5.2.1 Система питания бензиновых двигателей
Система питания бензиновых двигателей
Все рассматриваемые в настоящем Руководстве модели оборудованы электронной системой распределенного впрыска топлива (SFI). За счет использования в системе управления новейших технологических решений SFI обеспечивает оптимизацию компоновки воздушно-топливной смеси при любых условиях эксплуатации двигателя.
Топливо в системе питания находится под постоянным давлением и через инжекторы впрыскивается во впускные порты каждого из цилиндров двигателя. Дозировка подачи топлива осуществляется путем управления временем открывания электромагнитных клапанов инжекторов в соответствии с количеством нагнетаемого в двигатель воздуха, определяемым конкретными условиями функционирования. Продолжительность открывания инжекторов определяется параметрами формируемых модулем управления (ECM) электрических импульсов, что позволяет осуществлять весьма точную дозировку компонентов горючей смеси.
ECM определяет требуемую продолжительность времени открывания инжекторов на основании анализа непрерывно поступающих от информационных датчиков данных о количестве всасываемого в двигатель воздуха — термоанемометрический датчик измерения массы воздуха (MAF), текущих оборотах двигателя — датчик положения коленчатого вала (CKP), и положении дроссельных заслонок — TPS.
Помимо перечисленных функций система распределенного впрыска топлива осуществляет также контроль токсичности отработавших газов, оптимизацию соотношения расход топлива/эффективность отдачи двигателя, а также обеспечивает адекватные стартовые параметры и прогрев двигателя в холодную погоду, исходя из данных о температурах охлаждающей жидкости (датчик ECT) и всасываемого воздуха (датчик IAT).
Система подачи воздуха
Впускной воздушный тракт
Впускной воздушный тракт состоит из воздухозаборника, двух резонаторных камер, сборки воздухоочистителя и соединяющим его с корпусом дросселя воздуховодом. Первый резонатор помещается выше воздухоочистителя по потоку, при помощи отводного шланга соединен с задней частью воздухозаборника и эффективно способствует снижению уровня шумового фона, возникающего при всасывании воздуха в двигатель. Вторая резонаторная камера подключена к воздуховоду впускного воздушного тракта непосредственно впереди корпуса дросселя.
Конструкция впускного воздушного тракта бензинового двигателя
1 — Датчик MAF
2 — Воздухоочиститель
3 — Верхнепоточная резонаторная камера
4 — Корпус дросселя со встроенным TPS
5 — Воздухораспределитель
6 — Клапан IAC
7 — TPS
8 — Отводной патрубок нижнепоточной резонаторной камеры
Прогоняемый через воздухоочиститель воздух поступает в корпус дросселя, откуда, в определяемом положением дроссельных заслонок (датчик TPS) количестве, по впускному трубопроводу подается к впускным портам цилиндров двигателя, где смешивается с впрыскиваемым через инжекторы топливом, формируя горючую смесь. Стабильность оборотов холостого хода обеспечивается за счет перепускания части воздушной массы в обход корпуса дросселя непосредственно во впускной трубопровод. Контроль количества перепускаемого воздуха осуществляется ECM посредством управления функционированием специального перепускного клапана стабилизации оборотов холостого хода (IAC).
Датчик температуры всасываемого воздуха (IAT)
Датчик IAT установлен на сборке воздухоочистителя и служит для измерения температуры всасываемого в двигатель воздуха. В основу конструкции датчика положен термистор, сопротивление которого обратно пропорционально температуре чувствительного элемента. Отслеживаемые датчиком параметры преобразуются в электрические сигналы и передаются на ECM, осуществляющий управление компоновкой воздушно-топливной смеси, а также моментами впрыска и воспламенения.
Датчик измерения массы воздуха (MAF)
Термоанемометрический датчик MAF установлен во впускном воздушном тракте непосредственно позади воздухоочистителя и выступает в качестве источника информации, поставляющего ECM данные о количестве всасываемого в двигатель воздуха. На основании анализа поступающей от датчика информации ECM осуществляет компоновку воздушно-топливной смеси.
