса, поступающего на обмотку электромагнита. В эксплуатации клапан открывается не одновременно с началом поступления тока, а с некоторым запаздыванием, обусловленным рядом электрических и механических факторов.
Конкретный угол распыления, а также расстояние от форсунки до впускного клапана должны поддерживаться на определенном уровне для каждой модели двигателя. Резиновые крепления обеспечивают защиту форсунок от избыточных вибраций.
512
Глава 8. РЕМОНТ СИСТЕМ ВПРЫСКА
8.1.	ПРИЧИНЫ ИЗНОСА ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМ ВПРЫСКА
Работоспособность электронной системы управления двигателем и впрыска топлива зависит прежде всего от исправности механических и гидромеханических элементов и устройств. Некоторые нарушения технического состояния двигателя или регулировок его систем в эксплуатации могут быть ошибочно приняты за неисправности электронной части системы управления.
Основные неисправности системы управления двигателем связаны с низкой компрессией, изменением фаз газораспределения, негерметичностью соединений ВТ, низким качеством топлива, нарушением регулировочных параметров двигателя. Отсутствие топлива в баке может быть ошибочно принято за неспособность электронной системы управления запустить двигатель.
При проведении диагностики системы управления двигателем после его ремонта, при котором проводилась полная его разборка или выполнялись операции, связанные со снятием распределительных валов и головки цилиндров, необходимо убедиться в правильности сборки привода механизма газораспределения. Неправильная сборка газораспределительного механизма в значительной степени влияет на мощностные показатели двигателя, его топливную экономичность и токсичность ОГ.
Ремонт датчика расхода воздуха проводят путем устранения неисправности или его замены, используя соответствующую диагностическую карту.
Наиболее распространенной причиной неисправности системы управления является нарушение контакта в многоконтактных штекерах разъемов. При этом следует проверить прежде всего состояние всех разъемов системы управления, для чего отсоединить разъемы, очистить их и обработать специальным средством для восстановления электрического контакта. Далее необходимо проверить электрические параметры системы впрыска на штекерах разъема ЭБУ. В ряде случаев утраченный контакт можно восстановить путем легкого постукивания по штекерному разъему или вытягиванием его жгута с небольшим усилием. Эти операции не должны влиять на сигналы, передаваемые ЭБУ.
513
Системы впрыска бензиновых двигателей
В процессе проведения ремонтных работ подключение и отключение штекерных разъемов следует проводить очень аккуратно. При несоблюдении правил можно повредить или сломать контакты. С помощью отвертки следует освободить штекерный разъем от зажима и извлечь его, сжав при этом боковые фиксаторы. Контакты штекера не должны быть погнуты или повреждены. При его разъединении не следует вытягивать жгут с повышенным усилием. Особое внимание следует уделить правильной установке штекера. Устанавливая штекер, следует прежде всего убедиться в том, что контакты полностью размещены в гнезде штекерной колодки, а фиксаторы вошли в соответствующие пазы.
8.2.	СНЯТИЕ, РАЗБОРКА И ЗАМЕНА ЭЛЕМЕНТОВ ПОДАЧИ ТОПЛИВА
Топливный бак. Для проведения упомянутых работ необходимо установить автомобиль на осмотровую канаву или подъемник. Отключить «минусовую» клемму аккумулятора и, разложив заднее сидение, приподнять коврик багажника и шумоизолирующее покрытие. Отвернуть три самореза крышки люка пола над топливным баком и снять ее. Отсоединить электрический провод отдатчика указателя уровня топлива, для чего, упираясь отверткой попеременно в один из трех выступов фланца крепления датчика, провернуть его против часовой стрелки, снять фланец и датчик указателя уровня топлива. Под датчиком расположено резиновое уплотнительное кольцо. Через открывшееся отверстие следует откачать из бака остатки топлива, ослабить хомут шланга возврата топлива и снять шланги. Ослабить хомут крепления шланга подачи топлива от ЭБН к топливному фильтру и осторожно его снять, ослабить хомуты и шланги заливной горловины и воздушной трубки и снять шланги; с помощью высокой, не менее 70 мм, головки на «14» отвернуть гайки хомутов крепления топливного бака.
Далее следует отсоединить топливные трубопроводы от топливного бака. Отвернуть болты крепления топливного бака и ослабить хомуты его крепления. Снять ЭБН. Снять топливный бак с горловиной и воздушной трубкой. Отвернуть винты крепления топливного патрубка и аккуратно вытащить его из топливного бака. Отвернуть винты крепления указателя топлива. Вытащить осторожно указатель уровня топлива из топливного бака. Провести внешний осмотр топливоприемника. Осмотреть состояние
514
Глава 8. Ремонт систем впрыска
фильтрующего элемента топливоприемника, состояние поплавка указателя.
Демонтаж топливного бака, ЭБН и датчика указателя уровня топлива автомобиля «Святогор» следует провести в такой последовательности. Опустить топливный бак на подставку, расположенную на 150 мм ниже штатного положения, обеспечивая необходимый доступ к электрическому разъему ЭБН. Нажимая на проволочную скобу крепления разъема, отсоединить его и снять топливный бак. Нажимая отверткой на фиксаторы наконечников ЭБН, снять их со штуцеров. Ключом на «10» отвернуть гайки прижимного кольца ЭБН и снять ЭБН. Под ним расположено уплотнительное кольцо. На корпусе ЭБН расположена приемная сетка, которую можно снять, отведя отверткой два фиксатора. Следует обратить внимание на то, что под приемной сеткой расположено резиновое уплотнительное кольцо.
Топливный фильтр. Отвернуть гайки крепления бензиновых трубопроводов к фильтру. Отвернуть винт крепления фильтра к передней стенке. Отсоединить реле управления ЭБН, провести демонтаж и заменить топливный фильтр автомобиля («Святогор»).
Установить автомобиль на осмотровую канаву или подъемник. Ключом на «10» отвернуть гайки крепления хомута фильтра и отвести хомут. Ослабить затяжку хомутов бензиновых шлангов. При проведении работ необходимо быть особенно внимательным. В магистрали топливо находится под давлением, поэтому шланг со штуцером топливного фильтра следует снимать медленно, стараясь постепенно снизить давление. Затем следует подставить емкость для слива топлива, снять топливный фильтр. Новый фильтр следует установить так, чтобы стрелка, указывающая направление движения на фильтре, была направлена к левому борту автомобиля. Сборку узла следует провести в обратном порядке. При работающем двигателе проверить герметичность соединений.
Автомобили семейства «Волга» позволяют подключиться в систему питания через тройник, закрепленный на шлангах с помощью хомутов. К подающему топливному шлангу подключение осуществляют возле места его подключения к рампе. Жесткое крепление ЭБН к полу кузова повышает шум автомобиля.
Автомобили семейства «Лада» позволяют подключиться в систему питания через специальный штуцер, размещенный на топливной рампе. Манометр подключают в систему питания также
515
Системы впрыска бензиновых двигателей
через специальный штуцер. Топливный бак должен быть наполнен более чем на половину. Следует отключить «минусовой» провод от аккумулятора.
Замену электробензонасоса осуществляют через лючок, размещенный под подушкой заднего сиденья. Предварительно следует снять подушку заднего сиденья. Крестообразной отверткой отвернуть два самореза и снять крышку лючка. Отсоединить разъем ЭБН. Ключом на «17» отвернуть штуцер на трубке подачи топлива. Отвести трубку подачи топлива в сторону. Тем же ключом отвернуть штуцер сливного трубопровода.
На штуцерах расположены уплотнительные кольца для обеспечения герметичности. При сборке их лучше заменить новыми. Стрелка на корпусе ЭБН должна указывать направление «назад». Такое положение должно быть выполнено при сборке. Головкой на «7» отвернуть восемь гаек крепления прижимного кольца. Снять уплотнительное кольцо и вытащить ЭБН, выводя аккуратно поплавок указателя уровня топлива. Под фланцем ЭБН расположено резиновое уплотнительное кольцо. Для разборки собранного ЭБН крестообразной отверткой отвернуть два самореза крепления указателя уровня топлива и снять его. Отжав защелку отверткой, вытащить из ЭБН разъем. Отверткой вывести два фиксатора и снять с направляющих ЭБН.
Автомобиль «Святогор». Для подключения к системе питания необходимо демонтировать топливный бак. Ключом на «10» отвернуть гайку крепления хомута и отвести его. Ключом на «19», удерживая фильтр, отвернуть штуцер, постепенно сливая бензин в подставленную емкость. Аналогично отсоединить второй штуцер. Ключом на «10» ослабить хомут и вытащить фильтр. Стрелка на новом фильтре должна быть направлена к левому борту автомобиля. После замены фильтра проверить герметичность соединений при работающем двигателе. Если после замены топливного фильтра давление в топливной системе низкое и наблюдается резкий шум ЭБН, то его следует заменить.
Затем необходимо отключить «минусовой» провод аккумуляторной батареи и поднять коврик багажника, обеспечивающего шумоизоляцию ЭБН. Отвернуть три самореза крепления крышки люка над топливным баком и снять ее. Отсоединить электрические провода от датчика указателя уровня топлива, упираясь отверткой попеременно в один из трех выступов фланца крепления датчика, повернуть его против часовой стрелки на 120°. Снять
516
Гпава 8. Ремонт систем впрыска
фланец и датчик указателя уровня топлива. Под датчиком расположено резиновое уплотнительное кольцо.
Ослабить хомут крепления шланга подачи топлива от бензонасоса к топливному фильтру. Снять топливный шланг. Затем отверткой ослабить хомуты шланга заливной горловины и воздушной трубки, а затем снять шланги. Головкой на «14» высотой не менее 70 мм отвернуть две гайки на хомутах крепления бака. Топливный бак опустить на подставку на высоте 150-200 мм ниже штатного положения, обеспечивая свободный доступ к электрическому разъему бензонасоса. Нажимая на проволочную скобу крепления разъема, отсоединить его, а затем снять топливный бак.
Нажимая отверткой на фиксаторы наконечников бензиновых шлангов, отсоединить их от ЭБН. Ключом на «10» отвернуть шесть гаек крепления прижимного кольца ЭБН, а затем снять ЭБН. На корпусе ЭБН размещена приемная сетка, которую для промывки следует снять, отведя отверткой два фиксатора. Под приемной сеткой размещено уплотнительное кольцо. Сборка узла ЭБН проводится в обратной последовательности.
