Как воздух поступает в двигатель?
Воздух поступает в двигатель через воздушный фильтр. Без надлежащего забора воздуха топливо-воздушная смесь будет перенасыщена топливом и поэтому не будет сгорать должным образом, а двигателю будет крайне недоставать необходимого ему кислорода.
Откуда берется воздух в двигателе?
Принципом подачи воздуха на инжекторных бензиновых моторах является взаимодействие таких элементов, как воздухозаборник, воздушный фильтр, ресивер, а также впускной и дроссельный патрубки. Через воздухозаборник атмосферный воздух проникает в двигатель, очищаясь при помощи воздушного фильтра.
Какой элемент предназначен для подачи дополнительного воздуха в камеру сгорания?
Дроссельная заслонка является конструктивным элементом впускной системы бензиновых двигателей внутреннего сгорания с впрыском топлива и предназначена для регулирования количества воздуха, поступающего в двигатель для образования топливно-воздушной смеси.
Как происходит очистка воздуха поступающего в систему питания дизеля?
Очистка воздуха происходит следующим образом. Воздух под действием разрежения, создаваемого турбокомпрессором, через сетку воздухозаборника направляется в трубу поступая на лопатки воздушной турбины, приводит во вращение вал. Через фланец вращение передается сетке.
Как попадает воздух в мотор?
Принципом подачи воздуха на инжекторных бензиновых моторах является взаимодействие таких элементов, как воздухозаборник, воздушный фильтр, ресивер, а также впускной и дроссельный патрубки. Через воздухозаборник атмосферный воздух проникает в двигатель, очищаясь при помощи воздушного фильтра.
Что будет если воздух попадет в двигатель?
мотор глохнет при разгоне и высоких нагрузках; вяло реагирует на нажатие педали газа, троит и трясется; чтобы мотор “схватился”, нужно дольше крутить стартером; в совсем запущенных случаях машина не заводится ни от стартера, ни с помощью пусковых устройств, ни с толкача.
Почему Воздушит топливную систему?
Топливная система завоздушивается как при потере герметичности в главной магистрали, так и в обратной. Нарушение уплотнений в магистралях заставляет солярку стекать обратно в топливный бак.
Откуда поступает воздух в воздушный фильтр?
Принцип работы фильтра предельно простой. Когда автомобиль двигается, воздух проходит через решетку радиатора и попадает в фильтр. Далее через патрубок воздушного фильтра он направляется прямо в двигатель, где смешивается с топливом и закачивается в камеру сгорания.
Для чего нужен насос дополнительного воздуха?
Основное назначение системы подачи дополнительного воздуха — обеспечение норм токсичности выхлопа при холодном старте двигателя. Система состоит из насоса, который нагнетает атмосферный воздух за выпускные клапаны двигателя в течение примерно 65 секунд через специальные каналы в головке блока цилиндров.
Как работает система питания дизельного двигателя?
Система питания дизельного двигателя создает высокое давление при впрыске топлива в камеру сгорания цилиндра; дозирует порцию топлива в соответствии с нагрузкой двигателя; осуществляет впрыск топлива в течение определенного промежутка времени с заданной интенсивностью; распыляет и равномерно распределяет топливо по .
Как понять что в топливной системе воздух?
Как проявляется воздух в системе:двигатель нормально заводится на холодную, но дальше работает нестабильно;мотор глохнет при разгоне и высоких нагрузках;вяло реагирует на нажатие педали газа, троит и трясется;чтобы мотор “схватился”, нужно дольше крутить стартером;
Как определить где идет подсос воздуха?
Чтобы найти место просачивания лишнего воздуха, запускаем двигатель и даем ему некоторое время поработать, а в это время ставим ухо востро и пытаемся услышать шипение, и если засечь не удалось, то пережимаем шланги, которые идут к впускному коллектору (от регулятора давления топлива, вакуумного усилителя и пр.).
Как воздух поступает в двигатель? Ответы пользователей
Как и в случае с бензиновыми ДВС, система питания дизельных моторов воздухом предполагает его забор из атмосферы, очистку поступающего воздуха и дальнейшую .
Через воздухозаборник атмосферный воздух проникает в двигатель, очищаясь при помощи воздушного фильтра. Ресивер совместно с дроссельным патрубком отвечают за .
Назначение воздухозаборника и особенности системы подачи воздуха в двигатель . Принцип действия двигателя внутреннего сгорания заключается в .
Внешний воздух поступает чрез патрубок забора воздуха, готовый внизу перед корпусом легкого фильтра. Потом воздух проходит чрез фильтрующий .
Из-за подсоса воздуха (когда он поступает в двигатель в обход ДМРВ) может возникнуть ряд проблем связанных с работой двигателя.
Воздух поступает в турбину, сжимается там, охлаждается и нагнетается под высоким давлением в камеру сгорания. Турбины делятся на категории в зависимости от .
Воздух, проходящий через турбину, нагревается от сжатия, а также от деталей турбонаддува, разогретого выхлопными газами. Подаваемый в двигатель воздух охлаждают .
Осаждающаяся в виде плёнки на стенках впускного трубопровода часть топлива поступает в цилиндры неравномерно, тем самым нарушая состав горючей .
Подача воздуха на бензиновых двигателях Через воздухозаборник атмосферный воздух проникает в двигатель, очищаясь при помощи воздушного фильтра. Ресивер совместно с дроссельным патрубком отвечают за поступление воздуха в нужном объеме. Для этого дроссельная заслонка напрямую связана с педалью акселератора.
Воздух поступает в двигатель через воздушный фильтр. Без надлежащего забора воздуха топливо-воздушная смесь будет перенасыщена топливом и поэтому не будет .
Принципиальное отличие дизельного двигателя от бензинового заключается в том, как формируется, воспламеняется и сгорает топливно-воздушная смесь .
Топливо не просто поступает струей, а распыляется в мелкодисперсное облако. И дальше под воздействием температуры сжатого воздуха происходит .
Как воздух поступает в двигатель? Видео-ответы
Как работает двигатель внутреннего сгорания автомобиля?
Из каких элементов состоит двигатель внутреннего сгорания автомобиля? Для чего нужны поршни, коленвал, блок .
Как выгнать Воздух из Системы охлаждения двигателя
Мой канал в Дзене https://zen.yandex.ru/id/60d052edda55e644a91d35ab Отзывы.
Завоздушило топливную систему дизеля Как прокачать ТНВД самому
Завоздушило топливную систему дизеля. Причин несколько: 1. трещина в шланге подающем 2. Замена фильтра(не .
Прокачать печку на любом автомобиле
. очень много на эту тему некоторые предлагают пощупать шланг и начать выдавливает воздух где-то там какой-то шланг .
Как самому быстро выгнать воздух из системы охлаждения
#Уроки вождения Киев, Ирпень, Буча, Ворзель, Гостомель, Коцюбинское. #Инструктор по вождению автомобиля Денис .
Следите за состоянием патрубков подачи воздуха в двигатель
Сайт СТО «Ковш»: http://kovsh.com Следите за состоянием патрубка после воздушного фильтра. Если он будет поврежден .
5 способов найти подсос воздуха в двигатель.
5 способов найти подсос воздуха в двигатель. Диагностика и ремонт электрооборудования автомобиля.Оживление и .
