Элактрический разъем Обмотка Шаровый клепан Диагонельныа отверстия Подвод и отвод топливе

Рис. 7.31. Топливнея форсунка низкого давления для системы центрельного впрыска топлива.

3 В едином корпусе размешен регулятор давления, поддержи-ваюший давление топлива на постоянном уровне (приблизительно, 1 атм), а также специальная топливнея форсунка с малым временем срабатывания (см. рис. 7.31).

Здесь же распопожен регулятор холостого хода, датчик дроссельной заслонки и датчик температуры воздуха.

4 Ресход воздуха Q определяется по углу разворота дроссельной заслонки (по напряжению на потенциометре, расположенном на оси дроссельной заслонки). Частота врашения коленчатого вала двигателя п определяется по импульсам системы зажигания.

Продолжительность впрыска вычисляется блоком злектронного управления в соответствии с отношением Q/n.

5 Упревпение системой осушествляется электронным блоком, включаюшим в себя микропроцессор, постоянное запоминаюшее устройство для хранения данных и аналоговочдифровой преобразователь.

В блоке электронного управления производится определение базовой продолжительности впрыска топлива, Дпя расчета продолжительности впрыска используется частота врашения двигателя и угол поворота дроссельной заспонки. Вычисления производятся при помоши карты, на которой определены 15 значений угла поворота дроссельной заслонки и частот врашения двигателя.

На основе базовой продолжительности впрыска производится корректировка с учетом различных параметров.

6 Система управления может быть запрограммирована для учета таких режимов, как пуск холодного двигателя, разгон, работа двигателя с максимальной загрузкой и замедление автомобиля.

Кроме того, дополнительно может осушествляться лямбда-управление составом рабочей смеси (подробно описанное в следующем разделе).

Еше одна дополнительная возможность системы управления -регулирование частоты врашения двигателя на холостом ходу при помоши сервомотора, управляющего углом поворота дроссель-Electrical systems

и Зак. 3854

НОЙ заспонки и, соответственно, поступпением воздуха в двигатель.

10 Лямбда-управление с обретной связью

1 Проблема уменьшения содержания вредных вешеств в выхлопных газах подробно описана в главе 6. Наиболее эффективным устройством для решения этой проблемы является каталитический преобразователь, уменьшающий концентрацию вредных вешеств до допустимых пределов.

Непременным условием дпя установки каталитического преобразоватепя является наличие системы управления составом рабочей смеси (соотношением топпиво:воздух), при которой происходит наиболее полное сгорание. Это соотношение называется стохио-метрическим и равно 14,7:1, то есть на 14,7 кг воздуха приходится 1 кг топлива. Это соотношение принято равным 1,0 и обозначается символом лямбда .

Ниже приведено соотношение между фактическим отношанием топливо:воздухи соответствующим числом лямбда. 1/1ногда число лямбда называют коэффициентом избытка воздуха.

Отношение 11,76 13,23 14,7 16,17 17,64

воэдух:топливо

Коэффициент 0,В 0,9 1,0 1,1 1,2 избытке воздухе

Беднея Богетея

смесь

смесь

2 Поскольку в описанных выше системах отсутствует контроль результатов сгорания, проблама наличия вредных вешеств в выхлопных газах является актуальной.

Карты дпя определения расхода топлива определены только для двигателя в хорошем состоянии и не учитывают износ его деталей.

Подобные системы называются системами без обратной связи.

3 Для получения информации относительно состава выхлопных газов в выхлопной трубе устанавливается датчик лямбда. Этот датчик измеряет количество несожженного кислорода в выхлопных газах (как меру коэффициента избытка воздуха) и генерирует сигнал (см. рис. 7.32) дпя блока электронного управления. В свою очередь, блок электронного управления корректирует подачу топлива таким образом, чтобы коэффициент избытка воздуха не выходил за пределы диапазона вокруг единицы. Этот диапазон называется окном каталитического преобразователя (см. рис. 7.33).

