На автомобилях Шевроле Нива с электронно-управляемой дроссельной заслонкой применяется система подачи топлива с бессливной топливной рампой
Функцией системы подачи топлива является обеспечение подачи необходимого количества топлива в двигатель на всех рабочих режимах.
Топливо подается в двигатель форсунками, установленными во впускной трубе.
Электробензонасос, установленный в топливном баке, подает топливо через магистральный топливный фильтр и шланги подачи топлива на рампу форсунок.
Встроенный в электробензонасос регулятор давления топлива поддерживает давление топлива, подаваемого на форсунки, в пределах 364-400 кПа в зависимости от режима работы двигателя.
Контроллер включает топливные форсунки последовательно. Каждая из форсунок включается через каждые 720° поворота коленчатого вала.
Сигнал контроллера, управляющий форсункой, представляет собой импульс, длительность которого соответствует количеству топлива, требующегося двигателю.
Этот импульс подается в определенный момент поворота коленчатого вала, который зависит от режима работы двигателя.
Подаваемый на форсунку управляющий сигнал открывает нормально закрытый клапан форсунки, подавая во впускной канал топливо под давлением.
Количество подаваемого топлива пропорционально времени, в течение которого форсунки находятся в открытом состоянии (длительность импульса впрыска).
Контроллер поддерживает оптимальное соотношение воздух/топливо путем изменения длительности импульсов.
Увеличение длительности импульса впрыска приводит к увеличению количества подаваемого топлива при постоянном расходе воздуха (обогащение смеси).
Уменьшение длительности импульса впрыска приводит к уменьшению количества подаваемого топлива при постоянном расходе воздуха (обеднение смеси).
Модуль электробензонасоса (МЭБН)
МЭБН погружного типа установлен в топливном баке (рис. 2).
Модуль электробензонасоса (рис. 3) включает в себя электробензонасос турбинного типа, регулятор давления топлива, сетчатый фильтр, фильтр грубой очистки топлива и датчик уровня топлива.
Насос обеспечивает подачу топлива из топливного бака через магистральный топливный фильтр на рампу форсунок.
Электробензонасос включается контроллером через реле.
При включении зажигания контроллер запитывает реле на 2 секунды для создания необходимого давления топлива в рампе форсунок.
Если в течение этого времени прокрутка двигателя не начинается, контроллер выключает реле и ожидает начала прокрутки. После ее начала контроллер вновь включает реле.
Если зажигание включалось три раза без прокрутки двигателя, то следующее включение реле электробензонасоса возможно только с началом прокрутки.
ВНИМАНИЕ.
Эксплуатация автомобиля с почти пустым баком не допускается, так как это может привести к преждевременному износу и выходу из строя электробензонасоса.
Сетчатый фильтр
Сетчатый фильтр (рис. 4) предназначен для улавливания поступающих в электробензонасос вместе с топливом частиц размером более 60 мкм, которые могут привести к нарушению работы системы впрыска.
Фильтр состоит из пластмассового каркаса, обтянутого полиамидным полотном, стопорной шайбы, установленной в гнездо пластмассового корпуса и втулки, охватывающей штуцер.
Топливный фильтр
Топливный фильтр установлен под днищем кузова возле топливного бака (рис. 5).
Фильтр встроен в подающую магистраль между электробензонасосом и топливной рампой.
Фильтр имеет стальной корпус со штуцерами с обоих концов. Фильтрующий элемент изготавливается из бумаги и предназначен для улавливания частиц, которые могут привести к нарушению работы системы впрыска.
Рампа форсунок
Рампа форсунок представляет собой полую трубку с установленными на ней форсунками.
Рампа форсунок закреплена двумя болтами на впускной трубе (рис. 6).
Топливо под давлением подается во внутреннюю полость рампы, а оттуда через форсунки во впускную трубу.
На рампе форсунок (рис. 7) расположен штуцер 1 для контроля давления топлива, закрытый резьбовой пробкой.
Ряд диагностических процедур при техническом обслуживании автомобиля или при поиске неисправностей требуют проведения контроля давления топлива.
С помощью манометра, подключенного к штуцеру, можно определить давление топлива, подаваемого на форсунки.
Топливные форсунки
Форсунка 2 (рис. 7) системы распределенного впрыска представляет собой электромагнитное устройство, дозирующее подачу топлива под давлением во впускную трубу двигателя.
Форсунки закреплены на рампе с помощью пружинных фиксаторов.
Верхний и нижний концы форсунок герметизируются уплотнительными кольцами, которые всегда надо заменять новыми при снятии и установке форсунок.
Контроллер управляет электромагнитным клапаном форсунки, который пропускает топливо через направляющую пластину, обеспечивающую распыление топлива.
Направляющая пластина имеет отверстия, которые направляют топливо, образуя конический факел.