Об авторе
Иван Быстров
Здравствуйте! Меня зовут Иван Быстров, и я главный редактор этого сайта. Мне 32 года, я живу в Ярославской области России. Я всегда увлекался автомобилями, всегда хотел узнать больше, но зачастую не мог найти ответы на свои вопросы. Это сподвигло меня на создание проекта, где будет собрано воедино максимальное количество вопросов про автомобили, и на каждый из них будет предложен грамотный ответ! Очень надеюсь, что мой труд поможет всем получить новые знания быстро и без лишних затрат энергии!
Назначение воздухозаборника и особенности системы подачи воздуха в двигатель
Принцип действия двигателя внутреннего сгорания заключается в преобразовании тепловой энергии сгоревшего топлива в механическую. Для этого в камеру сгорания поступает горючая смесь, состоящая из топлива и воздуха, а затем воспламеняется. Оптимальное соотношение компонентов обеспечивает получение максимальных динамических характеристик. За забор и впуск воздуха в цилиндры двигателя отвечает соответствующая система питания.
Основные системы наддува
Независимо от конструкции, воздух в двигатель попадает из атмосферы. Это актуально как для бензиновых, так и дизельных модификаций. В общем случае в схему входят:
- воздухозаборник;
- фильтр;
- впускной патрубок;
- турбокомпрессор;
- дроссельная заслонка (для бензиновых двигателей);
- промежуточный радиатор;
- впускной коллектор.
Турбокомпрессором (турбиной) оснащают дизельные моторы, но принудительным наддувом оборудуют также и работающие на бензине. Наддув позволяет силовому агрегату развить более высокую мощность за счёт генерации большего давления.
Система подачи воздуха на бензиновых двигателях
Конструкция систем питания воздухом моторов любых моделей принципиальных отличий не имеет. Первый элемент — воздухозаборник, компонент двигателя, который отвечает за сообщение с атмосферой. Его устанавливают под капотом так, чтобы эффективно забирать воздушные массы на всех скоростных режимах. Раструб воздухозаборника закреплён корпусом головной оптики с правой или с левой стороны авто, около радиаторной решётки.
После попадания в заборник поток движется в фильтр. Это обязательный компонент воздушной системы двигателя, отвечающий за очистку потока от пыли. Если мельчайшие частицы из атмосферы будут беспрепятственно поступать в ДВС, начнётся интенсивный износ стенок цилиндров, что приведёт к поломке мотора. Фильтр очистки поступающего воздуха включает фильтрующий элемент и корпус. Устанавливают его в подкапотном пространстве недалеко от воздухозаборника, к корпусу авто крепят через резиновые демпферы.
Миновав фильтр, воздушный поток попадает во впускной патрубок. Это соединительная труба, предназначенная для дистанцирования элементов системы. В нижней части патрубка делают «ловушку» для воды. Это небольшое углубление, куда стекает жидкость, попавшая в устройство для подачи воздуха после преодоления глубоких луж.
В корпусе фильтра или во впускном патрубке устанавливают датчик, измеряющий скорость движения воздушных масс.
Регулирует обороты коленвала дроссельная заслонка. Механизм напрямую связан с педалью акселератора, при нажатии на которую увеличивается воздушный поток. В корпусе дросселя расположен регулятор холостых оборотов и датчик положения заслонки. Первый отвечает за поддержание минимального вращения коленвала, второй — передаёт информацию блоку управления о степени открытия механизма.
После дроссельной заслонки поток попадает во впускной коллектор. Это последняя деталь в схеме на пути подачи воздуха в цилиндры. Делают его из металла (сплава на основе алюминия) или пластика. Коллектор отвечает за формирование горючей смеси, которая в дальнейшем попадает в камеру сгорания. Впрыск горючего осуществляют инжекторы, установленные непосредственно в корпусе детали.
Система подачи воздуха в дизельный двигатель
Компоновка мотора, работающего на солярке, от бензинового практически не отличается. В схеме питания отсутствует дроссельная заслонка, установлен турбокомпрессор и реализован более сложный принцип формирования топливной смеси. В двигатель с дизельной аппаратурой и турбиной воздушный поток попадает через заборник, который представляет собой полный аналог элемента бензинового мотора. Очистка воздушной массы также происходит в фильтре. Однако для силовых агрегатов, устанавливаемых на спецтехнику, предусмотрена многоступенчатая фильтрация. В условиях сильной запылённости используют инерционный предварительный очиститель и другие подобные решения.
После фильтра воздушные массы попадают в центробежный нагнетатель. Турбина работает за счёт энергии отработанных газов и предназначена для генерации большего крутящего момента. Поток, проходя через нагнетатель, нагревается. Для его охлаждения предусмотрен промежуточный теплообменник — интеркулер. Элемент позволяет незначительно повысить мощность ДВС по сравнению с базовыми характеристиками.
Последний элемент системы — коллектор. В отличие от бензинового, в дизельном нет дроссельного узла, а воздух беспрепятственно попадает в цилиндры. Генерация крутящего момента регулируется количеством впрыскиваемого топлива. Однако в современных моторах заслонка всё же есть, но выполняет она другую функцию. Совместно с клапаном EGR она способна улучшить экологические показатели мотора на переходных режимах работы. Снижение токсичности выхлопных газов происходит за счёт повторного их использования при формировании горючей смеси.
Система регенерации выхлопных газов позволяет снизить их токсичность, но в то же время существенно сокращает ресурс силового агрегата. Моторы, оснащённые этой технологией, работают в 4-5 раз меньше до капитального ремонта.
Как увеличить подачу воздуха в двигатель
От количества и качества поступающих в мотор воздушных масс зависят его эксплуатационные характеристики. Для генерации большей мощности владельцы авто пытаются увеличить подачу воздуха. Для этого в конструкцию силового агрегата вносят изменения. Установка модернизированной системы питания позволяет получить несколько дополнительных лошадиных сил.
Наиболее простой и бюджетный способ — установка фильтра нулевого сопротивления взамен штатного. Однако этот метод используют на спортивных и специально подготовленных авто. Для стоковых двигателей прирост мощности будет минимален, а расходы на более частую замену фильтрующего элемента существенно возрастут.
Часто повышают крутящий момент за счёт доработки штатной системы подачи воздуха. Способ подразумевает комплексный подход к модернизации. В первую очередь измеряют местные сопротивления движению потока, затем меняют конфигурацию воздухозаборника, корпуса фильтра, впускного патрубка так, чтобы движению воздуха ничего не мешало.
Существенно повысить «резвость» атмосферного мотора позволяет электрический нагнетатель. Монтаж турбины осуществляют во впускной патрубок. В результате улучшается общий процесс смесеобразования, мощность двигателя растет, повышается эластичность во время работы ДВС на разных режимах, автомобиль демонстрирует улучшенные динамические характеристики.
Увеличить поступление воздушных масс позволяет вынос воздухозаборника из подкапотного пространства. «Холодный впуск» обеспечивает снижение температуры в коллекторе, а также незначительное повышение давления во время движения. Однако вынос воздухозаборника сопряжён с риском попадания в него воды, что может привести к гидроудару и поломке двигателя.
Система питания двигателя — сложный компонент, исправность которого обеспечивает нормальное функционирование силового агрегата. Для улучшения динамических характеристик возможен тюнинг отдельных элементов, отвечающих за подачу воздуха в цилиндры.
