На ацтомобилях ВАЗ-21214 уоанавливается двига-
тель с системой Центрального впрыска топлива,
т.е. топливо впрыскивается одной форсункой в
агрегат Центрального вкрыска. Здесь топливо пе-
ремешивается с воздухом и виде горючей смеси по
впускной трубе подаеюя в цилиндры двигателя.
Система впрыска топлива в сочетании с каталити-
ческим нейтрализатором в системе выпуска позво-
ляет снизить токсичность отработавших газов при
улучшении ездовых качеств автомобиля. В качест-
ве топлива необходимо применять только неэтили-
рованный бензин. Применение этилированного бен-
зина приведет к повреждению нейтрализатора.
датчика кислорода и к отказу системы. Нейтрали-
затор устанавливается в системе выпуска отрабо-
тавших газов перед дополнительным глушителем.
Он содержит два окислительных катализатора (ус-
корителя химической реакции) и один восстанови-
тельный. Окислительные катализаторы (платина и
палладий) способствуют преобразованию углеводо-
родов в водяной пар, а окиси углерода в двуо-
кись углерода. Восстановительный катализатор
(радий) способствует преобразованию окислов
азота в безвредный азот. В связи с тем, что ка-
талитическому нейтрализатору требуется кислород
для нейтрализации углеводородов и окиси углеро-
да, и одновременно он должен отнимать кислород
для нейтрализации окислов азота, необходимо
очень строго поддерживать баланс смеси воз-
дух/топливо (примерно 14,7:1), поступающей в
двигатель. Эту функцию выполняет электронный
блок управления. Электронный блок управления
(ЭБУ). расположенный под панелью приборов на
левой боковине кузова, является управляющим
центром системы впрыска топлива. Это специали-
зированный компьютер. Он непрерывно обрабатыва-
ет информацию от различных датчиков и управляет
системами, влияющими на токсичность отработав-
ших газов и на эксплуатационные показатели ав-
томобиля. ЭБУ выполняет также диагностическую
функцию системы впрыска топлива. Он может рас-
познавать неполадки в работе системы, предуп-
реждая о них водителя через контрольную лампу
"CHECK ENGINE". Кроме того. он хранит диагнос-
тические коды, указывающие области неисправнос-
ти, чтобы помочь специалистам в проведении ре-
монта. Агрегат центрального впрыска топлива 14
устанавливается на впускной трубе вместо карбю-
ратора. В нем находится форсунка 6 для впрыска
топлива, регулятор 5 давления топлива, регуля-
тор 2 холостого хода, дроссельная заслонка 19 и
датчик 15 положения дроссельной заслонки. Для
отбора разрежения имеются три патрубка с, d и
е, соединенные с задроссельным пространством.
Форсунка 6 представляет собой электромагнитный
клапан. Когда на нее от ЭБУ поступает импульс
напряжения. то клапан открывается и топливо че-
рез распылитель тонко распыленной струей под
давлением впрыскивается в смесительную камеру
над дроссельной заслонкой. После прекращения
подачи электрического импульса подпружиненный
клапан перекрывает подачу топлива. Регулятор 5
давления топлива состоит из клапана 16 с диаф-
рагмой 17. поджатого пружиной к седлу в корпусе
4. Когда давление топлива превышает 190...210
кПа. клапан открывается и избыток топлива по
сливной магистрали 12 сливается топлипный бак.
Регулятора холостого хода ря1улирус1 частому
вращения коленчатого вала на режиме холостого
хода, управляя количеством подаваемого воздуха
в обход закрытой дроссельной заслонки 19. Он
состоит из двухполюсного шагового электродвига-
теля и соединенного с ним конусного клапана 21.
Клапан выдвигается или убирается по сигналам
.ЭБУ. Датчик 15 положения дроссельной заслонки
установлен на корпусе 1 дроссельной заслонки и
связан с осью 1В дросельной заслонки. Датчик
представляет собой потенциометр, на один конец
которого подается напряжение питания 5 В, а
другой конец соединен с массой. С третьего вы-
вода потенциометра (от ползунка) идет выходной
сигнал к ЭБУ. Электробензонасос 10 двухступен-
чатый, роторного типа, установлен в топливном
баке. Топливо из насоса через топливный фильтр
13 тонкой очистки подается в агрегат централь-
ного впрыска под давлением более 184 кПа.
