Электронная система управления питания бензиновым двигателем с непосредственным впрыском топлива

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Факультет Автодорожный

Выпускающая кафедра: Автомобили и технологические машины

Направление подготовки: 23.03.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов»

Профиль: Автомобильный сервис

Квалификация: бакалавр

электронная система управления питания бензиновым двигателем с непосредственным впрыском топлива

Реферат

Выполнил студент группы А-14-бз

Боровских А.С. (___________)

Преподаватель:

ст.пр. Беляев Д.С. (__________)

Пермь 2018

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Принцип действия непосредственного впрыска топлива

2. Система непосредственного впрыска топлива

3. Датчики

4. Схема электронной системы управления питания бензинового двигателя с непосредственным впрыском топлива

5. Заключение

6. Список литературы

Введение

Система непосредственного впрыска топлива в бензиновых двигателях на сегодняшний день представляет собой наиболее совершенное и современное решение. Главной особенностью непосредственного впрыска можно считать то, что горючее подается в цилиндры напрямую.

По этой причине данную систему также часто называют прямым впрыском топлива. В этой статье мы рассмотрим, как работает двигатель с непосредственным впрыском топлива, а также какие преимущества и недостатки имеет такая схема.

1. Принцип действия непосредственного впрыска

Суть системы заложена в ее названии, топливо (в нашем случае бензин) впрыскивается форсунками непосредственно в камеру сгорания.

В системе непосредственного впрыска бензин из форсунки распыляется прямо в цилиндр, а впускные клапана запускают в цилиндры только воздух.

Более широкую известность получили первые моторы фирмы Mitsubishi.

У японцев они получили аббревиатуру GDI, что в России незатейливо окрестили «ДжеДАй», ну и моторы с таким типом впрыска в сервисах называют Джедаевскими.

Рис. 1. Пример подачи топлива непосредственного впрыска.

В непосредственном впрыске существует ряд различных типов смесеобразования.

Послойное смесеобразование

Тут все просто. Общий смысл такой: Впускной коллектор разделен на две части, в нем имеются специальные дополнительные заслонки, которые могут перекрывать нижнюю часть коллектора.

В результате перекрытия нижней части воздух поступает только через верхнюю часть и закручивается внутри цилиндра.

Причем воздух в цилиндры поступает, как и положено, на такте впуска. То есть впускной клапан открыт и поршень идет вниз.

А вот бензин впрыскивается уже на такте сжатия (поэтому и нужно высокое давление чтобы впрыск вообще произошел).

На такте впуска поршень идет вниз, а поднимаясь вверх (это уже такт сжатия), он создает дополнительное завихрение воздуха.

Рис. 2. Пример послойного смесеобразования.

Гомогенное смесеобразование

Здесь все немного проще, впрыск топлива происходит практически одновременно с впуском воздуха. Все это делается на такте впуска, то есть когда впускной клапан открыт и поршень идет вниз. Пока поршень сделает путь вниз и обратно вверх, смесь воздуха и бензина успеет перемешаться.

Так как топливо все-таки впрыскивается под высоким давлением, то улучшается смесеобразование, а это позволяет использовать больше количество воздуха. Поэтому для таких моторов доступно применение турбокомпрессоров и нагнетателей.

2. Система непосредственного впрыска топлива

В общем случае в электронную систему непосредственного впрыска топлива можно разделить на две части: механическую (исполнительная) электронная (контролирует параметры работы силового агрегата и на их основе подает сигналы для срабатывания исполнительной части).

К электронной составляющей относится следующие части:

· Электронный блок управления (ЭБУ)

· лямбда-зонд;

· положения коленвала;

· массового расхода воздуха;

· положения дроссельной заслонки;

· детонации;

· температуры ОЖ;

· давления воздуха во впускном коллекторе.

К механической части относится:

· бак;

· электрический топливный насос;

· топливный насос высокого давления

· топливные магистрали;

· фильтр;

· регулятор давления;

· топливная рампа;

· форсунки.

· катушки зажигания

В электронный блок управления (он же - ЭБУ, контроллер, компьютер) поступают сигналы от датчиков. Сигналы обрабатываются и анализируются в соответствие с программой блока и алгоритмами. На основании результатов сравнительного анализа сигналов, поступивших от датчиков с данными, хранящимися в памяти устройства, блок формирует соответствующие управляющие сигналы, поступающие к исполнительным элементам системы.

Сигналы датчиков, поступающих в блок управления, могут быть как в форме аналогового сигнала (рисунок 1, а) (непрерывно изменяющегося), так и в форме дискретного сигнала (рисунок 2, б).

Аналоговые сигналы преобразовываются в блоке управления с помощью аналого-цифрового преобразователя в оцифрованный сигнал (рисунок 3). Полученная и переработанная информация затем сравнивается с данными, находящимися в памяти компьютера. На основе сравнительного анализа поступавших и хранящихся в памяти данных вырабатываются управляющие сигналы.

Рис. 3. Сигналы датчиков

С электронной частью, в целом, все просто. Датчики собирают информацию о скорости вращения коленчатого вала, воздуха (поступившего в цилиндры, а также остаточной его части в отработанных газах), положения дросселя (связанного с педалью акселератора), температуры ОЖ. Эти данные датчики передают постоянно на электронный блок, благодаря чему и достигается высокая точность дозировки бензина.