Физика камеры сгорания. Часть 9. Питание ДВС, или организация подачи топливо-воздушной смеси
Надеюсь, не я один ждал продолжения своего цикла статей "ФКС", поэтому сегодня мы будем с вами не просто крутить механику, как было в предыдущей серии статей, а уже попробуем запитать ДВС смесью и заставим его работать.
Многим может показаться, что после рассмотрения поведения ШПГ и КШМ целесообразно было бы повращать распредвал и поподнимать клапана, но уверяю вас, что без попытки виртуально завести мотор с неизвестной нам пока конфигурацией газораспределения сразу окунуться в процессы наполнения было бы крайне неудобно. Поэтому мы сегодня представим некоторый бензиновый двигатель внутреннего сгорания и приступим к его оживлению.
Что необходимо, чтобы собранный мотор начал работать? Правильно! Воздух, топливо и зажигание.
Сегодня мы рассмотрим только воздух и топливо.
Согласитесь, бессмысленно лить топливо в цилиндры, когда мы понятия не имеем, сколько же воздуха поступает туда. То же самое можно сказать и про зажигание. Поэтому всё всегда начинается с воздуха.
На самом деле конструктивные особенности атмосферного мотора определяют потребление воздуха. Ни электроникой, ни чем бы то ни было другим эти законы изменить нельзя. Но под мотором я подразумеваю не только столб, а в том числе впуск и выпуск.
Теперь мы начнем вращать (пока принудительно, ибо мы ещё не умеем его питать) коленчатый вал двигателя. Двигатель начинает работать аналогично компрессору. Мы чувствуем разрежение во впускном коллекторе, чувствуем пульсации давления в выпускном коллекторе. Но нужно не забывать, что задача у ДВС не нагнетать куда-либо давление, поэтому выхлоп должен быть открыт в атмосферу.
Как мы раньше заметили, во впуске имеется некоторое разрежение воздуха. Даже при снятой дроссельной заслонке. Это нормально. Воздух принудительно закачивается поршнями из коллектора, но обратно не отдает, а выкидывает в выхлопную систему. Вот с разрежением то мы сейчас и поработаем.
Во-первых, давайте определимся, что такое разрежение? Это некоторое давление ниже значения атмосферного, т.е. 1 бара, или 100 кПа. Многие путаются в понятиях разрежение растёт и давление растёт, особенно, когда сталкиваются с различного рода литературой.
Давайте четко для себя уясним, что нулевое разрежение равно атмосферному давлению. А разрежение в 1 бар (где-то можно встретить понятие отрицательного давления, т.е. — 1 бар) — это нулевое давление, т.е. фактически вакуум. Важно понимать, что как такового отрицательного давления в природе существовать не может, это просто термин для удобства, когда работают с разреженными системами. Разность давлений может быть хоть минус 100 бар, но давление даже в минус 0,0000001 бар существовать не может.
Так вот, когда мы будем говорить "давление" — это абсолютное давление. Когда мы будем говорить "разрежение", то мы будем говорить о разнице атмосферного давления и абсолютного давления системы (отступления ради скажу, что когда говорят, что настройка турбины производится на 0,5 бара, то подразумевается избыточное давление, т.е. по факту имеется ввиду 1,5 бара абсолютного давления).
Итак, вернемся к нашему двигателю. Когда двигатель не вращается, то давление во впускном коллекторе у него равно атмосферному. Когда мы начинаем вращать его, то с повышением оборотов начинает расти разряжение в коллекторе, иными словами — падать абсолютное давление. И чем меньше сечение для проникновения воздуха в коллектор (т.е. щель открытия дроссельной заслонки или открытие клапана холостого хода, или же это жиклер), тем больше будет разрежение на том же моторе при тех же оборотах.
Практика показывает, что в режиме поддержания оборотов оборотов, т.е. для компенсации только внутренних сил, как правило требуется разряжение в 0,6…0,8 бар (или же 0,2…0,4 бара абсолютного давления). О чем это говорит? О том, что не важно, какое количество оборотов вы развиваете мотором, разряжение остается почти одинаковым (изменение не столь значительное, не более 0,1 бара), если не происходит увеличения оборотов. Тут у многих возникает резонный вопрос: как же так? А как же разные объемы двигателей, и как же двигатель может вращаться больше раз в секунду, если давление почти то же самое? Заранее отвечу: для больших объемов двигателей потому и ставят большие дроссельные заслонки и клапана холостого хода открываются на большее значение, а что же касается увеличенных оборотов, то тут ответ в самом вопросе: да, разрежение то же, но количество воздуха, поступающее в цилиндр за единицу времени больше на более высоких оборотах, нежели на низких. Т.е. двигатель всегда стремится выйти на это значение разрежения во впускном коллекторе с небольшими поправками на преодоление возрастающих сил.
Как же меняются обороты двигателя? Мы открываем дроссельную заслонку, увеличивая сечение поступления воздуха, разрежение падает (т.е. давление становится больше и ближе к атмосферному), поэтому происходит увеличение оборотов до тех пор, пока разрежение в коллекторе опять не достигнет требуемого нам значения.
Как же узнать, сколько воздуха в попугаях попадает в цилиндры? Тут на помощь приходит закон Менделеева-Клапейрона. Он, правда, для идеального газа, но поможет нам понять суть для абсолютно неидеального воздуха:
p — абсолютное давление (в Па),
V — объем воздуха (в кубических метрах),
m — масса воздуха (в г),
R — универсальная газовая постоянная ( R = 8,314 ДЖ/(моль*К) ),
T — температура воздуха (в Кельвинах),
М — молярная масса воздуха (28,98 г/моль)
Для знатоков системы Си поясню, что умышленно ввел граммы, а не килограммы, ибо они сокращаются для массы и молярной массы.
Итак, хорошо, что немного освежили курс физики, но пока это нам абсолютно ничего не дает. Едем дальше:
выразим массу через давление:
А вот это нам уже что-то да даёт. Используя эту формулу, мы можем посчитать, сколько воздуха поступает в двигатель за полный цикл, т.е. 2 оборота (помним, что сейчас мы ведём речь о четырехтактном моторе).
Таким образом, подставив вместо V рабочий объём двигателя, мы сможем высчитать массу воздуха, потребляемую двигателем за два оборота. Должен отметить, что на практике за объем принимается не совсем объем двигателя, а вводится понятие коэффициент наполнения, который может быть как меньше, так и больше 1-цы, причем его значение может меняться от оборотов. Но этим как раз и занимается наука о газораспределении, и именно поэтому мы пока отложили данный вопрос. Пока же будем считать, что коэффициент наполнения у нас всегда равен единицы.
Итак, приходим у некоторому примеру:
Давление во впуске — 30 к Па (как писали выше),
Объем двигателя — 2 литра, или же 0,002 кубических метра,
Температура воздуха — 27 градусов по Цельсию (Или же 300 К).
m = p*V*M/ (R*T) = 30 000 Па * 0,002 м3 * 28,98 г/моль / (8,314 ДЖ/(моль*К) * 300 К) = 0,697 г
Особо внимательные, наверное, заметили, что если вписывать значения не в Си, а заменить Па на кПа, при этом кубические метры на литры, то результат будет тот же.
Итак, мы получили, что 4-хтактный 2-хлитровый двигатель в режиме поддержания оборотов у нас потребляет 0,697 г воздуха за 2 оборота.
