2. Система впрыска топлива автомобилей ваз

На автомобилях ВАЗ-2110, ВАЗ-2111 и ВАЗ-2112 электронная система уп­равления двигателем, т.е. система рас­пределенного впрыска топлива. Эта система применяется на двигателях 2111 и 2112. Распределенным впрыск называется потому, что для каждого цилиндра топливо впрыскивается от­дельной форсункой. Система впрыска топлива позволяет снизить токсич­ность отработавших газов при улучше­нии ездовых качеств автомобиля.

Существуют системы распределен­ного впрыска с обратной связью и без нее. Причем обе системы могут быть с импортными комплектующими или отечественными. Контроллеры (элек­тронные блоки управления) тоже могут устанавливаться разных типов. Все эти системы имеют свои особенности в ус­тройстве, диагностике и в ремонте, ко­торые подробно описаны в соответст­вующих отдельных Руководствах по ре­монту конкретных систем впрыска топ­лива с определенным контроллером.

В настоящей подборке дается только краткое описание общих принципов устройства, работы и диагностики сис­тем впрыска топлива на примере сис­темы с контроллером «Январь-4».

Система с обратной связью приме­няется, в основном, на экспортных ав­томобилях. У нее в системе выпуска устанавливается нейтрализатор и дат­чик кислорода, который и обеспечива­ет обратную связь. Датчик отслежива­ет концентрацию кислорода в отрабо­тавших газах, а контроллер по его сиг­налам поддерживает такое соотноше­ние воздух/топливо, которое обеспе­чивает наиболее эффективную работу нейтрализатора.

В системе впрыска без обратной свя­зи не устанавливаются нейтрализатор и датчик кислорода, а для регулировки концентрации СО в отработавших га­зах служит СО-потенциометр. В этой системе не применяется также систе­ма улавливания паров бензина. Возможен вариант системы впрыска и без СО-потенциометра, тогда содержание СО регулируется с помощью диагнос­тического прибора.

Существует еще система последова­тельного распределенного впрыска топлива или фазированного впрыска. Она применяется с двигателем 2112. Здесь дополнительно устанавливается датчик фаз, определяющий момент конца такта сжатия в 1-м цилиндре, а топливо подается форсунками по ци­линдрам в последовательности, соот­ветствующей порядку зажигания в ци­линдрах (1 -3-4-2).

2.1 Устройство системы

2.1.1 Датчики

• Датчик температуры охлаждаю­щей жидкостипредставляет собой термистор (резистор, сопротивление которого изменяется от температуры). Датчик завернут в выпускной патрубок охлаждающей жидкости на головке ци­линдров. При низкой температуре дат­чик имеет высокое сопротивление (при -40 °С - 100 кОм), а при высокой темпе­ратуре - низкое (при 100 °С - 177 Ом).

Температуру охлаждающей жидкости контроллер рассчитывает по падению напряжения на датчике. Падение на­пряжения высокое на холодном двига­теле и низкое на прогретом. Темпера­тура охлаждающей жидкости влияет на большинство характеристик, которы­ми управляет контроллер.

• Датчик детонации заворачивается в верхнюю часть блока цилиндров (рис. 2.2) 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. Контроллер по сигналу датчи­ка регулирует опережение зажигания для устранения детонационных вспы­шек топлива.

Рисунок 2.5 Схема системы впрыска топлива: 1 - воздушный фильтр; 2 - датчик массового расхода воздуха; 3 - шланг впускной трубы; 4 - шланг подвода охлаждающей жидкости; 5 - дроссельный патру­бок; 6 - регулятор холостого хода; 7 - датчик положения дроссельной заслонки; 8 - канал подогрева си­стемы холостого хода; 9 - ресивер; 10 - шланг регулятора давления; 11 -контроллер; 12 - реле включе­ния электробензонасоса; 13 - топливный фильтр; 14 - топливный бак; 15 - электробензонасос с датчи­ком уровня топлива; 16 - сливная магистраль; 17 - подающая магистраль; 18 - регулятор давления; 19 - впускная труба; 20 - рампа форсунок; 21 - форсунка; 22 - датчик скорости; 23 - датчик концентра­ции кислорода; 24 - газоприемник приемной трубы глушителей; 25 - коробка передач; 26 - головка ци­линдров; 27 - выпускной патрубок системы охлаждения; 28 - датчик температуры охлаждающей жидко­сти; А - к подводящей трубе насоса охлаждающей жидкости.

Рисунок 2.6 Расположение датчика детонации на двигателе: 1 - датчик детонации.

