Система впрыска топлива двигателей внутреннего сгорания

1. Назначение системы впрыска топлива бензиновых ДВС. Типы систем впрыска топлива бензиновых ДВС, устройство, принцип действия, особенности конструкции. Преимущества и недостатки различных типов

топливо насос электрический привод

В нашей стране эксплуатируется много автомобилей иностранного производства с системой впрыска топлива (инжектором).

Система впрыска топлива позволяет оптимизировать процесс смесеобразования, то есть впрыск может осуществляться более оптимальным по месту, времени и нужным количеством топлива.

Карбюраторы, так долго служившие верой и правдой многим поколениям автомобилистов, уходят в историю. Основная причина этого заключается в том, что карбюраторы не могут удовлетворять современным требованиям по расходу топлива и содержанию вредных веществ в отработавших газах. Применение систем впрыска топлива позволяет решить эти проблемы.

Система впрыска топлива устанавливается на все современные автомобили. Данная система вытесняла карбюраторную систему за счет ряда преимуществ. В отличие от карбюратора, в инжекторной системе впрыска подача топлива в цилиндры двигателя осуществляется за счет форсунок, которые управляются электронным блоком управления. Благодаря этому, изменить параметры можно буквально за считанные секунды. Именно поэтому, путем доработок и перепрограммирования электронного блока управления, система впрыска топлива может устанавливаться на любой современный двигатель. Впрысковые топливные системы классифицируются по различным признакам.

По месту подвода топлива различают:

Система центрального (одноточечного) впрыска топлива является родоначальницей всех систем впрыска

Схема центрального впрыска топлива: 1 — цилиндры двигателя; 2 — впускной трубопровод; 3 — дроссельная заслонка; 4 — подача топлива; 5 — электрический провод, по которому к форсунке поступает управляющий сигнал; 6 — поток воздуха; 7 — электромагнитная форсунка; 8 — факел топлива; 9 — горючая смесь При центральном впрыске порция топлива через электромагнитную форсунку (инжектор) подается в зону дроссельной заслонки во впускном коллекторе, где смешивается с потоком воздуха. Получается горючая смесь, которая затем поступает в цилиндры двигателя.

Многоточечная система впрыска (распределенный впрыск) — это следующий этап в эволюции систем впрыска

Схема многоточечного впрыска топлива: 1 — цилиндры двигателя; 2 — факел топлива; 3 — электрический провод, по которому к форсунке поступает управляющий сигнал; 4 — подача топлива; 5 — впускной трубопровод; 6 — дроссельная заслонка; 7 — поток воздуха; 8 — топливная рампа; 9 — электромагнитная форсунка При многоточечном впрыске топливо подается в зону открытого впускного клапана отдельной форсункой для каждого цилиндра двигателя. Такие конструкции более сложны, но получили наибольшее применение, так как обеспечивают лучшие показатели по экономичности двигателя и токсичности отработавших газов. Непосредственный впрыск в цилиндры

Схема непосредственного впрыска топлива: 1 — электромагнитная форсунка; 2 — кислород; 3 — топливо (бензин); 4 — впускной коллектор; 5 — свеча зажигания; 6 — выпускной коллектор; 7 — цилиндр; 8 — поршень.

Принцип работы такой же, как и в предыдущих впрысках, только топливо на таком двигателе впрыскивается не во впускной коллектор, как во всех остальных случаях, а прямо в цилиндры двигателя.

По способу подачи топлива впрыск бывает:

непрерывным В непрерывных системах поступающий воздух измеряется сенсорной пластиной воздушного потока, которая соединена механически с топливным распределителем. Количество топлива отмеряется в пропорции к потоку поступающего воздуха и подается в двигатель через приводимые в действие давлением инжекторы. Топливо нагнетается все время непрерывным потоком, пока двигатель работает. Эта непрерывная подача топлива дала системе название «Система непрерывного впрыска» (CIS). Топливный распределитель управляется давлением, регулируя объем топлива, требуемого для различных условий эксплуатации.

Прерывистым (импульсным) Все данные системы определяют количество топлива для двигателя с помощью электронного блока управления (ЭБУ), следящего за интервалами времени, в течении которых топливные форсунки открыты. В отличие от непрерывных систем, где инжекторы открыты и топливо течет с момента запуска двигателя, импульсные инжекторы открыты только на время подачи топлива в двигатель. Главные детали импульсных систем — измеритель воздушного потока, электронное устройство управления и топливные форсунки. В системе импульсного впрыска весь воздух, входящий в двигатель, сначала прокачивается через измеритель воздушного потока (ИВП). ИВП отмеряет количество воздуха, которое определяется по нагрузке двигателя, и преобразует это измерение в электрический сигнал, идущий к ЭБУ. Блок управления использует входные сигналы о воздушном потоке и частоте вращения двигателя, и по ним вычисляет количество топлива, необходимое для образования оптимальной смеси, затем электрическим способом открывает инжекторы во впускном канале каждого цилиндра, чтобы впрыснуть соответствующее количество топлива в воздушный поток. Время впрыскивания определяется ЭБУ по частоте вращения коленвала.

Кроме того, эти системы распределяют по типу механизмов, которые дозируют топливо:

с плунжерными насосами Рис.

Плунжерный насос предназначен для работы с синусоидальным механизмом хода и плунжерной головкой насоса. Данное технологическое решение было выбрано с целью использования насоса для дозирования жидкостей.

Электрический двигатель приводит в действие эксцентрик, оборудованный редукционной передачей, червяком и подсоединенный к шатуну, который сопряжен с ползуном и плунжером. Простое вращение эксцентрика обеспечивает перемещения плунжера и тем самым производительность насоса.

Изменение производительности и, следовательно, регулировка потока обеспечиваются с помощью механического устройства.

Это устройство включает в себя перемещающийся качающийся рычаг, расположенный сверху; длина хода может регулироваться за счет изменения перемещения ползуна. При этом эксцентрик свободно вращается вместе с шатуном.