Факел топлива направлен на впускной клапан. До попадания топлива в камеру сгорания происходит его испарение и перемешивание с воздухом.
Форсунка, у которой произошел прихват клапана в частично открытом состоянии, вызывает потерю давления в рампе форсунок после выключения электробензонасоса, поэтому на некоторых двигателях будет наблюдаться увеличение времени прокрутки.
Кроме того, форсунка с прихваченным клапаном может вызвать калильное зажигание, т.к. некоторое количество топлива будет попадать в двигатель после того, как он заглушён.
Режимы управления подачей топлива
Как упоминалось выше в этой главе, количеством топлива, подаваемого через форсунки, управляет контроллер.
Топливо подается по одному из двух разных методов: синхронному, т.е. в определенном положении коленчатого вала, или асинхронному, т.е. без синхронизации с вращением коленчатого вала.
Синхронная подача топлива является преимущественно применяемым методом.
Синхронизация срабатывания форсунок обеспечивается использованием сигналов датчика положения коленчатого вала и датчика фаз.
Контроллер рассчитывает момент включения каждой форсунки, причем топливо впрыскивается один раз за один полный рабочий цикл соответствующего цилиндра.
Такой метод позволяет более точно дозировать топливо по цилиндрам и понизить уровень токсичности отработавших газов.
Асинхронная подача топлива используется на режиме пуска и динамических режимах работы двигателя.
Контроллер обрабатывает сигналы датчиков, определяет режим работы двигателя и рассчитывает длительность импульса впрыска топлива.
Для увеличения количества подаваемого топлива длительность импульса впрыска увеличивается, для уменьшения - сокращается.
Длительность импульса впрыска может быть проконтролирована с помощью диагностического прибора.
Управление топливоподачей осуществляется в одном из нескольких режимов, описанных ниже.
Отключение подачи топлива
Подача топлива не производится в следующих случаях:
- - зажигание выключено (это предотвращает калильное зажигание);
- - коленчатый вал двигателя не вращается (отсутствует сигнал ДПКВ);
- - если контроллер определил наличие пропусков зажигания в одном или нескольких цилиндрах - подача топлива в эти цилиндры прекращается и сигнализатор неисправностей начинает мигать;
- - частота вращения коленчатого вала двигателя превышает предельное значение около 6200 об/мин (отключение подачи топлива производится совместно с закрытием дроссельной заслонки и понижением УОЗ);
- - при "выкатке" на передаче и при "перегазовке" на стоящем автомобиле, если обороты двигателя превышают 2000 об/мин, педаль акселератора не нажата, температура охлаждающей жидкости выше 40 °С.
Режим пуска
При включении зажигания контроллер с помощью реле включает электробензонасос, который создает давление топлива в рампе форсунок.
Контроллер обрабатывает сигнал датчика температуры охлаждающей жидкости для определения необходимой для пуска длительности импульсов впрыска.
Когда коленчатый вал двигателя при пуске начинает проворачиваться, контроллер формирует импульс включения форсунок, длительность которого зависит от температуры охлаждающей жидкости, времени прокрутки и нарастания оборотов.
На холодном двигателе импульс впрыска увеличивается для увеличения количества топлива, а на прогретом - длительность импульса уменьшается.
Система работает в режиме пуска до достижения определенной частоты вращения коленчатого вала (желаемые обороты холостого хода), значение которой зависит от температуры охлаждающей жидкости.
ВНИМАНИЕ.
Необходимым условием запуска двигателя является достижение оборотов двигателя при прокрутке стартером значения не ниже 80 об/мин, напряжение в бортсети автомобиля при этом не должно быть ниже 6 В.
Режим управления топливоподачей по разомкнутому контуру
После пуска двигателя и до выполнения условий вхождения в режим замкнутого контура (управляющий датчик кислорода прогрет до необходимой температуры) контроллер управляет подачей топлива в режиме разомкнутого контура.
В режиме разомкнутого контура контроллер рассчитывает длительность импульсов впрыска без учета наличия кислорода в выхлопных газах.
Расчеты осуществляются на базе данных по частоте вращения коленчатого вала, массовому расходу воздуха, температуре охлаждающей жидкости и запрашиваемому моменту (это выражается в положении дроссельной заслонки, УОЗ и непосредственно в топливоподаче), на который дополнительно может влиять включение электропотребителей (свет, обогрев сидений, вентилятор и т.д.).
Режим мощностного обогащения
Контроллер следит за положением педали акселератора и частотой вращения коленчатого вала для определения моментов, когда необходима максимальная мощность двигателя.
Для развития максимальной мощности требуется более богатый состав топливной смеси (режим регулирования по УДК отключается), что осуществляется путем увеличения длительности импульсов впрыска.
Компенсация изменения напряжения бортовой сети
При понижении напряжении бортсети накопление энергии в катушках зажигания происходит медленнее, и механическое движение электромагнитного клапана форсунки занимает больше времени.