Помещенные в корпус дросселя заслонки управляются от педали газа, в соответствии с положением которой, в большей или меньшей степени перекрывают проходные дроссельные отверстия, что позволяет регулировать расход поступающего в камеры сгорания двигателя воздуха. На холостых оборотах, когда педаль газа полностью отпущена, заслонки практически полностью перекрывают дроссель и основная масса воздуха (более половины) поступает во впускной трубопровод через специальный электромагнитный клапан стабилизации оборотов холостого хода (IAC) в обход корпуса дросселя. Использование клапана IAC позволяет также осуществлять контроль стабильности оборотов холостого хода вне зависимости от изменений текущей нагрузки на двигатель (например, при включении кондиционера воздуха или других энергоемких потребителей).
Конструкция корпуса дросселя
Датчик положения дроссельных заслонок (TPS)
TPS устанавливается на корпусе дросселя и механически соединен с осью дроссельных заслонок. Датчик вырабатывает и посылает ECM сигнальное напряжение, величина которого прямо пропорциональна степени открывания заслонок. Закрытому и открытому положениям заслонок соответствуют четко определенные значения напряжения.
 |
Электромагнитный клапан стабилизации оборотов холостого хода (IAC)
Клапан IAC включен во впускной воздушный тракт впереди корпуса дросселя и осуществляет управление величиной расхода воздуха, перепускаемого в обход последнего при работе двигателя на холостых оборотах. Клапан срабатывает по сигналам ECM, позволяя последнему поддерживать обороты холостого хода двигателя на заданном уровне.
Конструкция клапана IAC
Система подачи топлива
Помещенный в бензобак погружной топливный насос обеспечивает подачу горючего под давлением к каждому из инжекторов топливной магистрали. Бензин подается от насоса к инжекторам по топливному тракту с включенным в него фильтром тонкой очистки. Специальный регулятор поддерживает давление топлива в магистрали на заданном оптимальном уровне. Через инжекторы топливо в необходимом количестве впрыскивается непосредственно в камеры сгорания каждого из цилиндров двигателя, где смешивается с воздухом и образует горючую смесь. Количество топлива и момент впрыска вычисляются модулем управления. Избыток горючего по возвратной линии поступает обратно в топливный бак.
Схема организации системы подачи топлива
1 — Контрольно-запорный клапан
2 — Отделитель топливных испарений
3 — Возвратный бензопровод
4 — Линия подачи топлива
5 — Фильтр тонкой очистки
6 — Топливные инжекторы
7 — Регулятор давления топлива
8 — Сборка топливного насоса
9 — Демпфер пульсаций давления
10 — Топливный бак
11 — Крышка заливной горловины
12 — Рычаг отпускания защелки замка крышки лючка доступа к заливной горловине (на центральной консоли, справа от водительского сиденья)
13 — Заливная горловина топливного бака
14 — Топливный насос
15 — Оснащенный сетчатым фильтром топливозаборник
16 — Датчик запаса топлива
Изготовленный из штампованной стали топливный бак объемом 60 л установлен под автомобилем, непосредственно перед задним мостом под сборкой заднего сиденья.
Бак оснащен защитным экраном, предохраняющим его от ударов камнями, и крепится под днищем автомобиля при помощи пяти болтов.
Конфигурация рабочего объема бака выбрана таким образом, чтобы топливозаборник бензонасоса оставался в погруженном положении при любом уровне заполнения бака, даже во время резкого маневрирования.
В заливную горловину бака встроен специальный односторонний клапан, предотвращающий проникновение топлива из рабочего объема бака обратно в горловину при движении по бездорожью и резком маневрировании.
Помните, что правильное (до срабатывания трещотки храповика) затягивание крышки заливной горловины является гарантией поддержания требуемого избыточного давления в топливном тракте.
Не забывайте время от времени загонять автомобиль на эстакаду и внимательно осматривать топливный бак и подведенные к нему линии на предмет выявления механических повреждений.
Топливный насос объединен в единую сборку с датчиком запаса топлива. Насос имеет роторную конструкцию и помещен внутрь топливного бака, что позволяет в существенной мере снизить уровень производимого им при работе шумового фона.
