Инжекторными называются двигатели с искровым зажиганием топливной смеси, в которых в качестве топлива используется бензин, но процесс смесеобразования происходит с помощью одной или нескольких форсунок, впрыскивающих топливо под давлением во впускной трубопровод или цилиндр.

Система питания инжекторного двигателя по сравнению с карбюраторным имеет следующие преимущества:

• отсутствие сопротивления потоку воздуха на впуске в виде карбюратора и диффузора, а следовательно, более высокий коэффициент наполнения цилиндров, что обеспечивает получение более высокой литровой мощности;

• возможность использования большего перекрытия клапанов, когда открыты одновременно впускной и выпускной клапаны, что улучшает процесс продувки камеры сгорания чистым воздухом, а не топливной смесью;

• более точное дозирование количества топлива, необходимого для работы двигателя на различных режимах его работы;

• снижение температуры стенок цилиндров, днища поршня и выпускных клапанов благодаря лучшей продувке и более равномерному составу топливной смеси, что позволяет без опасности детонации повысить степень сжатия смеси в цилиндре на 2—3 единицы;

• снижение количества оксидов азота (N0) при сгорании топлива, т. е. снижение токсичности отработавших газов;

• улучшение смазывания зеркала цилиндра и, как следствие, снижение уровня механических потерь на трение.

Впрыскивающие бензиновые системы подразделяются по следующим признакам:

• по месту подвода топлива (центральный одноточечный впрыск, распределенный впрыск, непосредственный впрыск в цилиндры);

• по способу подачи топлива (непрерывный или прерывистый впрыск);

• по типу узлов, дозирующих топливо (плунжерные насосы, распределители, форсунки, регуляторы давления);

• по способу регулирования количества смеси (пневматическое, механическое, электронное);

• по основным параметрам регулирования состава смеси (разрежению во впускном трубопроводе, углу поворота дроссельной заслонки, расходу воздуха и др.).

Таким образом, смесеобразование в инжекторных двигателях в зависимости от применяемого способа подачи топлива происходит или в определенных зонах впускного трубопровода, или непосредственно в цилиндре двигателя.

Система впрыска K-Jetronic. Система впрыска K-Jetronic фирмы Bosch (Германия) представляет собой механическую систему постоянного впрыска топлива. Топливо под давлением поступает к форсункам, установленным перед впускными клапанами во впускном коллекторе. Форсунка непрерывно распыляет топливо, поступающее под давлением. Давление топлива (расход) зависит от нагрузки двигателя (от разрежения во впускном коллекторе) и от температуры охлаждающей жидкости.

Количество подводимого воздуха постоянно измеряется расходомером, а количество впрыскиваемого топлива строго пропорционально (1:14,7) количеству поступающего воздуха (за исключением некоторых режимов работы двигателя, таких как пуск холодного двигателя, работа при полной нагрузке и т. д.) и регулируется дозатором-распределителем топлива.

Дозатор-распределитель, или регулятор состава и количества рабочей смеси, состоит из регулятора количества топлива и расходомера воздуха. Регулирование количества топлива обеспечивается распределителем, управляемым расходомером воздуха и регулятором управляющего давления. В свою очередь, воздействие регулятора управляющего давления определяется величиной подводимого к нему разрежения во впускном трубопроводе и температурой жидкости системы охлаждения двигателя.

Топливный электронасос 11 (рис. 3.11) Забирает топливо из бака 8 И подает его под давлением около 0,5 МПа через накопитель 10 И фильтр 9 К каналу А Подвода топлива к дозатору-распределителю 6. При карбюраторном питании управление двигателем осуществляется воздействием на педаль подачи топлива, т. е. поворотом дроссельной заслонки. Если при карбюраторном питании дроссельная заслонка регулирует количество подаваемой в цилиндры рабочей смеси, то при системе впрыска дроссельная заслонка 4 Регулирует только подачу чистого воздуха.

Для того чтобы установить требуемое соотношение между количеством поступающего воздуха и количеством впрыскиваемого бензина, используется расходомер воздуха с так называемым напорным диском 5 И дозатор-распределитель топлива 6. В действительности расходомер не замеряет, в буквальном смысле слова, расход воздуха, просто его напорный диск перемещается соответственно расходу воздуха. А само название «расходомер» объясняется тем, что в этом устройстве использован принцип действия трубки Вентури — физического прибора, применяемого для замера расхода газов.

Расходомер воздуха системы впрыска топлива представляет собой прецизионный, очень точный механизм. Напорный диск

Его очень легкий, толщиной примерно 1 мм, диаметром 100 мм, крепится к рычагу; с другой стороны рычага установлен балансир, уравновешивающий всю систему. С учетом того, что ось вращения рычага лежит в опорах с минимальным трением (подшипники качения), диск очень чутко реагирует на изменение расхода воздуха.