Электробензонасос включается с помощью вспомо-
гательного реле 17 . Топливный фильтр с бумаж-
ным фильтрующим элементом установлен в моторном
отсеке на левом брызговике. Датчик температуры
охлаждающей жидкости представляет собой термис-
тор (резистор, сопротивление которого изменяет-
ся от температуры). Датчик завернут в выпускной
патрубок охлаждающей жидкости на головке ци-
линдров. При низкой температуре датчик имеет
высокое сопротивление (100 Ом при -40'С), а при
высокой температуре низкое (70 Ом при 130'C).
Датчик температуры воздуха, завернутый в дно
корпуса воздушного фильтра, также является тер-
мистором. При понижении температуры воздуха его
сопротивление возрастает, а при повышении -
уменьшается. Датчик концентрации кислорода ус-
танавливается на выпускном коллекторе. Кисло-
род, содержащийся в отработавших газах, реаги-
рует с датчиком кислорода, создавая разность
потенциалов на выходе датчика. Она изменяется
приблизительно от 0.1 В (высокое содержание
кислорода бедная смесь) до 0,9 В (мало кислоро-
да - богатая смесь). В датчик встроен нагрева-
тельный элемент для повышения эффективности его
работы. Датчик абсолютного давления воздуха
закреплен в коробке воздухопритока, и соединен
шлангом с патрубком е. Чувствительный элемент
датчика - миниатюрная диафрагма с напыленным на
ней резистором. В зависимости от давления воз-
духа изменяется натяжение диафрагмы и соответс-
твенно меняется сопротивление резистора. Встро-
енная в датчик микросхема преобразует это
изменение сопротивления в изменение напряжения
на выходе датчика. Датчик скорости автомобиля
устанавливается на раздаточной коробке между
приводом спидометра и наконечником гибкого вала
привода спидометра. Принцип действия датчика
основан на эффекте Холла. Датчик выдает на ЭБУ
прямоугольные импульсы напряжения с частотой,
пропорциональной скорости вращения ведущих ко-
лес. Октан-потенциометр установлен в моторном
отсеке на стенке коробки воздухопритока и
представляет собой переменный резистор. Он вы-
дает в электронный блок управления сигнал кор-
ректировки угла опережения зажигания. Регули-
ровка октан-потенциометра выполняется только на
станции технического обслуживания с применением
диагностического оборудования. Датчик положения
коленчатого вала индуктивного типа, установлен
на крышке привода распределительного вала нап-
роеив задающею диска на шкиве прикола генерал
орд, На диске имеется 6 прорезей, равно распо-
ложенных по окружности и одна прорезь, располо-
женная на 10" от одной из них и служащая для
генерирования импульса синхронизации. При вра-
щении коленчатого вала прорези изменяют магнит-
ное поле датчика, наводя импульсы напряжения
переменного тока. В системе зажигания применя-
ется метод распределения искры, называемый ме-
тодом "холостой искры". Цилиндры двигателя объ-
единены в пары 1-4 и 2-3 и искрообразование
происходит одновременно в двух цилиндрах, в ци-
линдре. в котором заканчивается такт сжатия
(рабочая искра) и в цилиндре, в котором проис-
ходит такт выпуска (холостая искра). В связи с
постоянным направлением тока в обмотках катушек
зажигания, ток искрообразования у одной свечи
всегда протекает с центрального электрода на
боковой, а у второй - с бокового на централь-
ный. Свечи применяются типа А17ДВРМ или
AC.R43XLS с зазором между электродами 1,0-1,13
мм. Система зажигания. В системе зажигания не
используются традиционные распределитель и ка-
тушка зажигания. Здесь применяется модуль зажи-
гания, состоящий из двух катушек зажигания и
управляющей электроники высокой энергии. Систе-
ма зажигания не имеет подвижных деталей и поэ-
тому не требует обслуживания. Она также не име-
ет регулировок (в том числе и угла опережения
зажигания), т.к. управление зажиганием осущест-
вляет ЭБУ. Модуль зажигания получает сигнал от
датчика положения коленчатого вала, обрабатыва-
ет его и посылает в ЭБУ опорный сигнал с, час-
тотой один импульс за ISO' поворота коленчатого
вала. Модуль зажигания также посылает сигнал
для работы тахометра в комбинации приборов. При
оборотах двигателя до 500 об/мин зажиганием уп-
равляет модуль зажигания путем включения каждой
катушки с заданным интервалом только на базе
данных частоты вращения коленчатого вала. При
оборотах выше 500 об/мин зажиганием управляет
ЭБУ, используя следующую информацию: - частота
вращения коленчатого вала; - нагрузка двигателя
(абсолютное давление воздуха); - атмосферное
(барометрическое) давление воздуха; - темпера-
тура охлаждающей жидкости; - температура возду-
ха на впуске; положение коленчатого вала. Сис-
тема улавливания паров бензина. В системе
применен метод улавливания паров угольным ад-
сорбером, установленным в моторном отсеке. На
неработающем двигателе пары бензина из сепара-
тора 35 подаются через гравитационный клапан в
адсорбер, где они поглощаются активированным
углем. Затем при работающем двигателе адсорбер
продувается воздухом и пары отсасываются к пат-
рубку с (рис. 33), а затем во впускную трубу
для сжигания в ходе рабочего процесса. ЭБУ уп-
равляет продувкой адсорбера, включая электро-
магнитный клапан 14 (рис. 34), расположенный на
крышке адсорбера. При подаче на клапан напряже-
ния он открывается, выпуская пары во впускную
трубу. Управление клапаном осуществляется мето-
дом широтноимпульсной модуляции. Клапан включа-
ется и выключается с частотой 16 раз в секунду
(16 Гц). Чем выше расход воздуха, тем больше
длительность импульсов включения клапана.