Управление функционированием топливного насоса осуществляет ECM. При выработке модулем управления соответствующей команды происходит активация реле топливного насоса, после чего электромотор начинает вращаться, приводя в движение ротор насосной сборки. Засасываемое через сетчатый фильтр топливозаборника горючее по соединительным линиям поступает в топливную магистраль и под напором подается на инжекторы. Накачанное насосом давление в топливном тракте поддерживается на постоянном уровне при помощи специального регулятора. С целью предотвращения падения давления топлива при отключении бензонасоса в насосную сборку включен специальный запорный клапан.
Избыток топлива по возвратной линии отводится обратно в топливный бак.
Регулятор давления топлива
Регулятор давления установлен с подведенного к инжекторам конца линии подачи топлива и состоит из двух разделенных диафрагмой камер: топливной и пружинной. Топливная камера соединена с линией подачи топлива, пружинная — с впускным трубопроводом. При увеличении глубины разрежения во впускном трубопроводе оттягивание диафрагмы приводит к открыванию подведенной к топливной камере регулятора возвратной линии, — в результате давление в топливной магистрали снижается. Снижение глубины разрежения в трубопроводе приводит к отжиманию диафрагмы пружиной и увеличению подающего давления. Описанный механизм позволяет поддерживать разницу между давлением впрыска и разрежением во впускном трубопроводе на постоянном уровне, составляющем 290 кПа.
В системе распределенного впрыска используются инжекторы с верхней подачей топлива. Схема подключения инжекторов обеспечивает охлаждение их потоком топлива. Инжекторы такой конструкции отличаются компактными размерами, высокой термостойкостью, пониженным шумовым фоном и простотой в обслуживании.
Продолжительность открывания электромагнитного игольчатого клапана инжектора определяется длиной вырабатываемого ECM управляющего импульса. Ввиду того, что сечение сопла инжектора, величина открывания клапана и давление подачи топлива поддерживаются постоянными, количество впрыскиваемого в камеру сгорания топлива определяется исключительно продолжительностью времени открывания, соответствующего длине управляющего импульса.
Датчик запаса топлива
Датчик объединен в единую сборку с топливным насосом и состоит из закрепленного на рычаге поплавка и потенциометра.
Изменение уровня топлива отслеживается потенциометром по положению поплавка, соответствующее показание выводится на вмонтированный в комбинацию приборов измеритель.
Соединительные линии топливного тракта
Подача горючего от бензонасоса к топливной магистрали и возврат его в топливный бак осуществляется по металлическим трубками и шлангам линий подачи и возврата топлива. Линии посредством фиксаторов крепятся к днищу автомобиля. И должны регулярно проверяться на наличие механических повреждений.
Помимо подающего и возвратного бензопроводов к числу соединительных линий тракта системы питания следует также отнести линии отвода топливных испарений, по которым скапливающиеся в топливном баке во время стоянки пары топлива отводятся в специальный помещающийся в двигательном отсеке угольный адсорбер. При выжимании педали газа после прогрева двигателя до нормальной рабочей температуры по команде ECM осуществляется продувка адсорбера с выводом скопившегося в нем топлива во впускной трубопровод с последующим сжиганием его в нормальном рабочем цикле двигателя.
Фильтр тонкой очистки
Фильтр тонкой очистки включен в состав линии подачи топлива.
Корпус топливного фильтра способен выдерживать достаточно высокие температурные, вибрационные и ударные нагрузки. Внутрь корпуса вложен бумажный фильтрующий элемент, обеспечивающий очистку подаваемого в топливную магистраль горючего от посторонних частиц, не улавливаемых сеткой топливозаборника бензонасоса и способных вывести из строя инжекторы.
Рекомендации по экономии расхода топлива
Существенное влияние на расход топлива оказывает стиль вождения автомобиля. Приведенные ниже рекомендации позволят владельцу добиться экономии расхода топлива при получении адекватной отдачи от двигателя.
- Старайтесь избегать длительных прогревов двигателя, — начинайте движение сразу, как только обороты стабилизируются;
- При остановке автомобиля на время более на 40 секунд глушите двигатель;
- Всегда старайтесь двигаться на максимально высокой передаче, избегая резких разгонов;
- В дальних поездках по возможности старайтесь двигаться с равномерной скоростью. Избегайте движения на чрезмерно высоких скоростях. Управляйте автомобилем осмотрительно. Без надобности не тормозите;
- Не перевозите не автомобиле излишний груз. Если верхний багажник не используется, снимите его с крыши;
- Регулярно проверяйте давление накачки шин, не допуская чрезмерного его снижения.
