Таврия Нова / Славута. СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ И ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ МЕМЗ-246

Таврия Нова / Славута. СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ И ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ МЕМЗ-246 С ЦЕНТРАЛЬНЫМ (ОДНОТОЧЕЧНЫМ) ВПРЫСКОМ ТОПЛИВА

Автомобили производства ЗАО «АвтоЗАЗ-ДЭУ», предназначенные для поставки на экспорт, комплектовали инжекторным двигателем МеМЗ-246 (1,1 л) с электронной системой управления. В этом двигателе применена одноточечная (т.н. «центральная») система впрыска, при которой топливо подается через дроссельный узел, установленный на впускной трубе вместо карбюратора, с помощью одной форсунки. Форсунка расположена внутри корпуса дроссельного узла и управляется электронным блоком управления (ЭБУ). Электронный блок управления получает входные сигналы от датчиков и других устройств, отражающие текущие условия работы двигателя, и выдает сигналы, по которым

исполнительные устройства системы изменяют состав топливовоздушной смеси и момент зажигания, обеспечивая улучшенные по сравнению с карбюраторным двигателем эксплуатационные показатели его работы.

Системы управления двигателем и его питания работают совместно, так как дроссельный узел представляет собой комплексный агрегат, в котором объединены механическое управление подачей воздуха и электронное управление подачей топлива.

В данном подразделе описаны особенности устройства упомянутых систем. В связи с малой распространенностью автомобилей с системой центрального одноточечного впрыска для обслуживания и ремонта этой системы требуются специально подготовленный персонал и соответствующее оборудование, поэтому при возникновении неисправностей обращайтесь на специализированные станции технического обслуживания.

Особенности устройства одноточечной системы впрыска топлива

Одноточечная система впрыска топлива обеспечивает работу двигателя на следующих режимах.

Режим включения зажигания. При включении зажигания включается система управления впрыском топлива. При этом происходит следующее:

- включается реле включения системы;

- ЭБУ через реле включает топливный насос;

Насос работает примерно одну секунду, если не будет включен стартер или

не будет пущен двигатель.

- включаются и начинают выдавать входные сигналы для ЭБУ следующие датчики двигателя:

- датчик температуры охлаждающей жидкости;

- датчик температуры топливовоздушной смеси;

- датчик разрежения (абсолютного давления воздуха) во впускной трубе;

- датчик положения дроссельной заслонки

Режим пуска. При включении стартера

ЭБУ начинает получать сигналы от:

- датчика температуры охлаждающей жидкости.

- датчика частоты вращения и положения коленчатого вала;

- датчика положения дроссельной заслонки.

ЭБУ включает топливный насос. Подается

напряжение к форсунке с регулируемой блоком управления продолжительностью времени впрыска топлива. Блок управления определяет оптимальный момент зажигания в соответствии с входным сигналом от датчика частоты вращения и положения коленчатого вала. В зависимости от температуры охлаждающей жидкости ЭБУ устанавливает дроссельную заслонку в требуемое положение.

Режим прогрева двигателя. ЭБУ получает сигналы о следующих параметрах:

- температуре охлаждающей жидкости;

- температуре топливовоздушной смеси во впускной трубе;

- абсолютном давлении воздуха во впускной трубе;

_ частоте вращения и положении коленчатого вала;

- угловом положении дроссельной заслонки.

ЭБУ управляет нулевым потенциалом форсунки, что обеспечивает точное время открытия и закрытия подачи топлива в двигатель. ЭБУ управляет частотой вращения коленчатого вала на холостом ходу, изменяя угол открытия дроссельной заслонки по мере прогрева двигателя. Дополнительно ЭБУ стабилизирует частоту вращения коленчатого вала на холстом ходу динамической коррекцией угла опережения зажигания.

Режим движения автомобиля. При движении автомобиля ЭБУ получает входные сигналы о следующих параметрах:

- температуре охлаждающей жидкости;

- температуре топливовоздушной смеси во впускной трубе;

- абсолютном давлении воздуха во впускной трубе;

- частоте вращения и положении коленчатого вала;

- угловом положении дроссельной заслонки;

- содержании кислорода в отработавших газах.

ЭБУ управляет форсункой и углом опережения зажигания. Он изменяет состав топливовоздушной смеси в соответствии с содержанием кислорода в отработавших газах.