с распределителем (дозатором) Рис. Дозатор-распределитель и регулятор давления система впрыска «KE-Jetronic» :

1 — электрогидравлический регулятор управляющего давления, 2 — обмотка клапана, 3 — биме таллическая пластина электроклапана (мембрана), 4 — дифференциальный клапан, 5 — гильза распределите ля, б — плунжер распределителя, 7 — регулятор давления топлива в системе. Каналы: А — подвод топлива (давление системы), В — слив топлива в бак, С — канал управляющего давления, D — канал регулятора давления, Е — подвод топлива к форсункам впрыска, F — подвод топлива к пусковой электромагнитной форсунке Работает распределитель следующим образом. Топливо под рабочим давлением поступает в нижние камеры дифференциальных клапанов, откуда через сетчатый фильтр проходит в полость управляющего поршня. Далее через отверстия (сечение которых зависит от положения управляющего поршня бензин в объеме, соответствующем режиму работы двигателя, поступает в верхние камеры дифференциальных клапанов, а оттуда — к форсункам. Дифференциальные клапаны нужны для того, чтобы поддерживать постоянное падение давления в отверстиях, независимо от расхода топлива. Обеспечивается это изменением проходного сечения клапана. При поступлении в верхнюю камеру большего количества топлива давление в ней увеличивается, мембрана прогибается вниз и увеличивает проходное сечение клапана, пока не будет достигнуто заданное падение давления. При уменьшении расхода мембрана выгибается вверх и проходное сечение клапана тоже уменьшается. Таким образом, мембрана находится в динамическом равновесии, которое поддерживает для каждого объема топлива, проходящего через клапан.

с форсунками

1.Насос-форсунки. В системах впрыска бензина группы «Д» (впрыск в камеру сгорания) используется насос-форсунка закрытого типа с плунжерным насосом высокого давления, который приводится в действие от кулачка распредвала.

Рис.

Насос-форсунка оснащен сливным каналом с быстродействующим электрогидравлическим клапаном. Комбинация — плунжерный насос, закрытая гидромеханическая форсунка, электроуправляемый от электронной автоматики сливной канал — дает возможность реализовать так называемый «послойный впрыск бензина» непосредственно в камеру сгорания ДВС. Это обеспечивает значительную экономию топлива за счет работы двигателя на очень бедных ТВ-смесях (а = 2,0), а также повышает ряд его эксплуатационных показателей. При послойном впрыске цикловая подача бензина непрерывно дифференцируется по времени посредством управления давлением в рабочей полости насос-форсунки (под плунжером). Давление регулируется электроуправляемым гидроклапаном в сливном канале. Суть послойного впрыска топлива состоит в его подаче отдельными, строго дозированными порциями. Получается так: за один цикл впрыска бензин подается прямо в цилиндр не сплошной однородной струей, а несколькими частями, каждая из которых образует «свой» коэффициент избытка воздуха а. В объеме цилиндра образуется «послойный пирог» из ТВ-смеси разной концентрации. Преимущество послойного впрыска бензина состоит в том, что в первый момент воспламенения в зону центрального электрода свечи зажигания подается нормальная (стехиометрическая) ТВ-смесь с, а = 1, которая легко возгорается. Далее процесс горения топлива в очень бедной ТВ-смеси (а = 2.0) поддерживается за счет «открытого огня», образовавшегося в первый момент воспламенения. Однако система впрыска бензина с насос-форсунками обладает двумя существенными недостатками: она содержит дорогостоящие и очень сложные механические устройства, а также способствует появлению значительных количеств оксидов азота (N0X) в выхлопных отработавших газах двигателя, бороться с которыми крайне сложно. Тем не менее система выпускается фирмой TOYOTA для двигателей TD4 легковых автомобилей.

2. Электромагнитные форсунки применяются в современных системах впрыска бензина в качестве клапанных рабочих и пусковых форсунок (для систем распределенного по цилиндрам впрыска с электронным управлением), а также в качестве центральных форсунок впрыска (в системах питания с моновпрыском). Центральная форсунка наиболее распространенной конструкции для систем впрыска бензина группы «Mono». Современные ЭМ-форсунки способны надежно срабатывать со скважностью* S = 0,5 и при этом устойчиво (управляемо) удерживать открытое состояние в течение 2…2,5 мс. Разброс этого параметра в конкретном типоразмерном ряде форсунок не более ±5%. Такой быстроте срабатывания ЭМ-форсунки отвечает частота возвратно-поступательного движения подвижного стержня электромагнита форсунки в 200…250 с-1. Это является пределом возможного для данного типа электроуправляемых форсунок. При применении ЭМ-форсунок в качестве клапанных рабочее давление Ps в системе впрыска может быть понижено с 6,5 бар (в механических системах) до 4,8…5 бар, что повышает надежность работы электробензонасоса и понижает вероятность протечек топлива в уплотнительных соединениях бензома-гистралей.При электронном управлении форсунками точность дозирования впрыснутого бензина значительно повышается. Это становится возможным потому, что давление внутри ЭМ-форсунки поддерживается постоянным, и количество впрыснутого топлива определяется только временем открытого состояния форсунки.

с регулятором давления Рис.

Регулятор давления предназначен для поддержания постоянного перепада давления между давлением воздуха во впускной трубе и давлением топлива в рампе.

Рис. Регулятор давления топлива: 1 — корпус; 2 — крышка; 3 -патрубок для вакуумного шланга; 4 — диафрагма; 5 — клапан; Атопливная полость; Б — вакуумная полостьРегулятор состоит из клапана 5 (рис. 4.19) с диафрагмой 4, поджатого пружиной к седлу в корпусе регулятора.