ЭБУ включает клапан продувки адсорбера при кии
всех следующих условий: - температура охлаждаю-
щей жидкости выше QO'C, система управления топ-
ливоподачей работает в режиме замкнутого цикла.
скорость автомобиля превышает 21 км/ч. После
включения клапана критерий скорости меняется.
Клапан отключится только при снижении скорости
до 9 км/ч: открытие дроссельной заслонки превы-
шает 2%. Этот фактор в дальнейшем не играет
значения, если он не превышает 99%. При полном
открытии дроссельной заслонки ЭБУ отключает
клапан продувки адсорбера. Электроподогреватель
впускной грубы установлен в нижней части впуск-
ной трубы непосредственно под агрегатом цент-
рального впрыска топлива. Он служит для уско-
ренного прогрева системы впуска холодного
двигателя. Это обеспечивает быстрое испарение
топлива и ею равномерное распределение по ци-
линдрам. В результате улучшаются ездовые ка-
чества с холодным двигателем и уменьшается ток-
сичность отработавших газов. ЭБУ включает
электроподогреватель 19 (рис. 34) с помощью
вспомогательного реле 18 при выполнении следую-
щих условий: температура охлаждающей жидкости
ниже 65-С, температура воздуха на впуске ниже
SO'C и напряжение питания более 8 В. Эти усло-
вия имеют место на непрогретом работающем дви-
гателе с минимальной электрической нагрузкой от
вспомогательных агрегатов. ЭБУ выключает элект-
роподогреватель при выполнении следующих усло-
вий: температура охлаждающей жидкости выше или
равна GS'C, температура воздуха на впуске боль-
ше BO'C и напряжение питания меньше 6 В. Эти
условия имеют место на прогретом двигателе
и/или при высокой электрической нагрузке от
вспомогательных агрегатов. Работа системы
впрыска Количество топлива, подаваемого форсун-
кой, регулируется электрическим импульсным сиг-
налом от электронного блока управления (ЭБУ).
ЭБУ отслеживает данные о состоянии двигателя,
рассчитывает потребность в топливе и определяет
необходимую длительность подачи топлива форсун-
кой (длительность импульса). Для увеличения ко-
личества подаваемого топлива длительность им-
пульса увеличивается, а для уменьшения подачи
топлива сокращается. ЭБУ обладает способностью
оценивать результаты своих расчетов и команд, а
также запоминать опыт недавней работы и дейс-
твовать в соответствии с ним. "Самообучение"
ЭБУ является непрерывным процессом, продолжаю-
щимся в течение всего срока эксплуатации авто-
мобиля. Обычно к форсунке подается один импульс
на один опорный импульс датчика положения ко-
ленчатого вала. Топливо подается либо 'синхрон-
но с опорными импульсами, либо асинхронно, т.е.
без совпадения с ними по времени. Синхронный
впрыск топлива - наиболее употребительный спо-
соб подачи топлива. Асинхронный впрыск топлива
применяется, когда необходимо дополнительное
топливо при резком открытии дроссельной заслон-
ки, о чем сигнализирует датчик положения дрос-
сельной заслонки. Этот впрыск топлива подобен
подаче топлива ускорительным насосом карбюрато-
ра при резком открытии дроссельной заслонки.
