Система многопозиционного впрыска топлива (MPFI)

Система многопозиционного впрыска  топлива (MPFI)

 

 

  Система многопозиционного впрыска топлива (MPFI) обеспечивает подачу в двигатель требуемого качества смеси при любых условиях эксплуатации автомобиля. Инжекторы системы обеспечивают впрыск топлива в каждый из впускных портов.

Рассмотрим систему на примере ДВС «Audi» система устанавливается на шестицилиндровых двигателях автомобилей «Audi». В нее заложена способная к обучению программа управления. При этом не нужны никакие регулировочные работы. 
Порядок впрыска топлива соответствует последовательности зажигания; левый и правый ряды цилиндров регулируются раздельно. Для стабилизации холостого хода введена система перепуска воздуха к дроссельной заслонке. Впервые фирмой «Audi» для этого применяется шаговый двигатель. Здесь также используется адаптивная система, и отпадает необходимость в регулировке частоты вращения холостого хода. В систему интегрирована также вентиляция бензобака: при регулировании коэффициента избытка воздуха накопленные в резервуаре с активированным углем пары топлива направляются через магнитный клапан к камере сгорания. 
Система зажигания работает со сдвоенными катушками зажигания. Вспышки происходят всегда в двух противоположных цилиндра одновременно: 1-й и 2-й, 2-й и 4-й, 3-й и 5-й цилиндры. 
  Одна свеча при этом воспламеняет сжатую смесь, другая -безрезультативна в такте впуска; при этом в целом работают три катушки зажигания. Такие устройства уже некоторое время применяются, и практика показывает их высокую надежность. Система самодиагностики аппаратуры многоточечного впрыска топлива MPFI, при запуске и работе двигателя следит за всеми сигналами датчиков, регулированием детонации и стабилизации холостого хода, а также за электроцепью резервуара с активированным углем. 
 

  Составные части системы MPFI следующие:

датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя,

датчик момента зажигания,

датчик температуры охлаждающей  жидкости,

датчик температуры подаваемого  воздуха,

потенциометр дроссельной заслонки

выключатель холостого хода,

кислородные датчики,

датчик давления во впускном трубопроводе (расположен в блоке  управления).

  Исполнительные органы:

форсунки,

мощный конечный каскад усилителя,

сдвоенные катушки зажигания,

клапан резервуара с активированным углем,

блок управления подогрева  кислородного датчика,

реле топливного насоса. 
  Исходными параметрами для системы управления являются абсолютное давление во впускном трубопроводе, сигналы частоты вращения коленчатого вала и коэффициента избытка воздуха. При этом вместе с корректирующими показателями РСМ (ЭБУ) рассчитывает количество впрыскиваемого топлива, моменты зажигания и впрыска. Данные РСМ (ЭБУ) получает от целого ряда датчиков. Эта информация включает частоту вращения коленчатого вала двигателя, момент зажигания, температуру охлаждающей жидкости и поступающего воздуха, угловое положение дроссельной заслонки, сигналы датчика кислорода и склонность к детонации отдельных цилиндров. Основной сигнал - давление во впускном трубопроводе. На основе полученной информации РСМ рассчитывает управляющие параметры для форсунок, зажигания, стабилизации холостого хода и для магнитного клапана резервуара с активированным углем. 
В бензобаке размещен двухступенчатый насос, который подает бензин через постоянный фильтр к распределительному трубопроводу двигателя, а оттуда - к форсункам. После регулятора давления топливо направляется обратно к баку. При включении зажигания бензонасос срабатывает с опережением 1 с. Как только РСМ зарегистрирует пуск двигателя, форсунки, магнитный клапан резервуара с активированным углем и система подогрева кислородного датчика обеспечиваются током. Система стабилизации холостого хода с шаговым двигателем поддерживает частоту вращения на постоянном заданном уровне. 
Нагрузки двигателя здесь выравниваются благодаря механическим и электрическим потребителям. Клапан стабилизации холостого хода обеспечивает необходимое для стабильного холостого хода количество воздуха. Клапан прост: он состоит из двух электромагнитных катушек, ротор выполнен в виде постоянного магнита. Он внутри полый и имеет обмотку. В обмотке расположен стержень с нарезкой, который перемещает назад-вперед установочный конус. Благодаря аксиальному (параллельно направленному) движению регулируется количество топлива в обводном канале.