Электробензонасос. Сбросить давление в системе подачи топлива автомобиля «Лада-110». Выключить зажигание, сложить заднее сидение вперед и снять коврик багажного отделения. Снять лючок ЭБН и отсоединить колодку жгута системы питания. Отсоединить топливопроводы от топливного бака и отвернуть винты крепления ЭБН. Снять защитную крышку и отсоединить бензопроводы. Снять подводящий трубопровод и электрические провода ЭБН.
Регулятор давления топлива. Различие в конструкции топливной рампы двигателей ВАЗ-2111 и -2112 незначительно, но порядок ее демонтажа несколько различается.
На двигателе ВАЗ-2111 регулятор давления топлива следует снимать, не демонтируя распределительный топливный трубопровод. Для этого ключом на «24» отвернуть гайку и вывернуть трубку из регулятора. Шестигранным ключом на «5» отвернуть Два винта. Поддеть регулятор отверткой и снять его с двигателя.
На двигателе ВАЗ-2112 сначала необходимо предварительно демонтировать распределительный топливный трубопровод. Для этого снять пластмассовый кожух двигателя и отсоединить трос привода педали управления и свечные провода.
Головкой на «13» отвернуть две гайки дроссельного узла и снять его. Отсоединить от ресивера шланги, головкой на «10»
517
Системы впрыска бензиновых двигателей
ослабить две гайки и, ослабив четыре хомута, снять ресивер. Отверстия впускного трубопровода необходимо закрыть заглушками. Затем отсоединить шланг вентиляции картера двигателя. Ключом на «10» отвернуть болт крепления направляющей трубки щупа и снять ее. Отсоединить электрический разъем распределительного топливного трубопровода и электрический разъем топливного трубопровода. Двумя ключами на «17» разъединить трубопроводы подачи топлива. Проверить уплотнительные кольца, при сборке дефектные кольца заменить. Отвернуть кронштейн крепления топливных трубок. Шестигранным ключом отвернуть два винта крепления топливной рампы и снять ее в сборе с форсунками. Ключом на «24» отвернуть гайку трубки и вытащить ее. Шестигранным ключом на «5» отвернуть два винта крепления регулятора давления топлива. Сдвинуть прижимную планку трубки и снять трубку. Покачивая, вытащить регулятор давления топлива.
На двигателе ВАЗ-2111 снять топливную рампу гораздо проще. С помощью двух ключей на «17» отвернуть штуцеры топливных трубок. Отсоединить электрический разъем. Отсоединить кронштейн крепления топливных трубок к ресиверу. Шестигранным ключом на «5» отвернуть два винта крепления рампы. Потянув рампу вдоль оси форсунок, вытащить все четыре форсунки из посадочных мест. Вытащить топливный трубопровод вместе с форсунками в направлении левого борта автомобиля. При необходимости следует проверить состояние обмотки форсунки с помощью тестера, ее сопротивление должно быть 11-15 Ом.
Снятие ЭМФ с рампы одинаково для «Лада-111» и «Лада-112». Отверткой сдвинуть фиксатор и снять его. Потянуть ЭМФ и вытащить ее. Сборку проводить в обратном порядке. Особое внимание следует обратить на резиновые уплотнительные кольца форсунок и трубок. Потертости, трещины, надрывы являются основанием для их замены.
Воздушный фильтр различных современных автомобилей в конструктивном отношении имеет много общего. В процессе эксплуатации технологические операции связаны в основном с заменой фильтрующего элемента.
Для замены фильтрующего элемента воздушного фильтра двигателей ЗМЗ необходимо отсоединить ДМРВ от воздушного фильтра. Снять воздухоподводящие шланги. Отвернуть винты крепления корпуса воздушного фильтра и вытащить фильтрующий элемент. Отсоединить шланги вентиляции картера, затем
518
Глава 8. Ремонт систем впрыска
шланги подогрева дроссельного патрубка и шланги РХХ (двигатель ЗМЗ). Отвернуть винты крепления корпуса воздушного фильтра и извлечь фильтрующий элемент.
Для замены фильтрующего элемента автомобиля «Святогор» необходимо отстегнуть четыре защелки крышки корпуса воздушного фильтра, снять крышку и вытащить сменный элемент воздушного фильтра. Полость под фильтрующим элементом очистить от посторонних частиц. Установить новый фильтрующий элемент в обратной последовательности.
Электронный блок управления. При снятии ЭБУ отверткой необходимо отвести пружинную защелку ЭБУ и отсоединить электрическую колодку. Отсоединить ЭБУ и жгут проводов. Затем отвернуть гайку крепления ЭБУ к корпусу и снять ЭБУ, размещенный под панелью приборов, на правой его боковине. Отсоединить от него соединительный жгут проводов. Снять реле системы управления двигателем и реле электрооборудования (на кронштейне, в правой части щитка передней панели).
Привод воздушной заслонки. Для снятия привода воздушной заслонки необходимо отсоединить трос ее управления от корпуса дроссельной заслонки. С помощью торцового ключа следует отвернуть четыре винта крепления корпуса дроссельной заслонки и ВТ. Снять корпус дроссельной заслонки, отвернув с помощью торцового ключа два винта крепления датчика положения дроссельной заслонки, и снять датчик-потенциометр. Для замены троса педали управления дроссельной заслонкой с помощью двух ключей необходимо ослабить две гайки, крепящие трос акселератора к кронштейну. Гайку, находящуюся ближе к концу троса, следует свернуть с наконечника полностью. Вытащить трос из прорези кронштейна. Затем вывернуть наконечник троса из шкива дроссельной заслонки. С помощью отвертки снять с тормозной педали наконечник троса и затем вытащить трос. Установку троса проводят в обратной последовательности.
Датчик массового расхода воздуха. Для снятия ДМРВ необходимо отсоединить электрические провода, гофрированный шланг подачи воздуха ВТ, а затем снять датчик массового расхода воздуха.
Дроссельный патрубок. Для полного демонтажа корпуса дроссельной заслонки необходимо слить часть охлаждающей жидкости, отключить «минусовую» клемму аккумулятора, отсоединить разъем датчика положения дроссельной заслонки и осла
519
Системы впрыска бензиновых двигателей
бить хомуты крепления шлангов подвода воздуха к корпусу дроссельной заслонки.
Отсоединить шланги подогрева дроссельного узла и электрические провода. Снять привод воздушной заслонки и датчик положения воздушной заслонки. Затем снять патрубок вентиляции картера и патрубок подачи дополнительного воздуха. Отсоединить патрубки подвода и отвода охлаждающей жидкости.
Впускной трубопровод. Для снятия впускного трубопровода необходимо выполнить ряд предварительных операций. Для снятия моторного жгута проводов следует отсоединить «плюсовую» клемму аккумулятора. В верхней и задней частях двигателя отсоединить «минусовую» клемму от ВТ, затем электрические разъемы от ЭМФ, РХХ, датчика положения дроссельной заслонки, двух ДТОЖ, датчика температуры воздуха, датчика положения КВ, датчика положения распределительного вала.
Отсоединить разъемы жгута датчика скорости автомобиля, ЭБУ и продеть их сквозь отверстие в поперечине моторного отсека. С правой стороны отсоединить жгут электрических проводов от стартера. Снять блок реле предохранителя, диагностического разъема и датчика абсолютного давления. Снять патрубки подвода и отвода дополнительного воздуха. Ключом «Тох-Т-30» отвернуть два винта крепления регулятор XX и снять его. Под регулятором XX расположена прокладка из тонкого картона.
Отсоединить шланг, соединяющий ВТ с датчиком абсолютного давления. Отвернуть два самореза крепления блока к правому брызговику и головкой на «10» одну гайку. Снять блок с брызговика вместе со жгутом. С левой стороны двигателя отсоединить жгут от катушек зажигания, датчика детонации, потенциометра, датчика давления масла генератора. Разъединить моторный жгут и передний жгут проводки автомобиля. Отвернуть гайки крепления ВТ и аккуратно его снять, не повреждая прокладку.
Топливный трубопровод. Отсоединить электрический провод от «минусовой» клеммы аккумуляторной батареи. Затем снять жгут проводов ЭМФ, отсоединив его от жгута системы впрыска и ЭМФ, отключить регулятор давления топлива.
Отвернуть винты крепления распределительного топливного трубопровода и снять его. Затем отсоединить трубки подвода и слива топлива. Снять топливный трубопровод и вместе с ним форсунки.
520
Глава 8. Ремонт систем впрыска
Демонтаж топливного трубопровода, ЭМФ и регулятора давления топлива следует проводить в следующей последовательности. Отсоединить «минусовой» провод от аккумуляторной батареи. Затем ослабить хомуты подводящего топливного шланга, шланга возврата топлива, и осторожно уменьшить давление. Снять шланги со штуцером, шланг подвода разрежения к регулятору давления топлива. С помощью ключа на «10» отвернуть два болта крепления кронштейна топливных шлангов впускного трубопровода. С помощью пассатижей сжать выступы крепления жгута проводов к кронштейну топливных шлангов, отвести кронштейн со шлангами.
Отсоединить электрические разъемы ЭМФ. Для снятия ЭМФ, не снимая рампы, с помощью торцового ключа отвернуть два винта прижимной пружины и, поддев ЭМФ отверткой, вытащить ее. Головкой на «10» отвернуть две гайки крепления топливной рампы к головке блока цилиндров, приподнять топливную рампу и продвинуть ее вперед. Торцовым ключом отвернуть два винта крепления регулятора давления топлива. Приподняв отверткой регулятор, снять его. Чтобы снять рампу в сборе, достаточно демонтировать только форсунку первого цилиндра и вывести рампу вперед. Топливную рампу в сборе можно также снять, демонтировав ВТ.
Впускной трубопровод. Отвернуть пять гаек крепления ВТ и снять его. Для снятия моторного жгута проводов отсоединить «плюсовую» клемму аккумулятора.