Если этот мотор имеет 4 цилиндра, то один цилиндр за такт впуска потребляет четверть, т.е. 0,174 грамма воздуха.
Если же мотор 6-тицилиндровый, то один цилиндр потребляет в полтора раза меньше четырехцилиндрового, т.е. 0,116 грамм.
При открывании дроссельной заслонки давление в коллекторе растет (а разрежение падает — не забываем). Если мы с холостого хода открыли дроссель на полную, то разрежение достигает порядка 0,1 бара, или же абсолютное давление достигает значения 0,9 бара.
Тогда в этот же мотор за два оборота начинает поступать воздух массой:
m = p*V*M/ (R*T) = 90 кПа * 2 л * 28,98 г/моль / (8,314 ДЖ/(моль*К) * 300 К) = 2 г
Если заметили, то я как раз произвел подмену размерностей для удобства.
С увеличением оборотов разряжение будет расти, так как при том же сечении открытой дроссельной заслонки количество оборотов в минуту будет увеличиваться, до тех пор пока опять мы не выйдем на низкое давление в коллекторе порядка 0,2…0,3 атмосфер.
Чтобы не было недомолвок, поясню один момент: когда разрежение увеличится и обороты стабилизируются, это ни в коем разе не говорит, что двигатель начнет потреблять столько же воздуха, как и потреблял до этого. Более того, он будет потреблять даже больше, чем при раскрытии дросселя, если обороты значительно увеличатся. Поясню:
Мы открыли дроссель на 1000 об/мин. Давление в коллекторе поднялось до 0,9 бара. Начали потреблять 2 грамма воздуха за 2 оборота. Т.е. 1000 г/мин.
Теперь двигатель развил 6000 об/мин. Давление в коллекторе упало до 0,3 бара. Начали потреблять 0,697 грамм за 2 оборота. Но при этом уже 2091 г/мин.
Вдаваясь в детали, можно сказать, что значения разрежения и давления, о которых мы говорили, берутся средние. На деле же во впускном коллекторе постоянно пульсируют воздушные потоки, при этом пульсирует и давление. Но это задача более серьезного уровня, и на эти тонкости обращают опять же при расчетах механизмов газораспределения и при расчетах впускных коллекторов. Я неоднократно в беседах говорю, что правильно рассчитанный впускной коллектор, как и выпускной, — ключ к хорошей работе ДВС. Но это уже совсем другая тема=)
Буквально только что мы повращали двигатель и понаблюдали, сколько же воздуха он потребляет. Но мы же не хотим тратить собственные силы и энергию на перекачку воздуха из впуска в выпуск, а хотим, чтобы наоборот, двигатель сам крутился, да ещё и нас возил. Причем как возил!
Ну, а законы физики гласят: "За всё надо платить". Энергия не берётся ниоткуда и не уходит в никуда. А в ДВС энергия берется из топлива. В нашем случае — из бензина.
Чтобы знать, сколько топлива подавать, надо знать, сколько кислорода поступает в цилиндры. Совсем недавно мы научились считать, сколько воздуха попадает, а значит, можем понять и сколько кислорода с ним.
Считается, что массовая доля кислорода в воздухе составляет примерно 23,1…23,2 процента. Следовательно, рассмотренный ранее двухлитровый двигатель потребляет при той же температуре за два оборота:
При давлении в коллекторе 0,3 бара — 0,697 г * 0,231 = 0,161 г кислорода
При давлении в коллекторе 0,9 бар — 2 г * 0,231 = 0,462 г кислорода
Считается, что оптимальное соотношение воздух-топливо составляет 14,7, или же кислород-топливо 3,4. На деле же обычно максимальная мощность достигается примерно при 12,6…13,6 воздуха к топливу, а минимальный расход при 15.
Пусть мы решили пойти по сохранению стехиометрии и пишем свои топливные карты по AFR = 14,7.
Тогда за два оборота мы должны подать:
При давлении в коллекторе 0,3 бара — 0,161 г кислорода / 3,4 = 0,047 г топлива
При давлении в коллекторе 0,9 бар — 0,462 г кислорода / 3,4 = 0,135 г топлива.
Если наш двигатель четырехцилиндровый, то мы должны подавать одной форсункой при последовательном впрыске в 4 раза меньше:
При давлении в коллекторе 0,3 бара — 0,047 г /4 = 0,0117 г топлива
При давлении в коллекторе 0,9 бар — 0,135 г / 4 = 0,0337 г топлива
Если двигатель вращается с максимальной частотой 6000 оборотов/мин, то один оборот происходит за 0,00016 минуты. Такт впуска ещё меньше в два раза, т.е. 0,00008 минуты. За этот период мы должны успеть подать 0,0117 грамм топлива (считаем, что отстроена система впуска так, что разрежение уже 0,3 бара и больше крутить нет смысла). Тогда нам потребуется форсунка с производительностью:
0,0117 г / 0,00008 минуты = 146,25 г/мин при номинальном давлении топливной рейки.
Зная, какая производительность у нашего инжектора, можно заполнять таблицу зависимости времени открытия форсунок от двух параметров: оборотов и нагрузки. Получается такая трехмерная картинка, которую интересующиеся люди видели не раз.
На деле же не все таблицы рассчитываются так, как нам тут могло тут показаться. Дело в том, что чаще всего вот эту разницу между значениями 0,3 и 0,9 бар обеспечивает вакуумный регулятор давления в топливной рейке, а таблицы строятся с пониманием того, какую коррекцию по давлению, а значит и производительности, вносит регулятор давления топливной рейки. Условно говоря, если регулятор обеспечивает изменение производительности форсунки линейно изменению давления, то тогда в самом простом случае можно составить таблицу только зависимости от оборотов, сохраняя в каждом случае соотношение воздух-топливо 14,7. Опять же, даже в случае с таким идеальным регулятором давления на практике строится трехмерная таблица, потому что форсунки имеют некоторые задержки от начала открытия до подачи топлива (лаг форсунки) и при возрастании нагрузки (уменьшении разрежения) обычно всё-таки отходят от базовых 14,7 и начинают активнее лить, чтобы повысить мощность, тем самым улучшив динамические показатели.
Буду заканчивать на сегодня, ибо устал уже писать. Постарался передать информацию максимально доступно. Да, мы, конечно, ещё так и не запустили двигатель, а просто смыли масляную плёнку с поршней, при этом разбавив масло бензином, ибо искру мы так и не подали, а льём и льём в цилиндры, но и этот объем информации потребует некоторого времени у вас на осмысление.
В заключение скажу, что алгоритм оценки поступления воздуха не всегда основывается на разрежении, как в карбюраторных системах и системах с MAP-сенсором, очень неплохо используются датчики массового (MAF) и реже объемного расхода воздуха (VAF, в простонародии — лопата). Кому интересно, может прочитать про них и, если желает, поделиться ссылкой здесь для остальных.
Устройства подачи воздуха в двигатель
Основными элементами системы подачи воздуха являются воздушный фильтр, ресивер и дроссельный патрубок в сборе, на котором закреплены датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ) и регулятор холостого хода (РХХ). При поступлении в двигатель 1% воздуха в обход фильтрующего элемента в 5-6 раз увеличивается скорость износа двигателя. Фильтры со сменными фильтрующими элементами имеют разъемный круглый или прямоугольный корпус.