Рис. 3.11. Система впрыска топлива

1 — форсунка (инжектор); 2 — Регулировочный винт холостого хода; 3 — Клапан добавочного воздуха; 4 — Дроссельная заслонка; 5 — напорный диск расходомера воздуха; 6 — дозатор-распределитель топлива; 7 — регулятор давления питания; 8 — топливный бак; 9 — топливный фильтр; 10 — Накопитель топлива; /1 — топливный электронасос; 12 — Регулятор управляющего давления; 13 — пусковая электромагнитная форсунка; 14 — Термореле; А — подвод топлива к дозатору-распределителю; В — Слив топлива в бак; С — Канал управляющего давления; Й — Канал толчкового клапана; Е — Подвод топлива к рабочим форсункам; Г — Подвод топлива к пусковой форсунке с электромагнитным управлением; => — воздух; — топливо; — направление движения деталей

На оси вращения рычага напорного диска 5 закреплен второй рычаг с роликом. Ролик упирается непосредственно в нижний конец плунжера дозатора-распределителя. Наличие второго рычага с регулировочным винтом позволяет менять относительное положение рычагов, а значит, напорного диска и упорного ролика (плунжера распределителя) и этим изменять состав рабочей смеси. Положение винта регулируется на заводе-изготовителе.

На некоторых автомобилях, например ВМW-52(И, При необходимости этим винтом можно отрегулировать содержание оксида углерода (СО) в отработавших газах (при его завертывании смесь обедняется).

Механическая система расходомер воздуха—дозатор-распределитель обеспечивает только соответствие перемещений напорного диска и плунжера распределителя. Но если трубка Вентури обеспечивает линейную зависимость между перемещением напорного диска и расходом воздуха, то простейший по форме плунжер распределителя линейной зависимости между перемещением плунжера и расходом бензина уже не даст. Для получения линейной зависимости применена специальная система дифференциальных клапанов.

Из дозатора-распределителя топливо по каналам Е Поступает к форсункам впрыска 7. Перемещение напорного диска вызывает перемещение плунжера распределителя.

Взаимосвязь перемещений и упомянутые ранее дифференциальные клапаны обеспечивают стехиометрическое (оптимальное) соотношение воздуха и бензина в рабочей смеси. Но так как автомобильный двигатель должен быть приспособлен к различным режимам работы, смесь приходится при соответствующих режимах или обогащать, или обеднять. Для получения соответствия состава рабочей смеси режиму работы двигателя в системе впрыска со стороны верхней части плунжера в распределитель подходит по каналу С управляющее давление. Его величина определяется регулятором управляющего давления 72. Это давление в зависимости от режима работы двигателя имеет большую или меньшую величину. В первом случае сопротивление перемещению плунжера увеличивается — смесь обедняется. Во втором случае, напротив, сопротивление перемещению плунжера уменьшается — смесь становится богаче.

Одним из режимов работы автомобильного двигателя является быстрый переход со средней нагрузки на полную, когда необходимо подавать в цилиндр обогащенную смесь. При системе впрыска К-Мгогпс обогащение обеспечивается почти мгновенным перемещением напорного диска 5 При изменении расхода воздуха.

Топливный электронасос 11 работает независимо от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Он начинает работать только при включенном зажигании и вращающемся коленчатом вале.

Насос имеет двукратный запас по давлению и десятикратный по подаче, поэтому в системе впрыска есть специальный регулятор 7 давления питания. Регулятор встроен в дозатор-распределитель и соединен с каналом А Подвода топлива, а по каналу В Производится слив лишнего топлива в бак. Канал 7) соединен с регулятором управляющего давления 72

Холостой ход на инжекторных двигателях также регулируется двумя винтами: винтом качества (состава) рабочей смеси, который регулирует содержание СО в отработавших газах, и винтом количества смеси 2, которым устанавливается частота вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу.

При пуске двигателя электронасос 11 практически мгновенно создает давление в системе. Если двигатель прогрет (температура не менее 35 °С), термореле 14 Выключает пусковую форсунку 13 с Электромагнитным управлением. В момент пуска холодного двигателя и в течение определенного времени пусковая форсунка впрыскивает во впускной коллектор дополнительное количество топлива.

Продолжительность работы пусковой форсунки определяет термореле в зависимости от температуры охлаждающей жидкости. Клапан 3 Обеспечивает подвод к двигателю дополнительного количества воздуха для повышения частоты вращения коленчатого вала холодного двигателя на холостом ходу. Дополнительное обогащение топливовоздушной смеси при пуске и прогреве холодного двигателя достигается за счет более свободного подъема плунжера распределителя дозатора-распределителя благодаря тому, что регулятор управляющего давления 12 Снижает над плунжером противодействующее давление возврата.

Таким образом, если двигатель уже прогрет, питание осуществляется только через главную дозирующую систему и систему холостого хода. При этом термореле 14, Пусковая электромагнитная форсунка 13 И клапан добавочного воздуха 3 В работе не участвуют. При пуске и прогреве холодного двигателя все перечисленные элементы системы впрыска включаются в работу, обеспечивая надежный запуск и стабильную работу двигателя на холостом ходу.

Топливный электронасос 11 Ротационного роликового типа, одно - или многосекционный. Роликовый насос отличается от ротационного лопастного тем, что вместо лопастей в пазы ротора вставлены ролики. Последнее обусловлено стремлением заменить скольжение лопастей по статору качением. Для топливного насоса это особенно важно в связи с отсутствием у топлива смазывающей способности. На входе насоса предусмотрена фильтрующая сетка, которая предназначена для задержания крупных посторонних частиц. Топливный насос может располагаться как вне бака, так и непосредственно быть погруженным в бензин в баке.

По внешней форме насос напоминает катушку зажигания и объединяет в себе электродвигатель постоянного тока и собствен-

Но насос. Особенностью этой конструкции является то, что топливо омывает все элементы электродвигателя: якорь, коллектор, щетки, статор.

Насос имеет два клапана: предохранительный, соединяющий полости нагнетания и всасывания, и обратный, препятствующий сливу топлива из системы. Давление, развиваемое насосом, или давление в системе, как уже отмечалось, около 0,5 МПа.

Накопитель топлива 10 Представляет собой пружинный гидроаккумулятор, назначение которого — поддерживать давление в системе при остановленном двигателе и выключенном топливном насосе. Поддержание остаточного давления препятствует образованию в трубопроводах паровых пробок, которые затрудняют пуск (особенно горячего двигателя).

Накопитель устанавливается в системе за топливным насосом. Он имеет три полости: верхнюю, где размещена пружина; среднюю накопительную (объемом 20...40 см3) и нижнюю с подводящим и отводящим каналами или с одним каналом, выполняющим обе функции. Накопительная и пружинная полости разделены гибкой диафрагмой, а накопительная и нижняя — перегородкой.

После включения топливного насоса накопительная полость через пластинчатый клапан в перегородке заполняется топливом, при этом диафрагма прогибается вверх до упора, сжимая пружину. После остановки двигателя, в связи с тем, что бензин, как и всякая жидкость, практически несжимаем, малейшие утечки через обратный клапан в насосе и распределитель приводят к значительному падению давления в системе. При этом вступает в работу накопитель. Пружина, воздействуя на диафрагму, вытесняет топливо из накопительной полости через дросселирующее отверстие в перегородке.

При рабочем давлении в системе в пределах 0,54...0,62 МПа остаточное давление спустя 10 мин после остановки двигателя равно не менее 0,34 МПа, спустя 20 мин — 0,33 МПа. Соответственно при рабочем давлении в системе 0,47...0,52 МПа остаточное давление через 10 мин после остановки двигателя — 0,18...0,26 МПа, через 20 мин — 0,16 МПа.

Топливный фильтр 9, как видно из схемы, расположен за насосом и поэтому не защищает топливный насос от посторонних частиц в бензине. Фильтр по объему в несколько раз превышает обычно применяемые фильтры тонкой очистки топлива и похож на масляный фильтр. При нормальном качестве бензина фильтр рассчитан на 50 тыс. км пробега автомобиля. В системах впрыска топлива чистоте бензина уделяется особое внимание, кроме рассмотренного фильтра и сетки в насосе предусмотрены сетки на гильзе дозатора-распределителя бив штуцерах каналов Е. Также выпадению посторонних частиц из бензина способствует конфигурация каналов в дозаторе-распределителе.

Дозатор-распределитель (рис. 3.12, А) Дозирует и распределяет топливо, поступившее через фильтр от насоса к каналу А, По форсункам (инжекторам) цилиндров (каналы Е). Перемещение плунжера распределителя происходит в соответствии с перемещениями напорного диска расходомера воздуха, который, в свою очередь, перемещается в соответствии с расходом воздуха или с открытием дроссельной заслонки.

Плунжер 11 Перемещается в гильзе 10 С отверстиями. Каких-либо уплотнений в этой паре не предусмотрено, и герметичность обеспечивается минимальными зазорами в сопряжении, точностью формы и чистотой сопрягаемых поверхностей деталей. Гильза вставляется в корпус с большим зазором, а уплотнение обеспечивается резиновым кольцом, установленным в канавке гильзы.

На плунжер снизу воздействует рычаг напорного диска 5 (см. рис. 3.11), сверху — управляющее давление. Между распределителем и выходными каналами Е Располагаются дифференциальные клапаны, которые необходимы для получения линейной зависимости между перемещением плунжера и расходом топлива, поступающего к форсункам. Дифференциальный клапан — это клапан с двумя камерами с разным уровнем давления, разделенный гибкой диафрагмой.

Нижние камеры 12 (см. рис. 3.12, А) Дифференциальных клапанов соединены кольцевым каналом и находятся под рабочим давлением. На стальную диафрагму 8 Снизу воздействует это давление, а сверху давит пружина, упирающаяся вверху в корпус 3, А внизу — на специальное седло и диафрагму. При поступлении топлива в верхнюю камеру 2 (рис. 3.12, б, I) к усилию пружины добавляется давление топлива, и диафрагма прогибается вниз, увеличивая проходное сечение. В связи с этим давление в верхней камере падает, диафрагма выпрямляется, в результате чего получается динамическое равновесие или та самая необходимая линейная зависимость между перемещением плунжера и поступлением топлива к форсункам (рис. 3.12, Б, II).

Рассмотренное регулирование состава рабочей смеси относится к частичным нагрузкам или к обычной работе двигателя. Но существуют и другие режимы: холодный пуск, холостой ход, полная нагрузка (рис. 3.12, В). Приспособляемость к этим режимам «по воздуху» предусмотрена в расходомере благодаря форме и сечению направляющего устройства.

Рис. 3.12. Схемы работы дозатора-распределителя с регулятором давления питания:

А — Дозатор-распределитель с регулятором давления питания; Б — схема регулирования распределителем объема подач топлива (I — малая доза впрыска; II — большая доза впрыска); В — Схема работы распределителя по режимам (I — неработающий двигатель; II — режим холостого хода и частичных нагрузок; III — режим полной нагрузки); Г — Схема работы регулятора давления при сливе; Д — Схема работы регулятора управляющего давления (режим прогрева двигателя на холостом ходу); 1 — трубка к форсунке впрыска; 2 — Верхняя камера дифференциального клапана; 3 — Верхний корпус дифференциального клапана; 4 — демпфирующий дроссель; 5 — толчковый клапан; 6 — Поршень регулятора давления; 7 — Пружина дифференциального клапана; 8 — Диафрагма дифференциального клапана; 9, 20 — Дроссели подпитки; 10 — Гильза распределителя; И — Плунжер распределителя; 12 — Нижняя камера дифференциального клапана; 13 — Нижний корпус дифференциального клапана; 14 — Регулятор управляющего давления; 15 — Трубка к каналу слива топлива; 16 — Верхняя диафрагма; 17 — биметаллическая пластинчатая пружина; 18 — нижняя диафрагма; 19 — Атмосферный выход; Л, В, С, Д Е — топливные каналы; —^ — направление движения топлива; — направление перемещения деталей

В дозаторе-распределителе предусмотрено также приспособление «по бензину», осуществляемое подводом к плунжеру сверху через демпфирующий дроссель 4 управляющего давления. Чем больше управляющее давление, тем больше усилие, препятствующее подъему плунжера, соответственно с уменьшением управляющего давления уменьшается сила, препятствующая его подъему.

Постоянное по величине давление топлива в системе поддерживает регулятор давления. В случае повышения давления поршень 6 Регулятора давления, сжимая пружину, перемещается вправо и позволяет излишку топлива через канал В Возвратиться в бак (рис. 3.12, Г). Давление топлива в системе уравновешивается пружиной поршня 6 И остается постоянным.

При остановке двигателя топливный насос выключается. Давление системы быстро снижается и становится ниже величины давления открытия клапанной форсунки, сливное отверстие закрывается с помощью подпружиненного поршня 6 Регулятора давления. В регулятор давления встроен толчковый клапан 5, который приводится в движение (открывается) поршнем 6 Регулятора давления. Толчковый клапан работает совместно с регулятором управляющего давления.

Регулятор управляющего давления (рис. 3.12, Д) Изменяет управляющее давление в основном на режимах холодного пуска, прогрева на холостом ходу и полной нагрузки. Регулятор имеет две диафрагмы: верхнюю 16 И нижнюю 18. В средней части верхней диафрагмы имеется клапан, перекрывающий трубку 75, по которой топливо через регулятор давления возвращается в бак.

Биметаллическая пластинчатая пружина 7 7 при температуре до 35... 40 °С прогибает диафрагму 16Вниз, соединяя два канала, расположенные над диафрагмой, при этом сжимаются две цилиндрические пружины у диафрагмы 18. Регулятор крепится к блоку цилиндров и нагревается от него. Кроме того, биметаллическая пружина 77 имеет электрический подогрев, что необходимо для того, чтобы при затрудненном пуске не «перелить» двигатель.