В верхней и задней частях двигателя отсоединить «минусовую» клемму от ВТ, разъемы от ЭМФ, РХХ, датчика положения дроссельной заслонки, двух ДТОЖ, датчика температуры воздуха, датчика положения КВ, датчика положения распределительного вала. Отсоединить разъемы жгута датчика скорости автомобиля, ЭБУ и продеть сквозь отверстие в поперечине моторного отсека. С правой стороны отсоединить жгут электрических проводов от стартера. Снять блок реле предохранителя, диагностического разъема и датчика абсолютного давления. Для этого отсоединить шланг, соединяющий ВТ с датчиком абсолютного давления. Отвернуть два самореза крепления блока к правому брызговику и головкой на «10» одну гайку. Снять блок с брызговика вместе со жгутом. С левой стороны двигателя отсоединить жгут от катушек зажигания, датчика детонации, потенциометра, датчика давления масла генератора. Разъединить моторный жгут и передний жгут проводки автомобиля.
521
Системы впрыска бензиновых двигателей
Датчик абсолютного давления. Демонтаж датчика абсолютного давления может быть проведен в такой последовательности: отвернуть два самореза крепления датчика абсолютного давления к кронштейну; приподнять датчик и отверткой снять шланг подвода разрежения; отсоединить разъем и снять датчик абсолютного давления.
8.3.	ПРОВЕРКА ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМ ВПРЫСКА ТОПЛИВА
Проверкаа топливных фильтров. Проверка технического состояния топливного фильтра современных автомобилей представляет собой простую операцию. В этом случае достаточно проверить давление в топливной магистрали. Если оно менее 0,25 МПа, то это говорит о нарушении в системе топливоподачи. Прежде всего следует заменить топливный фильтр. Если после его замены давление топлива не возросло, то следует заменить ЭБН. Для автомобилей семейства «Волга», «Лада Самара» и «Святогор» существует некоторое различие.
Проверка регулятора давления топлива. Давление в топливной рампе можно проверить обычным манометром. На резьбовую его часть необходимо надеть шланг и затянуть его с помощью хомута. Внутренний диаметр шланга составляет 12 мм. Колпачком вывернуть золотник из штуцера топливной рампы двигателя ВАЗ-2112. Постепенно уменьшить давление и вывернуть золотник.
Манометр через штуцер соединить с системой питания при помощи шланга и затянуть его хомутом. Пустить двигатель и проверить давление топлива в магистрали. Оно должно быть в пределах 0,280-0,325 МПа (двигатель ВАЗ-2112). Далее снять вакуумный шланг с регулятора давления топлива. Оно должно возрасти на 0,02-0,07 МПа. Если давление не возросло, то регулятор давления топлива неисправен.
Подсоединив топливные трубки к рампе, соединить электрический разъем жгута форсунок. Расположив под форсунками колбы, провернуть двигатель стартером. Факелы топлива из форсунок должны быть одинаковой формы. Количество подаваемого топлива должно быть равным. Проверить качество распыления топлива. Для этого от каждой форсунки отсоединить электрический разъем и подать двумя проводами напряжение 12 В от аккумулятора. Включить зажигание, форсунки должны создавать четыре струи бензина. Если у какой-либо форсунки факел распы
522
Гпава 8. Ремонт систем впрыска
ленного топлива отличается по форме от остальных, а также отсутствуют характерные параметры четырех струй, или количество впрыскиваемого топлива заметно различается, то такие форсунки необходимо заменить.
Датчик массового расхода воздуха. При возникшей неисправности датчика массового расхода воздуха ЭБУ сигнализирует водителю включением контрольной лампы.
Неисправность ДМРВ связана с плохим контактом выводов и соединителя ЭБУ. Для этого необходимо осмотреть соединители жгута на техническую исправность и правильность соединения, отсутствие повреждения замков, наличие правильно сформированных или поврежденных контактов и качество соединения контактов с проводом.
Далее необходимо убедиться в том, что жгут датчиков не проложен вблизи высоковольтных проводов и проверить его на наличие повреждений. Если жгут внешне соответствует необходимым требованиям, то следует пошевелить соответствующие соединители и жгут, одновременно наблюдая за прибором ДСТ-2М. Изменение состояния дисплея прибора укажет на место непостоянной неисправности.
Проверка воздушного фильтра. Засорение воздушного фильтра в системе подачи воздуха можно определить в процессе движения автомобиля. При разгоне с места с полностью открытой дроссельной заслонкой массовый расход воздуха по прибору ДСТ-2М должен изменяться около 4,7 г/с или более. Если этого нет, то необходимо проверить гидравлическое сопротивление системы подачи воздуха.
При возникновении неисправностей датчика или его цепей ЭБУ переходит на резервный режим работы по данным, занесенным в его память.
Более качественную проверку датчика можно провести при работе двигателя прибором ДСТ-2М. Неисправный датчик массового расхода воздуха подлежит замене.
Проверка ЭБН и регулятора давления топлива. ЭБН проверяется на производительность и величину развиваемого давления.
Топливная рампа большинства современных автомобилей оснащена вентилем с золотником. В этом случае подключение значительно упрощается (рис. 8.1, а).
Для проверки давления в топливной системе подсоединяют манометр 6, сообщенный с топливной рампой 4. Затем необходи-
523
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 8.1. Проверка давления в системе впрыска а - со штуцером; б - с тройником;
1- топливный факел; 2 - форсунка; 3 - топливный трубопровод; 4 - топливная рампа; 5 - штуцер; 6 - манометр; 7 - вакуумный шланг; 8 - регулятор давления топлива; 9 - трубопровод возврата топлива; 10 - штуцер;
11 - тройник
524
Глава 8. Ремонт систем впрыска
мо запустить двигатель. При работе двигателя на режимах XX давление топлива в системе должно быть 0,3+0,02 МПа. При отсоединенном вакуумном шланге 7 от регулятора 8 давление в системе составляет 0,30+0,02 МПа. Для проверки расхода топлива отсоединяют шланг 9 возврата топлива и опускают его в мерную емкость. Снимают реле управления системой впрыскивания топлива и перемыкают контакты посадочной колодки реле. Давление топлива должно быть 0,3 МПа.
На автомобилях без штуцера необходимо подсоединить манометр с тройником между топливоподающим шлангом и топливной рампой (рис. 8.1, б). Адаптер выполнен в виде тройника или переходника.
Для проверки давления необходимо использовать контрольный манометр 6 (шкала до 0,6 МПа) со штуцером 10, шлангами и вентилем. Вентиль обеспечивает возможность измерения как входного, так и выходного давления. При проверке давления топлива в системе подсоединяют шланг к каналам вентиля и дозатора-распределителя. Подсоединение к дозатору-распределителю осуществляется через специальное отверстие, закрытое резьбовой пробкой, или через штуцер ЭМФ. Давление замеряется или при работающем двигателе, или только при работающем ЭБН. В последнем случае ЭБН включают напрямую к «плюсовому» проводу аккумуляторной батареи и подводят напряжение непосредственно к клеммам «87» управляющего реле или реле включения ЭБН. Давление измеряют при закрытом вентиле на входе. Для удаления воздушных пробок из шлангов манометр при работающем ЭБН следует опустить как можно ниже.
Возможные причины недостаточного давления топлива в системе топливоподачи могут быть следующие: негерметичность топливных проводов и их соединений; сильное загрязнение фильтра тонкой очистки топлива; недостаточная производительность ЭБН; нарушение настройки регулятора давления топлива в системе.
Причинами повышенного давления подачи топлива являются: повышенное сопротивление в магистрали слива топлива; нарушение регулировки регулятора давления топлива в системе.
Схема подключения контрольного манометра содержит вентиль. Следует отсоединить от рампы топливопровод подвода топлива. Ввернуть в рампу тройник с переходным штуцером. Присоединить манометр с вентилем и шлангами к штуцерам. По собранной схеме измерить проходное управляющее давление.
525
Системы впрыска бензиновых двигателей
Для получения стабильных показаний манометра из схемы контроля удаляется воздух. После затяжки всех соединений при включенной системе питания необходимо несколько раз открыть и закрыть вентиль, опустив манометр с вентилем на соединительных шлангах как можно ниже. После удаления воздуха из системы манометр закрепить в положении, удобном для считывания его показаний.
Управляющее давление регулирует состав рабочей смеси в зависимости от режима работы двигателя: прогрев холодного двигателя; холостой ход и частичные нагрузки; полная нагрузка. При первых двух режимах управляющее давление может быть замерено непосредственно при работающем двигателе. При третьем режиме (полная нагрузка) управляющее давление замеряется косвенно, при неработающем двигателе, но при включенном ЭБН.
Проверить управляющее давление при прогреве холодного двигателя можно двумя способами. Первый способ: запустить холодный двигатель, измерить управляющее давление. Оно может быть в пределах от 0,150 до 0,165 МПа, при этом температура двигателя равна 20~30°С. Второй способ: при неработающем двигателе подсоединить к выводу «87» «плюсовой» провод аккумуляторной батареи, включив таким образом ЭБН. При неработающем холодном двигателе управляющее давление должно быть в пределах 0,05-0,15 МПа. Если измеренное давление ниже нормального, значит неисправен регулятор управляющего давления или (и) нарушен подвод разрежения к нему. Если измеренное давление превышает нормальное, то это указывает на недостаточный слив топлива или на неисправность регулятора управляющего давления. Сливную магистраль проверяют начиная с регулятора давления питания дозатора-распределителя и до бака.
Величина управляющего давления при втором режиме (двигатель прогрет, работа на XX и частичных нагрузках) проверяется при работающем на XX прогретом до рабочей температуры двигателе. Регулятор управляющего давления может быть двух видов - с подводом и без подвода вакуума. В последнем случае его называют регулятором подогрева. При отклонении управляющего давления от нормы у регулятора с подводом вакуума в первую очередь проверяют вакуумную трубку, соединяющую ВТ с регулятором. При исправной трубке приступают к проверке самого регулятора.
Управляющее давление при третьем режиме проверяется при неработающем двигателе, но при включенном ЭБН. При полной
526
Глава 8. Ремонт систем впрыска
нагрузке, как и при неработающем двигателе, к регулятору управляющего давления вакуум не подводится, а производительность (давление в системе) ЭБН не зависит от частоты вращения КВ двигателя. Управляющее давление при описываемом режиме должно быть в пределах 0,27-0,31 МПа. В случае отклонения управляющего давления от нормы в первую очередь проверяют подвод (сброс) вакуума, а затем регулятор управляющего давления.