• Датчик концентрации кислорода (λ-зонд) применяется в системе впрыска с об­ратной связью и устанавливается на приемной трубе глушителей. Кисло­род, содержащийся в отработавших га­зах, реагирует с датчиком кислорода, создавая разность потенциалов на вы­ходе датчика. Она изменяется прибли­зительно от 0,1 В (высокое содержание кислорода - бедная смесь) до 0,9 В (мало кислорода - богатая смесь). Для нормальной работы датчик дол­жен иметь температуру не ниже 360 °С. Поэтому для быстрого прогрева после пуска двигателя в датчик встроен на­гревательный элемент. Отслеживая выходное напряжение датчика концентрации кислорода, контроллер определяет, какую коман­ду по корректировке состава рабочей смеси подавать на форсунки. Если смесь бедная (низкая разность потен­циалов на выходе датчика), то дается команда на обогащение смеси. Если смесь богатая (высокая разность потенциалов) - дается команда на обед­нение смеси.

• Датчик массового расхода возду­ха расположен между воздушным фильтром и шлангом впускной трубы. В нем находятся температурные дат­чики и нагревательный резистор. Про­ходящий воздух охлаждает один из датчиков, а электронный модуль дат­чика преобразует эту разность темпе­ратур датчиков в выходной сигнал для контроллера. В разных вариантах систем впрыска топлива могут применяться датчики массового расхода воздуха 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 меняется частота сигнала, а во втором случае - напря­жение. Контроллер использует информацию от датчика массового расхода воздуха для определения длительности им­пульса открытия форсунок.

• СО-потенциометр уста­новлен в моторном отсеке на стенке коробки воздухопритока и представля­ет собой переменный резистор. Он вы­дает в контроллер сигнал, который ис­пользуется для регулировки состава топливо-воздушной смеси с целью по­лучения нормированного уровня кон­центрации окиси углерода (СО) в отра­ботавших газах на холостом ходу. СО-потенциометр подобен винту качества смеси в карбюраторах. Регулировка содержания СО с помощью СО-потен­циометра выполняется только на стан­ции технического обслуживания с при­менением газоанализатора.

• 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 кон­троллер прямоугольные импульсы на­пряжения с частотой, пропорциональ­ной скорости вращения ведущих колес.

• Датчик положения дроссельной заслонки установлен сбоку на дрос­сельном патрубке и связан с осью дроссельной заслонки. Датчик представляет собой потенци­ометр, на один конец которого подаётся плюс напряжения питания (5 В), а другой конец соединен с массой. С третьего вывода потенциометра (от ползунка) идет выходной сигнал к кон­троллеру. Когда дроссельная заслонка повора­чивается (от воздействия на педаль уп­равления), изменяется напряжение на выходе датчика. При закрытой дрос­сельной заслонке оно ниже 0,7 В. Ког­да заслонка открывается, напряжение на выходе датчика растет и при полно­стью открытой заслонке должно быть более 4 В.

Отслеживая выходное напряжение датчика контроллер корректирует по­дачу топлива в зависимости от угла от­крытия дроссельной заслонки (т.е. по желанию водителя).

Датчик положения дроссельной за­слонки не требует никакой регулиров­ки, т.к. контроллер воспринимает холо­стой ход (т.е. полное закрытие дрос­сельной заслонки) как нулевую отметку.

• Датчик положения коленчатого вала - индуктивного типа, предназна­чен для синхронизации работы кон­троллера с верхней мертвой точкой поршней 1-го и 4-го цилиндров и угло­вым положением коленчатого вала. Датчик установлен на крышке мас­ляного насоса напротив задающего диска на шкиве привода генератора. Задающий диск представляет собой зубчатое колесо с 58 равноудаленны­ми (6°) впадинами. При таком шаге на диске помещается 60 зубьев, но два зуба срезаны для создания импульса «в» (рис. 2.3) синхронизации («Опорного» импульса), который не­обходим для согласования работы контроллера с ВМТ поршней в 1-ом и 4-ом цилиндрах.

Рисунок 2.7 Осциллограмма импульсов напря­жения датчика положения коленчатого вала: а - угловые импульсы; б - опорный импульс.

При вращении коленчатого вала зу­бья изменяют магнитное поле датчика, наводя импульсы напряжения пере­менного тока. Установочный зазор между сердечником датчика и зубом диска должен находиться в пределах (1+0,2) мм.

Контроллер по сигналам датчика оп­ределяет частоту вращения коленча­того вала и выдает импульсы на фор­сунки.

• Датчик фаз применяется в системе с последовательным впрыском топли­ва и устанавливается с левой передней стороны головки цилиндров. Принцип его действия основан на эффекте Хол­ла. В пазу датчика находится обод стального диска с прорезью. Этот диск закреплен на шкиве впускного распре­делительного вала. Когда прорезь дис­ка проходит через паз датчика фаз, он выдает на контроллер отрицательный импульс, соответствующий положе­нию поршня 1-го цилиндра в ВМТ в конце такта сжатия.

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