Система впрыска бензинового двигателя
презентация урока для интерактивной доски на тему

Слайд 1

Слайд 2

1 -датчик углового положения коленчатого вала (датчик синхронизации), 2 -датчик положения дроссельной заслонки, 3 -дроссельная заслонка, 4 -датчик массового расхода воздуха, 5 -электромагнитные форсунки, 6 -топливная рампа, 7- регулятор дополнительного воздуха, 8 -датчик температуры воздуха во впускном трубопроводе, 9 -диагностический разъем, 10 -реле системы управления двигателем, 11 -реле топливного насоса, 12 -электронный блок управления двигателем, 13 -регулятор давления топлива, 14 -датчик детонации, 15 - катушки зажигания, 16 -лампа сигнализатора, 17 -топливный насос, 18 -топливный фильтр, 19 -датчик положения распределительного вала (фазы), 20 -свечи зажигания, 21 -датчик температуры охлаждающей жидкости Общая схема непосредственного впрыска двигателя ЗМЗ-4062 Работа системы обеспечивается микропроцессором 12, получающим сигналы от датчиков: положения коленчатого вала 1, температуры воздушного потока 8, температуры охлаждающей жидкости 21, датчика положения распределительного вала 19, кислородного датчика в выпускной магистрали ( λ - зонд), датчика расхода воздуха 4, датчика положения дроссельной заслонки 2, датчика детонации 14. Микропроцессор вырабатывает управляющий сигнал, поступающий на форсунку 5 и на регулятор холостого хода. Учет всех факторов, от которых зависит устойчивая работа двигателя при минимизации вредных выбросов, обеспечивает высокие потребительские качества такой системы.

Слайд 3

1 –корпус, 2 –входной (всасывающий канал), 3 -полость всасывания, 4 - ролик, 5 –выходной(нагнетательный) канал, 6 –полость нагнетания, 7 – вал электродвигателя Роликовый топливный насос Давление топлива, создаваемое топливным насосом, должно быть существенно выше того, которое создается диафрагменными насосами. Поэтому в системах непосредственного впрыска топлива применяют специальные объемные насосы, которые могут создать давление 0,4...0,5 МПа при производитель-ности 1...2 л/мин. Чаще всего применяют насосы роликового типа. При вращении ротора каждая из секций меняет свой объем. В зоне увеличенного объема устанавливается штуцер всасывающей магистрали, в зоне уменьшенного объема — штуцер напорной магистрали. Применение роликов позво-ляет уменьшить изнашивание деталей насоса. Вращение ротора обеспечивается электродвига-телем, постоянный магнит которого закреплен на статоре топливного насоса, а якорь связан с ротором. Топливо попадает в нагнетательный узел и, через внутреннюю полость электромотора, в нагнетательный штуцер через обратный клапан. Предусмотрен предохранитель-ный клапан, перепускающий топливо при повышении давления свыше допустимого обратно во всасывающую полость. Электродвигатель работает в топливе целиком, что исключает необходимость уплотнения опор его вала.

Слайд 4

Регулятор давления топлива 1- корпус, 2 -крышка, 3 -патрубок, 4 -мембрана, 5 - клапан, А - топливная полость, Б -вакуумная полость. За топливным насосом в магистрали высокого давления установлен топливный полнопоточный фильтр тонкой очистки. Фильтр одноразовый, корпус выполнен из алюминия, в качестве фильтрующего элемента используется пористая бумага с размером пор не более 10 мкм. После фильтра топливо подается в топливную магистраль высокого давления, откуда попадает к форсункам с электромагнитным управлением. В топливной магистрали установлен регулятор давления, через который происходит слив в топливный бак неизрасходованного форсунками топлива. Полость Б соединена с впускным коллектором, а полость А заполнена топливом. К мембране прикреплен подвижной клапан 5, который при падении давления в топливной магистрали перекрывает канал в седле корпуса 1, прекращая слив топлива в бак. Соединение верхней полости регулятора с впускным кол­лектором позволяет открывать клапан для слива избыточного топлива при меньшем давлении в топливной магистрали при падении давления во впускном коллекторе.