Режим принудительного холостого хода. При торможении автомобиля с полностью закрытой дроссельной заслонкой и включенной передачей ЭБУ получает входные сигналы о следующих параметрах:

- температуре охлаждающей жидкости;

- температуре топливовоздушной смеси во впускной трубе;

" абсолютном давлении воздуха во впускной трубе;

- частоте вращения и положении коленчатого вала;

- угловом положении дроссельной заслонки;

~ содержании кислорода в отработавших

газах.

Получая от датчика закрытия дроссельной заслонки сигнал о ее полном закрытии при повышенной частоте вращения коленчатого вала. ЭБУ отключает форсунку. Если скорость изменения частоты вращения коленчатого вала оказывается больше допустимой или частота вращения коленчатого вала достигла заданной частоты вращения на режиме холостого хода, а также вновь нажата педаль акселератора (открыта дроссельная заслонка), ЭБУ возобновляет подачу топлива через форсунку.

Режимы максимальной мощности и ускорения. При работе двигателя с полностью открьгтой дроссельной заслонкой ЭБУ получает входные сигналы о следующих параметрах:

- температуре охлаждающей жидкости;

- температуре топливовоздушной смеси во впускной трубе;

- абсолютном давлении воздуха во впускной трубе;

- частоте вращения и положении коленчатого вала;

- угловом положении дроссельной заслонки;

- содержании кислорода в отработавших газах.

При получении входного сигнала от датчика положения дроссельной заслонки о ее полном открытии ЭБУ отключает электромагнитный клапан продувки абсорбера. Входной сигнал о содержании кислорода в отработавших газах ЭБУ игнорирует. При этом он подает необходимое количество дополнительного топлива.

Режим выключения зажигания. Когда выключатель (замок) зажигания установлен в положение «I» (выключено), ЭБУ прекращает управление форсункой и работой всей системы впрыска. При этом сам блок продолжает работать, обеспечивая выдвижение подвижного упора регулятора частоты вращения коленчатого вала на холстом ходу в исходное стартовое положение для обеспечения следующего пуска двигателя. После этого ЭБУ отключается.

Отключение подачи топлива происходит при превышении предельно допустимой час тоты вращения коленчатого вала двигателя для защиты двигателя от работы на недопустимо высоких оборотах.

Элементы системы управления двигателем с одноточечной системой впрыска в значительной степени те же. что и описанные в разд. 10 «Электрооборудование» элементы системы управления с распределенным впрыском (см. «Система управления двигателем», с. 178). В данном подразделе описаны только отличающиеся элементы системы управления с одноточечным впрыском.

Рис. 12.5. Расположение электронного блока управления двигателем с одноточечным опрыском топлива в моторном отсеке

Электронный блок управления (ЭБУ)

Б (рис. 12.5) расположен в моторном отсеке справа по ходу автомобиля, рядом с верхней опорой амортизаторной стойки А. ЭБУ уп равляет временем впрыска топлива через форсунку, чем обеспечивает заданный состав топливовоздушной смеси в соответствии с входными сигналами датчиков системы Помимо этого ЭБУ регулирует момент зажигания.

Входные сигналы в блок управления поступают от следующих устройств:

- датчика абсолютного давления;

- датчика температуры охлаждающей жидкости;

- датчика температуры топливовоздушной смеси;

- датчика содержания кислорода в отработавших газах;

- аккумуляторной батареи (информация с напряжении в бортовой сети);

- датчика частоты вращения и положение коленчатого вала;

- датчика закрытия дроссельной заслонки (на режиме холостого хода);

- датчика положения дроссельной заслонки;

- выключателя (замка) зажигания.

Реле 2 (рис. 12.6) включения системы расположено в блоке, установленном в моторном отсеке справа по ходу автомобиля. Во время пуска и работы двигателя к реле подается напряжение и оно остается включенным еще в течение 10 с после остановки двигателя. Это дает возможность электронному блоку управления выдвинуть подвижный упор регулятора холостого хода в исходное положение для обеспечения последующего пуска двигателя, после чего происходит отключение регулятора.

Реле 3 включения топливного насоса расположено в том же блоке, что и реле включения системы. Напряжение от аккумуляторной батареи к реле включения топливного насоса подается через реле включения системы. Реле включения топливного насоса управляется электронным блоком управления двигателем. После включения реле напряжение от аккумуляторной батареи подается к топливному насосу.

