Устройство и принцип действия электронной одноточечной системы впрыска (моно системы)

Кроме распределённого впрыска в бензиновых двигателях применяется также центральный впрыск (одноточечные моно системы). Моно система впрыска представляет собой электронно-управляемую систему впрыска, в которой топливо впрыскивается во впускной трубопровод электромагнитной форсункой, расположенной перед дроссельной заслонкой. Распределение топливовоздушной смеси по цилиндрам происходит, как и в случае применения карбюратора – через впускной трубопровод. Конструкция системы центрального впрыска схематично представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Схема системы Моно-Джетроник:

1 – измеритель расхода воздуха; 2 – форсунка; 3 – блок управления; 4 – клапан добавочного воздуха; 5 – датчик положения дроссельной заслонки; 6 – регулятор давления топлива в системе; 7 – топливный фильтр; 8 – топливный насос; 9 – датчик температуры охлаждающей жидкости

Топливо из бака засасывается насосом 8 погружного или выносного типа и под давлением подается к фильтру тонкой очистки 7, а затем к так называемому моноблоку дроссельной заслонки, где расположена электромагнитная форсунка 2, распыливающая топливо в зону над дроссельной заслонкой. Количество подаваемого топлива во впускной трубопровод зависит от величины поднятия иглы форсунки, которая в свою очередь определяется блоком управления по напряжению, подаваемому в обмотку форсунки. Если двигатель V-образный, в моноблоке располагаются две форсунки, каждая из которых распыляет топливо над своей дроссельной заслонкой (эта конструкция применяется, в основном, на автомобилях американского производства).

При такой схеме используется впускной коллектор, аналогичный карбюраторным системам. Этим системам характерны основные недостатки систем центрального впрыска: неравномерное распределение топливовоздушной смеси по цилиндрам и образование топливной пленки на стенках впускных трубопроводов. Тем не менее, благодаря совершенным алгоритмам управления эти недостатки удается в значительной степени скомпенсировать.

Несомненным преимуществом данных систем является их относительная простота и меньшая, по сравнению с многоточечными системами, стоимость. В условиях эксплуатации такие системы более надежны – например, форсунки в гораздо меньшей степени подвержены загрязнениям и закоксовыванию, а низкое давление в системе позволяет во многих случаях применять бензонасосы турбинного типа, которые имеют больший ресурс.

Основная часть системы – моноблок дроссельной заслонки (заслонок), общая схема которого представлена на рисунок 2.

Рисунок 2 - Узел центральной форсунки:

1 – регулятор давления топлива; 2 – обмотка; 3 – датчик температуры всасываемого топлива; 4 – электромагнитная форсунка; 5 – дроссельная заслонка; 6 – корпус дроссельной заслонки; 7 – клапан форсунки; 8 – распыливающие отверстия; 9 – корпус форсунки и регулятора

В верхней части моноблока установлена электромагнитная форсунка 4. Топливо к форсунке подводится по специальному каналу, выполненному в корпусе моноблока. Для поддержания необходимого давления в системах центрального впрыска используется встроенный регулятор давления 1, перепускающий излишки топлива по трубопроводу обратно в бак. Как правило, в системах центрального впрыска поддерживается давление порядка 0,8…1,2 кгс/см². Принцип работы и устройство регулятора аналогичны регуляторам, применяемым в электронных системах распределенного впрыска, однако, в отличие от этих систем, полость над диафрагмой соединяется не с задроссельным пространством, а с атмосферой (точнее, с полостью за воздушным фильтром). Это объясняется тем, что форсунка расположена над дроссельной заслонкой, т.е. в зоне практически постоянного давления, поэтому перепад давления на форсунке не меняется. В обесточенном состоянии клапан 7 прижат пружиной к седлу и перекрывает доступ топлива к отверстиям распылителя.

Когда от блока управления на катушку поступает импульс, магнитное поле, образующееся внутри катушки, поднимает якорь вверх, уменьшая давление пружины на клапан 7. Топливо, находящееся внутри корпуса форсунки, поднимает клапан и под давлением, поддерживаемым регулятором 1, распыливается в корпус дроссельной заслонки через отверстия 8. Обычно форсунка имеет шесть отверстий, ориентированных в разные стороны. Мелкое распыливание топлива обеспечивается за счет завихрения потока топлива в отверстиях распылителя. Угол впрыска выбирается таким, чтобы топливо направлялось в щель между дроссельной заслонкой и корпусом дроссельной заслонки.

Электронный блок управления служит для приема, обработки и преобразования сигналов датчиков в управляющие сигналы для исполнительных устройств. В системе Motronic блок управления выполняет следующие функции:

· дозирование количества топлива в соответствии с массой поступающего воздуха;

· создание искрового заряда в определенный момент времени.

В современных системах управления помимо данных функций реализованы функции регулирования уровня токсичности отработавших газов, наддува воздуха, управления геометрией впускного коллектора, изменением фаз газораспределения и ряд других.

Рисунок 3 – Электронный блок управления

В электронный блок управления входят следующие основные компоненты:

· аналогово-цифровой преобразователь;

· микропроцессор;

· блок постоянной памяти;

· блок оперативной памяти;

· усилитель.

Исполнительные механизмы реализуют задуманное электронным блоком управления. К ним относятся:

· форсунки впрыска;

· катушки зажигания;

· электропривод топливного насоса;

· клапан в системе рециркуляции отработавших газов;

· запорный клапан в системе улавливания паров бензина;

· электромагнитный клапан в системе изменения фаз газораспределения.