Источник статьи: http://automn.ru/mitsubishi-pajero/mitsubishi-29407-10.m_id-541.m_id2-3453.html
Система питания двигателя Mitsubishi Lancer 9
— система подачи топлива, включающая в себя топливный бак, модуль электрического топливного насоса, трубопроводы, шланги, топливную рампу с форсунками и регулятором давления топлива;
— система воздухоподачи, в которую входят воздушный фильтр, воздухоподводящий рукав, дроссельный узел;
— система улавливания паров топлива, состоящая из адсорбера, клапана продувки адсорбера и соединительных трубопроводов.
Функциональное назначение системы подачи топлива — обеспечение подачи необходимого количества топлива в двигатель на всех рабочих режимах. Двигатель оборудован электронной системой управления с распределенным впрыском топлива. В системе распределенного впрыска топлива функции смесеобразования и дозирования подачи топливовоздушной смеси в цилиндры двигателя разделены: форсунки осуществляют дозированный впрыск топлива во впускную трубу, а необходимое в каждый момент работы двигателя количество воздуха подается системой, состоящей из дроссельного узла и регулятора холостого хода. Такой способ управления дает возможность обеспечивать оптимальный состав горючей смеси в каждый конкретный момент работы двигателя, что позволяет получить максимальную мощность при минимально возможном расходе топлива и низкой токсичности отработавших газов. Управляет системой впрыска топлива и системой зажигания электронный блок управления двигателем, непрерывно
контролирующий с помощью соответствующих датчиков нагрузку двигателя, скорость движения автомобиля, тепловое состояние двигателя, оптимальность процесса сгорания в цилиндрах двигателя.
Особенностью системы впрыска автомобиля Mitsubishi Lancer является синхронность срабатывания форсунок в соответствии с фазами газораспределения (блок управления двигателем получает информацию отдатчика фазы). Контроллер включает форсунки последовательно, а не попарно, как в системах асинхронного впрыска. Каждая форсунка включается через 720° поворота коленчатого вала. Однако в режимах пуска и динамических режимах работы двигателя используется асинхронный метод подачи топлива без синхронизации с вращением коленчатого вала.
Основным датчиком для системы впрыска топлива является датчик концентрации кислорода в отработавших газах (лямбда-зонд). Он установлен в выпускном коллекторе двигателя, объединенном с нейтрализатором отработавших газов (катколлектор), и совместно с блоком управления двигателем и форсунками образует контур управления составом топливовоздушной смеси, подаваемой в двигатель. По сигналам датчика блок управления двигателем определяет количество несгоревшего кислорода в отработавших газах и соответственно оценивает оптимальность состава топливовоздушной смеси, поступающей в цилиндры двигателя в каждый момент времени. Зафиксировав отклонение состава от оптимального 1:14 (топливо : воздух), обеспечивающего наиболее эффективную работу каталитического нейтрализатора отработавших газов, блок управления с помощью форсунок изменяет состав смеси. Поскольку датчик концентрации кислорода включен в цепь обратной связи блока управления двигателем, контур управления составом топливовоздушной смеси является замкнутым. Особенностью системы управления двигателем автомобиля Mitsubishi Lancer является наличие, помимо управляющего датчика, второго, диагностического, датчика концентрации кислорода, установленного на входе в дополнительный нейтрализатор. По составу газов, прошедших через катколлектор, он определяет эффективность работы системы управления двигателем. Если блок управления по информации, полученной от диагностического датчика концентрации кислорода, фиксирует превышение нормы токсичности отработавших газов, не устраняемое тарировкой системы управления, он включает в комбинации приборов сигнальную лампу неисправности двигателя и заносит в память код ошибки для последующей диагностики.
