Принцип действия

На рис. 7.25 приведены последовательности импульсов для различных систем двигателя.

Кривая 2 - Импульсы зежигения

□бороты двигателя определяются по положению прерывателя распределителя или по напряжению на отрицатальной клемме катушки зажигания дпя бесконтактной системы зажигания.

Импульсы зажигания имеют форму постепенно затухаюшего острого пике.

Число импульсов вдвое превышает частоту врашения коленчатого вала. Вспомните, что распредепитепь зажигания врашается вдвое медленнее коленчатого вапа. но имеет четыре контакта (для четырехципиндрового двигателя).

Кривая 3 - Формирователь импульсов

Для того, чтобы сформировать импульс системы зажигания, на обмотку низкого напряжения катушки зажигания подаются задаюшие импульсы. Аналогичным образом работают электронные системы зажигания. Эти же импульсы синхронизируют и процесс впрыска топлива.

Кривая 4 - Делитель частоты

Частота импупьсов системы впрыска топпива должна быть вдвое ниже частоты вращения копенчатого вала. Это осуществляется при помощи мультивибратора, который служит как делитель частоты таким образом, что из двух импульсов на входе получается один на выходе.

Кривая 5 - Управление мультивибратором-делителем частоты

Эта цепь в качестве исходных данных использует частоту вращения коленчатого вала, а точнее - импульсы на выходе делителя частоты, а также показания датчика расхода воздуха.

Напряжение от датчика расхода воздуха преобразуется в импульс прямоугольной формы, длина которого пропорциональна отношению объема воздуха Q в воздухозаборнике к частоте вращения коленчатого вела п. Это отношение представляет собой объем воздуха, поступающий в цилиндр за один цикл.

Значение отношения Q/n определяется на основе последовательной зарядки и разрядки конденсатора.

Зарядка конденсатора осуществляется постоянным током в течение времени, которое обратно пропорционально частоте вращения двигателя. Разрядка конденсатора производится током, величина которого обратно пропорциональна объему воздуха.

Результатом этих вычислений является импульс, который определяет продолжительность впрыска топлива без дополнительных корректировок.

Этот период времени является базовым временем впрыска.

Базовое время впрыска топлива подвергается корректировке в соответствии с частотой врашения двигателя и его загрузкой.

Кривая 6 - Умножитель

Базовая продолжительность впрыска топлива требует корректировки в соответствии с режимом работы двигателя: пуск холодного двигателя, прогрев, ускорение и т.д.

Эти изменения производятся в умножителе, который использует информацию, полученную от датчиков температуры, датчика положения дроссельной заслонки и положения ключа зажигания.

В умножителе используется принцип вычисления продолжительности впрыска на основе заряда и разряда конденсатора, ток заряда и разряда которого зависит от показаний датчиков.

Например, низкая температура охлаждающей жидкости влияет на время разрядки и, соответственно, на продолжительность впрыска топпива. Это дополнительное время складывается с базовой продолжительностью впрыска. Блок умножителя также измеряет и корректирует напряжение питания системы управления.

Обмотки возбуждения форсунок обладают индуктивностью, которая вызывает задержку в открытии и зекрытии клапанов. Время срабатывания (особенно при открытии клапана) увеличивается с понижением напряжения. Это приводит к уменьшению периода открытого состояния клапана и, вследствие этого, к уменьшению количества впрыскиваемого топлива.

Напряжение аккумулятора подается на вход умножителя, который увеличивает продолжительность импульса для системы впрыска топлива при понижении этого напряжения.

Таким образом, хотя клапаны форсунок открываются позже, чем поступает управляюший импульс, период их открытого состояния корректируется (см. рис. 7.25) дополнительным временем Ти, которое компенсирует падение напряжения аккумуляторе. Более подробно эта компенсация иллюстрируется рис. 7.2В.

Импульс

управления

форсункой

Работа форсунки

- Ti

Закрыт Кгалан форсунки открьп Закрыт

Tv-задержка срабатывания системы впрыска топлива

Ти-компенсеиия задержки [Ти = Tv]

Ti- продолжительность открытого положения клапанов

впрыска топлива Tj- продолжительность впрыска топпива

Рис. 7.2В. Корректировка времени впрыска в зависимости от напряжения аккумулятора

Конечная ступень [с балластным резистором]

Дпя открытия клапанов форсунок требуется значительно больше энергии, чем может выдать блок умножителя. Поэтому в умножителе установлен усилитель мощности, который открывает все четыре клапана одновременно. При атом, обмотки клапанов связаны в параллельную цепь. Через обмотки возбуждения клапанов проходит ток примерно 6А.

Для усиления тока используется каскадный усилитель Дарлингтона, на вход которого подаются импульсы с резистора (см рис. 7.27).

Входной ток 1 подается на два транзистора Т1 и Т2, Транзистор Т2 является силовым.

Последовательно с обмоткой каждой форсунки включен балластный резистор для ограничения тока, проходящего через

1С chip

Obosch -L

L Обмотки форсунок

I Сила тока для четырех обмоток [переменная во времени]

Rs Балластный резистор

Т1,Т2 Транзисторы каскадного усилителя

Рис. 7.27. Конечная ступень для четырехиилиндрового двигателя с балластным резистором ограничения тока

обмотку на уровне 1,7А при напряжении питания, равном 14В. Этот ток получается за счет применения балластных резисторов с сопротивлением бОм с учетом того, что обмотки форсунок имеют сопротивление примерно 2.40м. Таким образом:

14 / (2,4+6) = 1,7А (на каждую форсунку)

Контур и защищает транзисторы усилителя от слишком резких перепадов напряжения.

Блок управления для шестицилиндрового двигателя состоит из двух усилителей (по три форсунки на каждый). Для двигателя с восемью цилиндрами также устанавливаются два усилителя (по четыре форсунки на каждый).

Подобная система управления обеспечивает однократный впрыск топлива к каждому цилиндру за один оборот коленчатого вала, что дает половину требуемого топлива на полный цикл работы двигателя.

Конечная ступень (с регулировкой тока)

У схемы с балластным резистором существует недостаток - потеря мошности, рассеиваемая резисторами. Для устранения этого недостатка обычно вместо резисторов применяют схему с регулированием тока (см. рис. 7.28).

Схема с регулированием тока обеспечивает более гибкое управление силой тока. Для открытия клапана на обмотку подается большой ток (см. рис. 7.29), который затем снижается до уровня, при котором клапаны остаются открытыми. Средний ток, проходяший через каждую обмотку составляет приблизительно 0,5А.

М1 R

OBOSCH

DO Запирающий диод

ZD Стабилитрон

Iv Ток управления Vm Напряжение сигнала

R Резисторы [зависящее от времени]

Рис. 7.28. Конечная ступень для четырехиилиндрового двигателя с электронным стабилизатором тока

Импульс управления

Ток управления 2 форсункой

Ток , управления форсун-кой

Работа форсунки о регулированием тока

- I max. ---I,

h-b

I,=:lmax-

-- lu - -

Без балластного резистора

Запаздывание открытия клапана

С балластным Рддиртдррм

С регулированием тока

.Ток

открытия клапана

Ток выключения

©

Ток

удержания клапана в открытом состоянии

Время-

1 С балластным резистором

2 С регулировением тока

Рис. 7.29. Управление впрыском топпива

Принцип действия регулятора тока сходен с работой регулятора генератора. Когде выключается силовой диод Т2, ток течет через диод DO и транзистор ТО.

В конце цикла впрыска топпива ток, проходяцлий через обмотки форсунок становится ниже предельно допустимого (прибпизитепь-но 0,25А для одной форсунки) и кпапаны форсунок закрываются.

Преимуцлества систамы с регулированием тока:

(а) Уменьшаются потери мощности

(б) Уменьшается время задержки срабатывания клапанов форсунок

(в) Позволяет управлять одновременно 12 форсунками

(г) Надежность работы при колебании напряжения от В до 16В

(д) Меньшее количество компонентов, разъемов и электропроводки

9 Системе впрыске с одной форсункой [дроссельный впрыск]

1 По заказам производитапей автомобилей фирмой Bosch была разработана бопее дешевая система с одноточечным впрыском топпива. Эта система быпа установлена в 19В5 г. на автомобилях марки VW Polo и в 19В7 г. на Fiat FIRE [Fully Integrated Robotised Engine).

2 Как показали проведенные исследования, оптимальным местом для установки топливной форсунки является зона над дроссельной заспонкой. В этом месте достигается наибольшая скорость воздуха, что обеспечивает хорошее смешивание топпива с воздухом [см. рис. 7.30).

Форсунка-

Датчик температуры воздуха

Регулятор давления

Дроссельная заслонка

Датчик положения дроссельной заслонки

Рис. 7.30. Блок Mono Jetronic с центральной форсункой