 

Мозгом системы  впрыска является модуль управления РСМ.                 

РСМ расположен в переднем углу двигательного отсека. РСМ получает и обрабатывает амплитудные (по напряжению) сигналы от множества различных датчиков, выключателей и реле. Все входящие сигналы преобразуются в цифровые данные. Исчитываются модулем управления, осуществляющим на базе их анализа постоянную тонкую подстройку таких важнейших параметров двигателя, как:

угол опережения зажигания,

длительность включения  тока катушки зажигания,

длительность импульса включения инжектора,

обороты холостого хода двигателя,

с целью минимизации загрязнения  атмосферы продуктами сгорания и  получения максимальной отдачи от двигателя. Кроме того, РСМ контролирует работу вентилятора системы охлаждения, зарядного тока генератора и таких  компонентов системы снижения токсичности  отработавших газов, как электромагниты EGR и продувки угольного адсорбера  системы EVAP. РСМ способен также менять свою программу в соответствии с условиями работы.

Компоненты  систем снижения токсичности отработавших газов и управления двигателем

1 — Д/В - Датчик-выключатель   2 — VSS - Датчик скорости автомобиля   3 — Э/М - Электромагнит	4 — ASD Автоматическое  отключение подачи топлива   5 — О/D - Повышающая передача

РСМ осуществляет постоянный контроль множества собственных  входных и выходных контуров.

В случае возникновения неисправности  в системе MPFI информация о ней  фиксируется в памяти модуля. Произвести диагностику неисправностей компонентов  системы MPFI без наличия специального дорогостоящего фабричного изготовления инструмента и считывателя кодов  неисправностей DRB II (№ С-4805) или его  эквивалента не представляется возможным, однако во многих случаях можно попытаться локализовать источник подозреваемого отказа, ограничив круг поиска как  минимум до конкретного контура. Данная работа всегда начинается со считывания кодов неисправностей, затем производится визуальный осмотр компонентов системы  с целью проверки состояния и  надежности крепления проводки и  электрических разъемов. Чаще всего  причиной отказа оказывается именно ослабление крепления или отсоединение клеммных соединений электропроводки или вакуумных линий. Инструкции по выводу диагностической информации из памяти РСМ на контрольную лампу «Проверьте двигатель» приведены в Разделе Описание принципа действия системы самодиагностики и процедуры считывания кодов неисправностей.

Информационные датчики

В число множества источников, передающих информацию на РСМ входят:

• Реле муфты сцепления кондиционера воздуха
• Реле автоматического отключения подачи топлива (ASD)
• Датчик-выключатель стоп-сигналов
• Датчик положения распределительного вала
• Датчик температуры воздуха
• Датчик температуры охладителя
• Датчик положения коленчатого вала
• Датчик абсолютного давления в трубопроводе (МАР)
• Кислородный датчик
• Датчик положения дроссельной заслонки (TPS)
• Датчик-выключатель разрешения запуска (положения трансмиссии)
• Датчик скорости автомобиля (VSS)

Реле муфты сцепления  кондиционера воздуха (К/В)

Работой реле муфты сцепления К/В управляет РСМ. Управление осуществляется за счет включения-выключения контура заземления реле. Когда РСМ получает запрос с панели управления К/В (системы управления климатом), он дает команду на включение мотора системы стабилизации оборотов холостого хода (IAC) с целью соответствующей корректировки оборотов. Реле управления сцеплением К/В расположено в центре распределения электропитания рядом с батареей.

  Реле автоматического отключения подачи топлива (ASD)

Если имеет место отсутствие сигнала зажигания (распределителя) или от датчиков положения распределительного или коленчатого вала при повороте ключа зажигания в положение RUN (Движение), реле ASD отключает питание  электрического топливного насоса, инжекторов топлива, катушки зажигания и  подогреваемого кислородного датчика. Отключающее реле расположено в  центре распределения электропитания рядом с батареей.

Датчик положения распределительного вала

Датчик положения распределительного вала включает в себя полупроводник, работающий на эффекте Холла, и выдает сигнал, используемый для синхронизации  работы систем питания и зажигания. Синхронизирующий сигнал вырабатывается полупроводником при вращении кольца датчика с экраном, расположенных в распределителе.