Система впуска воздуха (рис. 2.24, а) содержит воздушный фильтр 14 с патрубками 15 и 16 подачи воздуха, расходомер воздуха 13, блок 6 дроссельной заслонки 9 с потенциометром 10, клапан рециркуляции моторного масла 7, клапан регулирования системы холостого хода 5, успокоитель пульсаций 8 и выпускной патрубок.
Рис. 2.24. Принципиальная схема подачи воздуха: а — контур подачи воздуха: 1 — регулятор давления топлива; 2 — выпускной пл трубок; 3 — трубопровод; 4 — трубопровод; 5 — клапан регулирования системы холостого хода; 6 — блок дроссельной заслонки; 7 — клапан рециркуляции паров масла; 8 — успокоитель пульсаций; 9 — дроссельная заслонка; 10 — потенциометр дроссельной заслонки; 11 — трубопровод; 12 — биметаллическое реле; 13 — расходомер воздуха; 14 — воздушный фильтр; 15 — впускной патрубок подачи подогретого воздуха; 16 — впускной патрубок атмосферного воздуха; б — система подачи воздуха автомобиля «Святогор»: 1 — подводящий шланг регулятора холостого хода; 2 — дроссельный узел; 3 — датчик температуры воздуха; 4 — отводящий рукав; 5 — отводящий патрубок воздушною фильтра; 6 — замок крепления воздушного фильтра; 7 — левый лонжерон; 8 — подводящий патрубок воздушного фильтра; 9 — ремень крепления глушителя шума впуска; 10 — опора; 11 — кронштейн крепления глушителя шума впуска; 12 — глушитель шума впуска; 13 — подводящий рукав-шланг; 14 — воздушный фильтр
Система подачи воздуха автомобиля «Святогор» (рис. 2.24, б) состоит из воздушного фильтра 14, шланга впускной трубы, дроссельного патрубка и ресивера. Воздушный фильтр установлен в передней части подкапотного пространства и закреплен на резиновых опорах. Поступлением воздуха в двигатель управляет дроссельная заслонка, соединенная приводом с педалью управления.
Воздушный фильтр 14 имеет плоскую форму, расположен на левом лонжероне 7 и крепится при помощи трех кронштейнов. Фильтр снабжен сухим плоским бумажным фильтрующим элементом. Фильтрующий элемент имеет картонную штору прямоугольной формы, по краям которой расположены полимерные уплотнения.
Глушитель шума 12 установлен на кронштейне 11, укрепленном на опоре 10 нижней поперечины у левого брызговика при помощи ремня 9.
Воздух засасывается через патрубок глушителя 12 и, выходя из глушителя, попадает через гибкий рукав-шланг 13 и патрубок 8 в воздушный фильтр 14. Очищенный воздух по отводящему рукаву 4 поступает в дроссельный узел 2, а затем во впускную трубу. У входа в дроссельный узел на отводящем рукаве 4 расположен подводящий шланг 1 регулятора холостого хода и датчик температуры воздуха 3.
Техническое обслуживание воздушного фильтра в процессе эксплуатации заключается в замене фильтрующего элемента согласно периодичности, указанной в сервисной книжке. Воздушный фильтр 14 не имеет терморегулятора для сезонной регулировки температуры воздуха. Он оснащен глушителем шума 12 впуска. Фильтрующий элемент надо заменить. Для этого необходимо отсоединить четыре замка 6 крепления крышки на корпусе воздушного фильтра и снять ее с корпуса, оставив подвешенной на рукаве 4. Далее необходимо вынуть фильтрующий элемент и заменить его новым, установив в том же положении, т.е. установить крышку на место и застегнуть замки. Воздушный ресивер обеспечивает равномерное распределение воздуха между цилиндрами.
Система подачи воздуха ВАЗ состоит из воздушного фильтра, шланга впускной трубы, дроссельного патрубка и ресивера. Воздушный фильтр изготавливают в форме кольца и установливают в передней части моторного отсека на резиновых фиксаторах. Фильтрующий элемент выполнен бумажным с большой площадью фильтрующей поверхности. Фильтры имеют разъемный круглый или прямоугольный корпус. При замене фильтрующего элемента его необходимо устанавливать так, чтобы гофры были расположены параллельно осевой линии автомобиля. Узел крепления содержит стержень с размещенными на пластине уплотнителем, шайбой и гайкой-барашком. При монтаже воздушного фильтра во избежание поступления в ВТ неочищенного воздуха очень важно правильно установить прокладки.
В верхней крышке воздушного фильтра имеется отверстие под установку ДМРВ разного диаметра. Дроссельный патрубок системы подачи воздуха закреплен на ресивере. Он дозирует количество воздуха, поступающего в ВТ. Поступлением воздуха в двигатель управляет дроссельная заслонка, соединенная приводом с педалью дросселя. Дроссельный патрубок в сборе имеет в своем составе ДПДЗ и РХХ, установленные на его корпусе.
Воздушный ресивер представляет собой емкость определенного объема. Воздушный патрубок предназначен для подачи одинакового количества воздуха в каждый цилиндр двигателя. Впускной трубопровод представляет собой емкость определенного объема.
Воздушный фильтр задерживает частицы пыли и снижает шум на впуске. Фильтрующий элемент состоит из хлопчатобумажного полотна или войлока, иногда пропитанного маслом, вставленного в обойму из двух металлических решеток.
Воздушный фильтр двигателей ЗМЗ сухого типа со сменным фильтрующим элементом 2 из пористого картона (рис. 2.25) содержит корпус верхней 3 и нижней 10 частей, верхнего 1 и нижнего 11 входных патрубков.
Рис. 2.25. Воздушный фильтр двигателя ЗМЗ-4062.10: 1 — верхний входной патрубок; 2, 4 — прокладка; 3 — верхний корпус; 5 — пластина; 6 — полость; 7, 12 — уплотнитель; 8 — гайка; 9 — шайба; 10 — нижний корпус; 11 — нижний входной патрубок
Фильтрующий элемент (автомобиля «Святогор») представляет собой неразборную конструкцию. Периодичность замены — каждые 10 тыс. км, а при сильном загрязнении (грунтовые дороги, крупные города) и раньше. Воздушный фильтр установлен в передней части подкапотного пространства и закреплен на резиновых опорах. Наружный воздух поступает через патрубок забора воздуха, расположенный внизу под корпусом воздушного фильтра. Затем воздух проходит через фильтрующий элемент воздушного фильтра, датчик массового расхода воздуха, шланг впускной трубы и дроссельный патрубок.
При замене фильтрующего элемента необходимо отвернуть болты крепления и приподнять крышку воздушного фильтра вместе с датчиком массового расхода воздуха и шлангом ВТ. Затем следует заменить фильтрующий элемент новым, устанавливая его так, чтобы его гофры были расположены параллельно осевой линии автомобиля, установить и закрепить крышку воздушного фильтра.
Дроссельный патрубок предназначен для регулирования подачи воздуха в двигатель, оборудованный системой распределенного впрыскивания топлива. Он представляет собой корпус с цилиндрическим каналом, в котором вращается на оси дроссельная заслонка. Поворот заслонки осуществляется от педали дросселя. Патрубок имеет электрический датчик положения дроссельной заслонки, сигнал с которого используется ЭБУ для управления топливоподачей, и РХХ, представляющий собой шаровый электродвигатель, тонко регулирующий подачу воздуха при закрытой дроссельной заслонке, избавляя водителя от заботы регулировки холостого хода двигателя.