Слайд 5

Форсунка распределенного впрыска с электромагнитным управлением 1 -распылительное отверстие, 2 -игла клапана, 3 -сердечник, 4 - электрический разъем, 5 -фильтр, 6 -уплотнительное кольцо, 7 -обмотка электромагнита, 8 -корпус форсунки, 9 -корпус клапана Топливо, подаваемое в форсунку под давлением, через каналы попадает в полость клапана-распылителя. При подаче импульса тока на обмотку электромагнита сердечник 3 поднимается вместе с иглой 2 на 0,15 мм, отверстие в клапане-распылителе открывается и топливо под давлением впрыскивается в полость впускного коллектора на впускной клапан. Перемещение клапана ограничивается зазором между буртом запорной иглы 2 и ограничительной шайбой. Количество впрыскиваемого топлива ограничивается временем открытия клапана-распылителя. Верхняя часть форсунки устанавливается в приливе рампы топливопровода высокого давления, которая крепится на впускном коллекторе. Нижние концы форсунок устанавливаются в отверстиях впускного трубопровода. Топливо под высоким давлением через штуцер подводится к каналу рампы и затем к форсункам. Давление топлива регулируется регулятором давления. Лишнее топливо сбрасывается в бак.

Слайд 6

Схема система холостого хода 1- блок управления, 2 -регулятор холостого хода, 3- канал регулятора холостого хода, 4 -впускной коллектор, 5 -датчик положения дроссельной заслонки, 6 - дроссельная заслонка, 7 -датчик температуры охлаждающей жидкости, 8,9 –датчик частоты вращения коленчатого вала, 10 -коленчатый вал Регулятор 2 каналом 3 подключен параллельно впускному трубопроводу. При закрытой дроссельной заслонке 6 регулятор, получая сигнал от блока управления 1, открывает путь воздуху во впускной коллектор 4 в обход закрытой дроссельной заслонки 6. Сигнал блока управления вырабатывается с учетом частоты вращения коленчатого вала на режиме холостого хода и температуры охлаждающей жидкости, данные о которых поступают в блок управления от датчиков: положения дроссельной заслонки 5; температуры охлаждающей жидкости 7; частоты вращения коленчатого вала 8, 9.

Слайд 7

Регулятор холостого хода, управляемый шаговым электродвигателем 1 - втулка ротора, 2 -поворотный стакан, 3 -постоянный магнит, 4 -корпус регулятора, 5 -якорь, 6 -защитнаяч шайба, 7 -поворотная заслонка, 8 - входной патрубок, 9 -упор поворотной заслонки, 10 -игольчатый подшипник, 11 -выходной патрубок, 12 -ось якоря, 13 -обмотка якоря Регулятор представляет собой поворотную заслонку, управляемую шаговым электродвигателем. При подаче от электронного блока управления электрического сигнала на об­мотку якоря стакан 2 повора-чивается, открывая на определенный угол поворотную заслонку 7, направ-ляя тем самым воздух в обход дроссельной заслонки. Регулятор холостого хода прекращает подачу воздуха во впускной трубопровод при работе двигателя в режиме принуди-тельного холостого хода. В этом случае при вращении коленчатого вала с частотой, превышающей час-тоту холостого хода и при закрытой дроссельной заслонке ЭБУ подает сигнал на регулятор холостого хода, поворотный стакан которого прекра-щает подачу воздуха во впускной трубопровод, одновременно прек-ращается впрыск топлива электро-магнитными форсунками. Для исклю-чения возможности остановки двигателя при падении частоты вра-щения коленчатого вала до 1500... 1300 об/мин ЭБУ возобновляет по-дачу топлива к форсункам и дает сигнал к открытию воздушного канала регулятора холостого хода.

Слайд 8

Датчик положения дроссельной заслонки 1 -корпус датчика, 2- поворотная площадка, 3 - подвижный контакт, 4 - штекерная колодка, 5 -штекер, 6 -печатная плата, 7 -упор поворотной площадки, 8 - ось поворотной площадки, R1…R4 - резисторы Датчик положения дроссельной заслонки, представляет собой сдвоенный переменный резистор, выполненный на керамической подложке. Датчик состоит из корпуса 1, печатной платы 6 с резисторами R 1... R 4 и подвижного контакта 3, установленного на поворотной площадке 2 с ограничителем 7. Площадка 2 установлена на оси 8 дроссельной заслонки. Датчик установлен на дроссельном патрубке.

Слайд 9

Датчик абсолютного давления воздуха 1 - мембрана, 2 - кремниевые терморезисторы, 3 -пружина мембраны, 4 -полость над мембраной, 5 -схема усиления, 6 -изолированный корпус, 7 -разъем, 8 -выводы, 9 -входной штуцер, 10 -полость под мембраной(рабочая полость датчика Внутренняя полость датчика разделена мембраной 1. Полость под мембраной 1 соединена с входным штуцером 9. В полости 4 над мембраной - атмосферное давление. Мембрана нагружена пружиной 3, размещенной в верхней полости. На поверхность мембраны напылены кремниевые резисторы 2, к которым подводится постоянное напряжение 5 В. При изменении давления во впускном трубопроводе мембрана деформи-руется, что ведет к изменению сопротивления резисторов. Выходной электрический сигнал через разъем 8 подается в электронный блок управления ЭБУ. Информация датчика давления необходима в ЭБУ для определения количества воздуха, проходящего через входной трубопровод.