Проверка величины остаточного давления. Давление в топливной системе является одним из основных ее показателей, определяющих динамические свойства и экономичность автомобиля.
В системах непрерывного впрыска топлива нормальное остаточное давление необходимо по двум причинам. Если остаточное давление слишком низкое или его вообще нет, то нарушается непрерывность потока во всей системе питания двигателя. Отсутствие бензина или местные паровые пробки, образующиеся при пониженном давлении на горячем двигателе, затрудняют пуск двигателя вследствие обеднения рабочей смеси. Если давление слишком высокое, то ЭМФ не выключается, и после остановки двигателя бензин продолжает поступать к впускным клапанам.
При проверке остаточного давления манометр с вентилем подключается точно так же, как и при проверке давления подачи топлива. Чаще всего проверку остаточного давления совмещают с проверкой давления подачи, так как пониженное или повышенное давление подачи вызывает отклонение от нормы и величины остаточного давления. Для измерения давления в большинстве случаев необходим манометр с пределом измерения 0,40-0,45 МПа с набором различных переходников и адаптеров.
На автомобилях, не имеющих клапана, для включения манометра необходим соответствующий по присоединительным размерам тройник. Для включения ЭБН достаточно загнуть соответствующие ножки на колодке реле ЭБН в том случае, если напряжение к силовым контактам реле поступает от выключателя зажигания или другого реле. Необходимо также включить зажигание.
Проверка производительности ЭБН. Производительность ЭБН измеряют в соответствии с приведенной схемой (рис. 8.2), позволяющей использовать топливную магистраль с обратным сливом. Для этого необходимо отсоединить от регулятора давления топлива шланг обратного слива топлива 5. Подсоединяют к штуцеру слива шланг 6, свободный конец которого опускают в
527
Системы впрыска бензиновых двигателей
Рис. 8.2. Принципиальная схема проверки и диаграмма производительности ЭБН
а - схема: 1 - топливный трубопровод; 2 - топливная рампа; 3 - регулятор давления топлива; 4 - вакуумный шланг; 5 - трубопровод возврата топлива; 6 - трубопровод; 7 - мерная мензурка; 8 - форсунка;
б - параметры насоса: 1 - производительность; 2 - потребляемый ток
мензурку 7 объемом не менее 1,0-1,5 л. Включают топливный насос напрямую при отключенном двигателе. Если производительность насоса 120 л/ч (2 л/мин), то в мензурку должно вытечь за 30 с около 900 см3 топлива. При производительности ЭБН 100 л/ч (1,67 л/мин) за 30 с вытекает около 750 см3 топлива. Производительность ЭБН зависит от напряжения в электрической сети автомобиля, уровня топлива в баке и степени износа его деталей. ЭБН имеет большой запас по производительности, поэтому ее снижение из-за износа ЭБН обычно не сказывается на работе системы впрыска. При значительном износе ЭБН он сигнализирует об этом лишь увеличенной шумностью работы.
528
Глава 8. Ремонт систем впрыска
В процессе проверки необходимо включить ЭБН и измерить количество топлива, поступившего в мерную емкость за 30 с. Обычное значение равно 0,75-1,0 л.
При проверке производительности ЭБН отсоединенный конец трубопровода подвода топлива опускают в емкость, вновь включают напрямую ЭБН, через 1 мин. отключают насос. При давлении в магистрали 0,3 МПа в емкости должно оказаться 2,3 л бензина. Напряжение на выводах ЭБН должно быть 12 В, потребляемый ток 7 А.
Если включение ЭБН без запуска двигателя затруднено, то можно осуществить эту процедуру и на работающем двигателе. Это связано с тем, что количество топлива, потребляемого прогретым двигателем на режиме холостого хода, незначительно (практически все топливо перепускается обратно в бак). Однако в этом случае необходимо вынести мерную емкость из подкапотного пространства во избежание случайного воспламенения топлива. Если производительность ЭБН окажется ниже заданной, то следует проверить состояние топливного фильтра и подающую топливную магистраль. Если фильтр и бензопровод технически исправны, то причиной недостаточной производительности может быть разрыв или трещина в подающем топливном трубопроводе внутри топливного бака (для ЭБН погруженного типа). Затем необходимо замерить расход топлива, который должен составлять 0,33 л в течение 15 с.
Регулятор давления проверяют в зависимости от величины давления в системе подачи топлива. Если давление соответствует норме или пониженное, то следует на работающем на холостом ходу двигателе снять вакуумный шланг 4 с регулятора 3. Давление должно увеличиться на 0,05-0,06 МПа. Если этого не произошло, то необходимо кратковременно пережать шланг обратного слива. Увеличение давления топлива до 0,4-0,5 МПа свидетельствует о неисправности регулятора давления. Если при пережатом шланге обратного слива давление не возрастает, следует проверить производительность ЭБН.
Если давление в системе повышено, то следует отсоединить от регулятора шланг обратного слива и временно подсоединить к нему подходящий штуцер с плотно одетым резиновым шлангом, опустив его в емкость. Если давление после пуска двигателя нормализуется, необходимо проверить провод обратного слива. Если бензопровод не засорен и отсутствуют вмятины, то неиспра
529
Системы впрыска бензиновых двигателей
вен регулятор давления. Для контроля остаточного давления необходимо прогреть двигатель до рабочей температуры и выключить его. После минутной паузы давление в системе должно быть не менее 0,1 МПа. Более быстрое падение давления означает утечку топлива, которая может происходить через герметичность в регуляторе давления, в обратном клапане ЭБН, а также в ЭМФ. Характеристика ЭБН приведена в табл. 8.1.
Таблица 8.1
Характеристика ЭБН автомобилей «Волга» ГАЗ-3110
Тип насоса	Производительность ЭБН на свободный слив, л/ч	Давление нулевой подачи, МПа
058464044 (Bosch)	135	0,80
98Т092 (Pirburg)	130	0,85
18.3780 (г.Тюмень)	130	0,30
50.1139 (г.Старый Оскол)	135	0,52
Производительность на свободный слив соответствует справочным данным. Низкое давление ЭБН (г.Тюмень) сопровождается его нагревом и шумностью и работает шесть месяцев.
Проверка форсунок. Характерной особенностью работающих на двигателе форсунок является шум или их вибрация. Эти параметры зависят от частоты вращения КВ и могут быть проверены с помощью стетоскопа.
Подтверждение работоспособности ЭМФ можно получить путем осторожного прикосновения к ним. Если специфические вибрации той или иной ЭМФ отсутствуют, то необходимо проверить исправность соответствующего штекерного разъема ЭМФ, а также прохождение сигнала открытия ЭМФ.
На двигателе без демонтажа ЭМФ можно проверить только сопротивление ее обмотки и измерить сопротивление между ее контактами, которое должно быть 4 или 12-16 Ом. Для более точного контроля технического состояния форсунки (производительности, герметичности, формы конуса распыления) ее необходимо демонтировать. Для этого отсоединить колодку от ЭМФ, снять ее, отвернув крепящие гайки. Для проверки производительности и формы факела распыления топлива ЭМФ следует демонтировать топливный трубопровод в сборе. Под каждой ЭМФ следует расположить мерные емкости, отключить низковольтный разъем от
530
Гпава 8. Ремонт систем впрыска
катушек зажигания, включить зажигание и перевести выключатель зажигания в положение «Стартер».
Подключить ЭБН к топливной емкости через шланг со специальным штуцером и к источнику питания. К штекерному разъему форсунки подсоединить специальный проверочный кабель, один из проводов которого снабжен зажимом, а другой - щупом (проводом).
Проверка производительности. Прежде всего необходимо отсоединить разъемы форсунок. Расположить под проверяемой ЭМФ мерную емкость Далее перемкнуть контакты колодки реле управления системы впрыска и подать от аккумулятора к форсунке питание 12 В (по двум проводам). Измерить расход топлива. Аналогичным образом проверяют другие ЭМФ и сравнивают количество топлива, поданное каждой ЭМФ. Расход топлива приблизительно равен 2,0±0,25 л за 60 с.
Проверка формы факела. Для проверки формы факела распыления топлива ЭМФ необходимо демонтировать распределительный трубопровод в сборе. Под форсунку подставить соответствующую емкость и включить зажигание, не пуская двигатель. Отключить низковольтный разъем от катушек зажигания. Включить зажигание и перевести выключатель в положение «Стартер».
Подключить шунтирующий провод к контактам колодки диагностики. Подключить проверочный кабель к аккумуляторной батарее и проверить, обладает ли струя впрыскиваемого топлива необходимой формой. Сравнить форму факела распыления форсунок. Незначительное отклонение формы факела одной из ЭМФ от других означает ее неисправность.
Закрепить ЭМФ над мензуркой и включить ее. Проверить угол конуса распыления топлива и производительность ЭМФ, которые должны быть соответственно около 80° и 93± 11 см3/мин при давлении топлива в системе 0,3 МПа и (85+10) см3/мин при давлении топлива 0,25 МПа.
Проверка герметичности. Отсоединить проверочный кабель от аккумуляторной батареи. В течение 1 мин. при давлении 0,3 МПа допускается вытекание не более 1 капли топлива. По окончании проверки подсоединить проверочный кабель.
Если ЭМФ не открывается или негерметична, то ее следует заменить. У рабочих ЭМФ следует проверить герметичность и равномерность впрыскивания топлива. Для проверки герметичности ЭМФ после остановки двигателя следует извлечь их из гнез
531
(Ы&гемы впрыска бензиновых двигателей
да. При остаточном давлении топлива в системе из распылителей ЭМФ в течение 15 с не должно вытекать топливо. При перебоях в работе двигателя проверить равномерность впрыскивания Tonjftn-ва ЭМФ,"предварительно удостоверившись в соответствии компрессии в цилиндрах требуемому значению. ЭМФ вывернуть из гнезд и поместить в мензурки.
Негерметичность форсунки приводит к повышенному расходу топлива, плохому пуску двигателя, троению или детонации на холостом ходу. Диагностируется путем замера СО, на нормальном работающем двигателе значение СО не должно превышать 0,3%. Одна негерметичная форсунка дает прибавку в показаниях СО примерно 1,0-1,5%.