Дроссельный патрубок автомобилей «Лада» установлен на входе в ресивер. В нем находится дроссельная заслонка (ДЗ), датчик положения ДЗ и РХХ. На патрубке имеются также штуцеры для удаления картерных газов и паров топлива из адсорбера. РХХ состоит из клапана с конусной иглой, управляемого шаговым электродвигателем. РХХ обеспечивает желаемую частоту вращения КВ на режимах холостого хода, изменяя количество воздуха, проходящего в обход закрытой ДЗ. Когда игла РХХ полностью выдвинута (соответствует «О» шагов), клапан полностью перекрывает проход воздуха. Когда игла вдвигается, то обеспечивается расход воздуха, пропорциональный количеству шагов отхода иглы от седла. Полностью убранное положение иглы соответствует «255» шагам.
РХХ обеспечивает дозирование воздуха, поступающего в ВТ (рис. 2.26). Он предназначен для регулирования подачи воздуха в двигатель, оборудованный системой распределенного впрыскивания, и представляет собой корпус с цилиндрическим каналом, в котором вращается на оси ДЗ. Поворот дроссельной заслонки осуществляется за счет воздействия на педаль дросселя. Патрубок имеет электрический датчик положения дроссельной заслонки, сигнал с которого используется ЭБУ для управления топливо-подачей РХХ, представляющего собой шаговый электродвигатель, управляемый также ЭБУ. Он тонко регулирует подачу воздуха при закрытой дроссельной заслонке.
Рис. 2.26. Дроссельный патрубок: 1 — электрические выводы; 2 — винт; 3 — канал; 4 — штуцер; 5 — канал; 6 — обходной канал; 7 — патрубок; 8 — заслонка; 9 — входное отверстие; 10 — привод; 11 — входной патрубок; 12 — штуцер; 13 — выходное отверстие; 14 — корпус; 15 — выходной патрубок; 16 — отверстие; 17, 22 — разъем; 18 — электрические выводы; 19 — датчик; 20 — винт; 21 — регулятор холостого хода
Патрубок содержит, датчик 19 положения дроссельной заслонки с электрическим разъемом 17, электрическими выводами 18 и РХХ 21 с электрическим разъемом 22 и выводами 1. Датчик 19 положения дроссельной заслонки закреплен на корпусе с помощью винтов 20. В проточной части дроссельного патрубка 7 перед дроссельной заслонкой 8 и за ней размещены входное 9 и выходное 13 отверстия подачи воздуха, штуцер 4 отбора разрежения, необходимого для работы системы вентиляции картера, и штуцер адсорбера системы улавливания паров бензина. Если последняя не применяется, то штуцер для продувки адсорбера заглушен резиновой пробкой. Корпус 14 подогревается теплоносителем из системы охлаждения, поступающим через входной / / и выходной 15 патрубки. В корпус 14 по штуцеру 12 поступают ОГ системы рециркуляции. Дроссельный патрубок через отверстия 16 закреплен на корпусе ресивера.
Ручьевой привод 10 системы управления связан с осью дроссельной заслонки. С помощью дроссельной заслонки, соединенной с приводом педали управления дросселем, регулируют подачу воздуха в двигатель.
Воздушный поток проходит по обходному 6 и соединительному 5 каналу, сечение которого регулируют при помощи регулировочного винта, и выходит по каналу 3. Самопроизвольное изменение положения винта сопровождается изменением количества воздуха, поступающего в ВТ. Крепление РХХ осуществляют при помощи винтов 2. Второй винт с контргайкой позволяет установить положение заслонки, исключающей ее контакт с корпусом. Этим винтом нельзя регулировать частоту вращения КВ на режимах холостого хода.
Дроссельный патрубок системы распределенного впрыскивания топлива закреплен на ресивере. Он дозирует количество воздуха, поступающего во впускную трубу. Дроссельный патрубок в сборе состоит из датчика положения дроссельной заслонки и регулятора холостого хода. В проточной части дроссельного патрубка (за дроссельной заслонкой) находятся отверстия отбора разрежения, необходимые для работы системы вентиляции картера на режимах холостого хода и адсорбера системы улавливания паров бензина (если он установлен на автомобиле). При отсутствии на автомобиле системы улавливания паров бензина штуцер продувки адсорбера закрывают резиновой заглушкой.
Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ) установлен на дроссельном патрубке и связан с дроссельной заслонкой. Он представляет собой потенциометр, на один конец которого подается напряжение 5 В, а другой конец соединен с «массой». С третьего вывода ползунка потенциометра идет выходной сигнал к ЭБУ. Когда дроссельная заслонка поворачивается, изменяется напряжение на выходе датчика. При закрытой дроссельной заслонке оно ниже 0,7 В. Когда дроссельная заслонка открывается, напряжение на выходе датчика растет и при полностью открытой заслонке должно быть более 4 В. Отслеживая выходное напряжение датчика, ЭБУ корректирует подачу топлива в зависимости от величины угла поворота дроссельной заслонки.
Газовый смеситель двухтопливной системы питания двигателя с электронным управлением (рис. 2.27) содержит корпус 16, резиновое кольцо 8, обратный клапан 2, размещенный подвижно вокруг оси 5 с образованием додроссельного 13 и задроссельного 15 пространства, и штуцер 10 подачи газа. Корпус снабжен каналами 9 и 11, размещенными по цилиндрической поверхности и закрытыми эластичной резиной. В корпусе размещен диффузор 12, снабженный соплами 14. Заслонка выполнена разрезной, ее верхняя часть неподвижная и закреплена на корпусе с помощью винта 7, нижняя часть подвижна вокруг оси 5, закрепленной на подвижной оси с помощью двух заклепок 4.
Рис. 2.27. Газовый смеситель двухтопливной системы питания двигателя с электронным управлением: 1 — открытое положение клапана; 2 — обратный клапан; 3 — пластина крепления; 4 — заклепка; 5 — ось; 6 — пластина; 7 — винт; 8 — резиновое кольцо; 9 — канал; 10 — штуцер подачи газа; 11 — канал; 12 — диффузор; 13 — додроссельное пространство; 14 — сопло; 15 — задроссельное пространство; 16 — корпус
Газовый смеситель размещен между воздушной заслонкой и расходомером воздуха путем разрезания резинового шланга системы подачи воздуха.
При работе двигателя на бензине через диффузор 12 проходит воздушный поток, отклоняя клапан 2 до положения, представленного штриховой линией. Газ поступает по каналу 11 штуцера 10 и диффузор 12 и выходит равномерно по сечению через сопла 14 в главный воздушный поток. При возникновении обратной волны, связанной с неправильной работой системы зажигания или обеднением горючей смеси, происходит закрытие обратного клапана, и воздушный поток из цилиндра двигателя выходит в подкапотное пространство через канал 9, отжимая уплотнительное эластичное резиновое кольцо 8.
Регулятор холостого хода обеспечивает автоматическое регулирование частоты вращения КВ двигателя, управляя количеством подаваемого воздуха в обход дроссельной заслонки. Для управления режимом XX система имеет перепускной воздушный клапан н обход дроссельной заслонки, который закрыт клапаном. Клапан снабжен электромагнитом, открывающим запорный орган клапана. Закрывается клапан с помощью пружины.
