Система питания двигателя с впрыском бензина автомобиля ВАЗ 2110

    Датчик  скорости автомобиля устанавливается на коробке передач на приводе спидометра. Принцип действия датчика основан на эффекте Холла. Датчик выдает на блок управления прямоугольные импульсы напряжения с частотой, пропорциональной скорости вращения ведущих колес. Для стандартных колес размером 165/70R13 датчик выдает 6 импульсов на каждый метр пробега. 

    Датчик  детонации заворачивается в верхнюю часть блока цилиндров и улавливает аномальные вибрации (детонационные удары) в двигателе. Чувствительным элементом датчика является пьезокристаллическая пластинка. При детонации на выходе датчика генерируются импульсы напряжения, которые увеличиваются с возрастанием интенсивности детонационных ударов. Блок управления по сигналу датчика регулирует опережение зажигания для устранения детонационных вспышек топлива. 

    Потенциометр  регулировки СО . В комплектации без датчика кислорода, служит для регулирования содержания СО в выхлопных газах автомобиля. Для систем GM, чтобы выполнить регулировку СО при помощи потенциометра, требуется разрешение с диагностического тестера. В случае отсутствия тестера для регулировки СО придется выполнить довольно утомительную процедуру. В системах на базе блоков управления "Январь-4" все проще,   чтобы отрегулировать СО, достаточно просто покрутить потенциометр на холостом ходу. 

     Сигнал  запроса на включение  кондиционера  

    Если  на автомобиле установлен кондиционер, то сигнал поступает от выключателя кондиционера на панели приборов. В данном случае блок управления получает информацию о том, что водитель желает включить кондиционер. Получив такой сигнал блок управления сначала подстраивает регулятор холостого хода, чтобы компенсировать дополнительную нагрузку на двигатель от компрессора кондиционера, а затем включает реле, управляющее работой компрессора кондиционера. 

    Датчик  положения коленчатого  вала - индуктивный, предназначен для синхронизации работы блока управления с верхней мертвойточкой поршней 1-го и 4-го цилиндров и угловым положением коленчатого вала двигателя. Сопротивление обмотки 650 Ом +/-10%, индуктивность 265 мГн+/- 15% на частоте 1 кГц при температуре 20 град.С.

    Датчик  установлен на кронштейне крышки масляного  насоса напротив задающего диска на шкиве привода генератора. У задающего диска имеется 58 зубьев с шагом в 6 град. ПКВ. При таком шаге на диске помещается 60 зубьев, но два зуба срезаны для создания импульса (рис. 9-34) синхронизации ("Опорного" импульса), который необходим для согласования работы контроллера с ВМТ поршней в 1-ом и 4-ом цилиндрах. Датчик генерирует импульсы напряжения при прохождении в его магнитном поле зубьев задающего диска. Установочный зазор между сердечником датчика и зубом диска должен находиться в пределах (1+0,41) мм. Блок управления по сигналам датчика положения коленчатого вала определяет частоту вращения коленчатого вала и выдает импульсы на форсунки. 

    Система питания.

    Система питания состоит из электробензонасоса 4 (рис. 9-35) топливного фильтра 6, топливо проводов 5 и 7, топливной рампы, регулятора давления 3 и форсунок 2. Электробензонасос подает топливо через фильтр к топливной рампе и форсункам 2. Регулятор поддерживает в топливной рампе давление на уровне 284...325 кПа. Избыток топлива из регулятора возвращается в топливный бак по сливному трубопроводу 7. В топливной рампе имеется штуцер 1 для присоединения манометра 8 для контроля давления топлива. Электронный блок управления включает форсунки по очереди попарно через каждые 180 град. поворота коленчатого вала.

    Электробензонасос. В системе питания применяется двухступенчатый неразборный электробензонасос роторно-роликового типа. Он обеспечивает подачу топлива под давлением более 284 кПа. Электробензонасос расположен непосредственно в топливном баке, что снижает возможность образования паровых пробок, т.к. топливо подается под давлением, а не под действием разрежения.  