Проверка равномерности подачи. Необходимо включить ЭМФ до наполнения мензурок, затем вылить топливо из мензурок и снова проверить форсунки, пока уровень топлива в мензурках не достигнет примерно 14 см3. При этом разница между большим и меньшим объемами топлива в мензурках не должна превышать 15%. Если в какой-либо мензурке эта разница окажется больше, то ЭМФ следует заменить на новые и снова проверить равномерность впрыскивания топлива ЭМФ. При отсутствии новой ЭМФ следует произвести перестановку форсунок и вновь проверить равномерность впрыскивания топлива. Если снова обнаружится большая разница по уровню топлива в мензурках, то необходимо проверить регулятор XX.
Проверка сопротивления. Отсоединить штекер от форсунки и измерить омметром сопротивление между ее контактами. Сопротивление обмотки исправной ЭМФ, измеренное между ее контактами, при температуре 20°С составляет 3-4 или 13-16 Ом.
Импульсы, управляющие работой ЭМФ, формируются при открытии дроссельной заслонки (20 импульсов, равнорасположенных в пределах угла от закрытого положения заслонки до 60°). Длительность этих импульсов зависит от скорости открытия дроссельной заслонки. На ЭМФ поступает сигнал в виде уровня напряжения, практически равного напряжению питания при пониженных температурах жидкости в системе охлаждения во время старта двигателя. Время поступления сигнала, т.е. продолжительность открытого состояния ЭМФ, зависит от продолжительности старта, паузы между повторными стартами и температуры жидкости.
При снятии ЭМФ следует соблюдать осторожность, чтобы не повредить штекеры соединителя и распылители. ЭМФ не разби
532
Гпава 8. Ремонт систем впрыска
рается. Не допускается погружение ее в моющие жидкости, так как она содержит электрические узлы. Не допускается попадание моторного масла во внутрь ЭМФ. Через 50-60 тыс. км эксплуатации автомобиля форсунки следует отремонтировать. В корпусе ЭМФ размещен пластмассовый фильтр с очень мелкой сеткой. Фильтр удерживается в корпусе разрезным пружинным кольцом, которое в свою очередь упирается в четыре выступа в корпусе (корпус деформирован в четырех точках). Далее в корпус помещают клапан с седлом, пружиной и другими деталями. Окончательная операция сборки ЭМФ - завальцовка нижней кромки корпуса. ЭМФ представляет собой неразъемный узел и в случае отказа его можно только заменять на новый.
ЭМФ с кольцом запрессовывают в латунный держатель, ввернутый в головку блока цилиндров. На держателе специальных ЭМФ размещен пластмассовый наконечник, при помощи которого организуется поток воздуха вдоль форсунки - изнутри воздух поступает через специальный канал в головке блока к двум отверстиям диаметром 3 мм в держателе.
Небольшое превышение усилия приводит к разрушению пластмассового наконечника. Резиновое кольцо удерживает ЭМФ в держателе, обеспечивая при этом подвижность, и одновременно является уплотнителем, препятствующим подаче наружного воздуха.
Уплотнительное кольцо со временем твердеет (старение резины) и изнашивается, в результате возможен подсос наружного воздуха со всеми нежелательными последствиями: затрудненный пуск, потеря мощности, перегрев двигателя.
Извлекать ЭМФ из держателя удобнее всего при помощи специального съемника. Для этого навинчивают гайку на ЭМФ и вращают ее. Если при вращении гайки одновременно начинает вращаться ЭМФ, то надо поджать ЭМФ через кольцо к держателю, используя отверстие в гайке. Затем ЭМФ извлекают с помощью воротка, вставленного в отверстие гайки, навернутой на ЭМФ.
8.4.	РАЗБОРКА СИСТЕМ ВПРЫСКА ТОПЛИВА
Для снятия компонентов систем впрыска автомобиль необходимо установить на осмотровую канаву или эстакаду с общим и местным освещением. Для предохранения внешних поверхностей передних крыльев от повреждений при проведении работ следует закрыть их фартуками из мешковины. Затем слить охлаждающую
533
Системы впрыска бензиновых двигателей
жидкость из системы охлаждения двигателя, открыв краники на радиаторе и блоке цилиндров. Пробка расширительного бачка должна быть снята, а краник отопителя следует открыть.
Работы, проводимые с левой стороны автомобиля. Отсоединяют разъемы и клеммы проводов от катушек зажигания и датчиков положения распределительного вала (датчика фазы), указателя давления масла, сигнальной лампы аварийного давления масла, сигнальной лампы перегрева охлаждающей жидкости, указателя температуры охлаждающей жидкости, температурного состояния двигателя. Отсоединяют шланги радиатора от водяного насоса и крышки термостата, снимают корпус термостата в сборе, освобождают жгут проводов из скоб на левой стороне крышки клапанов и откидывают его с двигателя.
Работы, проводимые с правой стороны автомобиля. Отсоединяют провода от генератора и стартера, отсоединяют разъемы проводов от электромагнитных ЭМФ, РХХ, датчиков расхода воздуха, положения дроссельной заслонки, детонации, температуры ВТ, положения КВ (датчика синхронизации).
Отсоединяют шланги от воздушного фильтра и дроссельного патрубка и снимают их в сборе с датчиком расхода воздуха. Отсоединяют шланги вентиляции картера и шланги подогрева дроссельного патрубка. Отсоединяют шланги регулятора холостого хода, снимают регулятор холостого хода и ВТ в сборе с ресивером и топливным проводом двигателя. Отсоединяют два шланга отопителя и шланг масляного радиатора от двигателя. Отсоединяют шланг подвода топлива от топливного провода двигателя и шланг отвода топлива от регулятора давления, предварительно уменьшив давление в системе топливоподачи. Отсоединяют трос от сектора привода воздушной дроссельной заслонки и наконечник троса от кронштейна на ресивере. Отсоединяют шланг разрежения от пневмомеханического клапана рециркуляции и шланг от ресивера к электромагнитному клапану управления рециркуляции. Освобождают жгут проводов из скоб на правой стороне крышки клапанов и откидывают его с двигателя.
Работы, проводимые спереди автомобиля. Отсоединяют провода от датчика включения электрического вентилятора. Отсоединяют и снимают шланги от радиатора. Отвертывают болты крепления радиатора и снимают его в сборе с электрическим вентилятором, предварительно отсоединив от него провода. Зацепляют двигатель за грузовые проушины и натягивают цепь тали.
534
Гпава 8. Ремонт систем впрыска
Работы, проводимые внутри кузова автомобиля. Снимают вставку консоли переднюю при помощи отвертки, поднимают резиновый уплотнитель рычага коробки передач,отвертывают колпак, расположенный на горловине механизма переключения передач, вытягивают рычаг вверх, закрывают отверстие в горловине чистой салфеткой.
Работы, проводимые снизу автомобиля. Отсоединяют оттяжную пружину и трос от промежуточного рычага привода ручного тормоза, отсоединяют провод от картера сцепления, отвертывают два болта крепления рабочего цилиндра привода выключения сцепления и отсоединяют цилиндр от картера сцепления. Отсоединяют вал спидометра от коробки передач. Снимают дополнительное крепление приемных труб выпуска ОГ и отсоединяют их от двигателя.
8.5.	РЕМОНТНЫЙ КОМПЛЕКТ СИСТЕМ ВПРЫСКА
Для современных ДВС фирмой ООО «РЕАМ-РТИ» разработан универсальный ремонтный комплект для форсунки систем впрыска двигателей. Ремонтный комплект включает фильтр форсунки (1 шт.), термозащитный колпачок (1 шт.) и уплотнительное кольцо (2 шт.). Фильтр форсунки изготовлен по прогрессивной технологии из проволочного проницаемого материала и обладает высоким эффективным, надежным и регенерируемым свойством. Термозашитный колпачок выполнен из полиформальдегида. Уплотнительное кольцо выполнено из маслобензостойкой резины марки РС-26-ч.
Глава 9. БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ И ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ СИСТЕМ ВПРЫСКА
9.1.	МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ
При работе с автомобильными электронными системами необходимо соблюдать требования правильного подключения, демонтажа, сборки, диагностики элементов системы и узлов двигателя. Выполнение этих требований предотвращает возможность внесения дополнительных неисправностей при проведении диагностики и ремонта автомобиля.
Для предотвращения травм или повреждений автомобиля в результате случайного пуска двигателя необходимо отсоединять провод от клеммы «минус» аккумуляторной батареи до проведения обслуживания и присоединять его после завершения ремонтных работ.
Перед обслуживанием топливной аппаратуры необходимо сбросить давление в системе подачи топлива.
Подключение аккумулятора без надежного включения контакта не допускается. При работающем двигателе не допускается отключение аккумулятора от бортовой сети автомобиля. Перед проверкой напряжения электронных компонентов необходимо убедиться в том, что аккумуляторная батарея полностью заряжена. При зарядке от внешнего источника аккумулятор должен быть отключен от бортовой сети. Не допускается подвергать блок управления воздействию температуры свыше 80°С, например, в сушильной камере.
Конструкция соединителей жгута проводов системы управления двигателем предусматривает их подключение только при определенной ориентации. При правильной ориентации соединители подключаются без усилия. Подключение системы при неправильной ориентации может привести к выходу из строя соединителя, модуля или другого элемента системы.
Подключение или отключение соединителей ЭБУ при включенном зажигании не допускается. Перед проведением электросварочных работ на автомобиле следует отсоединить разъединить разъем ЭБУ, а также отсоединить провода от выводов аккумуляторной батареи.
536
Гпава 9. Безопасность технологических процессов
диагностирования и технического обслуживания систем впрыска
Не рекомендуется пускать двигатель от постороннего источника питания напряжением более 12 В. Нельзя допускать нагрев двигателя свыше 65°С в рабочем состоянии. Сушку автомобиля в сушильной камере (после покраски) производить в течение не более 20 мин. при температуре не свыше 80°С. При воздействии более высоких температур необходимо снять ЭБУ с автомобиля.
