6.5. Система питания с впрыском бензина
Система питания с впрыском бензина интенсивно вытесняет карбюраторные системы подачи топлива, их основные преимущества заключаются в следующем:
1) раздельное дозирование топлива и воздуха, в результате чего можно подбирать оптимальный состав смеси;
2) возможность корректировки программы дозирования по многим факторам: температуре воздуха, скоростному режиму, атмосферному давлению и т.д.;
3) встроенная диагностика.
Все вышеизложенное позволяет улучшить мощностные и экономические характеристики автомобиля на 5–20%. В то же время эти системы очень дороги (в несколько раз дороже карбюраторных), сложны в эксплуатации, более склонны к отказам. Преимущественное применение получили системы с электронным управлением.
Применяются различные системы впрыска: с индивидуальными форсунками для каждого цилиндра (распределенное впрыскивание), с индивидуальными форсунками для каждого цилиндра и общей пусковой форсункой, с одной или двумя форсункой для всех цилиндров (центральное впрыскивание). Наибольшее распространение в четырехтактных двигателях получили системы с впрыском электромагнитными форсунками под давлением 1.5–4 бар во впускной тракт.
Непосредственный впрыск топлива в цилиндры пока не нашел широкого применения из-за тяжелых условий работы форсунок и сложности размещения форсунки в камере сгорания. Кроме того, в этом случае необходимо подавать топливо под сравнительно высоким давлением – 3–4 МПа.
Обобщенный пример современной системы впрыска топлива схематично изображен на рис. 6.11.
Система работает следующим образом. Топливо из бака 3 насосом 4 подается через фильтр тонкой очистки к регулятору давления 6, который контролирует перепад давления между насосом и впускным трубопроводом. Избыток давления сбрасывается этим клапаном обратно в бак 3 и таким образом поддерживается необходимый перепад давления между впускным трубопроводом и давлением насоса, то есть – перепад давления на форсунке.
Воздух поступает во впускной трубопровод через измеритель 13, его количество регулируется дроссельной заслонкой, которой управляет водитель автомобиля.
Сигналы с измерителя расхода воздуха 13, распределителя 11, датчиков 16 и 17 идут в электронный блок управления, обрабатываются там и поступают в виде управляющих импульсов на электромагнитную форсунку 7 и регулятор дополнительного воздуха 12, реализуя тем самым наиболее оптимальный режим подачи топлива при данном желаемом режима работы двигателя.
Так, например, на режиме холостого хода, когда дроссельная заслонка закрыта, весь воздух в цилиндры идет через регулятор 12. По мере прогрева двигателя этот регулятор закрывается, а необходимое для работы двигателя количество воздуха проходит через отдельный байпас мимо заслонки (на рисунке не показан). Этот байпас имеет регулировку проходного сечения, с помощью которой происходит настройка качества смеси на холостом ходу.
Измерение расхода воздуха производится с помощью термоанемометра, представляющего собой разогретую до постоянной температуры 150°С тонкую проволоку, которую обтекает измеряемый поток воздуха. Чем больше скорость воздуха, тем сильнее остывает нить, тем ниже ее сопротивление, и тем соответственно больший по величине ток проходит для ее разогрева. Этот ток и является измеряемым параметром. После остановки двигателя через нить кратковременно пропускается большой по величине ток, чтобы сжечь образовавшийся на нити налет от прошедшего воздуха.
Рис. 6.11. Пример схемы системы впрыска топлива:
1 – блок цилиндров; 2 – камера сгорания; 3 – топливный бак;
4 – электрический топливный насос; 5 – фильтр тонкой очистки;
6 – регулятор давления; 7 – форсунка; 8 – впускной трубопровод;
9 – датчик положения дроссельной заслонки; 10 – свеча зажигания;
11 – прерыватель–распределитель; 12 – регулятор
дополнительного воздуха; 13 – измеритель расхода воздуха;
14 – аккумулятор; 15 – электронный блок управления;
16 – корректор СО; 17 – датчик температуры охлаждающей жидкости
.
Электромагнитная форсунка представляет собой запорный клапан, подвижный стержень которого является якорем электромагнита и перемещается при подаче на статорную обмотку электрического тока. Возврат стержня осуществляется пружиной.