На работающем двигателе регулятор поддерживает давление в рампе форсунок в пределах 284−325 кПа. На диафрагму регулятора с одной стороны действует давление топлива, а с другой — давление (разрежение) во впускной трубе. При уменьшении давления во впускной трубе (дроссельная заслонка закрывается) клапан регулятора открывается при меньшем давлении топлива, перепуская избыточное топливо по сливной магистрали обратно в бак. Давление топлива в рампе понижается. При увеличении давления во впускной трубе (при открывании дроссельной заслонки) клапан регулятора открывается уже при большем давлении топлива и давление топлива в рампе повышается.

Регулирование количества смеси может быть:

пневматическим;

механическим;

электронным.

Регулирование состава смеси может осуществляться:

разрежением во впускной системе;

углом поворота дроссельной заслонки;

Устройство системы впрыска топлива, а также схема расположения ее основных узлов показаны на рисунке

Схема расположения основных узлов системы впрыска топлива: 1 — топливный бак; 2 — топливный насос; 3 — топливный фильтр; 4 — регулятор давления топлива; 5 — датчик положения распределительного вала; 6 — распределительный вал; 7 — высоковольтный провод; 8 — электрический провод, по которому к форсунке поступает управляющий сигнал от ЭБУ; 9 — электромагнитная форсунка; 10 — дроссельная заслонка; 11 — впускной трубопровод; 12 — датчик массового расхода воздуха; 13 — воздушный фильтр; 14 — датчик температуры воздуха; 15 — датчик положения дроссельной заслонки; 16 — впускной клапан; 17 — камера сгорания; 18 — цилиндр; 19 — поршень; 20 — датчик температуры охлаждающей жидкости; 21 — выпускной клапан; 22 — свеча зажигания; 23 — пружина впускного клапана; 24 — выпускной трубопровод; 25 — датчик концентрации кислорода (лямбда-зонд); 26 — каталитический нейтрализатор; 27 — дополнительный глушитель; 28 — основной глушитель; 29 — электронный блок управления (ЭБУ); 30 — диагностическая лампа-сигнализатор; 31 — диагностическая колодка

Топливный насос с электрическим приводом находится внутри топливного бака либо закреплен на кузове. Он подает топливо под небольшим давлением по бензопроводам к форсункам, расположенным в зоне впускных клапанов. Топливо проходит две ступени очистки. Избыток бензина возвращается через обратный трубопровод в топливный бак.

Регулятор давления топлива поддерживает определенное давление топлива в трубопроводе (топливной рампе) перед форсункой.

Датчики преобразуют измеряемые параметры в электрические сигналы, которые передаются электронному блоку управления. В системе впрыска применяются несколько датчиков, определяющих различные параметры в конкретный момент времени:

— датчик массового расхода воздуха, устанавливается сразу после воздушного фильтра;

— датчик температуры воздуха, размещен в корпусе воздушного фильтра;

— датчик абсолютного давления воздуха, может устанавливаться вместо датчика массового расхода воздуха;

— датчик положения дроссельной заслонки, установлен на оси заслонки;

— датчик угла поворота и частоты вращения коленчатого вала, расположен в корпусе распределителя зажигания;

— датчик концентрации кислорода (лямбда-зонд), устанавливается в выпускной системе и следит за содержанием кислорода в отработавших газах;

— датчик положения распределительного вала;

— датчик температуры охлаждающей жидкости;

— датчик детонации и др.

Электронный блок управления (ЭБУ) получает информацию от всех датчиков об измеряемых параметрах, анализирует их и выдает команду форсункам на впрыск определенной порции топлива в строго обозначенное время.

Электромагнитная форсунка относится к исполнительному механизму системы. При получении управляющего сигнала от ЭБУ игла форсунки поднимается для распыления порции топлива.

Работа системы впрыска топлива заключается в том, чтобы на любом режиме работы двигателя обеспечить оптимальный состав горючей смеси в цилиндрах. Это достигается тем, что ЭБУ, основываясь на постоянно получаемой от датчиков информации о различных параметрах, управляет моментом и продолжительностью открытия иглы распылителя форсунки. Изменение любого параметра (температуры воздуха и охлаждающей жидкости, оборотов коленчатого вала, состава выхлопных газов и т. п.) ЭБУ мгновенно пересчитывает и выдает сигнал на форсунки для формирования иной порции топлива и времени ее подачи.

Стехиометрический состав горючей смеси при соотношении топлива к воздуху 1:14,7 (по массе) обеспечивает идеальный теоретический цикл сгорания. Иными словами для полного сгорания 1 кг топлива требуется 14,7 кг воздуха (в объемных единицах: 1 литр топлива полностью сгорает в 9500 литрах воздуха).

По сравнению с карбюраторной, инжекторная система впрыска топлива имеет ряд неоспоримых преимуществ. Во-первых, благодаря «умной электронике», достигается точное дозирование топливовоздушной смеси, которая очень близка по составу со стехиометрической. Из-за этого, обеспечиваются наилучшие динамические показатели, что положительно сказывается на мощностных показателях автомобиля, а также влияет на снижение потребления бензина. Во-вторых, электронная система впрыска способствуют поддержанию строгих экологических норм по выбросам вредных веществ в атмосферу. Ведь именно из-за соблюдения современных норм экологичности, все современные производители автомобилей отказались от карбюраторов в пользу электроники. Но не стоит забывать, что система впрыска топлива имеет также и недостатки. Среди них можно отметить: высокое требованию к заправляемому топливу (почти все современные инжекторные двигатели «кушают» бензин марок АИ-92 и АИ-95), а также большая стоимость ремонтных работ, которые можно производить лишь при наличии дорогостоящего специализированного оборудования (в гараже не отремонтируешь).