Независимо от метода впрыска подача топлива оп-
ределяется состоянием двигателя, т.е. режимом
его работы. Эти режимы обеспечиваются ЭБУ и
описаны ниже. Режим пуска двигателя. При вклю-
чении зажигания ЭБУ включает на 2 сек реле
электробензонасоса. и он создает давление в ма-
гистрали подачи топлива к агрегату центрального
впрыска. ЭБУ учитывает показания от датчиков
температуры охлаждающей жидкости и положения
дроссельной заслонки определят правильное соот-
ношение воздух/топливо для пуска. После начала
вращения коленчатою вала ЭБУ будет работать на
пусковом ряжиме. пока обороты не превысят 420
об/мин, в противном случае возможно переключе-
ние на режим "продувки" двигателя. Длительность
каждого импульса на форсунку при пуске состав-
ляет 4-6 мс в зависимости от температуры охлаж-
дающей жидкости и положения дроссельной заслон-
ки. Режим Продувки двигателя. Если двигатель
"залит топливом' он может быть пущен путем пол-
ного открытия дроссельной заслонки при одновре-
менном проворачивании коленчатого вала. ЭБУ в
этом режиме выдает на форсунку импульсы, соот-
ветовующие соотношению воздух/топливо 26:1
(длительность импульса около 2 моек), что "очи-
щает" залитый двигатель. ЭБУ поддерживает ука-
занную длительность импульсов до тех пор, пока
обороты двигателя ниже 420 об/мин, и датчик по-
ложения дроссельной заслонки показывает, что
она почти полностью открыта (более 85%). Если
дроссельная заслонка удерживается почти пол-
ностью открытой при попытке нормального пуска
"не залитого" двигателя, то двигатель может не
пуститься. Соотношение воздух/топливо 26:1 мо-
жет быть недостаточным для пуска незалитою дви-
гателя, особенно если он не прогрет. Режим отк-
рытого цикла после пуска (без обратной связи).
После пуска двигателя (когда обороты более 420
об/мин) ЭБУ будет управлять системой подачи
топлива в режиме "открытого цикла". На этом ре-
жиме ЭБУ игнорирует сигнал от датчика кислорода
и рассчитывает длительность импульса на форсун-
ку по сигналам от датчика положения коленчатого
вала (информация о частоте вращения), датчика
абсолютного давления воздуха, датчика темпера-
туры охлаждающей жидкости датчика положения
дроссельной заслонки. В режиме открытого цикла
рассчитанная длительность импульса впрыска мо-
жет давать соотношение воздух/топливо, отличаю-
щееся от 14,7:1. Примером может служить не-
прогретое состояние двигателя, т.к. при этом
для обеспечения хороших ездовых качеств требу-
ется обогащенная смесь. Система будет оставать-
ся в режиме открытого цикла до тех пор, пока не
будут выполнены все следующие условия: сигнал
датчика кислорода изменяется, показывая, что он
достаточно прогрет для нормальной работы; -
температура охлаждающей жидкости больше 32"С, -
двигатель проработал определенный период време-
ни момента пуска. Время может варьироваться от
6 сек до 5 мин в зависимости от температуры ох-
лаждающей жидкости в момент пуска двигателя. В
том случае, если температура была ниже IS'C.
период составляет 5 мин. Если температура была
выше 75'С, задержка составляет 6 сек. Режим
замкнутого цикла после пуска (с обратной
связью). На режиме замкнутого цикла ЭБУ сначала
рассчитывает длительность импульса на форсунку
на основе сигналов от тех же датчиков, что и в
режиме открытого цикла. Отличие состоит в том,
что в режиме замкнутого цикла ЭБУ еще использу-
ет сигнал от датчика кислорода для корректиров-
ки и тонкой регулировки расчетного импульса,
чтобы точно поддерживать соотношение воз-
дух/топливо на уровне 14.6... 14.7:1. Это поз-
воляет каталитическому нейтрализатору работать
с максимальной эффективностью. Режим обогащения
при ускорении. ЭБУ следит за резкими изменения-
ми положения дроссельной заслонки (по датчику
положения дроссельной заслонки) и за давлением
во впускной трубе (по датчику абсолютного дав-
ления) и обеспечивает подачу добавочного коли-
чества топлива за счет увеличения длительности
импульса на форсунку. Если возросшая потреб-
ность в топливе слишком велика из-за резкого
открытия дроссельной заслонки, то ЭБУ может до-
бавить синхронные импульсы на форсунку в проме-
жутках между синхронными, которых при нормаль-
ной работе приходится один на каждый опорный
импульс от датчика положения коленчатого вала.