Регулятор управляющего давления без нижней диафрагмы 18 (без подвода вакуума) и внутренней цилиндрической пружины называется регулятором подогрева и работает только при прогреве двигателя. Пружина 7 7 прогибает верхнюю диафрагму 16 Вниз, клапан открывается и соединяет два канала. По мере прогрева двигателя управляющее давление увеличивается, так как биметаллическая пружина начинает постепенно выгибаться вверх, разгружая цилиндрические пружины и уменьшая прогиб диафрагмы 16 Вниз. При температуре около 35...40 °С пружина 77полностью освобождает диафрагму, и трубка 75 к каналу слива закрывается.

Положение нижней диафрагмы 18 Определяется разрежением, подводимым по дросселю подпитки 9, и атмосферным давлением, подводимым по дросселю 20. На режиме холостого хода и частич-

Ных нагрузок дроссельная заслонка прикрыта, в связи с чем за ней устанавливается пониженное давление. Нижняя диафрагма 18 Атмосферным давлением прижимается к верхнему упору, при этом внутренняя цилиндрическая пружина сжимается. При работе прогретого двигателя при частичных нагрузках (обычный режим) пластинчатая биметаллическая пружина 17 выгибается вверх и на верхнюю диафрагму уже не воздействует.

Нижняя диафрагма 18 При частичных нагрузках при подводе вакуума атмосферным давлением также прижимается к верхнему упору. При этом внутренняя цилиндрическая пружина находится в сжатом состоянии: внизу упирается в диафрагму 18, Вверху через клапан верхней диафрагмы 16 — в корпус. Верхняя диафрагма 16 Находится под воздействием сил: снизу действует суммарное усилие двух пружин, сверху — усилие, определяемое давлением, подводимым через дроссель 20 В кольцевой канал над диафрагмой. Усилием двух сжатых пружин определяется максимальная величина управляющего давления.

Режим полной нагрузки характеризуется тем, что дроссельная заслонка открыта полностью, разрежение за ней уменьшается, т. е. повышается давление. Нижняя диафрагма 18Перемещается в крайнее положение до упора, благодаря чему усилие внутренней цилиндрической пружины резко снижается. Под действием давления верхняя диафрагма 16 Прогибается вниз, в результате управляющее давление снижается и рабочая смесь обогащается.

Для обеспечения пуска и прогрева двигателя в системе впрыска К-Мгошс предусмотрены электромагнитная пусковая форсунка 13 (см. рис. 3.11), термореле 14, Клапан 3 Добавочного воздуха и регулятор управляющего давления 12 (корректор подогрева).

Пусковая форсунка Предназначена для впрыска во впускной коллектор дополнительного количества топлива в момент запуска холодного двигателя и работает совместно с термореле 14 (тепловым реле времени), которое управляет ее электрической цепью в зависимости от температуры двигателя и продолжительности его запуска.

Термореле Имеет нормально замкнутые контакты, один из которых соединен с «массой», другой установлен на биметаллической пластине. Электрический подогрев пластины осуществляется через клемму «50» на реле стартера выключателя зажигания или через реле пуска холодного двигателя — послестартовое реле. В первом случае подогрев действует только при включении стартера, во втором — более длительно.

При замкнутых контактах термореле происходит питание пусковой форсунки с электромагнитным управлением, т. е. при замкнутых контактах термореле пусковая форсунка открыта и осуществляется впрыск добавочного топлива.

Время впрыска топлива пусковой форсункой в зависимости от температуры двигателя (охлаждающей жидкости) составляет 1 ...8 с.

За это время биметаллическая пластина из-за электрического подогрева деформируется настолько, что контакты термореле размыкаются, электропитание пусковой форсунки прекращается и> дальнейшего обогащения смеси больше не происходит.

При теплом двигателе контакты термореле разомкнуты из-за положения биметаллической пластины, и, следовательно, при пуске двигателя не включаются подогрев пластины и пусковая фюрсунка. Питание при пуске осуществляется рабочими форсунками.

При пуске холодного двигателя и его прогреве для устойчивой работы двигателя необходимо повышенное количество рабочей смеси. Для этого в системе впрыска предусмотрен ряд устройств, одним из которых является клапан добавочного воздуха 3.

На холодном двигателе диафрагма клапана добавочного воздуха удерживается биметаллической пластиной в верхнем положении, клапан открыт и воздух поступает в обход дроссельной заслонки. По мере прогрева биметаллическая пластина изгибается вниз, в результате чего канал подачи дополнительного воздуха перекрывается. Биметаллическая пластина клапана добавочного воздуха нагревается специальной электрической спиралью и за счет температуры двигателя.