Поскольку информация о составе выхлопных газов поступает обратно в блок электронного управления, который, в свою очередь, управляет этим составом, такая система называется системой с обратной связью. Такие системы нашпи широкое применение во многих отраслях техники (см. рис. 7.34).

4 Анализ графика на рис. 7.33 показывает, что уровень окиси углерода резко повышается при значениях лямбда меньше 1,0, а при лямбда, больших 1,0 возрастает концентрация окисей азота. 1/1з этого следует, что поддержание стохиометрического коэффициента лямбда равным 1,0 явпяется оптимальным с точки зрения концентрации вредных вешеств в выхлопных газах.

11 Принцип действия датчика лямбда

1 Датчик лямбда представляет собой измерительный прибор, действующий по принципу батареи. Этот датчик размером со свечу зажигания крепится в выхлопной трубе (см. рис. 7.35).

Присутствие кислорода в выхлопных газах свидетельствует о том, что рабочая смесь спищком бедная (лямбда больше 1,0), а аго

1000

2 400

I 200

-Богатая смесь-

- Бедная смесь-

Требуемое

напряжение

управления

0.8 0,9 1.0 1.1 1.2

Коэффициент избытка воздуха (лямбда) Рис. 7.32. Характеристика непряжения датчика лямбда лри

600°С

отсутствие - о том, что рабочая смесь слишком богатая (лямбда меньше 1 ,□).

2 Датчик лямбда (датчик содержания кислорода в выхлопных газах) представляет собой стакан, выполненный из диоксида циркония (ZrOj). Наружная поверхность этого стакана находится в контакте с выхлопными газами, а внутренняя - с окружающим воздухом (см. рис. 7.36).

□бе поверхности стакана покрыты слоями пористой платины, которые выполняют роль электродов и имеют выводы на клеммы датчика. Снаружи датчик покрыт оболочкой из пористого алюминия, через который внутрь датчика могут проникать выхлопные газы.

Корпус из двуокиси циркония играет роль твердого электролита; его внутренняя поверхность находится в контакте с наружным

Диапазон регулирования (окно каталитического преобразователя)

Окислы азота No .

Уровень примесей в выхлопных газах на выходе из каталитического

0.95 1.0 1.05

преобразователя

Рис. 7.33. Кривая напряжения датчика лямбда и состав выхлопных гезов

Двигатель

< О О О

ii а 11

Топливные форсунки

Сигнал датчика расхода воздуха

Датчик лямбда

Блок электронного управления

Каталитический преобразователь

Рис. 7.34. Системе лямбда-управления коэффициентом избытка воздуха с обратной связью

Датчик лямбда

©BOSCH

Рис. 7.35. Датчик лямбда, установленный в выхлопной трубе

воздухом, имеющем концентрацию кислорода Внещняя

поверхность корпуса контактирует с выхлопными газами.

При различии концентрации кислорода между внутренней и наружной поверхностями корпуса в платиновых электродах возникает разность потенциалов. Напряжение на клеммах датчика пропорционально разнице концентраций кислорода внутри и снаружи датчика (см. рис. 7.37).

Выхлопные газы

Электрод 1

воздух

рода с отри-. цательным

зарядом, равным 2

На поверхности электродов всегда присутствует остаточный кислород, связанный с водородом, углеродом или аэотом. В том спучае, когда рабочая смесь из бедной становится богатой в граничной зоне Е возникеет недостаток кислороде. Отрииетель-но заряженные ионы кислорода начинают перемешеться к электроду 1, заряд на котором по отношению к электроду 2 стеновится отрицательным. На электродах возникеет напряжение, используемое в системе управления с обретной связью.

Рис. 7.37. Принцип действия датчика лямбда

Выходное напряжение датчика

Защитная алюминиевая оболочка !

Выхлопная труба

Рис. 7.36. Схема датчике лямбда