Электронные системы управления топливопадачей дизелей.

1 Топливный бак

2 Электрический топливный насос

3 Топливный фильтр

4 Регулятор давления топлива

5 Модуль управлении

6 Катушка зажигания

7 Распределитель зажигания Б Свеча зажигания

9 Топливные форсунки

10 Дроссельная заслонка

11 Контактный датчик дроссельной заслонки

12 Датчик расходе воздуха

13 Датчик положения дроссельной заслонки и датчик температуры воздуха

14 Датчик кислорода

15 Датчик температуры охлаждающей жидкости

16 Регулятор холостого хода

17 Датчик оборотов двигателя [датчик положения коленвала)

18 Аккумулятор

19 Выключатель зажигания и стартера 20 Выключатель питания муфты компрессора кондиционера.

Электронное управление обычным топливным насосом высокого давления (ТНВД)

ТНВД предназначен для подачи топлива к форсункам под оп­ределенным давлением в нужный момент в конце такта сжатия, в течение периода времени, необходимого для эффективного его распыления. Обычный насос (рядный или распределительного типа] с механическим приводом связан с педалью акселерато­ра тросом. К насосу может быть пристроено несколько допол­нительных механических устройств (регулятор опережения впрыска при холодном запуске, узел увеличения подачи при про­греве, датчики давления наддува и т. п.], позволяющих управ-лять моментом впрыска и количеством впрыскиваемого топли­ва. Но даже с этими дополнительными устройствами все труднее становилось приспосабливать механическую систему к ужес-точеющимся требованиям экологических законов и модерни­зации двигателей, даже после перехода на использование ме­ханических насос-форсунок, с приводом от кулачкового вала.

Многие разработанные электронные системы способны управлять рядными или распределительными топливными насо­сами высокого давления — впрыск топлива контролируется элек­троникой. В качестве входных переменных параметров исполь­зуются сигналы от датчика положения педали акселератора, датчика положения (скорости вращения) коленаала, датчика по­ложения распредвала: датчиков массового расхода воздуха, дав­ления наддувочного воздуха, температуры охлаждающей жидко­сти, температуры окружающего воздуха и т. п. (см. рис. 8.6 и 8.71.

Информация из этих датчиков поступает в электронный модуль (ECU) управления дизелем, где происходит обработ­ка этих сигналов. Процессор ECU может выбрать несколько значений из программной карты характеристик, соответ­ствующих необходимому количеству и моменту начала впрыска топлива.

Обрабатывая полученные от датчиков сигналы, ECU вы­бирает из этих значений наиболее подходящие, производя мно­жество вычислений в секунду, что позволяет довольно тонко контролировать работу двигателя.

Аккумуляторные системы питания дизельных двигателей («соттоп гаМ»)

Само/ распространенной современной системой питания ди­зельных двигателей с накопительной общей рампой («соттоп rail»). которую корректнее называть «аккумулятором топлива», является система, разработанная компанией Bosch. Хотя до­статочно популярными являются и иные системы (например. Caterpillar), для объяснения технических принципов мы будем использовать систему Bosch.

В русском названии системы «аккумуляторная» заключен и главный принцип — использование некоего топливного ре­зервного сосуда для накапливания топлива под высоким дав­лением. В отличие от систем с секционными [рядными, распре­делительными и роторными) ТНВД, которые применялись прежде, топливо к (зпектроуправпяемым) форсункам поступает ПОСТОЯННО под очень высоким (до 1350 бар) давлением. В общей рампе (или аккумуляторе топлива — кому как больше нравится, сути процесса это не меняет] давление топлива с помощью регулирующего клапана поддерживается посто­янным, К рампе форсунки подключены ПОСТОЯННО, но сра­батывают они ПОПЕРЕМЕННО, в соответствии с порядком работы цилиндров. Управление такими форсунками [с элект­ромеханическим приводом запорной иглы) осуществляется по сигналам из модуля электронного управления [ECU) ди­зеля.

Поскольку давление топлива в системе достаточно (и весьма опасно) высокое, помимо датчиков, что использо­вались в электронных системах управления с прежними ТНВД, давление в рампе отслеживается отдельным датчиком и под­держивается не механическим регулятором, а электронно-управляемыг.» клапаном

Чтобы облегчить рассмотрение системы с общей рампой, разделим ее на три подсистемы: контур низкого давления, кон­тур высокого давления и электронную систему управления.

Контур высокого давления

Контур высокого давления может содержать следующие ком­поненты:

Топливный насос высокого давления с клапаном — регу­лятором давления

Топливная рампа (аккумулятор топлива) с регуляторам давления

Топливные форсунки

Топливопроводы высокого давления.

Топливо поступает в ТНВД, пройдя топливный фильтр. ТНВД накачивает топливо в рампу под высоким (до 135 бар) давлением. Поскольку дизельное топливо обладает некоторой вязкостью, давление в рампе поддерживается постоянным даже при срабатывании форсунок — вдобавок за давлением следит и специальный регулирующий клапан с электронным управлением, установленный в рампе.

Клапан регулятора давления в рампе срабатывает по сигналам из ECU. Если клапан открыт, излишки топлива из рампы сливаются обратно е бак, по сливному [возвратному) топливопроводу — давление в рампе падает. Чтобы клапан срабатывал логично, в рампе предусмотрен датчик давле­ния топлива в рампе, сигнал которого используется моду­лем ECU.

Электроуправляемые форсунки срабатывают поочеред­но, по сигналам из модуля ECU, впрыскивая топливо непос­редственно в камеру сгорания. Тот факт, что топливо на вхо­де в форсунку находится под постоянным давлением, позволяет прецизионно и весьма эластично (по сравнению с рядным или распределительным ТНВД) управлять его впрыском; помимо прочего такая схема питания позволяет осуществлять послойный впрыск топлива с пилотной дозой (начальный впрыск небольшого количества топлива позво­ляет снизить известную прежде шумность двигателя с непо­средственным впрыском].

Электронная система управления

Электронная система управления обычно состоит из следую­щих компонентов:

Электронный модуль управления (ECU)

Подкачивающий топливный насос

Датчик положения (скорости вращения) коленвала

Датчик положения распредвала

Датчик положения педали акселератора

Датчик давления наддува

Датчик температуры воздуха

Датчик температуры охлаждающей жидкости

Датчик массового расхода воздуха

Датчик давления топлива

Топливные форсунки

Клапан-регулятор давления топлива

Цепь управления разогревом запальных свечей

Актюатор клапана РОГ.

Информация от различных датчиков поступает в модуль ECU, который обрабатывает эти сигналы. В соответствии с ха­рактеристическими картами, хранящимися в памяти, модуль вычисляет оптимальное количество топлива, необходимое для впрыска, начало импульса впрыска топлива, пилотную дозу впрыска, для каждого отдельного цилиндра при всех режимах работы двигателя.

Вдобавок ECU выполняет функции мониторинга процессе и самодиагностики, что значительно облегчает поиск неис­правностей — правда, для этого требуется специализирован­ный прибор — сканер кодов неисправности.