Поступающую с датчиков информацию ЭБУ сравнивает с данными, внесенными в картах, и уже на основе этого сравнения и ряда расчетов осуществляет управление исполнительной частью. В электронный блок внесены так называемые карты с оптимальными параметрами работы силовой установки (к примеру, на такие условия нужно подать столько-то бензина, на другие - столько-то).

Теперь о механической части. Здесь все очень просто: насос, установленный в баке, закачивает в систему бензин, причем под давлением, чтобы обеспечить принудительную подачу. Давление должно быть определенным, поэтому в схему включен регулятор.

По магистралям бензин подается на ТНВД, рампу, которая соединяет между собой все форсунки. Подающийся от ЭБУ электрический импульс приводит к открытию форсунок, а поскольку бензин находится под давлением, то он через открывшийся канал просто впрыскивается.

3. Датчики

Датчики предназначены для преобразования перемещения, температуры или давления в электрический сигнал. Электрогидравлические системы управления имеют в своем составе несколько датчиков, с помощью которых контролируются параметры различных систем и условия эксплуатации трансмиссии. Базируясь на информации, поступающей от датчиков, блок управления принимает решения и формирует управляющие сигналы для исполнительных механизмов.

Датчик температуры ATF представляет собой термистор (терморезистор), сопротивление которого зависит от температуры. Они классифицируются на две группы:

* термисторы с отрицательным температурным коэффициентом, сопротивление которых уменьшается с увеличением температуры (NTC);

* термисторы с положительным температурным коэффициентом, сопротивление которых увеличивается с увеличением температуры (PNC).

В результате изменения температуры ATF, меняется сопротивление термистора и напряжение на выходе с датчика, что и регистрирует блок управления. Зависимость сопротивления термистора от температуры представляет собой аналоговый сигнал.

Датчики давления предназначены для измерения давления в отдельных каналах системы подачи топлива. Датчики преобразуют давление жидкости в электрический сигнал и передают его в блок управления. Имеют распространение два типа датчиков давления: дискретные и аналоговые.

Датчики дискретного типа работают по принципу выключателя, сообщая блоку управления о наличии давления жидкости в системе. Если давление равно или больше заданной величины, то контакты датчика замкнуты, и в блок управления поступает соответствующий сигнал. Если же давление становится ниже заданной величины, то контакты датчика размыкаются.

Рис. 4. Датчики давления дискретного типа.

В аналоговых датчиках (рисунок 5) величина электрического сигнала на выходе изменяется пропорционально давлению. В датчиках используются пьезоэлементы, электрическое сопротивление которых зависит от величины их деформации.

Рис. 5. Аналоговый датчики давления

Датчик положения дроссельной заслонки состоит из двух частей: резистора переменного сопротивления и концевого выключателя. Датчик располагается на оси дроссельной заслонки.

Датчики измерения частоты вращения вращающихся деталей бывают следующих типов:

* индуктивные (рисунок 6);

* электронные (на основе эффекта Холла и магниторезистивные).

Индуктивный датчик оборотов представляет собой катушку, внутри которой расположен постоянный магнит. В момент прохождения через магнитное поле датчика какого-либо металлического выступа, например зуба шестерни, в катушке датчика возбуждается напряжение. Напряжение на выходе датчика пропорционально числу оборотов.

Магниторезистивный датчик и датчик Xолла (рисунок 6) представляют собой электронные датчики с тремя выводами.

Датчик Холла состоит из небольшой микросхемы и постоянного магнита. Микросхема устанавливается, как правило, с наружной стороны вращающегося барабана с отверстиями, а магнит - напротив микросхемы, но внутри барабана (рисунок 7).

Блок управления подаёт на микросхему постоянное напряжение. При прохождении одного из отверстий барабана мимо магнита последний начинает воздействовать на микросхему (рисунок 7, а), в которой возникает поперечное электрическое поле. Возникновение этого поля приводит к падению напряжения между входом и выходом микросхемы. Затем магнитное поле перекрывается стенкой барабана, и магнит перестаёт воздействовать на микросхему, в результате чего падение напряжения на микросхеме восстанавливается до первоначального значения (рисунок 7, б). Затем прохождение мимо магнита следующего отверстия вновь приводит к увеличению разности напряжений между входом и выходом микросхемы и т.д.

Рис. 6. Магнитный импульсный датчик

Рис. 7. Датчик Холла

4. Схема электронной системы управления питания бензинового двигателя с непосредственным впрыском топлива

впрыск топливо бензиновый двигатель

Заключение

Таким образом, если выполнять определенные правила, предписанные автопроизводителем, а именно заправляться на проверенных заправках качественным топливом и регулярно проводить техническое обслуживание топливной системы автомобиля, то ухудшения качеств мотора, а тем более поломок оборудования можно избежать. Специалисты также советуют проводить прочистку форсунок после каждых 50-60 тыс. км.

Список литературы

1. Системы впрыска топлива BOSCH, /Сост.В.А. Деревянко; Пер. с пол.В. Мицкевич. - М.: Петит, 2000. - 200с.

2. Чарльз Уайт Автомобильные двигатели. Системы управления и впрыск топлива. - М.: "Алфамер Паблишинг", 2006. - 320 с.

3. Акимов C.В., Чижков Ю.П. Электрооборудование автомобилей. Учебник для ВУЗов. - М.: ЗАО КЖИ: "За рулем", 2001. - 384 с., ил.

4. Материалы с сайта Просто инжектор [Электронный ресурс] URL: http://www.injector. fotocrimea.com/

Размещено на Allbest.ru