Преимущества и недостатки различных систем впрыскивания бензина В большинстве ведущих стран, где применение трехкомпонентных каталитических нейтрализаторов является обязательным, системы впрыскивания бензина почти полностью вытеснили карбюраторные. Сравним две из них — системы центрального и распределенного впрыскивания. Система центрального впрыскивания при относительно небольшом усложнении по сравнению с карбюраторной ненамного улучшает экономические и экологические показатели и ездовые качества. Переход с карбюраторной системы на центральное впрыскивание не требует серьезных изменений конструкции двигателя и перестройки производства. Впускной трубопровод, как правило, не изменяется. Давление впрыска увеличивается на небольшую величину, сохраняется возможность использовать различные устройства для улучшения смесеобразования (подогрев смеси, ультразвуковое распыливание), системы с обратной связью от кислородного датчика для поддержания заданного соотношения расхода воздуха к расходу топлива, равного 14,7 (стехиометрический состав смеси), чтобы выброс оксидов азота был минимален. Кроме того, можно обеспечить оптимальный состав смеси на основных эксплуатационных режимах, исключить влияние приливно-отливных явлений в поплавковой камере карбюратора при разгоне, крутых поворотах, движении на подъем. Однако и двигатели с центральным впрыском не избавлены от большинства недостатков, присущих карбюраторным системам питания: неравномерное распределение смеси по цилиндрам (по составу) и наличие топливной пленки на стенках впускного трубопровода. Вследствие этого динамические и экономические показатели улучшаются не намного. Поэтому автомобили, предназначенные для эксплуатации в странах с жесткими требованиями к токсичности отработавших газов, оборудуются преимущественно системами распределенного фазированного впрыскивания бензина. Впрыскивание топлива в цилиндр может осуществляться во время хода впуска для создания гомогенной смеси в заряде. Этот способ использовался преимущественно в авиационных двигателях и автомобильных форсированных двигателях (Mersedes M 196, 300SL). Впрыскивание в цилиндр может производиться и с целью послойного распределения топливного заряда в камере сгорания, обеспечивающего возможность сжигания переобедненных смесей. Примером могут служить циклы TCCS-Texaco, Proco, Mitsubishi и др. Двигатели Mitsubishi и Toyota с впрыском в цилиндр освоены в серийном производстве.

2. Техническое обслуживание, ремонт, диагностика систем впрыска топлива бензиновых ДВС. (3. Оборудование и инструменты, материалы, применяемые при диагностике, техническом обслуживании и ремонте систем впрыска топлива бензиновых ДВС

Импульсный впрыск. Поиск неисправностей и обслуживание

Основная функция системы впрыска топлива — подать и отмерить правильное количество топлива в двигатель в пропорции к количеству воздуха для достижения оптимальной смеси. Любые проблемы с электрическими соединениями, измерением впускного потока или снабжением топливом приведут к падению мощности двигателя. Поиск неисправностей должен начинаться с простого осмотра электропроводки системы и целостности системы воздухозаборника. Надо начинать от простого к сложному. Вообще проблемы системы впрыска попадают в одну из четырех категорий: запуск из холодного состояния, работа холодного двигателя, работа разогретого двигателя и запуск из горячего состояния. Работа прогретого двигателя — основное состояние. Перед поиском неисправностей в любой другой категории надо убедиться, что система работает хорошо и должным образом отрегулирована для работы при прогретом двигателе. Чтобы упростить поиск неисправностей, особое внимание надо уделять датчикам и деталям, которые выполняют дозировку топлива для специфического состояния. Например, если двигатель не запускается из холодного состояния, наиболее вероятно повреждены детали, ответственные за обогащение запуска из холодного состояния, и их необходимо проверить в первую очередь.

Поиск неисправностей и обслуживание импульсных систем впрыска топлива приведем на примере системы впрыска топлива L-Jetronic. На рисунке 1 приведена схема системы впрыска L-Jetronic:

Рис. 1 — Схема системы впрыска топлива «L-Jetronic» ;1 — топливный бак; 2 — топливный насос; 3 — фильтр тонкой очистки топлива; 4 — регулятор давления топлива в систем;, 5 — распределительная магистраль; 6 — пусковая форсунка; 7 — блок цилиндров двигателя; 8 — форсунка (инжектор) впрыска; 9 — датчик температуры охлаждающей жидкости; 10 — электронный блок управления; 11 — блок реле; 12 — датчик-распределитель зажигания; 13 — выключатель положения дроссельной заслонки; 14 — высотный корректора; 15 — расходомер воздух; 16 — подвод воздух;, 17 — термореле; 18 — винт качества (состава) смеси на холостом ходу; 19 — клапан добавочного воздуха; 20 — винт количества смеси на холостом ходу; 21 — выключатель зажигания; 22 — подвод разрежения к регулятору давления топлива в системе.

Рис. 2 — Функциональная схема управления системой впрыска «L-Jetronic»: А — устройство входных параметров: 1 — датчик температуры всасываемого воздуха, 2 — расходомер воздуха, 3 — выключатель положения дроссельной заслонки, 4 — высотный корректор, 5 — датчик-распределитель зажигания, б — датчик температуры охлаждающей жидкости, 7 — термореле. В — устройства управления и обеспечения: 8 — электронный блок управления, 9 — блок реле, 10 — топливный насос, 11 — аккумуляторная батарея, 12 — выключатель зажигания. С — устройства выходных параметров: 13 — рабочие форсунки, 14 — клапан добавочного воздуха, 15 — пусковая форсунка

Топливный насос. Для проверки давления подачи топлива от распределительной магистрали 5, (см. рис. 2), отсоедините трубопровод подвода топлива и к нему подсоедините манометр. Соедините клеммы «88v» и «88d» блока реле, тем самым напряжение аккумуляторной батареи подводится непосредственно к электронасосу. Давление топлива должно быть 2,5—3 кгс/см2.При проверке производительности топливного насоса отсоединенный конец трубопровода подвода топлива опустите в емкость, вновь включите напрямую топливный насос, через 1 мин. отключите насос. При давлении в магистрали 3 кгс/см2 в емкости должно оказаться 2,2 л бензина. Напряжение на выводах насоса должно быть 12 В, потребляемый ток 6,5 А. Регулятор давления топлива. Манометр подсоединяют к входящему патрубку регулятора. Включают топливный насос и по манометру определяют давление топлива. Далее отсоединяют от регулятора давления вакуумный шланг и подсоединяют к патрубку регулятора ручной вакуумный насос, с помощью которого создают в регуляторе разрежение 0,5 кгс/см2. При этом давление топлива должно снизиться на ту же величину.