Слайд 10

Термоанемометричекий датчик массового расхода воздуха 1 -воздушный патрубок, 2 -корпус электронного модуля, 3 -кронштейн крепления кольца, 4 -термокомпенсационный резистор, 5 -чувствительный элемент (платиновая нить), 6 -кольцо, 7 -предохранительная сетка, 8 -стопорное кольцо, 9 -корпус датчика, 10 -винт регулировки содержания СО, 11 -крышка, 12 -колодка электрического разъёма, 13 -штекер, 14 -уплотнитель, 15 -электронный модуль Также может применяться термоанемометрический датчик. В этом случае в поток воздуха поме-щена платиновая нить, через которую из электронного модуля пропускается постоян-ный ток. Поток воздуха постоянно охлаждает нагретую током нить, увеличение потока воздуха вызывает ее большее охлаждение. В цепь питания нити включен термокомпен-сационный резистор. Электронный модуль поддер-живает постоянную темпера-туру нагрева нити на постоян-ном уровне, увеличение тока для поддержания постоянной температуры нити характе-ризует степень увеличения расхода воздуха. Термоанемометрический датчик отличается от датчика абсолют-ного давления повышенной точностью измерения расхода воздуха и быстродействием. Недостатком таких датчиков является возможность загряз-нения нити инородными части-цами. Для очистки нити она периодически нагревается током до 1000ºС .

Слайд 11

Датчик детонации 1 -штекер, 2 -изолятор, 3 -канал, 4 -корпус, 5 -гайка, 6 -упругая шайба, 7 -инерционная шайба, 8 -пьезоэлемент, 9 -контактная пластина Датчик детонации устанавли-вается на блок цилиндров в районе четвертого цилиндра, в его изолированном корпусе установлена инерционная масса 7, поджимаемая тарельчатой пружиной 6. При колебаниях датчика инерционная масса 7 воздействует на пьезоэлемент 5, деформация кристаллической решетки которого создает импульс напряжения, подаваемый на контакт в штекере 1 и затем — в ЭБУ. При возникновении детонации частота колебания инерционной массы совпадает с его собствен-ной частотой колебаний; вырабатываемый при этом сигнал датчика восприни-мается ЭБУ, который меняет угол опережения зажигания.

Слайд 12

Датчик частоты вращения коленчатого вала 1 -обмотка, 2 -корпус, 3- магнит, 4 -уплотнитель, 5 -провод, 6 -кронштейн крепления, 7 -магнитный сердечник (магнитопровод), 8 - диск синхронизации В корпусе датчика 2 установлены - постоянный магнит 3, сердечник 7 и обмотка катушки 1. Перед сердечником 7 с зазором 1 мм проходят зубья зубчатого колеса 8, прикрепленного к носку коленчатого вала двигателя. 58 зубьев дискового колеса и 58 равноудаленных впадин чередуются при прохождении перед сердечником через 6°. Для создания опорного импульса на дисковом колесе удалены два зуба. Вырезанные зубья определяют начальное положение коленчатого вала. При вращении коленчатого вала двигателя впадины зубчатого колеса изменяют магнитный поток в магнитопроводе датчика, вследствие чего в его обмотке с определенной частотой индуцируется переменный ток, частота колебаний которого соответствует частоте вращения коленчатого вала. Поступающие импульсы обрабатываются в блоке управления. Сначала они проходят формирователь импульсов, который формирует импульсы прямоугольной формы из поступающего сигнала. Прямоугольные импульсы затем поступают на делитель частоты. Делитель частоты преобразует частоту следования импульсов так, что независимо от числа цилиндров на рабочий цикл приходится два импульса работы форсунки. Начало импульса соответствует началу впрыска топлива форсункой. Таким образом, за один оборот коленчатого вала каждая форсунка впрыскивает топливо один раз, независимо от положения впускного клапана. При закрытом клапане топливо остается на нем, а при следующем открытии клапана сдувается воздухом в камеру сго­рания. Обеспечить начало впрыска топлива на такте впуска может синхронизация процесса с использованием датчика положения распределительного вала.

Слайд 13

Датчик кислорода λ- зонд (циркониевый) а) устройство : 1 -корпус, 2 -уплотнитель, 3 -соединительный кабель, 4 -кожух, 5 -контактный стержень, 6 -твердый электролит из диоксида циркония, 7 -защитный колпачок с прорезями, б) схема размещения: 8 - электропроводное уплотнение, 9- внешний электрод, 10 -внутренний электрод в) характеристика выходного сигнала