    Топливный фильтр встроен в подающую магистраль 5 между электробензонасосом и топливной рампой, и установлен под днищем кузова, рядом с топливным баком. Фильтр неразборный, имеет стальной корпус с бумажным фильтрующим элементом. Топливные форсунки. Форсунки крепятся к топливной рампе, от которой к ним подается топливо, а своими распылителями входят в отверстия впускной трубы. В отверстиях топливной рампы и впускной трубы форсунки уплотняются резиновыми уплотнительными кольцами.  

    Форсунка представляет собой электромагнитное устройство, сопротивление обмотки 11.8 Ом при 20 град.С. Когда блок управления включает форсунку, то клапан форсунки поднимается и открывает отверстия в направляющей пластине, через которые распыляется топливо. Коническая струя тонко распыленного топлива впрыскивается на впускной клапан. Здесь топливо испаряется, соприкасаясь с нагретыми деталями, и в парообразном состоянии попадает в камеру сгорания.  

    Регулятор давления топлива установлен на топливной рампе и предназначен для поддержания постоянного перепада давления между давлением топлива в форсунках и давлением воздуха во впускной трубе. Регулятор представляет собой мембранный клапан. С одной стороны на мембрану действует давление топлива, а с другой - усилие пружины и давление воздуха из ресивера, с которым регулятор соединен шлангом. Чем больше давление воздуха в ресивере (т.е. чем больше нагрузка на двигатель), тем больше давление топлива. При уменьшении нагрузки на двигатель, когда давление топлива превышает суммарное усилие от пружины и от давления воздуха, клапан регулятора открывается и избыток топлива по сливной магистрали возвращается в топливный бак.  

      Дроссельный патрубок 3 (см. рис. 9-36) установлен на входе в ресивер. В нем находится дроссельная заслонка, датчик положения дроссельной заслонки и регулятор холостого хода. На патрубке имеются также штуцеры для отсоса картерных газов и паров топлива из адсорбера. Регулятор холостого хода состоит из клапана с конусной иглой, управляемого шаговым электродвигателем. Регулятор обеспечивает желаемую частоту вращения коленчатого вала на холостом ходу, изменяя количество воздуха, проходящего в обход закрытой дроссельной заслонки.Когда игла регулятора полностью выдвинута (что соответствует 0 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.  

      Система улавливания  паров бензина 

    В системе  применен метод улавливания паров  бензина адсорбером (емкостью с активированным углем). Адсорбер установлен в моторном отсеке, и соединен трубопроводами с топливным баком и дроссельным патрубком. На крышке адсорбера расположен электромагнитный клапан, которым по сигналам блока управления переключаются режимы работы системы. Когда двигатель не работает, электромагнитный клапан закрыт и пары бензина из топливного бака по трубопроводу подводятся к адсорберу, где поглощаются гранулированным активированным углем.

    При работающем двигателе блок управления открывает  и закрывает электромагнитный клапан импульсами с частотой 16 Гц. Когда  клапан открыт, он перекрывает подачу паров бензина и открывает отверстие для доступа а адсорбер воздуха. Происходит продувка адсорбера. Смесь паров бензина с воздухом отсасывается из адсорбера по шлангу в дроссельный патрубок за дроссельную заслонку. Скважность импульсов, подаваемых блоком управления на клапан может изменяться от 0 до 100%. Скважность равная 0% означает, что клапан не открывается и продувки адсорбера нет. Скважность равная 100% - клапан практически не закрывается и происходит полная продувка адсорбера. Чем выше расход воздуха двигателем, тем больше объем допускаемой продувки. Блок управления включает электромагнитный клапан продувки при следующих условиях:

• температура охлаждающей жидкости выше 75град.С;
• система управления топливоподачей работает в режиме замкнутого цикла;
• скорость автомобиля больше 10 км/ч.