Потенциометр расходомера воздуха. Отсоединив от расходомера трубопровод подвода воздуха, перемещают напорный диск потенциометра и измеряют сопротивление потенциометра, которое должно находиться в пределах 60−1000 Ом. Если результат измерения выходит за указанные пределы, расходомер воздуха заменяют. Датчик температуры воздуха на впуске. Датчик температуры встроен в расходомер воздуха. Для проверки исправности измеряют его сопротивление, которое зависит от температуры воздуха:-10°С — в пределах 8−10 кОм;+20°С — 2−3 кОм;+80°С — 0,30−0,37 кОм.

Пусковая форсунка Отсоедините колодку от пусковой форсунки, снимите пусковую форсунку, отвернув крепящие гайки. Подключите топливный насос к источнику питания. Проверьте герметичность форсунки: при давлении топлива в системе 3 кгс/см2 из распылителя форсунки должно вытечь не более 0,3 см³ топлива за 1 мин. Закрепите пусковую форсунку над мензуркой и включите ее. Проверьте угол конуса распыления топлива и производительность форсунки, которые должны быть соответственно около 80° и 93±11 см/мин при давлении топлива в системе 3,0 кгс/см2 и 85±10 см/мин при давлении топлива 2,5 кгс/см2. Сопротивление обмотки пусковой форсунки при 20 °C — 3—5 Ом. Проверка рабочих форсунок. Отсоедините колодки от форсунок, включите зажигание, вольтметром проверьте напряжение на обоих контактах колодки. Электропроводка и электронный блок управления исправны, если вольтметр показывает одинаковое напряжение на всех контактах. Проверку периодичности впрыска можно провести следующим образом. Снимите рабочие форсунки (провода, топливопроводы подсоединены). Заглушите топливопровод, идущий к пусковой форсунке. Отсоедините провод от распределителя зажигания. Включите стартер. Форсунки должны впрыскивать топливо через равные промежутки времени все одновременно. Проверку герметичности рабочих форсунок проводите так. Отсоедините распределительную магистраль (крепится двумя болтами) и приподнимите ее до выхода форсунок из гнезд во впускном коллекторе. Распределительная магистраль в сборе с форсунками и с регулятором давления топлива в системе закрепляется на капоте. Колодки подвода электропитания к форсункам при этом отсоединены. Напрямую, см. выше, включите топливный насос. При давлении топлива в системе 2,5 кгс/см2 из форсунок должно вытекать не более одной капли топлива в минуту.

Для проверки производительности рабочих форсунок поставьте под форсунки мензурки и включите их напрямую. Проверьте угол конуса распыления и производительность форсунок, которые должны быть соответственно около 30° и 176±5,3 см/мин при давлении в системе 2,5 кгс/см2. Все форсунки (пусковые и рабочие), как правило, неразборные и ремонту не подлежат. Регулировка холостого хода. Регулировка холостого хода осуществляется двумя винтами — количества 20 и качества 18 рабочей смеси. Регулировочным винтом количества смеси установите частоту вращения коленчатого вала двигателя в пределах 900+50 об/мин (при повороте винта по часовой стрелке частота вращения снижается).На холостом ходу содержание окиси углерода (СО) в отработавших газах при системе впрыска «L-Jetronic» должно быть 0,5+0,2% (при системах «KE-Jetronic» порядка 0,1—1,1%). Если оно меньше, то это может быть вызвано следующими причинами: * негерметичен впускной тракт двигателя (после измерителя расхода воздуха); * неисправен клапан дополнительной подачи воздуха; * неисправен регулятор давления топлива; * частичное засорение топливного фильтра; * несоответствие давления нагнетания насоса номинальному значению; * неисправен электронный блок управления; * нарушения в работе электронных устройств системы впрыска топлива. * Причинами повышенного содержания СО могут быть: * двигатель не прогрет или длительно работал на холостом ходу (более 5 мин); * подсос воздуха через отверстие масломерного щупа; * повышенный уровень масла в картере; * повышенный прорыв отработавших газов в картер; * негерметичность впускных иди выпускных клапанов; * неисправность измерителя расхода воздуха; * невыключение пусковой форсунки; * нарушения в работе электронных устройств системы впрыска топлива; * негерметичность рабочих форсунок. При регулировке холостого хода обычно используются тахометр и газоанализатор. На автомобилях с лямбда-зондированием отработавших газов с использованием датчиков концентрации кислорода содержание СО может проверяться при помощи прибора BOSCH 5280.

Прибор подключается к колодке диагностики и имеет светодиод. Если светодиод мигает, то содержание СО нормально. Если светодиод горит постоянно, то содержание СО завышено, а если не загорается, то содержание СО низко. Системы впрыска «L-Jetronic» могут иметь клапаны добавочного воздуха 19, (см. рис. 1) совершенно иной конструкции, по сравнению с клапаном на. Дополнительно к приборам, показанным на рис. 1 система впрыска может иметь термоклапан, термоэлектрический выключатель и тепловое реле времени.