Клапан добавочного воздуха при прогреве увеличивает только количество подаваемого воздуха. Получение же обогащенной рабочей смеси осуществляется двумя путями. Первый — добавочный воздух фиксируется расходомером, его напорный диск 5 перемещается и через рычаг воздействует на плунжер распределителя 6, Поднимая его вверх, вследствие чего смесь обогащается. Второй — на холодном двигателе включается в работу регулятор управляющего давления 12, Рассмотренный ранее. Биметаллическая пластина регулятора сжимает пружину диафрагменного клапана, открывая канал слива топлива, что приводит к уменьшению противодействия на плунжере распределителя. Уменьшение управляющего давления при неизменном расходе воздуха вызывает увеличение хода напорного диска 5. Вследствие этого распределительный плунжер дополнительно приподнимается, увеличивая количество топлива, подаваемого к форсункам.

Форсунки впрыска 1, Или рабочие форсунки, открываются автоматически под давлением и не осуществляют дозирование топлива. Угол конуса распиливания топлива составляет примерно 35° (у пусковой форсунки 80°). Форсунки, выпускаемые для систем впрыска, очень разнообразны и разработаны практически для каждой модели автомобиля или двигателя. Таким образом, форсунка предназначена только для конкретного автомобиля или двигателя определенных лет выпуска.

Наиболее часто встречающиеся диапазоны давления открытия форсунок (начало впрыска): 0,27...0,38; 0,30...0,41; 0,32...0,37;

0,43...0,46; 0,45...0,52 МПа. Важным показателем форсунки впрыска является давление, соответствующее закрытому состоянию форсунок. Так, например, на автомобиле с диапазоном начала открытия форсунок 0,45...0,52 МПа давление, соответствующее закрытому состоянию (давление слива), равно 0,25 МПа.

Для контроля давления слива нужно установить давление 0,2 МПа и подсчитать число капель топлива, появившихся из распылителя форсунки за 1 мин. Как правило, допускается только одна капля. При плохом качестве бензина давление слива резко падает, что может затруднить пуск двигателя, особенно горячего.

Иногда клапанные форсунки впрыска могут быть оснащены дополнительным подводом воздуха. Воздух забирается перед дроссельной заслонкой (давление здесь выше, чем у форсунки) и по специальному каналу подается в держатель каждой форсунки. Эта система способствует улучшению смесеобразования на холостом ходу, и образование топливной смеси начинается уже в держателе форсунки. Лучшее смесеобразование обеспечивает лучшее сгорание и соответственно меньший расход топлива и снижение токсичности отработавших газов.

Форсунки во впускной коллектор могут быть установлены на резьбе или запрессованы. В последнем случае их демонтаж требует довольно значительного усилия или применения специальных приспособлений.

Система впрыска . Система впрыска представляет собой управляемую электроникой систему многоточечного (распределенного) прерывистого впрыска топлива.

Главные отличия этой системы от системы К-Мгошс следующие: нет дозатора-распределителя и регулятора управляющего давления; все форсунки (пусковая и рабочие) с электромагнитным управлением; наличие электронного БУ. Так как нет дозатора-распределителя, существенно изменился и расходомер воздуха. В системах примерно в 2 раза меньше давление топлива в системе и возможно отсутствие накопителя (гидроаккумулятора). Система впрыска — это более совершенная система, увеличивающая экономичность, снижающая токсичность отработавших газов, улучшающая динамику автомобиля.

Каждый цилиндр двигателя имеет свою форсунку с электромагнитным управлением, впрыскивающую топливо перед впускным клапаном. Впрыск зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Информация о частоте вращения передается в электронный БУ от контакта прерывателя (для систем зажигания с контактным управлением) и от клеммы «1» катушки зажигания или клеммы «16» коммутатора (для бесконтактных систем зажигания).

Система впрыска (рис. 3.13) работает следующим образом. Топливный электронасос 5 забирает топливо из бака 1 И подает его под давлением 0,25 МПа через фильтр тонкой очистки

Рис. 3.13. Система впрыска топлива Ь-.ГеІ:гопіс:

1 — топливный бак; 2 — Регулятор давления топлива в системе; 3 — Форсунка впрыска; 4 — Распределительная магистраль; 5 — топливный электронасос; 6 — Фильтр тонкой очистки топлива; 7 — блок цилиндров двигателя; 8 — Датчик температуры охлаждающей жидкости; 9 — Термореле; 10 — датчик-распределитель зажигания; 11 — Выключатель положения дроссельной заслонки; 12 — Электронный блок управления; 13 — высотный корректор; 14 — Расходомер воздуха; 15 — блок реле; 16 — выключатель зажигания; 17 — Подвод воздуха; 18 — Винт качества (состава) смеси на холостом ходу; 19 — Клапан добавочного воздуха; 20 — винт количества смеси на холостом ходу; 21 — Пусковая форсунка; С^> — Направление движения воздуха; —► — направление движения топлива

6 К распределительной магистрали 4, Соединенной шлангами с форсунками впрыска 3 Цилиндров.