Для исключения коррозии контактов при очистке двигателя паром не следует направлять сопло на элементы системы впрыска топлива. Для исключения ошибок и повреждения исправных узлов не допускается применение контрольно-измерительного оборудования, не указанного в диагностических и технологических картах.
Измерение напряжения выполнять с помощью вольтметра с номинальным внутренним сопротивлением 10 МОм/B. Провода и их соединения контрольной лампой проверять не следует. Если в технологических картах контроля электрических цепей системы управления предусмотрено применение пробника с контрольной лампочкой, то необходимо использовать лампу небольшой мощности. Применение таких ламп, например, от фары автомобиля, не допускается. Если конкретный тип пробника не оговаривается, то необходимо путем простейшей проверки лампы убедиться в безопасности ее применения для контроля цепей системы управления. В этом случае необходимо соединить точный амперметр (цифровой мультиметр с высоким сопротивлением) последовательно с лампой пробника и подать на цепь лампы/амперметра питание аккумулятора. Если амперметр покажет силу тока меньше 0,25 А, то применение лампы безопасно, если больше 0,25 А - опасно.
Элементы электроники систем управления рассчитаны на очень низкое напряжение и уязвимы для электростатических разрядов. Статический заряд, не превышающий 100 В, может вызвать повреждение отдельных элементов электроники. Для сравнения: человек может даже не почувствовать электростатический разряд 4000 В, получаемый за счет трения и индукции.
Электронная система зажигания - система большой энергоемкости. Поэтому при работающем двигателе запрещается прикасаться к составным ее частям, а также снимать наконечники прокладок с клемм аккумуляторной батареи. В РХХ возникающее при этом усилие может повредить зубцы червячного привода. Кроме того, запрещается опускать РХХ в растворитель.
Для предотвращения повреждения электростатическим зарядом запрещается прикасаться контактных штырей соединителей
537
Системы впрыска бензиновых двигателей
или элементов печатной платы электронного блока управления, снимать металлический корпус ЭБУ, извлекать микросхемы, например, ОЗУ, ППЗУ из ЭБУ. Для предотвращения повреждений ЭБУ при отсоединении провода от аккумуляторной батареи или жгута проводов от ЭБУ, а также при замене предохранителя ЭБУ зажигание должно быть выключено. Кроме того, зажигание также должно быть выключено при отключении или подключении питания поврежденного ЭБУ.
Чтобы при проверке и регулировке системы управления не получить травм и не вывести из строя компоненты электронной системы, необходимо соблюдать меры особой предосторожности. Не допускается работа двигателя при плохо закрепленных проводах на выводах аккумуляторной батареи. Не следует отключать аккумуляторную батарею и разъединять разъем ЭБУ при работающем двигателе. При зарядке аккумуляторной батареи на автомобиле не надо отсоединять провода от ее выводов.
Перед проверкой компрессии в цилиндрах двигателя для предотвращения попадания топлива в цилиндры необходимо отсоединить колодки проводов от форсунок. Использование негерметичной форсунки на реальном двигателе приводит к увеличению расхода топлива и повышению выбросов СО и CmHn.
Во всех случаях перед измерением внутреннего сопротивления элементов системы необходимо отключать аккумуляторную батарею. Во время работ на электрооборудовании автомобиля следует принимать меры против возникновения дугового разряда. При проведении таких проверок запрещено подключать штекеры проводов измерительных приборов непосредственно к выводам разъемов. Приборы необходимо строго присоединять к проводам, идущим к соответствующим выводам, сдвинув защитный чехол разъема. При разъединении и соединении разъемов во всех случаях проверять состояние их выводов и фиксирующей защелки, а также наличие резиновой уплотнительной прокладки.
Прежде чем приступать к проверке датчиков и исполнительных органов системы управления, следует проверить исправность цепи пуска двигателя, включая аккумуляторную батарею, электрические провода и их соединения и стартер, а также проверить исправность свечей зажигания и соответствие их требуемой марке. Затем следует проверить герметичность топливопроводов, их соединений и уплотнительных деталей, чистоту и правильность установки топливного фильтра, наличие в баке достаточного ко
538
Глава 9. Безопасность технологических процессов
диагностирования и технического обслуживания систем впрыска
личества топлива требуемой марки, а также проверить шланги системы вентиляции картера на пережатие и улавливание паров топлива и на герметичность.
Проверка воздушного тракта двигателя включает проверку герметичности трубопроводов и уплотнительных деталей (прокладки впускного трубопровода, корпуса дроссельной заслонки и др.), чистоты и правильности установки воздушного фильтра, затяжки хомутов крепления воздуховодов.
Проверка регулировки троса привода управления подачей топлива включает оценку возврата дроссельной заслонки на упор системы XX, полного хода заслонки от упора до упора при нажатии на педаль дросселя.
Проверка герметичности системы вакуумного усилителя тормозов и исправность его обратного клапана включает оценку исправности двигателя, компрессии, зазоров в механизме привода клапанов, правильности установки фаз газораспределения, целостность прокладки головки цилиндров.
Контакты ползунка, жестко связанные с осью дроссельной заслонки, со временем вырабатывают глубокие следы на дорожках пластины. В этом случае датчик выдает ложные для ЭБУ сигналы. Подбор необходимой пасты и технология ее нанесения на пластину позволяют повысить надежность работы датчика.
Диагностирование системы управления двигателем с электронным впрыском топлива осуществляется достаточно просто при соблюдении основных правил проведения технологических операций. Оператор должен обладать необходимыми знаниями базовых понятий электротехники и навыками чтения простых электрических схем систем впрыска. Кроме того, он должен иметь определенный опыт работы с цифровым мультиметром.
Во время ремонта следует соблюдать общие правила. При демонтаже элементов системы впрыска следует отключить минусовой вывод аккумуляторной батареи. Не допускается отключать выводы аккумуляторной батареи или разъединять разъемы ЭБУ при работающем ДВС.
9.2.	ПОРЯДОК СБРАСЫВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ В СИСТЕМЕ ПОДАЧИ ТОПЛИВА
Для обеспечения безопасности технологических процессов следует включить нейтральную передачу, затормозить автомобиль стояночным тормозом. Затем отсоединить провода от элект
539
Системы впрыска бензиновых двигателей
рического бензонасоса, запустить двигатель и дать ему поработать на режиме XX до остановки из-за выработки топлива в системе топливоподачи. Включить стартер на 3 с для стравливания давления в трубопроводах. После этого можно безопасно работать с системой подачи топлива. После стравливания давления и завершения работ присоединить провода к ЭБН.
Модуль зажигания следует проверить на наличие искры. В процессе проверки нельзя оставлять высоковольтный провод без нагрузки в момент прокрутки двигателя без свечи зажигания, т.е. нарушение технологического процесса может повредить модуль.
9.3.	МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ДИАГНОСТИРОВАНИИ
Проведение диагностических работ на автомобиле требует соблюдения ряда специфических операций. При работе с электронными системами необходимо соблюдать требования правильного подключения, демонтажа, сборки, диагностики элементов системы и узлов двигателя. Перед демонтажом любых элементов системы, связанных с ЭБУ, необходимо отсоединить провод «массы» от аккумуляторной батареи. Пуск двигателя без надежного подключения аккумуляторной батареи не допускается. Необходимо контролировать надежность контакта жгутов проводов и поддерживать полную чистоту клемм аккумуляторной батареи.
При выходе из строя регулятора дополнительного воздуха в комбинации приборов загорается контрольная лампа и нарушается нормальная работа двигателя на холостом ходу. Исправность регулятора XX можно проверить, подавая на его обмотки напряжение 12 В. При подаче напряжения на одну пару выводов заслонка должна открыть отверстие регулятора, а при подаче напряжения на другую пару выводов заслонка должна закрыть отверстие. Сопротивление каждой обмотки должно быть в диапазоне 10-14 Ом. Более качественная проверка работы регулятора дополнительного воздуха проводится прибором ДСТ-2М при работающем двигателе.
Не допускается отключение аккумулятора от бортовой сети автомобиля при работающем двигателе. При зарядке от внешнего источника аккумулятор должен быть отключен от бортовой сети.
Очистить оперативную память ЭБУ, т.е. стереть коды временных неисправностей, можно путем обесточивания системы электроснабжения. Для этого на несколько минут снимают одну из клемм с аккумуляторной батареи. ЭБУ не имеет регулировок, поэ
540
Глава 9. Безопасность технологических процессов
диагностирования и технического обслуживания систем впрыска
тому в эксплуатации не следует без необходимости снимать клемму с аккумулятора. В этом случае ЭБУ, оставшись без питания, многие параметры теряет, оперативная память стирается. ЭБУ необходимо определенное время для прогрева двигателя до рабочей температуры, чтобы восстановить утерянную информацию. Если при ремонте понадобится обесточить ЭБУ, то следует выполнить эти операции не раньше, чем через 30 с после выключения двигателя.
9.4.	ТРЕБОВАНИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ С ТЕСТЕРОМ
В процессе проведения технического обслуживания и ремонта не рекомендуется подключать и отключать тестер при включенном зажигании из-за возможных скачков напряжения, которые могут привести к повреждению тестера или электронной системы автомобиля. Не допускается работа тестера при повышенном напряжении питания 16-18 В более 0,5 ч. Не допускается изменение полярности источника питания.
9.5.	ОБЩИЕ ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОЙ РАБОТЫ
Прежде чем снимать любые узлы системы управления впрыска топлива, необходимо выключить зажигание и отсоединить электрический провод от клеммы «минус» аккумуляторной батареи. При работе с ППЗУ ЭБУ нельзя дотрагиваться до выводов электрической схемы.
Категорически запрещается пуск двигателя от внешнего источника питания напряжением свыше 12 В, например, с помощью пускового зарядного устройства с установленным напряжением 16 В или даже 12 В при отключенной аккумуляторной батарее.
Аккумуляторную батарею при работающем двигателе отключать категорически запрещается. Не следует присоединять даже на мгновение батарею или пусковое зарядное устройство в неправильной полярности. Нельзя запускать двигатель при незакрепленных проводах на аккумуляторе. При зарядке аккумулятора от быстрозарядного устройства следует отключать аккумулятор от бортовой сети. Нельзя использовать быстрозарядное устройство для запуска двигателя.