  Датчик температуры воздуха

Датчик температуры воздуха, установленный во впускном трубопроводе определяет температуру входящего воздуха и передает соответствующую информацию на РСМ. Информация используется модулем при корректировке воздушно-топливной смеси.

  Датчик температуры охладителя

Датчик температуры охладителя, ввинченный в корпус термостата, отслеживает  температуру охладителя, посылая  соответствующие сигналы на РСМ. Эти данные вместе с информацией, получаемой от датчика температуры воздуха используются модулем при корректировке качества горючей смеси и оборотов холостого хода в процессе разогрева двигателя. Датчик также служит для включения вентилятора обдува радиатора.

 Датчик положения коленчатого вала

Датчик положения коленчатого  вала крепится на куполе трансмиссии. Датчик передает на РСМ информацию о текущем положении коленчатого  вала. В качестве исходных данных датчиком используются прорези на приводном  диске преобразователя вращения или маховике.

 Датчик абсолютного давления в трубопроводе (МАР)

Датчик МАР расположен на переборке или стенке двигательного  отсека. Датчик определяет глубину  разрежения во впускном трубопроводе через вакуумную линию, подсоединенную к корпусу дросселя. Снятые показания  датчик передает на РСМ вместе с  данными о барометрическом давлении в виде меняющегося по амплитуде  напряжения. В купе с информацией, получаемой от других датчиков эти данные позволяют модулю управления определять требуемый состав горючей смеси.

Различные датчики-выключатели

Датчики-выключатели (такие  как выключатель разрешения запуска, кондиционера воздуха, контроля скорости и стоп-сигналов) снабжают РСМ информацией, позволяющей ему производить  регулировки функционирования двигателя  в зависимости от состояния различного оборудования (вкл./выкл.). Показания  данных датчиков-выключателей (высокий/низкий уровень сигнала) трудно определить без диагностического измерителя DRB II.

Кислородный датчик

Кислородный датчик, расположенный  в приемной трубе системы выпуска  отработавших газов (правой на двигателях V8), выдает амплитудный (по напряжению) сигнал в зависимости от присутствия  в системе выпуска отработавших газов кислорода. Для ускорения  выхода датчика в рабочий режим  при прогревании двигателя датчик оборудован встроенным электрическим  нагревателем. Если в отработавших газах содержится значительный процент  кислорода (бедная смесь), сигнал датчика  имеет меньшую амплитуду; при  малом содержании кислорода (богатая  смесь) амплитуда выдаваемого датчиком напряжения повышается. Отслеживая процент содержания в отработавших газах кислорода и переводя его в электрический сигнал, датчик работает как датчик-выключатель обеднения-обогащения горючей смеси. Сигнал от датчика поступает на РСМ, который на основании его анализа увеличивает или уменьшает ширину импульса (продолжительность) включения инжекторов топлива.

Датчик положения дроссельной  заслонки (TPS)

Расположенный в корпусе  дросселя TPS определяет угол отклонения дроссельной заслонки. Вырабатываемое датчиком напряжение увеличивается  или уменьшается в зависимости  от ширины открывания заслонки. Поступая на РСМ данный сигнал в купе с  данными, получаемыми от других датчиков, позволяет процессору модуля осуществлять корректировку качества смеси в  зависимости от условий функционирования двигателя, таких как акселерация/деселерация, работа на холостых оборотах или при полностью открытой дроссельной заслонке.

Датчик расстояния (скорости) автомобиля (VSS)

VSS, расположенный на удлинении картера трансмиссии или раздаточной коробке (в зависимости от экипировки автомобиля), служит для определения скорости движения автомобиля. Датчик вырабатывает восемь импульсов за каждый оборот приводного вала и передает их на РСМ. Данные сигналы сравниваются модулем с сигналом закрытого положения дроссельной заслонки от TPS позволяют различать состояния закрытия заслонки при сбросе оборотов двигателя и при работе последнего на холостых оборотах (на стоящем на месте автомобиле) При сбрасывании оборотов двигателя РСМ осуществляет контроль за функционированием мотора IAC, добиваясь требуемого сигнала от МАР; при работе двигателя на холостых оборотах РСМ управляет мотором IAC, поддерживая желаемую частоту вращения двигателя.