Установленный с торца распределительной магистрали 4 Регулятор 2 Давления топлива в системе поддерживает постоянное давление впрыска и осуществляет слив лишнего топлива в бак. Этим обеспечивается циркуляция топлива в системе и исключается образование паровых пробок. Количество впрыскиваемого топлива определяется электронным БУ 12 В зависимости от температуры, давления и объема поступающего воздуха, частоты вращения коленчатого вала и нагрузки двигателя, а также от температуры охлаждающей жидкости.

Основным параметром, определяющим дозирование топлива, является объем поступающего воздуха, измеряемый расходомером. Поступающий воздушный поток отклоняет напорную измерительную заслонку расходомера воздуха, преодолевая усилие пружины, на определенный угол, который преобразуется в электрическое напряжение посредством потенциометра. Соответствующий электрический сигнал передается на электронный БУ, который определяет необходимое количество топлива в данный момент работы двигателя и выдает на электромагнитные клапаны рабочих форсунок импульсы времени подачи топлива.

Независимо от положения впускных клапанов, форсунки впрыскивают топливо за один или два оборота коленчатого вала двигателя (за цикл, за два такта). Если впускной клапан в момент впрыска закрыт, топливо накапливается в объеме перед клапаном и поступает в цилиндр при следующем его открытии одновременно с воздухом.

Клапан 19 Добавочного воздуха, установленный в воздушном канале, расположенном параллельно дроссельной заслонке, подводит к двигателю добавочный воздух при холодном пуске и прогреве двигателя, что приводит к увеличению частоты вращения коленчатого вала. Для ускорения прогрева используются повышенные обороты холостого хода (более 1 ООО мин-1).

Для облегчения пуска холодного двигателя с помощью термореле 9 Включается электромагнитная пусковая форсунка 27, продолжительность открытия которой изменяется в зависимости от температуры охлаждающей жидкости. Величина необходимой в настоящий момент дозы топлива вычисляется электронным блоком управления в зависимости от массы, объема, давления и температуры поступающего воздуха, а также температуры двигателя и режима его работы.

Объем проходящего воздуха полностью определяется положением дроссельной заслонки (нагрузкой двигателя). Объем воздуха измеряется расходомером. Последний не учитывает только воздух, проходящий через дополнительный канал, который используется для регулирования содержания СО. О тепловом режиме двигателя дает информацию датчик температуры охлаждающей жидкости.

Информацию о нагрузке двигателя в электронный БУ сообщает выключатель положения дроссельной заслонки. Информация состоит из сигналов: «Холостой ход», «Частичные нагрузки», «Полная нагрузка». Если дроссельная заслонка закрыта, двигатель работает на холостом ходу, контакты холостого хода замкнуты, и в электронный БУ поступает соответствующий сигнал. Так же передается информация о полной нагрузке двигателя, только в этом случае контакты разомкнуты. Сигнал о частичной нагрузке формируется при помощи потенциометра.

Для облегчения холодного пуска смесь обогащается пусковой форсункой. Эта форсунка управляется от выключателя зажигания через термореле и реле пуска холодного двигателя (послестарто-вое реле). Назначение послестартового реле — продлить время работы пусковой форсунки. При прогреве двигателя на холостом ходу подача топлива также увеличивается в связи с сигналами, поступающими в электронный БУ от датчика температуры двигателя (охлаждающей жидкости).

В системе учитывается, что плотность холодного воздуха выше плотности теплого. Чем теплее засасываемый воздух, тем хуже наполнение цилиндров при постоянном положении дроссельной заслонки. Температура поступающего воздуха изменяется не только в связи с изменением «наружной» его температуры, но и в связи с изменением «внутренней». Нормальная температура в подкапотном пространстве примерно 50 °С.

Информация о температуре воздуха поступает от датчика, встроенного в расходомер воздуха, в электронный БУ, определяющий дозу впрыскиваемого топлива. Кроме того, на части автомобилей устанавливается высотный корректор, который информирует БУ о наружном атмосферном давлении. Большую часть времени двигатель работает в режиме частичных нагрузок, поэтому программа, заложенная в электронный БУ, обеспечивает минимально возможный расход топлива при допустимой концентрации вредных веществ в отработавших газах. Топливную экономичность и (или) минимальную токсичность отработавших газов удается получить при использовании лямбда-зондов и нейтрализаторов.

Обогащение смеси происходит при холодном пуске, прогреве, холостом ходе, ускорении движения, полной нагрузке. При всех режимах, кроме последнего, излишек топлива необходим для устойчивой работы двигателя. При холодном двигателе «больше топлива» означает и больше его легкоиспаряющихся фракций; при холостом ходе — хуже наполнение, больше остаточных газов; при полной нагрузке излишек топлива необходим для внутреннего охлаждения двигателя за счет испарения части топлива.