Режим мощностного обогащения. ЭБУ следит за
сигналом датчика положения дроссельной заслонки
и частотой вращения коленчатого вала для опре-
делении моментов, в которые води шлю необходима
максимальная мощность двитателя. Для достижения
максимальной мощности требуется обогащенная го-
рючая смесь, и ЭБУ изменяет соотношение воздух/
топливо приблизительно до 12:1. На этом режиме
сигнал датчика концентрации кислорода игнориру-
ется, т.к. он будет указывать на обогащенность
смеси. Режим обеднения при торможении. При тор-
можении автомобиля с закрытой дроссельной зас-
лонкой могут увеличиваться выбросы в атмосферу
токсичных компонентов. Чтобы не допустить это-
го, электронный блок управления следит за
уменьшением угла открытия дроссельной заслонки
и величины давления во впускной трубе и своев-
ременно уменьшает количество подаваемого топли-
ва путем сокращения импульса впрыска. Режим от-
ключения подачи топлива при торможении
двигателем. При торможении двигателем с вклю-
ченной передачей и сцеплением ЭБУ может на ко-
роткие периоды времени полностью отключить им-
пульсы впрыска топлива. Отключение подачи
топлива наступает при выполнении всех следующих
условий: 1. Температура охлаждающей жидкости
выше 44 С. 2. Частота вращения коленчатого вала
выше 3150 об/мин. 3. Скорость автомобиля выше
42 км/ч. 4. Дроссельная заслонка закрыта. 5.
Сигнал датчика абсолютного давления показывает
отсутствие нагрузки двигателя (давление меньше
24 кПа). 6. Таблица, вложенная в постоянную па-
мять ЭБУ и сравнивающая частоту вращения колен-
чатого вала со скоростью автомобиля, определяет
включенную передачу коробки передач. При тормо-
жении автомобиля двигателем любое из следующих
условий вызовет возобновление импульсов впрыска
топлива: 1. Частота вращения коленчатого вала
ниже 2100 об/мин. 2. Скорость автомобиля менее
42 км/ч. 3. Дроссельная заслонка открыта не ме-
нее, чем на 2 /о. 4. Сигнал датчика абсолютного
давления во впускной трубе показывает наличие
нагрузки (давление более 25 кПа). 5. Сцепление
выключено. Это может быть определено по быстро-
му падению частоты вращения коленчатого вала.
Компенсация падения напряжения питания. При па-
дении напряжения питания система зажигания мо-
жет давать слабую искру, а механическое движе-
ние "открытия" форсунки может занимать больше
времени. ЭБУ компенсирует это путем увеличения
времени накопления тока в катушке зажигания при
падении напряжения питания ниже 12 В, а при па-
дении напряжения ниже 8 В путем увеличения обо-
ротов холостого хода и длительности импульса
впрыска. Режим отключения подачи топлива. При
выключенном зажигании топливо форсункой не по-
дается, чем исключается самовоспламенение смеси
при перегретом двигателе. Кроме того, импульсы
впрыска топлива не подаются, если ЭБУ не полу-
чает опорных сигналов положения коленчатого ва-
ла, т.е. это означает, что двигатель не работа-
ет. Отключение подачи топлива также происходит
при превышении предельно допустимой частоты
вращения коленчатого вала двигателя, равной
6500 об/мин. Импульсы впрыска возобновятся пос-
ле падения частоты вращения коленчатою вала ни-
же 5850 об/мин.
1. Корпус дроссельной заслонки;
2. Регулятор холостого хода;
3. Сектор привода дроссельной заслонки;
4. Корпус тепли воподачи;
5. Регулятор давления топлива;
6. Форсунка;
7. Держатель форсунки;
8. Штуцер подвода топлива;
9. Топливный бак;
10. Электробензонасос с датчиком уровня топлива;
11. Магистраль подачи топлива;
12. Магистраль слива топлива:
13. Топливный фильтр;
14. Агрегат центрального впрыска топлива;
15. Датчик положения дроссельной заслонки.
16. Клапан роулятора давления топлива;
17. Диафрагма:
18. Ось дроссельной заслонки:
19. Дроссельная заслонка;
20. Модуль вакуумных трубок;
21. Клапан регулятора холостого хода;
22. а.Канал подвода топлива;
23. в.Канал слива топлива;
24. с.Патрубок для шланга продувки адсорбера;
25. d.Патрубок для шаланга системы вентиляции картера,
26. е.Патрубок для шаланга к датчику абсолютною давления,
27. 1.Схема работы регулятора давления топлива;
28. 11.Схема работы регулятора холостого хода:
29. А-подача воздуха в обход дроссельной заслонки.
|