Топливный бак сварной, штампованный, установлен под полом кузова в его задней части и закреплен болтом и четырьмя гайками. Для того чтобы пары топлива не попадали в атмосферу, бак соединен трубопроводом с адсорбером системы улавливания паров топлива. На топливном баке находится защитный экран. Во фланцевое отверстие в верхней части бака устанавливают электрический топливный насос, в другое такое же отверстие в верхней части — датчик указателя уровня топлива, а в левой части выполнены патрубки для присоединения наливной трубы и шланга вентиляции. Из насоса, включающего в себя топливные фильтры грубой и тонкой очистки, топливо подается в топливную рампу, закрепленную на впускной трубе двигателя. Из топливной рампы топливо впрыскивается форсунками во впускную трубу. Излишки топлива через регулятор давления топлива, установленный на заднем конце топливной рампы, сливаются в топливный бак.
Топливопроводы системы питания комбинированные в виде соединенных между собой стальных трубопроводов и резиновых шлангов.
Топливный насос погружного типа, с электроприводом, роторного типа, с фильтрами грубой и тонкой очистки топлива. Насос обеспечивает подачу топлива и установлен в топливном баке, что снижает возможность образования паровых пробок, так как топливо подается под давлением, а не под действием разрежения. Он обеспечивает подачу топлива из бака через топливную магистраль в топливную рампу под давлением около 300 кПа (примерно 265 кПа в режиме холостого хода).
Топливный фильтр тонкой очистки — полнопоточный, установлен в корпусе модуля топливного насоса. При засорении фильтра необходимо заменять корпус в сборе с фильтром, так как узел выполнен неразборным.
Топливная рампа, представляющая собой пустотелую трубчатую деталь с отверстиями
для установки форсунок, регулятора давления топлива и наконечника топливопровода высокого давления, служит для подачи топлива к форсункам и закреплена на впускной трубе. Форсунки, регулятор давления и наконечник топливопровода уплотнены в гнездах резиновыми кольцами. Рампа с форсунками в сборе вставлена хвостовиками форсунок в отверстия впускной трубы и закреплена двумя болтами.
Форсунки своими распылителями входят в отверстия впускной трубы. В них форсунки уплотнены резиновыми кольцами. Форсунка предназначена для дозированного впрыска топлива в цилиндры двигателя и представляет собой высокоточный электромеханический клапан, в котором игла запорного клапана прижата к седлу пружиной. При подаче электрического импульса от блока управления на обмотку электромагнита игла поднимается и открывает отверстие распылителя, через которое топливо подается во впускную трубу двигателя. Количество топлива, впрыскиваемого форсункой, зависит от длительности электрического импульса.
Регулятор давления топлива, установленный на топливной рампе, поддерживает постоянное давление топлива в центральном канале рампы на всех режимах работы двигателя. Регулирование давления топлива, подаваемого в форсунки, основано на принципе слежения за значением перепада давления в рампе и впускной трубе, которое при любых условиях должно составлять не менее 265 кПа (2,65 кгс/см 2 ). Подача электрического топливного насоса больше, чем это необходимо для обеспечения работоспособности системы. Поэтому при работе двигателя с помощью регулятора давления часть топлива постоянно сливается через обратный трубопровод в топливный бак. В зависимости от разрежения во впускной трубе регулятор давления уменьшает или увеличивает слив излишнего топлива, поддерживая постоянное давление в рампе.
Регулятор давления представляет собой замкнутую полость, разделенную диафрагмой на вакуумную и топливную камеры.
Вакуумная камера сообщается через вакуумный шланг с впускной трубой двигателя, топливная — через канал в корпусе регулятора с полостью топливной рампы. Во время работы двигателя под действием пружины клапан регулятора закрыт, если перепад давления во впускной трубе и топливной рампе не более 0,27 МПа. Обратного слива топлива нет — давление в топливопроводе начинает повышаться. При перепаде давления свыше 265 кПа (2,65 кгс/см 2 ) диафрагма регулятора прогибается и между клапаном и его седлом образуется зазор, через который в другой канал регулятора, соединенный со сливным трубопроводом, сливается излишнее топливо — давление снижается. При увеличении нагрузки двигателя, работающего при большом открытии дроссельной заслонки, расход топлива увеличивается и давление в топливной рампе падает. Одновременно с этим уменьшается разрежение во впускной трубе. Пружина прижимает клапан регулятора давления к седлу, слив топлива в топливный бак прекращается — давление повышается. Эти процессы повторяются непрерывно, в результате чего в топливной рампе поддерживается постоянное давление.