    После включения продувка продолжается до полного открытия дроссельной заслонки, когда клапан запирается. 

    Система зажигания  

    Система зажигания - электронная, высокой энергии. 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 с той стороны, где находятся свечи зажигания. Система зажигания не имеет каких-либо подвижных деталей, и поэтому не требует обслуживания и регулировок в эксплуатации. Для точного расчета момента зажигания блоком управления используется следующая информация:

• частота вращения и положение коленчатого вала;
• массовый расход воздуха;
• положение дроссельной заслонки
• температура охлаждающей жидкости;
• наличие детонации.

    Модуль  зажигания по сигналам блока управления выдает импульсы высокого напряжения на свечи зажигания. Причем включаются сразу две свечи: 1 и 4 или 2 и 3 цилиндров. Искрообразование происходит одновременно в цилиндре, находящемся в конце такта сжатия (рабочая искра), и в цилиндре, где происходит конец такта выпуска (холостая искра). 

      Работа системы  питания 

    Количество  топлива, подаваемого форсунками, регулируется электрическим импульсным сигналом от блока управления. 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 впрыска. 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 коленчатого вала. Причем импульсы подаются поочередно сразу на две форсунки. Например, сначала на форсунки цилиндров 1 и 4, затем через 180град. ПКВ на форсунки цилиндров 2 и 3, затем через 180град. ПКВ снова на форсунки цилиндров 1 и 4, и т.д.

    Впрыск  топлива осуществляется одним из двух способов: либо синхронно с опорными импульсами от датчика положения коленчатого вала либо асинхронно, независимо от опорных импульсов. Синхронный впрыск топлива - наиболее употребительный способ подачи топлива. Асинхронный впрыск топлива применяется, когда необходимо дополнительное топливо при резком открытии дроссельной заслонки, о чем сигнализирует датчик положения дроссельной заслонки. Этот впрыск топлива подобен подаче топлива ускорительным насосом карбюратора при резком открытии дроссельной заслонки. Независимо от метода впрыска подача топлива определяется состоянием двигателя, т.е. режимом его работы. Эти режимы обеспечиваются блоком управления и описаны ниже.  

    Режимы  управления топливоподачей 

    Режим пуска двигателя 

    При включении зажигания блок управления включает на 2 с реле топливного насоса, и насос создает давление в магистрали подачи топлива к топливной рампе. Блок управления учитывает показания от датчиков температуры охлаждающей жидкости и положения дроссельной заслонки и определяет правильное соотношение воздух/топливо для пуска. После начала вращения коленчатого вала блок управления будет работать в пусковом режиме пока обороты двигателя не превысят 500 об/мин, 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 проворачивании коленчатого  вала. Блок управления в этом режиме не выдает на форсунку импульсы, что "очищает" залитый двигатель. Блок управления поддерживает указанную длительность импульсов до тех пор, пока обороты двигателя ниже 500 об/мин, и датчик положения дроссельной заслонки показывает, что она почти полностью открыта (более 75%).  

    Примечание. Если дроссельная заслонка удерживается почти полностью открытой при попытке нормального пуска "не залитого" двигателя, то двигатель может не пуститься, т.к. при полностью открытой дроссельной заслонке импульсы впрыска на форсунки не подаются.  

      Режим открытого цикла (без обратной связи по датчику кислорода) 

    После пуска двигателя (когда обороты  более 500 об/мин ) блок управления 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:

• датчика положения коленчатого вала;
• датчика массового расхода воздуха;
• датчика температуры охлаждающей жидкости;
• датчика положения дроссельной заслонки.

    На режиме открытого цикла расчетная длительность импульса может давать соотношение воздух/топливо отличное от 14,7:1. Это будет, например, на холодном двигателе, т.к. в этом случае для получения хороших нагрузочных характеристик необходима обогащенная смесь. Блок управления будет оставаться в режиме открытого цикла до тех пор, пока не будут выполнены все следующие условия: