Подсистема управления впрыском топлива

Использованная в КСУД «Motronic» М3.1 подсистема управления впрыском топлива представляет собой систему «LH-Jet-ronic». являющуюся дальнейшим развитием системы впрыска «LE-Jetronic». Поэтому ниже приводится описание только тех элементов системы «LH-Jetronic», конструкция которых или принцип действия отличаются от описанных в разделе «Четырехцилиндровые бензиновые двигатели» для системы «LE-Jetronic»

ИЗМЕРИТЕЛЬ РАСХОДА ВОЗДУХА

Измеритель массового расхода воздуха термоанемометрического типа, обеспечивающий измерение массы всасываемого воздуха независимо от атмосферного давления и температуры воздуха. Поступающий в двигатель воздух обтекает тонкую платиновую нить нагрева 5 (рис. 2-2), установленную в измерителе. Нить накала является частью мостовой схемы, напряжение на диагонали которой регулируется на нуль путем изменения тока нагрева. Температура нагрева нити поддерживается постоянной с помощью электронной схемы управления. При увеличении массы всасываемого воздуха соответствующим образом автоматически возрастает ток накала, сохраняя тем самым постоянную температуру нити. Ток накала служит мерой массы воздуха, всасывае-

Рис. 2-1. Схема системы управления двигателем «Motronic» М3.1: 1 — топливный бак; 2 — топливный насос; 3 — фильтр тонкой очистки топлива; 4—регулятор давления топлива; 5 — катушка зажигания; 6 — измеритель расхода воздуха; 7— форсунка; 8— свеча; 9—датчик положения дроссельной заслонки; 10 — контроллер; 11—регулятор холостого хода; 12—датчик температуры охлаждающей жидкости; 13— датчик детонации; 14—датчик оборотов; 15 — клапан продувки адсорбера

Рис. 2-2. Детали измерителя массового расхода воздуха: 1 — печатная схема; 2 — гибридная схема, включающая мостовую схему, схему поддержания постоянной температуры нити и схему автоматической очистки нити; 3 —внутренняя труба; 4 — прецизионный резистор для определения тока нагрева; S — нить нагрева; 6 — термокомпенсационный резистор; 7—защитная сетка; 8—корпус

мого двигателем. Параметром, определяющим массовый расход воздуха, поступающего в двигатель, является напряжение, необходимое для поддержания постоянной температуры нити накала. В течение 1 с после каждой остановки двигателя по команде контроллера нить нагревается до очень высокой температуры для удаления загрязнений, которые могли бы исказить выходной сигнал.

ФОРСУНКИ

Открытие электромагнитных форсунок управляется электрическими импульсами, поступающими от контроллера. Управление форсунками происходит либо группами по три, либо параллельно (при пуске и непосредственно после запуска двигателя). Под параллельным впрыском топлива понимается одновременный впрыск через все форсунки при каждом обороте коленчатого вала

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

Во время пуска двигателя в цилиндры впрыскивается увеличенное количество топлива, определяемое в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и температуры охлаждающей жидкости. Если попытка пуска двигателя повторяется в течение одной минуты, подается меньшее количество топлива по сравнению с количеством в начальной стадии пуска. По мере прогрева двигателя количество впрыскиваемого топлива уменьшается в зависимости от температуры охлаждающей жидкости и частоты вращения коленчатого вала для предотвращения переобогащения рабочей смеси. После прогрева двигателя до температуры охлаждающей жидкости 70°С продолжительность впрьюка топлива регулируется в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и нагрузки двигателя по введенной в контроллер программе. Каждая форсунка управляется отдельным выходным каскадом усиления контроллера. Это обеспечивает точность дозировки впрыскиваемого топлива и ее быструю корректировку при изменении нагрузки двигателя.

Во время запуска двигателя и сразу же после пуска, как только частота вращения коленчатого вала поднимется примерно до 600 об/мин. впрыск топлива происходит отдельно через каждую форсунку с интервалами в 120° по углу поворота коленчатого вала.

Частота вращения коленчатого вала на холостом ходу подцерживается постоянной регулятором холостого хода. Значения числа оборотов холостого хода, заложенные в запоминающее устройство контроллера, сравниваются с действительными значениями и соответствующим образом корректируются, что позволяет исключить изменение режима холостого хода двигателя в результате механического износа деталей, негерметичности или разности сопротивления трения на различных двигателях.