Высоковольтные провода зажигания не следует отсоединять при работающем двигателе или прокрутке стартера. Электрон-
541
Системы впрыска бензиновых двигателей
ный блок управления и другие узлы системы впрыска не следует присоединять или отсоединять при включенном зажигании.
Прежде чем проверить систему впрыска, надо убедиться в том, что система зажигания работает нормально.
Разъем основного ЭБУ не следует отсоединять ранее, чем через 30 с после выключения зажигания. Полярность включения топливного насоса изменять категорически запрещается. При измерении компрессии необходимо отсоединить катушку зажигания, ЭБУ и ЭБН.
Категорически запрещается проверять электрические цепи на «искру», замыкая их на корпус. Современные системы зажигания создают очень высокое вторичное напряжение с крутыми фронтами импульсов, что может повредить здоровью. При замене электронных узлов седует проверить соответствие типа заменяемой детали: внешнее сходство не гарантирует одинаковых электрических параметров.
Не рекомендуется заправляться топливом на сомнительных станциях АЗС. Использование качественного бензина продлит срок службы форсунок и нейтрализатора. При проведении ремонтных работ не допускать засорения топливной системы. Нарушение герметичности уплотнительных колец форсунок может привести к пожару. При установке форсунок на двигатель уплотнительные кольца рекомендуется заменять на новые. Для облегчения монтажа колец их следует смазать моторным маслом.
При температуре свыше +80°С (сушка в камере после окраски) следует снимать электронный блок.
При проверке компрессии следует отключать питание реле ЭБН, для чего отключить основное реле системы впрыска. Реле расположено в релейной коробке слева в моторном отсеке.
При замене деталей необходимо сбросить давление в системе, так как система находится под давлением. Для этого надо осторожно отсоединить подающий топливопровод и проложить тряпку вокруг него. Если двигатель простоял несколько часов, то давление само сбрасывается за это время.
9.6.	ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ЭЛЕКТРОННЫМ СИСТЕМАМ ТОПЛИВОПОДАЧИ
Электрооборудование современного автомобиля содержит свыше сотни изделий, насчитывающих до 1500 контактов, до 1 км
542
Глава 9. Безопасность технологических процессов
диагностирования и технического обслуживания систем впрыска
соединительных проводов. Стоимость электрооборудования составляет 25% стоимости самого автомобиля.
Электронное оборудование должно сохранять работоспособность при изменении температуры подкапотного пространства от -60 до +90°С. Система питания должна выдерживать температурные удары, например, попадание струи холодной воды на нагретые приборы при мойке автомобилей. Предпочтительным командным параметром системы питания является расход воздуха, регистрируемый расходомером. Резервная система расхода воздуха включает сигналы датчиков положения дроссельной заслонки, давления во впускном тракте и частоты вращения КВ двигателя.
Место соединения наконечников свечей и проводов должно иметь надежную защиту в виде резиновых чехлов с хорошей электрической изоляцией.
Пленочные пассивные элементы схемы, а также конденсаторы малой емкости могут быть выполнены путем тонко- или толстопленочной технологии.
Срок службы базовых электронных приборов должен соответствовать продолжительности эксплуатации автомобиля. Стоимость электронных приборов должна быть сопоставимой с традиционными функциональными электромеханическими и механическими приборами.
Современный автомобильный двигатель должен быть оборудован МКСУД, сохраняющей работоспособность электронных устройств в условиях вибрации, а также при аварийном режиме. Последнее связано с одновременным отключением потребителей аккумуляторной батареи, обрывом и отключением отдельных проводников, а также с подключением батареи обратной полярности.
По способу организации подачи топлива система может быть центральной или распределенной. ЭБУ должен осуществлять управлением подачей топлива по различным критериям топливно-энергетических и экологических параметров двигателя. Он должен обеспечивать прием и обработку сигналов, поступающих от датчика положения дроссельной заслонки и датчика частоты вращения КВ двигателя.
ЭБН должен формировать оптимальные параметры сигналов управления ЭМФ необходимой частоты и скважности, обеспечивающие устойчивую работу двигателя при частоте вращения его КВ в диапазоне 700-6000 мин1. ЭБН должен обладать высокой износоустойчивостью. Для обеспечения износоустойчивости
543
Системы впрыска бензиновых двигателей
крышки ЭБН со стальными цилиндрическими роликами должны быть выполнены из упрочненного материала.
ЭБН конструктивно должен быть выполнен в варианте, пригодном для установки его в бензиновом баке или вне его. Система топливоподачи должна иметь резервную систему управления. Предпочтительным вариантом ЭБН может быть конструкция, выполненная без обратной сливной магистрали. При обычной установке ЭБН ниже топливного бака сальники должны быть герметичны как при его вращении, так и при остановке. ЭБН должен быть простым и дешевым и не требовать постоянного ухода.
ЭБУ должен выдавать на панель индикации интегральный сигнал, позволяющий оценить оптимальный расход топлива в зависимости от частоты вращения КВ, угла поворота дроссельной заслонки и нагрузки двигателя. ЭБУ должен содержать ППЗУ, ОЗУ и электрически программируемое запоминающее устройство (ЭПЗУ) и иметь встроенную систему диагностики. Элементы ЭБУ, работающие под нагрузкой, должны быть прикреплены непосредственно к металлическим элементам корпуса для улучшения отвода теплоты. Необходимо снабдить ЭБУ сигнальной лампой, извещающей достижение критической неисправности.
Функции диагностики выполняет ЭБУ. Он должен получать информацию о положении и частоте вращения КВ, массовом расходе воздуха, температуре охлаждающей жидкости, положении дроссельной заслонки, содержании кислорода в ОГ, детонации, напряжении в бортовой сети, скорости автомобиля, положении распределительного вала, а также сигналы на включение кондиционера и иммобилизатора. Он определяет наличие неисправностей, сохраняет коды, обозначающие характер неисправностей и помогающие техническому персоналу выполнять ремонт. Информация в ППЗУ должна быть энергонезависимой, а в ОЗУ - энергозависимой. Объем памяти ОЗУ минимальный и составляет 5-10 кбайт, а ППЗУ - 500-600 кбайт. ЭБУ необходимо размещать в зоне отсутствия вибраций, повышенной температуры и влажности.
Датчик положения дроссельной заслонки должен вырабатывать сигнал, идентифицирующий угол поворота дроссельной заслонки в пределах 0-90°. Система должна обеспечивать надежное измерение угла поворота дроссельной заслонки при количестве полных циклов открытия-закрытия заслонки не менее 1 млн.
Датчик частоты вращения КВ должен обеспечивать выдачу сигнала изменения угла поворота дроссельной заслонки в ЭБУ.
544
Глава 9. Безопасность технологических процессов
диагностирования и технического обслуживания систем впрыска
На основе импульсов напряжения в первичной цепи системы зажигания он формирует код числового значения частоты вращения КВ двигателя в интервале 0-8000 мин1. Датчик частоты вращения КВ двигателя должен быть реализован в виде функционального узла ЭБУ. Конструктивно он должен содержать автономный привод непосредственно от оси дроссельной воздушной заслонки.
Системе впрыскивания топлива необходимо быть надежной и работоспособной при снижении напряжения до 7-8 В. Система впрыска должна быть снабжена иммобилизатором - устройством, запрещающим пуск двигателя в случае несанкционированного доступа.
9.7.	ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЯ ПРИ РАБОТЕ С ЭЛЕКТРОННЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ АВТОМОБИЛЯ
При работе с электронным оборудованием автомобиля следует проверить топливные трубопроводы и соединения в моторном отсеке в области топливного насоса на топливном баке на отсутствие повреждений, изгибов или перекручивания патрубков, внешних утечек. Проверка сохранения величины давления в топливной системе выполняется во время процедур контроля давления.
Провода. В процессе диагностирования следует проверить состояние электрических проводов и соединений кабелей всех компонентов топливной системы на отсутствие обрывов или короткого замыкания на «массу», а также убедиться в отсутствии коррозии. При этом надо быть внимательным, чтобы не перепутать соединения кабелей. Следует обращать особое внимание на цвет кабельных соединений и соединений корпуса.
Электронные системы зажигания отличаются от традиционных систем повышенным вторичным напряжением. Нельзя прикасаться к высоковольтному оборудованию двигателя. Неаккуратное обращение с высоковольтными проводами может сопровождаться электрическим ударом или ожогом. Лицам с больным сердцем или с кардиостимулятором категорически не рекомендуется находиться вблизи работающего электрооборудования. Обрыв в высоковольтной цепи может повредить блок управления и другие электронные компоненты. Если в высоковольтной цепи появляется зазор, который не может преодолеть искра, то напряжение начинает искать другие пути и не исключено, что это окажется путь в ЭБУ.
545
Системы впрыска бензиновых двигателей
В процессе технических воздействий не следует отключать разъемы блока управления и усилитель зажигания, не выключив предварительно зажигание. От блока управления можно без опасения отключать датчики и исполнительные устройства не только при включенном зажигании, но даже и при работающем двигателе.
Многие аудиоустройства автомобилей защищены охранным кодом. Если отключить питание такого устройства, то его код защиты и все настройки пропадут. Для последующего пользования радиоприемником нужно ввести его защитный код. Об этом следует помнить, если требуется отключить аккумулятор для его замены, зарядки или каких-либо ремонтных работ.
При подключении щупов вольтметра или омметра к контактам разъема следует быть внимательным, чтобы не замкнуть соединительные контакты. Надо пользоваться щупами с тонкими наконечниками и изолировать временно соседние контакты, если нет полной уверенности, что они не могут быть случайно задеты. Некоторые разъемы имеют позолоченные контакты - обращаться с такими контактами надо особенно деликатно, чтобы не повредить тонкое защитное покрытие.
При измерении напряжения на элементах блока управления и электронных устройств не рекомендуется пользоваться вольтметром с входным сопротивлением меньше 10 МОм. Для того чтобы не повредить мультиметр или элемент электронных систем автомобиля, следует переключать прибор на нужный диапазон до присоединения щупа к элементам систем.
При измерении сопротивлений в цепях надо убедиться, что зажигание выключено. Нельзя пользоваться омметром для измерения сопротивлении внутри блока управления. В лучшем случае результаты измерений будут бессмысленными, а в худшем случае можно вывести из строя блок управления.