Контроллер компенсирует падение напряжения бортсети путем увеличения времени накопления энергии в катушке зажигания и длительности импульсов впрыска.
Соответственно, при возрастании напряжения в бортовой сети автомобиля контроллер уменьшает время накопления энергии в катушке зажигания и длительность импульсов впрыска.
Регулирование подачи топлива по замкнутому контуру
Система входит в режим замкнутого контура при выполнении всех следующих условий:
- - 1 - Управляющий датчик кислорода достаточно прогрет для нормальной работы (пройдена "точка росы" - температура на керамике чувствительного элемента УДК превышает температуру, определенную в зависимости от температуры окружающей среды, выходной сигнал выходит за пределы диапазона 300…600 мВ).
- - 2 - Температура охлаждающей жидкости выше определенного значения.
- - 3 - С момента запуска двигатель проработал определенный период времени, зависящий от температуры охлаждающей жидкости в момент пуска.
- - 4 - Двигатель не работает ни в одном из нижеперечисленных режимов: пуск двигателя, отключение подачи топлива, режим максимальной мощности, режим защиты элементов ЭСУД.
- - 5 - Двигатель работает в определенном диапазоне по параметру нагрузки.
В режиме управления топливоподачей по замкнутому контуру контроллер первоначально рассчитывает длительность импульсов впрыска по данным тех же датчиков, что и для режима разомкнутого контура (базовый расчет).
Отличие заключается в том, что в режиме замкнутого контура контроллер использует сигнал управляющего датчика кислорода для корректировки расчетов длительности импульсов впрыска в целях обеспечения максимальной эффективности работы каталитического нейтрализатора.
Существует два вида корректировки подачи топлива - текущая и корректировка самообучения.
Первая (текущая) корректировка рассчитывается по показаниям датчика кислорода и может изменяться относительно быстро, чтобы компенсировать текущие отклонения состава смеси от стехиометрического.
Вторая (корректировка самообучения) рассчитывается для каждой совокупности параметров "обороты-нагрузка" на основе текущей корректировки и изменяется относительно медленно.
Текущая корректировка обнуляется при каждом выключении зажигания.
Корректировка самообучения хранится в памяти контроллера постоянно, до выполнения режима "Сброс ЭБУ с инициализацией" с помощью диагностического прибора.
Целью корректировки по результатам самообучения является компенсация отклонений состава топливовоздушной смеси от стехиометрического, возникающих в результате разброса характеристик элементов ЭСУД, допусков при изготовлении двигателя, а также отклонений параметров двигателя в период эксплуатации (износ, закоксовка и т.д.).
Для более точной компенсации возникающих отклонений весь диапазон работы двигателя разбит на 4 характерные зоны обучения:
- - холостой ход;
- - высокие обороты при малой нагрузке;
- - частичные нагрузки;
- - высокие нагрузки.
При работе двигателя в любой из зон по определенной логике происходит коррекция длительности импульсов впрыска до тех пор, пока реальный состав смеси не достигнет оптимального значения.
При смене режима работы двигателя в оперативной памяти контроллера (ОЗУ) сохраняется последнее значение коэффициента коррекции для данной зоны.
Полученные таким образом коэффициенты коррекции характеризуют конкретный двигатель и участвуют в расчете длительности импульса впрыска при работе системы в режиме разомкнутого контура и при пуске, не имея при этом возможности изменяться.
Значение корректировки, при котором регулирование подачи топлива по замкнутому контуру не требуется, равно 1 (для параметра корректировки топливоподачи по результатам самообучения на холостом ходу оно равно 0).
Любое изменение от 1(0) указывает на то, что функция регулирования топливоподачи по замкнутому контуру изменяет длительность импульса впрыска.
Если значение корректировки топливоподачи по замкнутому контуру больше 1(0), происходит увеличение длительности импульса впрыска, т.е. увеличение подачи топлива.
Если значение корректировки топливоподачи по замкнутому контуру меньше 1(0), происходит уменьшение длительности импульса впрыска, т.е. уменьшение подачи топлива.
Предельным диапазоном изменения текущей корректировки топливоподачи и корректировки самообучением является диапазон 1±0,25 (±5).
Выход любого из коэффициентов коррекции за пределы регулирования в сторону обогащения или обеднения смеси свидетельствует о наличии неисправности в двигателе или ЭСУД (отклонение давления топлива, подсос воздуха, негерметичность в системе выпуска и т.д.).
Коррекция самообучения для регулирования топливоподачи на автомобилях с каталитическим нейтрализатором является непрерывным процессом в течение всего срока эксплуатации автомобиля и обеспечивает выполнение жестких норм по токсичности отработавших газов.
В данной ЭСУД при отключении аккумуляторной батареи значения адаптационных коэффициентов коррекции не обнуляются.