Реле 4 нагревательного элемента датчика содержания кислорода в отработавших газах расположено в том же блоке, что реле включения системы и реле включения топливного насоса. Реле управляется электронным блоком управления двигателем. Блок управления включает реле при работе двигателя с частотой вращения коленчатого вала менее 3200 мин или давлении во впускном коллекторе менее 563 Мбар. При частоте вращения более 3500 мин или давлении более 909,4 Мбар блок управления выключает реле. После включения реле на-

пряжение от аккумуляторной батареи подается на нагревательный элемент датчика содержания кислорода, что ускоряет его прогрев до рабочей температуры и тем самым начало работы системы в режиме регулирования состава топливовоздушной смеси.

Датчик абсолютного давления во впускной трубе Б (рис. 12.7) установлен в моторном отсеке на щите передка с правой стороны по ходу автомобиля, рядом с расширительным бачком А системы охлаждения двигателя. Датчик реагирует на абсолютное давление во впускной трубе и выдает в виде напряжения входной сигнал на электронный блок управления. Сведения о давлении во впускном коллекторе используются для информации блока управления о плотности топливовоздушной смеси и барометрическом давлении окружающего воздуха Давление передается датчику по шлангу от корпуса дроссельного узла.

Датчик температуры охлаждающей жидкости (см. «Система управления двигателем», с. 178).

Датчик температуры топливовоздушной смеси (рис. 12.8) расположен во впускной трубе. Он регистрирует температуру топливовоздушной смеси во впускной трубе и подает соответствующий входной сигнал на электронный блок управления, который компенсирует изменение плотности воздуха, происходящее при изменении температуры смеси.

Датчик содержания кислорода в отработавших газах (лямбда-зонд) (см. «Система управления двигателем», с. 178).

Датчик положения и частоты вращения коленчатого вала (см «Система управления двигателем», с. 178).

Датчик закрытия дроссельной заслонки

(рис. 12.9) объединен в одном корпусе с регулятором холостого хода и при полностью закрытой дроссельной заслонке подает входной сигнал на электронный блок управления («нулевая» точка отсчета), после которого блок управления изменяет угол открытия дроссельной заслонки в соответствии с условиями работы двигателя. При работе двигателя на холостом ходу выключатель замкнут на «массу».

Регулятор 4 холостого хода (рис. 12.10), объединенный с датчиком закрытия дроссельной заслонки, установлен с помощью кронштейна 1 на корпусе дроссельного узла. Приводимый в действие шаговым электродвигателем регулятор, управляя угловым положением дроссельной заслонки с помощью подвижного упора, обеспечивает требуемую частоту вращения коленчатого вала на холостом ходу.

Датчик положения дроссельной заслонки (рис. 12.11) закреплен на корпусе дроссельного узла с противоположной стороны от сектора оси дроссельной заслонки. Датчик подает информацию электронному блоку управления о положении дроссельной заслонки. Блок управления, в свою очередь, регулирует состав топливовоздушной смеси При полном открытии дроссельной заслонки смесь дополнительно обогащается.

Модуль зажигания (рис. 12.12) установлен в задней части головки блока цилиндров. Модулем управляет электронный блок системы управления двигателем. По сигналам блока управления модуль зажигания вырабатывает импульсы тока высокого напряжения, подаваемые к свечам зажигания в порядке работы цилиндров двигателя. Помимо этого модуль зажигания по командам электронного блока управления двигателем изменяет момент зажигания.

Электромагнитный клапан продувки абсорбера (рис. 12.13) управляет подачей разряжения для продувки абсорбера При работе на частичных нагрузках электронный блок управления включает электромагнитный клапан. При этом под действием разрежения из впускной трубы двигателя из абсорбера удаляются пары топлива. Электромагнитный клапан продувки абсорбера выключен при прогреве двигателя на режиме холостого хода. при полном открытии дроссельной заслонки и во время резкого ускорения или торможения.

Элементы системы питания двигателя с одноточечной системой впрыска в основном те же, что и для двигателя с системой распределенного впрыска, и описаны в разд. 5 «Двигатель» (см. «Система питания двигателя», с. 110). Главное отличие системы питания двигателя с одноточечным впрыском - дроссельный узел, объединяющий в себе дроссельную заслонку и форсунку подачи топлива. Дополнительно в систему питания входит

воздушный фильтр, аналогичный фильтру карбюраторного двигателя (см. «Система питания карбюраторных двигателей МеМЗ-245. МеМЗ-2457, МеМЗ-3011». с. 224).

В данном подразделе описаны только оригинальные элементы системы питания двигателя с системой одноточечного впрыска. Остальные элементы системы питания описаны в разд. 5 «Двигатель» (см. «Система питания двигателя», с. 110).