При отключении аккумулятора рекомендуется начинать с отрицательной клеммы, а затем только отключать положительную. Не следует пользоваться зарядным устройством, а также иным источником постоянного тока с напряжением выше 16 В для пуска двигателя. При зарядке аккумулятора от зарядного устройства надо отключать клемму аккумулятора от бортовой сети. Следует поддерживать аккумулятор в заряженном состоянии и ни в коем случае не пользоваться разряженным аккумулятором для пуска двигателя, даже если он при этом заведется. Плохое состояние
546
Глава 9. Безопасность технологических процессов
диагностирования и технического обслуживания систем впрыска
любых элементов электрооборудования может нанести вред блоку управления.
При пуске двигателя от постороннего источника надо пользоваться защищенными соединительными проводами. Если соединительные провода не защищены, а соединения с «массой» на автомобиле окажутся в плохом состоянии, можно испортить ЭБУ.
Все системы впрыска топлива работают под повышенным давлением. Поэтому при работе с топливной системой надо соблюдать все меры противопожарной безопасности и держать под рукой огнетушитель. Перед тем как отсоединять штуцеры или шланги топливной системы, нужно сбросить давление в системе.
Некоторые диагностические процедуры, такие, как поворот КВ, определение цилиндровой мощности, сопровождаются выбросом несгоревшего топлива из цилиндров. Это может нанести вред каталитическому преобразователю. Поэтому такие испытания надо проводить как можно быстрее и чередовать их с работой двигателя на повышенных оборотах холостого хода по крайней мере в течение 30 с. Если двигатель находится в нерабочем состоянии, то для проведения подобного рода работ следует отсоединить на время катализатор. Накопившееся в катализаторе топливо не только наносит вред самому катализатору, но оно может взорваться, когда температура в выхлопной системе достигнет определенного уровня.
Катализатор рассчитан на температуру не выше 300°С, после чего он может оплавиться. Оплавление катализатора не только выведет из строя сам катализатор, но и закупорит выхлопную систему. Причиной повышения температуры в катализаторе свыше допустимой могут быть перебои зажигания и иные неисправности двигателя, в результате которых несгоревшее топливо попадает в катализатор и там догорает.
Перед выполнением любых электросварочных работ на автомобиле нужно обязательно отключить все элементы электронных систем. Блок управление нельзя подвергать воздействию температуры свыше 80°С. Если необходимо поместить автомобиль в сушильную камеру после окраски или выполнять какие-либо сварочные работы вблизи блока, надо отключить его и снять с автомобиля.
При проверке компрессии в цилиндрах по возможности приведите в нерабочее состояние систему зажигания и систему подачи топлива.
547
Системы впрыска бензиновых двигателей
На автомобилях, оборудованных датчиками Холла, следует соблюдать следующие дополнительные меры предосторожности: не подключать к отрицательному выводу катушки зажигания конденсатор или подавитель помех; при отказе системы зажигания и необходимости буксировки автомобиля сначала отсоединить выводы датчика Холла от распределителя и от усилителя зажигания; при повороте двигателя, например, для проверки компрессии, отключить вывод датчика Холла. Кроме того, необходимо выполнить и все прочие меры предосторожности, указанные выше. Не запускать топливный насос, в том числе в обход реле, если топливный бак пуст. Насос может перегреться и выйти из строя.
Многие современные автомобили оснащены системой безопасности, включающей в себя подушки безопасности, расположенные в рулевом колесе и в лицевой панели со стороны пассажира. При выполнении ремонтных работ в зоне расположения проводов системы безопасности необходимо соблюдать особую осторожность. На некоторых автомобилях провода системы безопасности расположены под приборной панелью, а также в кожухе рулевой колонки рядом с проводами системы управления двигателем. Неосторожное обращение с проводами системы безопасности может привести к ее аварийному срабатыванию либо, наоборот, к отказу системы безопасности в случае действительной аварии.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Акопян С.И. Двигатели внутреннего сгорания с впрыском топлива и электрическим зажиганием. - М.: Машгиз, 1945. - 120 с.
2.	Жегалин О.И., Патрахальцев Н.Н. и др. Каталитические нейтрализаторы транспортных двигателей. - М.: Машиностроение, 1979. -80 с.
3.	Чапчаев А.А., Исавнин Г.С. Система непрерывного впрыска бензина во впускную трубу для двигателей с искровым зажиганием. - М.: НАМИ ОНТИ, 1962. - 88 с.
4.	Покровский Г.П. и др. Электронное управление автомобильными ДВС. - М.: Машиностроение, 1994. - 336 с.
5.	Федоров П.В. Исследование возможности повышения экономичности бензиновых двигателей за счет оптимального дозирования топлива средствами электроники. - М.: МАМИ, 1965. - 19 с.
6.	Motor-Elektronik. Robert Bosch GmbH, Stuttgart, 1990.
7.	Motormanagement Motronic. Robert Bosch GmbH, Stuttgart, 1993.
8.	Будыко Ю.И. Аппаратура впрыска легкого топлива автомобильных двигателей. - М.: Машиностроение, 1982. - 144 с.
9.	Покровский Г.П. Электроника в системах подачи топлива автомобильных двигателей. - М.: Машиностроение, 1990. - 176 с.
10.	Sachse. Flussiggasantrib fur franzosischen Kleiliefwagen. «Krraftfahr-zeug-technik», 1980. - №9. - c. 283.
11.	Карунин А.Л., Ерохов В.И. Система центрального впрыска газа для двигателя внутреннего сгорания. Патент МПК F-02M 21/00, F02M 13/08 №2120052. - 1997.
12.	Карунин А.Л. Система центрального впрыскивания газового топлива / Труды МАМИ. - 1999.
13.	Автомобильный справочник / Пер. с англ. - М.: Издательство «За рулем», 1999. - 895 с.
14.	Руководство по ремонту и обслуживанию двигателя RENAULT F3R-272. «Святогор» 2.0.L - ОАО «Москвич-Сервис», 1999. - 59 с.
15.	Литвиненко В.В., МайструкА.П. Автомобильные датчики, реле, переключатели. Краткий справочник. - М.: ЗАО «КЖИ «За рулем», 2004. - 176 с.
549
Вышли в свет и имеются в продаже:
Автотракторное электрическое и электронное оборудование. Словарь-справочник / В. А. Набоких. - М.: Горячая линия-Телеком, 2008. - 352 с.: ил., ISBN 978-5-9912-0031-8.
Словарь-справочник дает объяснения слов, словосочетаний, терминов, понятий в области электрооборудования и электроники автотранспортные средств. Систематизированы сведения о конструкции, электрических и структурных схемах, прогнозах развития конструкции изделий и систем электрооборудования автомобилей, тракторов и мототехники. Особое внимание уделено новейшим конструкциям и технологиям, диагностированию, испытаниям и эксплуатации электрического и электронного оборудования.
Для инженерно-технических работников в области электрооборудования и электроники автотранспортных средств, транспортных организаций, сервисных центров, преподавателей, аспирантов и студентов вузов.
Конструкция автомобиля. Том III. Кузова и кабины. Учебник для вузов/ И. С. Степанов. Под. общей ред. доктора техн, наук, профессора А. Л. Карунина-М.: Горячая линия-Телеком, 2008. - 464 с., ил., ISBN 978-5-93517-377-7.
Рассмотрены требования к автомобильным кузовам и их классификация, методы разработки внешних форм и интерьера автомобилей на основе принципов антропометрии и эргономики, аэродинамика автомобиля, его конструктивная безопасность, конструкция несущих систем и кузовов автомобилей различных типов, их навесных элементов (дверей, капотов), остекление автомобиля и механизмы перемещения стекол, конструкция сидений и требования к ним, внутренняя отделка салона и кабины, обеспечение акустической и климатической комфортабельности.
Для студентов вузов. Может быть полезна специалистам, занимающимся разработкой и модернизацией автомобильных кузовов.
Конструкция автомобиля. Том IV. Электрооборудование. Системы диагностики. Учебник для вузов / С. В. Акимов, В. А. Набоких, Ю. П. Чижков; Под. общей ред. доктора техн, наук, профессора А. Л. Карунина - М.: Горячая линия-Телеком, 2005. - 480 с., ил., ISBN 5-93517-205-4.
Рассмотрены принципы действия и конструкции различных систем, агрегатов и устройств электрического и электронного оборудования автомобилей. Приведена классификация систем диагностики, рассмотрены стенды и мотор- тестеры для диагностирования изделий и систем электрооборудования и электроники, а также встроенные бортовые устройства диагностики технического состояния агрегатов автомобиля. При рассмотрении конструкций приборов и систем электрооборудования особое внимание обращено на современные изделия электрооборудования и автоэлектроники, отвечающие за безопасность дорожного движения, экологическую безопасность и комфортные условия работы водителей и пассажиров.
Для студентов высших учебных заведений, а также может быть полезен специалистам предприятий по производству и эксплуатации электрооборудования автомобилей.
Системы управления зажиганием автомобильных двигателей / Б. А. Данов. - М.: Горячая линия - Телеком, 2005 - 184 с: ил., ISBN 5-93517-106-6
Книга содержит описание устройств и функционирования систем зажигания автомобилей отечественного и иностранного производств, методические рекомендации по их диагностированию и ремонту.
Предназначена для водителей - владельцев автомобилей, специалистов автоцентров по подготовке водителей, работников СТОА.
Электронные системы управления иностранных автомобилей / Б. А. Данов. - М.: Горячая линия-Телеком, 2007. - 224 с/, ил., ISBN 5-93517-085-Х.
В книге приведены принцип действия и устройство электронных систем управления на автомобилях иностранного производства: БМВ, «Ауди», «Опель», «Мерседес», «Форд», «Фольксваген», «Вольво», «Ниссан», «Мазда», «Тойота», СААБ. Рассмотрены вопросы самостоятельного диагностирования, поиска и устранения неисправностей электронных систем силами автолюбителей с использованием диагностического оборудования, а также и без него.
Предназначена для водителей - владельцев автомобилей, специалистов автоцентров по подготовке водителей автомобилей, работников СТОА.
Справки по телефону: (495) 737-39-27, WWW.TECHBOOK.Rll