Возможные неисправности системы впрыска «L-Jetronic» с указаниями, что именно необходимо проверить и при неисправности заменить даны в табл. 1. Перечень проверяемых приборов и систем (см. табл. 1.)1. Топливный насос 2. Фильтр очистки топлива 3. Давление впрыскивания форсунок жидкости 4. Давление нагнетания топливного насоса 5. Производительность топливного насоса 6. Качество топлива 7. Клапан дополнительной подачи топлива 8. Термореле 9. Пусковую форсунку 10. Форсунки впрыска 11. Датчик температуры охлаждающей 12. Выключатель дроссельной заслонки 14. Пневмопривод дроссельной заслонки 15. Измеритель расхода воздуха 16. Электронный блок управления 17. Электропровода и их частичные соединения 18. Реле включения топливного насоса 19. Воздушный фильтр 20. Систему охлаждения двигателя. 21. Герметичность соединений во впускном тракте двигателя 22. Отсутствие подсоса воздуха в двигатель 23. Впускной тракт двигателя 24. Отсутствие горючей смеси при частичной нагрузке

Непрерывный впрыск. Поиск неисправностей и обслуживание

Системы непрерывного впрыска или Системы Постоянного впрыска (CIS) Bosch включают: — K-JetronicK-Jetronic с Лямбда-управлениемKE-JetronicKE-Motronic

Системы K-Jetronic в основном механические, используют гидравлику топливного давления для управления рабочей смесью. Приблизительно с 1974;го по 1980;й у инжекторов не существовало никакой электроники. Начиная приблизительно с 1980;го, чтобы выполнить более жесткие требования по эмиссии, к K-Jetronic добавлена система Лямбда-управления для ограничения функции регулировки состава смеси, но все еще с механической компенсацией. Начиная с 1984;го, в КЕ системах для улучшенной общей характеристики управляемости автомобиля и отдачи мощности, все компенсации смеси делаются с помощью электроники, используя ввод с датчиков в электронное устройство управления, подобному таковому в импульсных системах. Начиная с 1988;го, KE-Motronic объединяет управление углом опережения зажигания с системой впрыска топлива в том же самом блоке управления. Все К-системы — пригодны для работы даже когда их функции компенсации смеси неисправны. Двигатель трудно будет запустить или невозможно запустить вообще. Но если двигатель теплый и работает, можно будет продолжать временно эксплуатировать двигатель, даже если КЕ будет работать с немного скудной задержкой.

Основы поиска неисправностей. Система впрыска обеспечивает измерение правильного количества топлива в двигатель на объем воздуха для достижения оптимальной смеси. Любые проблемы воздухозаборника или подачи топлива вызовут плохую управляемость автомобиля. Любой поиск неисправностей должен начаться с простого осмотра состояния системы и проверки контактов электропроводки и целостности системы воздухозаборника.

Обычно проблемы в системе впрыска относятся к одной из четырех категорий: — запуск из холодного состояния;— управление на холодном двигателе;— управление на теплом двигателе;— запуск из горячего состояния. Работа прогретого двигателя — наиболее основное состояние. Перед началом поиска неисправности в состоянии из любой другой категории надо убедиться, что система работает хорошо и должным образом регулируется на прогретом двигателе. Чтобы упростить поиск неисправностей, надо сконцентрироваться на тех компонентах и датчиках, которые адаптируют измерение топлива для специфического состояния. Например, если двигатель не запускается в холодное время года, то сначала должны быть проверены детали ответственные за обогащение запуска из холодного состояния.

Основные неисправности систем впрыска топлива и их вероятные причины. Признак Вероятная причина1. Запуск двигателя из холодного состояния затруднен или невозможен a) Неисправен клапан холодного запуска или выключатель режима пусковой подачи топлива b) Топливный насос не работает c) Исходное положение пластины датчика воздушного потока неправильно d) Неисправен температурный датчик охлаждающей жидкости или электропроводка (КЕ только)2. Запуск двигателя из горячего состояния затруднен или невозможен a) Утечка в клапане холодного пуска или он работает непрерывно b) Топливное давление неправильно c) Исходное положение пластины измерителя расхода воздуха неправильно d) Недостаточное остаточное топливное давление e) Топливная утечка f) Лямбда-управление неисправно g) Топливные форсунки неисправны или закупорены3. Двигатель детонирует или сбоит под нагрузкой a) Топливная форсунка закупорена b) Топливное давление неправильно c) Топливная утечка d) Лямбда-управление неисправно e) Температурный датчик охлаждающей жидкости или электропроводка неисправны (КЕ только)4. двигатель запускается, но теряет скорость в режиме холостого хода a) Неправильное топливное давление b) Утечка клапана запуска из холодного состояния c) Неисправны вспомогательный воздушный регулятор/стабилизатор частоты хол. хода d) Утечка во впускном воздухе e) Топливные форсунки неисправны или закупорены f) Неисправен температурный датчик охл. Жидкости или электропроводка (КЕ только) g) Застревает управляющий золотник или неисправен дозатор топлива5. Слишком большая частота холостого хода a) Педаль управления подачей топлива, тросик или дроссельная заслонка заедают b) Вспомогательно-воздушный регулятор неисправен c) Воздушная утечка за дроссельной заслонкой6. Приостановка на ускорении a) Утечка вакуума впускного воздуха b) Топливные форсунки закупорены c) Утечка клапана запуска из холодного состоянияd) Управляющий золотник в дозаторе топлива заедает или дозатор топлива неисправен e) Разрегулирована пластина измерителя расхода воздухаf) Топливное давление неправильно g) Смесь холостого хода (%СО) неправильно отрегулирована h) Потенциометр неисправен или разрегулирована (КЕ только)7. Бедная смесь a) Частота холостого хода, угол опережения зажигания и смесь холостого хода (%СО) разрегулированы b) Утечка клапана запуска из холодного состояния c) Неправильное топливное давление8. Двигатель продолжает работать (дизели) после того, как зажигание выключено a) Неправильный угол опережения зажигания или неисправна система зажигания b) Перегретый двигатель9. Малая мощность a) Температурный датчик охлаждающей жидкости неисправен или провода датчика оборваны (КЕ только) b) Топливное давление неправильно c) Дроссельная заслонка не открываются полностью d) Выключатель полностью открытой дроссельной заслонки неисправен или неправильно отрегулирован (КЕ только) e) Регулятор управляющего давления неисправен (только у регуляторов управляющего давления с компенсацией при полной нагрузке) Как видим, основные проблемы, вызывающие неисправности системы впрыска связаны с подачей топлива, его давлением и количеством воздуха поступающего в систему. Поэтому рассмотрим более подробно данные проблемы.