При открытом клапане в ВТ по перепускному каналу поступает дополнительный воздух, на который ЭБУ подает адекватное количество дополнительного топлива. В результате обороты двигателя возрастают. При закрытом клапане дополнительный воздух не поступает в ВТ и обороты снижаются.
ЭБУ подает на электромагнит клапана управляющие импульсы постоянной частоты с переменной скважностью (временем открытого состояния клапана). Меняя скважность импульсов, ЭБУ может регулировать обороты в режиме XX в широких пределах. В некоторых системах для управления клапаном используют шаговый двигатель.
Регулятор холостого хода автомобиля «Волга» ГАЗ-3110 (рис. 2.28) содержит корпус 9, снабженный полостью постоянного и переменного объемов. В полости постоянного объема размещен поворотный стакан 7, закрепленный одним концом в шариковом подшипнике 14, снабженном стопорным 13 и уплотнительным 15 кольцами. Постоянный электромагнит 8 электромагнитной цепью связан с якорем 10, снабженным электромагнитной обмоткой 6.
Рис. 2.28. Регулятор системы холостого хода двигателей ЗМЗ: 1 — винт крепления; 2 — штекерная колодка; 3 — уплотнительное кольцо; 4 — шайба крепления; 5 — фланец крепления якоря; 6 — обмотка якоря; 7 — поворотный стакан; 8 — магнит; 9 — корпус; 10 — якорь неподвижный; 11 — ось якоря; 12 — магнитопровод; 13 — стопорное кольцо подшипника; 14 — шариковый подшипник; 15 — уплотнение подшипника; 16 — входной канал; 17 — входной патрубок; 18 — поворотная заслонка; 19 — упор; 20 — роликовый подшипник; 21 — вал заслонки; 22 — полость переменного объема; 23 — выходной патрубок
Полость постоянного объема закрыта крышкой с уплотнителем 3, прикрепленным к стопорной шайбе 4 с помощью винтов 1. Во входном канале 16 входного патрубка 17 размещена заслонка 18.
Штекерная колодка 2 через электрические выводы сообщена с обмоткой 6 якоря 10. В полости 22 переменного объема размещена поворотная заслонка 18, жестко закрепленная на валу 21 в шариковом 14 и роликовом 20 подшипниках. Ход заслонки 18 ограничен упором 19. Полость 22 через входной канал 16 сообщена с системой впускного тракта.
ЭБУ обрабатывает сигналы датчиков, определяет необходимое положение заслонки 2 (рис. 2.29) и выдает на обмотки 6 регулятора электрические импульсы определенной скважности. Электрический ток, проходя по электрическим цепям I-III обмоток, создает магнитное поле, которое взаимодействует с магнитом 7 и заставляет его повернуться на определенный угол (шаг). Одновременно поворачивается и заслонка 2, изменяя проходное сечение регулятора.
Рис. 2.29. Электрическая схема привода регулятора: 1 — канал; 2 — заслонка; 3 — полость; 4 — канал; 5 — выходной канал; 6 — обмотка; 7 — магнит; I-III — электрические цепи
РХХ 0 280 140 545 выполнен на базе двухфазного двигателя. Поворот заслонки 2 осуществляется двухмоторным электродвигателем с неподвижными обмотками (якорем) и вращающимся магнитом 7.
РХХ автомобиля «Святогор» состоит из механической и электрической частей. Механическая часть содержит корпус с проходным сечением для дополнительного воздуха и шток подпружиненного клапана. После получения сигнала закрытия дроссельной заслонки ЭБУ замыкает соленоид с «массой».
Сопротивление исправного РХХ между его контактами должно быть 8-10 Ом. Сердечник воздействует на шток и обеспечивает его перемещение. Клапан при этом отходит от седла и пропускает дополнительный воздух в ВТ.
Дополнительное поступление воздуха из-за негерметичности ВТ сопровождается повышением в нем давления. ЭБУ определяет и выдает команду на ограничение поступления дополнительного воздуха путем перемещения штока в сторону уменьшения проходного сечения клапана.
Повышение сопротивления на впуске (до дроссельной заслонки) в случае перегнутых воздушных рукавов или засорения воздушного фильтра сопровождается командой на увеличение проходного сечения, по которой клапан занимает новое положение, пропуская большее количество воздуха. Электрический клапан размещен на специальной площадке уравнительной камеры ВТ. Частота вращения КВ на режимах холостого хода составляет 800-900 мин -1 , сопротивление электромагнитной катушки — 9,5±1,0 Ом, а напряжение — 12 В.
Электрическая схема привода регулятора (см. рис. 2.29) содержит канал 1, заслонку 2, полость 3, выходной канал 5 и электрические цепи I и III. Привод регулирует подачу воздуха на холостом ходу и при запуске двигателя. Основа РХХ — мощный шаговый двигатель. Надежность его работы зависит от смазки, которая иногда отсутствует, от качества используемого моторного масла, правильности регулирования тепловых зазоров клапанов, состояния системы вентиляции картера, свечей. Ошибка регулятора приводит к неустойчивой работе или остановке двигателя на режимах XX и создает проблемы с запуском.
Регулятор подачи дополнительного воздуха холостого хода предназначен для поддержания установленных оборотов на режимах холостого хода. РХХ расположен на дроссельном патрубке и состоит из шагового электродвигателя и соединенного с ним конусного штока-клапана. На прогретом двигателе ЭБУ поддерживает постоянную частоту вращения КВ независимо от изменения нагрузки (включение света фаз, подогрев сидения).
При подаче импульса на одну из обмоток двигателя игла делает один шаг вперед, на другую — шаг назад. Управление двигателем производит ЭБУ. В системе «Микас» он называется регулятором добавочного воздуха.
Регулятор обеспечивает поддержание заданной частоты вращения КВ двигателя на режимах холостого хода, пуска, прогрева и режимах ПХХ. В качестве исполнительного механизма в системах регулирования используют шаговые электродвигатели.
РХХ автомобилей семейства «Лада» (рис. 2.30) содержит двухполюсный шаговый электродвигатель 9 и соединенный с ним подвижный конусный клапан 4. Электродвигатель 9 содержит статор с двумя катушками и шаговый шток 12, размещенный на двух опорах, в которые запрессована втулка с внутренней резьбой, по которой перемещается шток 12.
Рис. 2.30. Регулятор холостого хода автомобилей семейства «Лада Самара»: а — принципиальная схема: 1 — трубопровод; 2 — дроссельное пространство; 3 — входной канал; 4 — конусный клапан; 5-8 — электрические контакты; 9 — электродвигатель; 10 — втулка; 11 — пружина; 12 — шток; 13 — кольцевая щель; 14 — выходной канал; 15 — задроссельное пространство; 16 — дроссельная заслонка; 17 — электрический разъем; 18 — ходовая резьба штока; б — общий вид регулятора; в — схема управления: 1 — зажигание выключено; 2 — контакт разомкнут; 3 — механический упор; 4 — напряжение питания не подается; 5 — прекращение питания компьютера; 6 — зажигание включено; 7 — период пуска (стартер включен); 8, 9 — клапан открыт при непрогретом двигателе; 10 — открытое состояние клапана
Конусный клапан 4 расположен в канале подачи воздуха для обеспечения регулирования РХХ. Шток РХХ выдвигается или втягивается в зависимости от управляющего сигнала блока управления. РХХ регулирует частоту вращения КВ на режиме холостого хода, управляя количеством воздуха, подаваемого в обход закрытой дроссельной заслонки. В полностью выдвинутом положении (выдвинутое до упора положение соответствует «0» шагов) конусный клапан перекрывает подачу воздуха в обход дросельной заслонки. При открытии клапан обеспечивает расход воздуха, пропорциональный перемещению штока (количеству шагов) от своего седла. Полностью открытое положение клапана соответствует перемещению штока на «255» шагов. На прогретом двигателе ЭБУ, управляя перемещением штока, поддерживает постоянную частоту вращения КВ на режимах холостого хода независимо от состояния двигателя и от изменения нагрузки (включение электрического вентилятора, компрессора кондиционера, фар и др.).