Рис. 2-3. Детали системы зажигания:

1 —катушка зажигания (по одной на цилиндр); 2 — штепсельный разъем; 3 — желоб для прокладки саечных проводов; 4 — подавитель радиопомех; 5 — прокладка; 6—декоративный кожух; 7 — крышка головки цилиндров; 8 — перемычка на «массу»

Рис. 2-4. Распределительная магистраль:

1 — форсунка; 2 —зажим; 3 — уплотнительные кольца; 4 — распределительная магистраль; 5 —шланги; 6 —фильтр; 7 —хомуты; 8 — подводящий и сливной трубопроводы; 9—регулятор давления топлива; 10 — уплотнитель; 11—декоративный кожух

Рис. 2-5. Детали топливной системы:

1—заливная горловина топливного бака; 2 — пробка заливной горловины; 3,13— прокладки; 4— топливный бак: 5 — хомуты крепления топливного бака; 6 — уравнительный топливный бак; 7—топливные шланги; 8 — адсорбер; 9 — правый сетчатый фильтр с топливным насосом; 10 — левый сетчатый фильтр; 11 —датчик указателя уровня топлива; 12 —гайка

На автомобилях с автоматической трансмиссией при установке рычага селектора в положения 1, 2, 3. 4 или «О» регулятор холостого хода увеличивает частоту вращения коленчатого вала на холостом ходу, чтобы компенсировать снижение оборотов, вызываемое работой гидротрансформатора крутящего момента. На автомобилях с кондиционером обороты холостого хода при включении последнего временно увеличиваются. После получения сигнала о включении компрессора кондиционера количество поступающего воздуха регулируется в соответствии с потребностями двигателя и кондиционера. На автомобилях с нейтрализатором отработавших газов для обеспечения оптимальной эффективности контроллер по сигналам от датчика концентрации кислорода в отработавших газах вырабатывает управляющие сигналы для поддержания как можно ближе к оптимальному состава топливно-воздушной смеси. Датчик передает на контроллер информацию об остаточном содержании кислорода в отработавших газах в виде сигнала напряжения. При переобогащении или переобеднении рабочей смеси происходит корректировка состава смеси путем изменения продолжительности впрыска топлива. Поскольку нормальная работа датчика обеспечивается при температуре около 300°С, в стержне датчика расположен элемент обогрева, включаемый через реле. В случае неисправности датчика

регулирование состава смеси происходит, исходя из постоянной величины сигнала 0,45 В. введенной в память контроллера Содержание окиси углерода (СО) в отработавших газах автоматически поддерживается в заданных пределах. В случае пропусков зажигания в одном из цилиндров вследствие неисправности цепи первичной обмотки катушки зажигания контроллер отключает форсунку данного цилиндра. что предотвращает выход из строя нейтрализатора из-за попадания в него большого количества несгоревшей рабочей смеси.

Как только число оборотов двигателя достигает максимально допустимого значения, по командам контроллера прерывается подача топлива к форсункам. Е начальный момент пуска холодного двигателя в цилиндры впрыскивается увеличенное количество топлива. Впрыск происходит три раза в каждую группу цилиндров в течение первых трех оборотов коленчатого вала. Степень обогащения рабочей смеси определяется температурой охлаждающей жидкости.

Во время пуска двигателя начальная подача топлива через форсунки уменьшается в зависимости от температуры охлаждающей жидкости и частоты вращения коленчатого вала, чтобы избежать переобогащения рабочей смеси. Если в течение одной минуты предпринимается несколько попыток запустить двигатель, ко

личество впрыскиваемого топлива уменьшается по сравнению с начальным моментом пуска.

После запуска двигателя (начиная с частоты вращения коленчатого вала 600 об/мин) впрыск топлива происходит лишь один раз за оборот коленчатого вала в одну из двух групп цилиндров, т.е. во 2-й. 4-й и 6-й цилиндры при первом обороте коленчатого вала и в 1-й. 3-й и 5-й цилиндры при втором обороте Во время прогрева двигателя до того, как температура охлаждающей жидкости достигнет 70°С. продолжительность впрыска топлива остается увеличенной в зависимости от частоты вращения и температуры охлаждающей жидкости согласно введенной в контроллер программе. Пары топлива из топливного бака подаются в двигатель через адсорбер (фильтр с активированным углем) с некоторым количеством наружного воздуха. В трубопроводе. идущем к воздушному коллектору, установлен продувочный клапан, который дросселирует или свободно пропускает поток паров топлива в зависимости от режима работы двигателя. Клапан продувки адсорбера работает циклично и управляется контроллером в зависимости от оборотов и нагрузки двигателя. Пока клапан находится под напряжением (более 10 В), трубопровод, идущий к воздушному коллектору, закрыт При снятии напряжения с клапана он

Рис. 2-6. Воздушный тракт:

1—распределитель воздуха; 2 — уплотнители; 3—датчик температуры воздуха; 4 — регулятор холостого хода; 5 — гибкие воздухопроводы; 6 — хомуты; 7 — измеритель расхода воздуха; 8 — сетка; 9— корпус дроссельной заслонки; 10—датчик положения дроссельной заслонки; 11—фильтрующий элемент воздушного фильтра; 12 —заслонки; 13 —уплотнительное кольцо; 14 —корпус воздушного фильтра; 15 — патрубок; 16 —насадок

может открыться под действием разрежения в воздушном коллекторе. Цикл удаления паров топлива начинается с момента включения в работу клапана концентрации кислорода. После каждого рабочего цикла клапан продувки адсорбера остается закрытым примерно в течение 30 с.

При этом происходит корректировка режима холостого хода, если двигатель работает на холостом ходу. После остановки двигателя клапан продувки адсорбера остается под напряжением, т.е. закрытым в течение 3 с для предотвращения самовоспламенения рабочей смеси после выключения зажигания. После этого при неработающем двигателе (клапан вентиляции обесточен) под действием пружины закрывается обратный клапан. Тем самым прекращается поступление паров топлива во впускной трубопровод. Главное реле КСУД возбуждается контроллером с момента включения зажигания. После остановки двигателя главное реле остается под напряжением в течение 3 с для предотвращения самовоспламенения смеси в цилиндрах двигателя.

Реле топливного насоса возбуждается с момента включения зажигания при поступлении на контроллер сигналов от датчика оборотов.

Напряжение питания подается на реле включения нагрева датчика концентрации кислорода при включении зажигания. Реле выключается в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и нагрузки двигателя.

ПОДСИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ МОМЕНТОМ ЗАЖИГАНИЯ

Подсистема управления моментом зажигания представляет собой систему полного ‘«статического» зажигания. Свеча зажигания каждого цилиндра имеет отдельную катушку зажигания, управляемую выходным каскадом системы управления двигателем и подающую на свечу через ее наконечник высокое напряжение до 32 кВ. Этим обеспечивается возможность быстрого изменения угла опережения зажигания отдельно по каждому цилиндру.

Благодаря отсутствию в системе зажигания вращающихся частей диапазон регулирования углов опережения зажигания для каждого цилиндра увеличивается примерно не 10° по коленчатому валу и достигает 59°. Для обеспечения требуемого порядка работы цилиндров предусмотрен датчик углового положения распределительного вала. Свечи зажигания имеют треугольный «массовый»» электрод, благодаря чему снижается их износ и увеличивается срок их службы.

При высокой температуре поступающего в двигатель воздуха, а также если температура охлаждающей жидкости превышает нормальную, по командам контроллера угол опережения зажигания сдвигается в сторону запаздывания для предотвращения поломки двигателя из-за детонации в цилиндрах.

САМОДИАГНОСТИКА

Система самодиагностики обнаруживает нарушения работы контроллера и элементов системы «Motronic» и вводит их в память контроллера

При неисправности датчиков температуры охлаждающей жидкости, температуры воздуха. датчика измерителя расхода воздуха контроллер начинает работать согласно величинам, принимаемым по умолчанию (умолчание — это выбор программой значения переменной при отсутствии указанной извне) После возвращения контроллера к нормальному режиму использование величин, принимаемых по умолчанию. прекращается. Для облегчения поиска неисправностей предусмотрена возможность затребования текущих параметров посредством контроллера и приведения в действие того или иного элемента системы.

Для поиска неисправностей, введенных в память контроллера, необходимо использовать диагностический стенд для автомобилей марки BMW.