Система холостого хода дополнена каналом расходомера воздуха. В этом канале установлен винт качества (состава) смеси или СО-регулирования. Назначение дополнительных (обводных) каналов дроссельной заслонки в системе Ь-Мгопю такое же, как и в К-Мгошс. В режиме принудительного холостого хода дроссельная заслонка закрыта, и в БУ идет сигнал «Холостой ход». Если при этом частота вращения коленчатого вала двигателя выше так называемой восстанавливаемой частоты вращения, впрыск топлива прекращается. Соответственно уменьшаются расход топлива и выброс вредных веществ. Восстанавливаемая частота вращения (когда вновь начинается впрыск топлива) обычно в пределах 1200... 1700 мин"1.

Расходомер воздуха системы работает следующим образом. Воздушный поток воздействует на измерительную заслонку прямоугольной формы. Заслонка закреплена на оси в специальном канале, который с помощью потенциометра преобразует поворот заслонки в напряжение, пропорциональное расходу воздуха. Потенциометр представляет собой, как правило, цепочку сопротивлений, включенных параллельно контактной дорожке. Воздействие воздушного потока на измерительную заслонку уравновешивается пружиной. Для гашения колебаний, вызванных пульсациями воздушного потока и динамическими воздействиями, характерными для автомобиля, особенно на плохих дорогах, в расходомере имеется демпфер со специальной пластиной. Пластина выполнена как одно целое с измерительной заслонкой. Резкие перемещения измерительной заслонки становятся невозможными из-за воздействия на пластину усилия воздуха, сжимаемого в демпферной камере. На входе в расходомер встроен датчик температуры поступающего воздуха, а в верхней части расходомера расположен обводной канал с винтом качества (состава) смеси.

Система впрыска управляемая электронным БУ (рис. 3.14). Система имеет одну на весь двигатель магнитоэлектрическую форсунку; топливо, как и в системах , впрыскивается с интервалами. Так как топливная форсунка расположена перед дроссельной заслонкой практически на месте жиклера карбюратора, давление топлива в системе составляет всего около 0,1 МПа.

Регулятор давления системы расположен вблизи форсунки в центральном узле впрыска, где размещены также дроссельная заслонка, выключатель положения дроссельной заслонки и датчик температуры всасываемого воздуха.

Система не имеет расходомера воздуха, поэтому соотношение масс воздуха и топлива здесь менее точное и определяется только положением дроссельной заслонки. Устройство, определяющее положение дроссельной заслонки, представляет собой в этой системе не выключатель с контактами (холостого хода, частичной нагрузки, полной нагрузки), а потенциометр, который информирует электронный БУ о положении заслонки в данный момент времени. Таким образом, основное дозирование топлива осуществляется только по трем параметрам: положению дроссельной заслонки, температуре всасываемого воздуха и частоте вращения коленчатого вала двигателя.

Корректировка дозирования при холодном пуске и прогреве осуществляется электронным БУ 7 по импульсам, получаемым от датчиков температуры всасываемого воздуха, охлаждающей жидкости 77 и потенциометра 5 дроссельной заслонки. Последний корректирует дозирование и при полной нагрузке. Корректировка

Рис. 3.14. Система впрыска Мопо-Мгошс:

1 — топливный насос; 2 — Топливный фильтр; 3 — Узел центральной форсунки; 4 — Регулятор холостого хода с шаговым электродвигателем; 5 — потенциометр дроссельной заслонки; 6 — Лямбда-зонд; 7 — электронный блок управления впрыском; 8 — выключатель зажигания; 9 — Прибор, коммутирующий сигнал информации о частоте вращения коленчатого вала двигателя, получаемый из системы зажигания; 10 — Аккумуляторная батарея; 11 — Датчик температуры охлаждающей жидкости; 12 — Датчик-распределитель; 13 — Топливоподающий насос; 14 — Топливный бак; —► — направление движения топлива; » — направление движения топливовоздушной смеси

По токсичности отработавших газов идет по сигналам лямбда-зонда Б. Изменение дозирования происходит за счет увеличения или уменьшения времени впрыска при постоянном давлении топлива. Электронный блок управления сглаживает колебания напряжения бортовой сети и осуществляет регулирование холостого хода.

Регулирование холостого хода осуществляется вращением дроссельной заслонки специальным электродвигателем. При этом увеличивается или уменьшается количество воздуха в зависимости от отклонения мгновенного значения частоты вращения коленчатого вала от номинального значения, заложенного в память электронного БУ. Блоком управления воспринимается также скорость вращения дроссельной заслонки. При режиме ускорения рабочая смесь обогащается. Система впрыска Мопо-Леиопю может быть выполнена и с расходомером воздуха, и с клапаном добавочного воздуха.