Электромагнитные обмотки не связаны между собой и снабжены контактами 5-6 и 7-8. Одна обмотка с контактами 5-6 обеспечивает движение иглы вперед, а другая с контактами 7-8 — назад. Перемещение конусного клапана 4 на один шаг происходит в момент подачи на обмотку питания, следующий шаг перемещения — подача питания в обратной полярности на ту же обмотку.
В состав регулятора входят трубопровод 1 с размещенной в нем воздушной заслонкой 16, дроссельный патрубок с входным 3 и выходным 14 каналами. Он также снабжен подпружиненным запорным конусным клапаном 4 с шаговым штоком 12 и пружиной 11, размещенной во втулке 10. Шаговый шток перемещается по резьбе с помощью шагового электродвигателя.
Шаговый электродвигатель управляет штоком 12 клапана регулировки проходного сечения воздушного канала, параллельного основному. Игла выдвигается или убирается по сигналам ЭБУ. Ход штока между крайними положениями составляет 6 мм. При каждом выключении зажигания шаговый двигатель выдвигает шток до механического упора, а затем клапан перемещается в среднее исходное положение запуска. При включении зажигания клапан занимает положение в зависимости от температуры охлаждающей жидкости.
Клапан РХХ размещен в обходном канале подачи воздуха дроссельной заслонки. Для увеличения частоты вращения на режимах холостого хода клапан РХХ открывается, увеличивая подачу воздуха в обход дроссельной заслонки.
Дополнительный воздушный поток из додроссельного пространства 2 по входному каналу 3 через щель 13 и по выходному каналу 14 поступает в задроссельное пространство 15. В корпусе двигателя 9 размещена электрическая катушка, сообщенная с контактами 5-8 коллектора двигателя. РХХ размещен на ВТ.
Конусная игла 4 регулятора, установленная в обходном канале подачи воздуха, на режиме XX выдвигается или убирается шаговым электродвигателем 9, управляемым сигналами ЭБУ. Для увеличения частоты вращения КВ на режимах холостого хода ЭБУ открывает РХХ, увеличивая подачу воздуха в обход дроссельной заслонки 16. Для понижения частоты вращения КВ блок управления перемещает иглу, уменьшая количество воздуха, подаваемого в обход дроссельной заслонки. При полностью выдвинутом положении до седла, соответствующем «О» шагов, игла перекрывает подачу воздуха в обход дроссельной заслонки. Когда игла убирается, РХХ обеспечивает расход воздуха, пропорциональный числу шагов от своего седла.
Для регулирования положения исполнительного элемента этого типа требуется стратегия восстановления центрального значения диапазона. Схема управления клапаном РХХ показана на рис. 2.30, в. Необходимая частота вращения КВ двигателя при закрытой дроссельной заслонке определяется блоком управления, обеспечивающим увеличение или уменьшение частоты вращения КВ на режимах холостого хода.
В процессе торможения двигателя при закрытой дроссельной заслонке РХХ увеличивает количество воздуха, подаваемого в обход дроссельной заслонки, обеспечивая обеднение горючей смеси. На клеммы РХХ подается импульсный сигнал с неизменной частотой (100-200 Гц) и скважностью, регулируемой в зависимости от необходимой степени изменения сечения канала. Изменение скважности управляющего сигнала приводит к изменению силы среднего тока, протекающего по обмоткам РХХ, и положения регулирующего элемента.
Система регулирования обеспечивает автоматическое увеличение частоты вращения КВ двигателя после холодного пуска.
Блок управления обеспечивает замыкание и размыкание цепи питания на «массу», чтобы подать напряжение на шаговый электродвигатель, который изменяет положение клапана, позволяющего пропускать поток воздуха в обход дроссельной заслонки.
С учетом показаний датчика температуры ЭБУ управляет регулятором XX и длительностью импульса впрыскивания (открытия форсунки). Чем ниже температура охлаждающей жидкости, тем больше должна быть частота вращения КВ, достигающая 1650 мин -1 при температуре -30°С.
Механизм управления воздушной дроссельной заслонкой иллюстрируется рис. 2.31. Привод воздушной дроссельной заслонки должен обеспечивать работу двигателя на всех режимах — от холостого хода до максимальной мощности. При необходимости регулировка привода осуществляется в следующем порядке: ослабить крепление конца троса 8 в зажиме на секторе; ослабить гайку болта; вытянуть конец троса до соприкосновения верхнего рычага педали с буфером; закрепить конец троса зажимом в положении сектора; отвести назад верхний рычаг педали настолько, чтобы сектор занял крайнее положение; прижать педаль к коврику и затянуть гайку болта. Привод содержит воздушную заслонку, размещенную в дроссельном патрубке 3, снабженном фланцем 4 для крепления расходомера и закрепленном на патрубке, а также педаль управления воздушной заслонкой, размещенной на рычаге.
Рис. 2.31. Привод воздушной заслонки: 1 — шланг; 2 — болт; 3 — дроссельный патрубок; 4 — фланец; 5 — болт; 6 — сектор; 7 — патрубок; 8 — трос; 9 — трос; 10 — гайки; 11 — наконечник; 12 — защитная оболочка троса; 13 — наконечник; 14 — буфер; 15 — верхний рычаг; 16 — болт; 17 — планка; 18 — рычаг; 19 — педаль; 20 — пол; 21 — стенка; 22 — опора; 23 — оболочка троса; 24 — трубопровод; 25 — штуцер
На стенке 21 расположена опора 22 с осью вращения рычага и подвижная планка со стяжным болтом 16. Приводной трос 8 размещен в защитной оболочке 12 и наконечнике с возможностью регулирования хода педали дросселя, закрепленного с помощью гаек на кронштейне.
Новое положение троса 8 обеспечивает изменение положения дроссельной заслонки. Наконечник обеспечивает натяжение троса, а буфер — ограничение верхнего рычага. К дроссельному патрубку 3 Подключен патрубок 7 и шланг 1 со штуцером 25.
При полном открытии воздушной дроссельной заслонки педаль обязательно должна упираться в коврик пола 20. Корректировку произведенной регулировки можно выполнить перемещением наконечника гайками.
Положение педали 19 и сектора 6 соответствует полному открытию воздушной дроссельной заслонки, а другое положение -полному ее закрытию. При проведении регулировки работы двигателя не следует изменять частоту вращения КВ путем вытягивания троса на участке между сектором и регулировочным наконечником, так как это может привести к перегибу троса и преждевременному его износу. Управление воздушной заслонкой осуществляют с помощью ножного привода. Такая конструкция существенно облегчает труд водителя и позволяет легко управлять двигателем на всех режимах его работы.