Регулятор давления топлива установлен в корпусе дроссельного узла и предназначен для поддержания постоянного давления топлива в топливопроводе высокого давления.

Регулирование давления топлива, подаваемого в форсунку, основано на принципе слежения за значением перепада давления в топливопроводе высокого давления и впускной трубе, которое при любых условиях должно составлять 300 кПа (3,0 кгс/см'). Подача электрического топливного насоса больше. чем необходимо для обеспечения работоспособности системы. Поэтому при работе двигателя с помощью регулятора давления часть топлива постоянно сливается через трубопровод обратного слива в топливный бак. В зависимости от разрежения во впускной трубе регулятор давления уменьшает или увеличивает слив излишнего топлива, поддерживая постоянное давление в топливопроводе высокого давления.

Регулятор давления представляет собой замкнутую полость, разделенную на вакуумную и топливную камеры диафрагмой Б (рис. 12.14). Вакуумная камера сообщается с впускной трубой двигателя, топливная - с топливопроводом высокого давления. Во время работы двигателя под действием пружины редукционный клапан А регулятора прижат к седлу, если перепад давления во впускной трубе и топливопроводе высокого давления не более 0,3 МПа. Обратного слива топлива нет - давление в топливопроводе начинает повышаться. При значении перепада давления свыше 300 кПа (3,0 кгс/см') диафрагма регулятора прогибается и между клапаном 1 и его седлом образуется зазор, через который сливается излишнее топливо ~ давление снижается. При увеличении нагруз-

ки двигателя, работающего при большом открытии дроссельной заслонки, расход топлива увеличивается и давление в топливопроводе высокого давления падает. Одновременно с этим уменьшается разрежение во впускной трубе. Пружина прижимает редукционный клапан регулятора давления к седлу. слив топлива в топливный бак прекращается - давление повышается. Эти процессы повторяются непрерывно, в результате чего в топливопроводе высокого давления поддерживается постоянное давление Форсунка, расположенная внутри корпуса дроссельного узла, управляется электронным блоком управления. Форсунка предназначена для впрыска топлива во впускную трубу двигателя и представляет собой высокоточный электромеханический клапан. Топливо под давлением поступает из топливопровода высокого давления по каналу 6 (рис. 12.15) внутри корпуса 1 форсунки к запорному клапану. Напряжение, подаваемое от блока управления двигателем на обмотку электромагнита 2 форсунки, создает в ней магнитное поле, втягивающее сердечник вместе с плунжером 5 запорного клапана внутрь электромагнита. Конусное кольцевое отверстие сопла 4 открывается, и топливо впрыскивается через диффузор корпуса распылителя во впускную трубу и далее в цилиндры двигателя. После прекращения поступления электрического импульса пружина возвращает сердечник вместе с плунжером запорного клапана в исходное состояние - клапан запирается. Количество топлива, впрыскиваемое форсункой, зависит от длительности электрического импульса.

ОСОБЕННОСТИ
Дроссельный узел, установленный на впускной трубе двигателя, представляет собой сложное регулирующее устройство и служит для изменения количества воздуха и топлива, подаваемых во впускную трубу.

В корпусе дроссельного узла установлена поворачивающаяся на оси заслонка. На корпусе дроссельного узла установлен регулятор 7 (рис. 12.16) холостого хода, объединенный с датчиком положения дроссельной заслонки системы управления двигателем. Регулятор холостого хода через свой наконечник соединен с сектором 6 привода управления дроссельной заслонкой, установленным на оси заслонки. К сектору 6 присоединен трос 5 привода управления дроссельной заслонкой. С другой стороны корпуса дроссельного узла установлен регулятор 8 давления топлива, к которому присоединены топливопроводы 1 и 2 обратного слива топлива и высокого давления соответственно. В верхней части корпуса дроссельного узла установлена форсунка 4.

Дроссельный узел представляет собой сложное высокоточное устройство, требующее квалифицированного обслуживания и регулировки. В связи с этим при неисправности элементов дроссельного узла обращайтесь на специализированный сервис.

Рис. 12.16. Дроссельный узел: 1 - топливопровод обратного слива топлива; 2 - топливопровод высокого давления: 3 - разъем колодки жгута проводов форсунки; 4 - форсунка; 5 - трос привода дроссельной заслонки; 6 - сектор привода управления дроссельной заслонкой; 7 - регулятор холостого хода: 8 - регулятор давления топлива