Воздушный фильтр установлен в левой части моторного отсека на специальном кронштейне. Фильтрующий элемент бумажный, плоский, с большой площадью фильтрующей поверхности. Фильтр соединен резиновым гофрированным воздухоподводящим рукавом с дроссельным узлом. Во входное отверстие фильтра вставлен пластмассовый воздуховод, закрепленный на верхней поперечине рамки радиатора. За одно целое с воздуховодом выполнен глушитель шума впуска 2 первой ступени. К боковой поверхности корпуса воздушного фильтра присоединен глушитель шума впуска 1 второй ступени.
Дроссельный узел, представляющий собой простейшее регулирующее устройство, служит для изменения количества основного
воздуха, подаваемого во впускную систему двигателя. Он установлен на входном фланце впускной трубы и закреплен болтами. На входной патрубок дроссельного узла надет формованный резиновый рукав, закрепленный хомутом и соединяющий дроссельный узел с воздушным фильтром.
В воздушном фильтре нет устройства сезонной регулировки, поэтому дроссельный узел оборудован системой подогрева, предотвращающей обледенение дроссельной заслонки в холодное время года и соединенной с системой охлаждения двигателя шлангами.
В состав дроссельного узла входят датчик положения дроссельной заслонки и регулятор холостого хода.
Регулятор холостого хода регулирует частоту вращения коленчатого вала в режиме холостого хода, управляя количеством подаваемого воздуха в обход закрытой дроссельной заслонки. Он состоит из шагового электродвигателя и соединенного с ним конусного клапана. Клапан выдвигается или убирается по сигналам блока управления двигателем.
Блок управления двигателем, обработав сигналы отдатчиков, определяет необходимость открытия клапана регулятора и передает импульсы на вывод обмотки статора регулятора. При каждом управляющем импульсе ротор поворачивается на определенный угол, перемещая с помощью ходового винта клапан регулятора относительно седла. Во впускную трубу через каналы в дроссельном узле поступает дополнительный воздух. Определяя разрежение во впускной трубе двигателя, блок управления стремится поддерживать его на заданном уровне, периодически открывая и закрывая клапан регулятора холостого хода, обеспечивая тем самым подачу постоянного количества дополнительного воздуха для поддержания постоянной частоты вращения коленчатого вала в режиме холостого хода. Изменяя величину открытия и закрытия клапана регулятора, блок управления компенсирует значительное увеличение или уменьшение количества подаваемого воздуха, вызванное его подсосом через негерметичную впускную систему или, напротив, засорением воздушного фильтра.
Включение дополнительных агрегатов вызывает увеличение нагрузки двигателя, сопровождающееся снижением частоты вращения коленчатого вала в режиме холостого хода и изменением разрежения во впускной трубе, что также компенсируется блоком управления с помощью регулятора.
Система улавливания паров топлива
предотвращает выход из системы питания в атмосферу паров топлива, неблагоприятно влияющих на экологию окружающей среды.
В системе применен метод поглощения паров угольным адсорбером. Он установлен в задней левой части моторного отсека и соединен трубопроводами с топливным баком и клапаном продувки.
В моторном отсеке на впускной трубе расположен электромагнитный клапан продувки адсорбера, которым по сигналам блока управления двигателем переключаются режимы работы системы.
Пары топлива из топливного бака постоянно отводятся по трубопроводу и накапливаются в адсорбере, заполненном активированным углем (адсорбентом). При работе двигателя происходит регенерация (восстановление) адсорбента продувкой адсорбера свежим воздухом, поступающим в систему под действием разрежения, передаваемого по трубопроводу из диффузора дроссельного узла в полость адсорбера при открывании клапана продувки. Контроллер регулирует степень продувки адсорбера в зависимости от режима работы двигателя, подавая на клапан сигнал с изменяемой частотой импульса.
Пары топлива из адсорбера по трубопроводу поступают во впускную трубу двигателя и сгорают в цилиндрах.
Неисправности системы улавливания паров топлива влекут за собой нестабильность холостого хода, остановку двигателя, повышенную токсичность отработавших газов и ухудшение ходовых качеств автомобиля.
Источник статьи: http://remhelper.ru/sistema_pitaniya_dvigatelya