Измерение воздушного потока Дроссельная заслонка регулирует количество воздуха, который всасывает двигатель; измеритель расхода воздуха отмеряет входящий воздух и перемещает управляющий золотник, чтобы отмерить необходимое количество топлива. Неправильная регулировка дроссельной заслонки или пластины измерителя расхода воздуха, или закрепления управляющего золотника, могут вызвать много проблем, включая грубый режим холостого хода, остановы и затрудненный запуск. Всякий раз, когда в дроссельной заслонке или измерителе расхода воздуха производиться любое изменение, после этого необходимо будет отрегулировать частоту холостого хода и состав рабочей смеси (СО).

Топливоснабжение. Бедная подача топлива может вызывать проблемы с запуском горячего или холодного двигателя, грубый холостой ход, малый пробег и ограничение максимальной частоты вращения. Можно проверить топливную систему, чтобы ответить на такие вопросы: Если топливный насос работает, что нужно двигателю? Если нет, то почему? Является ли правильным поток топлива в дозаторе? Если нет, почему нет? Работают ли правильно топливные форсунки? Процедуры для проверки этого зависят от того, имеет ли система:* Регулятор давления в системе без толкающего клапана (К-бейсик, от 1974 до 1977);* Регулятор давления в системе с толкающим клапаном (К-бейсик, 1978 и позже; вся К-лямбда);* Отдельный регулятор давления в системе (КЕ системы).

Проверка топливного давления

Топливное давление влияет на все эксплуатационные показатели двигателя, типа режим холостого хода, реакция на ускорение, запуск и прогрев, мощности двигателя и вредные выхлопы отработавших газов. Измеряются эти три значительных значения с топливным давлением К-бейсик и К-лямбда:1) Давление в системе — это давление рабочей смеси, создаваемое топливным насосом и изменяемое регулятором давления в дозаторе топлива;2) Управляющее давление — определяется регулятором управляющего давления;3) Остаточное давление — давление — давление в топливном накопителе и контрольный клапан топливного насоса поддерживающий давление в системе, после того как двигатель (и топливный насос) отключены. Проверка производится в определенной последовательности, после установки манометра.

Диагностика систем впрыска

Диагностика электронной системы управления двигателем заключается в следующем: — считывание хранящихся в памяти контроллера кодов неисправностей;- устранения неисправностей;- «стирание» из памяти контроллера кодов неисправностей;- проверка работы двигателя. Для диагностики электронной системы автомобиля применяется прибор, к примеру, DST-2−4ЕМ (рис. 3.1). Это переносной диагностический прибор, подключаемый к колодке диагностики (рис. 3.1), или персональный компьютер с установленной на него специальной компьютерной программой.

Рисунок 3.1 — Диагностический тестер DST-2−4ЕМ Рисунок 3.2 — Колодка диагностикиА — вывод заземления; В — вывод диагностического тестирования; G — вывод для диагностики электробензонасоса; М — вывод канала последовательных данных.

Прибор DST-2−4EM или компьютерная программа позволяет оперативно обнаружить неисправности по кодам, определить дефектный узел и стереть код в памяти контроллера после устранения неисправности оператором. Дополнительно компьютерная программа позволяет заносить в память компьютера данные о владельце, автомобиле, контроллере и характеристики работы датчиков диагностируемого автомобиля, а так же выдать все эти данные в графическом виде через принтер. Инструкция по эксплуатации прибора DST-2−4EM или компьютерной программы прилагается в комплекте с прибором или с картриджами программы.

Диагностические приборы, стенды и оборудование для диагностики систем впрыска топлива

Рассмотрим некоторые диагностические приборы, стенды и оборудования для проведения диагностики систем впрыска топлива.

Компьютернореализованный сканер для диагностики настройки ремонта систем впрыска топлива Tech-2

Рисунок 3.3 — компьютернореализованный сканер для диагностики настройки ремонта систем впрыска топлива Сканер дает возможность соединиться с блоком управления двигателем, считать и стереть сохраненные и текущие ошибки, а также проверить работу всех датчиков и исполнительных механизмов в реальном времени. Спектр автомобилей, подключаемых к компьютерно реализованному сканеру достаточно широк.

Автодиагностический стенд и мотортестер DasPas-65

Рисунок 3.4 — Автодиагностический стенд и мотортестер DasPas-65

Возможности прибора: -Измерение и анализ параметров электронных систем зажигания и впрыска топливаАнализ давления топливной аппаратуры дизельных двигателейИзмерение сигналов систем ABSАнализ высоковольтных цепей систем зажиганияИзмерение режимов работы генератораПроверка параметров лямбда — зонда в графическом режимеИзмерение абсолютного значения силы тока в электрических цепях и вывод значений в графическом режимеИзмерение динамической компрессииПрограмма измерения мощностиСправочник по разъемам ECU зажигания и впрыска топливаСправочник по регулировочным данным легковых автомобилей. Тестер диагностический автомобильный ДСТ-2Предназначен для диагностики двигателей внутреннего сгорания автомобилей, оснащенных системами электронного управления впрыском топлива как отечественного, так и импортного производства. Прибор комплектуется любым из пяти различных картриджей для обмена информацией с электронными блоками управления «Январь-3″, „GM“ (General Motors),» BOSCH", «МИКАС», «Автрон» .При помощи ДСТ-2 можно выбрать режимы тестирования. Которые позволяют: считывать системные данные; обрабатывать коды неисправностей на обычном русском языке; обнаруживать непостоянные неисправности путем регистрации и хранения системных данных в течении нескольких минут ДО и ПОСЛЕ появления неисправности, с последующим анализом полученной информации; сбрасывать коды неисправностей; управлять: реле бензонасоса, лампой циркуляции выхлопных газов, форсунками, уровнем «СО», потенциометром.

КАД-300−03 — комплекс компьютерной диагностики бензиновых и дизельных двигателей.

