На рис. 7.21 представлена система впрыска бензина во впускной коллектор с механическим управлением. Сегодня эта конструкция уже не используется по причине дороговизны производства.
Рис. 7.21. Система впрыска топлива во впускной коллектор с механическим управлением
Впрыскивание бензина под давлением 15-30 бар начинается незадолго до открытия впускного клапана и продолжается в течение поворота коленчатого вала примерно на 100°. Количество впрыскиваемого топлива регулируется в зависимости от нагрузки на двигатель и частоты вращения коленчатого вала.
Основными частями механизма управления (рис. 7.21) такой системой впрыска считаются:
- вращающийся кулачок, способный одновременно перемещаться по своей оси вперед-назад;
- устройство слежения за поверхностью пространственного кулачка, которое регулирует количество впрыскиваемого бензина воздействием на топливный насос высокого давления;
- дроссельная заслонка во впускном коллекторе, соединенная с кулачком системой тяг и рычагов;
- регулятор частоты вращения, изменяющий положение кулачка на оси в зависимости от частоты вращения коленчатого вала.
Перемещение педали акселератора передается на кулачок и одновременно на дроссельную заслонку. Перемещаясь вдоль своей оси, кулачок через систему рычагов действует на топливный насос высокого давления. Профиль поверхности кулачка был определен путем многочисленных стендовых испытаний, при этом положение дроссельной заслонки и положение рейки топливного насоса высокого давления изменялось путем ручной регулировки. Это позволило определять количество впрыскиваемого бензина, необходимое для достижения заданных мощности двигателя и удельного расхода топлива.
При пуске холодного двигателя количество топлива кратковременно увеличивается с помощью термореле, которое по мере прогрева двигателя доводит количество топлива до оптимального уровня. В некоторых версиях такой системы впрыска бензина имелся высотный корректор, то есть при снижении плотности воздуха на большой высоте от уровня моря количество впрыскиваемого топлива уменьшалось.
Данная система впрыска имеет много общего с системой питания дизельных двигателей. Впоследствии она уступила место более совершенным конструкциям. Таковой является, в частности, система «К-Jetronic» (рис. 7.22а).
Открыть большую картинку в новой вкладке »
Рис. 7.22 а. Система «К-Jetronic» производства компании «Bosch»
Непрерывно работающий топливный насос с электроприводом подает бензин через топливный аккумулятор и топливный фильтр к дозатору топлива. Оттуда бензин через клапаны дифференциального давления подается к форсункам, находящимся во впускном коллекторе. Топливный насос обеспечивает давление бензина, равное 4,7 бара, которое поддерживается на постоянном уровне с помощью регулятора давления. Излишек бензина направляется от регулятора давления обратно в топливный бак. Бензин подается к форсункам под давлением, пониженным до 3,3 бара. Форсунки постоянно открыты во время работы двигателя и бензин бесперебойно поступает во впускной канал. Дозировка топлива для форсунки происходит в дозаторе топлива. Золотник открывает окно ровно настолько (рис. 7.22b), чтобы к форсункам поступал строго определенный объем топлива за единицу времени. Для того, чтобы поток бензина зависел только от сечения открытого окна, то есть от положения золотника, скорость потока в окне должна быть постоянной на всех режимах работы двигателя. Это достигается с помощью клапана дифференциального давления (рис. 7.22с), который поддерживает постоянный перепад давления в окне на уровне 0,1 бара. В дозаторе топлива для каждой форсунки предназначены золотник и клапан дифференциального давления.
Рис. 7.22 b. Золотник дозатора топлива производства компании «Bosch»
Рис. 7.22 с. Схема работы клапана дифференциального давления
Дозировка потока топлива происходит с помощью золотников дозатора топлива в зависимости от объема воздуха за единицу времени, который проходит через расходомер воздуха. Клапанный затвор поднимается потоком воздуха, приводя в действие золотники дозатора топлива. Таким образом, поток воздуха непосредственно регулирует поток топлива. Сила воздуха на клапанном затворе уравновешивает силы, действующие на золотники.
Оригинал найдёте на ресурсе [peugeotbook.ru]
Контур управления получает топливо через дросселирующее отверстие в дозаторе топлива из системы. При нормальной работе избыточное давление топлива в контуре управления составляет 3,7 бара. Величина избыточного давления топлива определяется регулятором обогащения смеси при прогреве двигателя. При пуске холодного двигателя избыточное давление понижается, например, до 0,5 бара. Соответственно, снижается сила воздействия на клапанный затвор, поэтому золотник дозатора топлива открывает большее проходное сечение окна, через которое добавочное топливо обогащает рабочую смесь. При пуске холодного двигателя топливо дополнительно подается во впускной коллектор через пусковую электромагнитную форсунку, которая срабатывает от термореле в зависимости от температуры охлаждающей жидкости. Так как при пуске холодного двигателя и во время прогрева сопротивление трения в двигателе сильнее, чем при нормальной работе, золотниковый клапан добавочного воздуха обеспечивает в это время увеличение количества рабочей смеси. По мере прогрева двигателя клапан закрывается, и воздух поступает в цилиндры только через дроссельную заслонку.
Совершенствование топливной аппаратуры и ужесточение требований по токсичности отработавших газов и экономичности работы двигателя привело к созданию более совершенной системы впрыска топлива во впускной коллектор. Конструктивно аналогичная «К-Jetronic», эта более совершенная система, получившая название «KE-Jetronic» (рис. 7.23), дополнительно оснащена электронным блоком управления и датчиками, следящими за температурой охлаждающей жидкости, положением дроссельной заслонки и клапанного затвора. К исключительно механической дозировке топлива через золотник дозатора топлива добавлена электронная система дозирование топлива. Для того, чтобы электронный блок управления участвовал в управлении расходом топлива, регулятор прогрева был заменен электрогидравлическим задатчиком давления, получающим команды через электронный блок управления. Электрогидравлический задатчик давления постоянно направляет топливо в нижнюю камеру клапана дифференциального давления. Создаваемое там давление воздействует на мембраны, вследствие чего открываются окна, через которые топливо поступает к форсункам. Высокое давление в нижней камере клапана дифференциального давления свидетельствует о нехватке бензина возле форсунок. Этот эффект используется, например, при торможении двигателем, когда электрогидравлический клапан давления открывает магистраль настолько широко, что в нижней камере образует высокое давление и мембраны преграждают поток топлива к форсункам. Электронный блок управления обеспечивает обогащение смеси при пуске холодного двигателя, прогреве, ускорении и полной нагрузке, и управляет отключением подачи топлива при торможении двигателем. Дальнейшие функции, такие, как регулировка смесеобразования в соответствии с изменением давления воздуха или лямбда-регулирование для каталитических нейтрализаторов могут также выполняться электронным блоком управления. Система «КЕ-Jetronic» представляет собой электронно-механическую систему впрыска, с помощью которой можно обеспечить незначительный удельный расход топлива и пониженное содержание токсичных примесей в отработавших газах, не отказываясь при этом от преимущества механической системы впрыска.
Рис. 7.23. Система «КЕ-Jetronic» производства компании «Bosch»