Обеспечивает диагностику систем электронного впрыска топлива отечественных и импортных автомобилей. Выполнен на базе персонального компьютера с цветным монитором и принтером. Управление с инфракрасного дистанционного пульта или с клавиатуры. Вывод сводки результатов на монитор и принтер. Формирование базы технических данных и результатов диагностирования автомобилей. Возможность расширения системы путем установки дополнительного программного обеспечения. Измерительные режимы: * режим пуска (плюс компрессия по цилиндрам), * баланс мощности (эффективная мощность и мощность потерь), * цилиндровый баланс (выключение цилиндров), * батарея, * первичная цепь, * прерыватель, * опережение, * вторичная цепь (плюс напряжение и время горения дуги), * газоанализатор* омметр.

Мотортестер М3−2 предназначен для автоматизированного диагностирования бензиновых и дизельных двигателей. Принцип действия основан на микропроцессорной обработке сигналов датчиков, входящих в комплект поставки и устанавливаемых на контролируемом двигателе. При использовании легкосъемных датчиков и стробоскопа прибор позволяет контролировать до 40 параметров работы двигателя. Результаты измерений отображаются на жидкокристаллическом индикаторе высокого разрешения. Другие отличительные особенности — наличие диалогового режима испытаний двигателя, встроенный контроль исправности прибора, небольшие габариты, вес и энергопотребление. Прибор укомплектован специальным соединителем для подсоединения к датчику ВМТ автомобиля, режим осциллоскопа позволяет контролировать характеристики впрыска дизеля, первичного и вторичного напряжения бен-зинового двигателя, системы инжектора и лямбда-зонда. Оснащен выходами на принтер и персональный компьютер. Измеренные параметры сохраняются в памяти прибора до окончания диагностирования и отключения прибора от сети.

Тестер диагностический ДСТ-8. Тестер диагностический ДСТ-8 предназначен для диагностики двигателей внутреннего сгорания отечественных автомобилей ВАЗ, ГАЗ и УАЗ, оснащенных следующими системами электронного управления впрыском топлива: Типы ЭБУ: — GM ISFI-2S ВАЗ— GM EFI-4 ВАЗ— Январь 3.0, Январь 3.1, Январь 4.0, Январь 4.1 ВАЗ— Bosch — М1.5.4, Bosch — М1.5.4N, Bosch — М1.5.4+, Январь 5. x ВАЗ— Bosch МP 7.0, нормы токсичности Euro2 ВАЗ— Bosch МP 7.0, нормы токсичности Euro3 (экспортн. исполнение) ВАЗ— МИКАС — M1.5.4 ГАЗ— МИКАС 7.1, МИКАС 7.2 ГАЗ, УАЗПри помощи ДСТ-8 можно выбрать режимы тестирования, которые позволят: — считывать системные данные: параметры с датчиков и паспортные данные электронного блока управления и автомобиля, — обрабатывать коды ошибок, — сбрасывать коды ошибок, — управлять исполнительными механизмами автомобиля, Для контроля работы двигателя фиксируются до 103 различных параметров, в зависимости от типа ЭБУ.

Классификация бензинов (эксплуатационные характеристики)

Стехиометрический состав горючей смеси при соотношении топлива к воздуху 1:14,7 (по массе) обеспечивает идеальный теоретический цикл сгорания. Иными словами для полного сгорания 1 кг топлива требуется 14,7 кг воздуха (в объемных единицах: 1 литр топлива полностью сгорает в 9500 литрах воздуха).

Но не стоит забывать, что система впрыска топлива имеет также и недостатки. Среди них можно отметить: высокое требованию к заправляемому топливу (почти все современные инжекторные двигатели «кушают» бензин марок АИ-92 и АИ-95), а также большая стоимость ремонтных работ, которые можно производить лишь при наличии дорогостоящего специализированного оборудования (в гараже не отремонтируешь).

Требования, предъявляемые к качеству топлива При применении и хранении к автомобильным бензинам предъявляются следующие требования. Высокие энергетические и термодинамические характеристики продуктов сгорания. При горении бензина должно выделяться максимальное количество тепла, продукты сгорания должны иметь малую молекулярную массу, небольшие теплоёмкость и теплопроводность, высокое значение произведения удельной газовой постоянной на температуру горения (RT). Высокое значение RT желательно получить за счёт увеличения Т. Хорошая прокачиваемость. Бензины должны надёжно прокачиваться по топливной системе машин, трубопроводам, насосам, системам регулирования и другим агрегатам и коммуникациям при любых условиях окружающей среды — низкой и высокой температурах, различных давлениях, запылённости и влажности. Оптимальная испаряемость. В условиях хранения и транспортирования испарение должно быть минимальным. При применении в двигателе бензина должны иметь такую испаряемость, чтобы обеспечить надёжное воспламенение и горение топлива с оптимальной скоростью в камерах сгорания двигателей. Минимальная коррозионная активность. Топлива не должны содержать компоненты, которые разрушают конструкционные материалы двигателя, средства хранения и транспортирования. Высокая стабильность в условиях хранения и применения. Топлива в течение длительного времени не должны изменять физико-химические и эксплуатационные свойства. Нетоксичность. Продукты сгорания также должны быть нетоксичными.

Свойства автомобильных бензинов Бензины — топлива, выкипающие в интервале температур 28−2150С и предназначенные для применения в двигателях внутреннего сгорания с принудительным воспламенением. В зависимости от назначения бензины разделяются на автомобильные и авиационные. Основными показателями бензина являются детонационная стойкость, давление насыщенных паров, фракционный состав, химическая стабильность и др. Ужесточение в последние годы экологических требований к качеству нефтяных топлив ограничило содержание в бензинах ароматических углеводородов и сернистых соединений.

Детонационная стойкость Детонация возникает в том случае, если скорость распространения пламени в двигателе достигает 1500−2500 м/с, вместо обычных 20 — 30 м/с. В результате резкого перепада давления возникает детонационная волна, которая нарушает режим работы двигателя, что приводит к перерасходу топлива, уменьшению мощности, перегреву двигателя, к прогару поршней и выхлопных клапанов.