Что такое пхх инжекторного двигателя - Авто журнал "Гараж"
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое пхх инжекторного двигателя

Принцип работы инжекторного двигателя

Принцип работы инжекторного двигателя

Основные принципы работы двигателя

В двигателе топливовоздушная смесь приготавливается вне камеры сгорания с помощью смесеобразующих устройств. Смесь всасывается в камеру сгорания движущимся вниз поршнем. При движении поршня вверх смесь сжимается и в нужный момент поджигается.

В результате сгорания топлива с выделением большого количества тепла давление в цилиндре резко повышается, и поршень с отдачей энергии через коленчатый вал снова идет вниз. После каждого сгорания отработавшие газы выводятся из цилиндра и вновь всасывается свежая топливовоздушная смесь.

Такой газообмен проходит по четырехтактному принципу. Для совершения одного рабочего цикла требуются два оборота коленчатого вала. Для управления газообменом в цилиндре используются впускной и выпускной клапаны.

Для получения большей мощности двигатели делают многоцилиндровыми. Наибольшее распространение получил четырехцилиндровый двигатель, в котором за два оборота коленчатого вала получается уже не один, а четыре рабочих хода. Для равномерной и плавной работы многоцилиндрового двигателя такты в разных цилиндрах чередуются в определенной последовательности, которая называется порядком работы цилиндров.

Топливовоздушная смесь

Топливовоздушная смесь приготавливается вне камеры сгорания и поступает в цилиндры на такте впуска. Для того чтобы двигатель работал оптимально, топливо необходимо подавать в цилиндр в определенной пропорции с воздухом. Наиболее полное сгорание происходит, если смесь состоит из 14,7 части воздуха и одной части паров бензина. Такое соотношение “воздух—топливо” называется стехиометрическим.

Степень отклонения реального состава топливовоздушной смеси от стехиометрического определяется коэффициентом избытка воздуха &lambda,:

— если &lambda,=1, то реальный расход воздуха соответствует теоретической потребности,
— если &lambda, меньше 1, то воздуха недостаточно для стехиометрического сгорания, топливовоздушная смесь обогащенная. В диапазоне &lambda,=0,95—0,8 двигатель развивает свою максимальную мощность,
— при &lambda,>1 топливовоздушная смесь обедненная. В диапазоне &lambda,=1,05—1,2 достигается максимальная топливная экономичность работы двигателя,
— при &lambda,>1,3 топливовоздушная смесь становится трудновоспламеняемой, двигатель начинает работать с перебоями.

Влияние коэффициента воздуха a на мощность Р и удельный расход воздуха: а) богатая смесь (недостаток воздуха), б) бедная смесь (избыток воздуха)

Влияние коэффициента воздуха на токсичность отработавших газов: а) богатая смесь (недостаток воздуха), б) бедная смесь (избыток воздуха)

Видно, что идеального состава смеси, при котором все факторы имели бы оптимальные значения, не существует. Так, например, для обеспечения эффективной работы каталитического нейтрализатора необходимо точно поддерживать стехиометрический состав топливовоздушной смеси, но при этом двигатель будет работать не оптимально с точки зрения топливной экономичности.

С другой стороны, для сокращения времени прогрева нейтрализатора до рабочих температур двигатель должен поработать на обедненных смесях. Чтобы разобраться, какая же топливовоздушная смесь и при каких условиях является оптимальной для двигателя, рассмотрим основные рабочие режимы инжекторного двигателя.

Режимы работы инжекторного двигателя

Холодный пуск. При холодном пуске всасываемая топливовоздушная смесь обедняется. Это происходит в результате недостаточного перемешивания воздуха с топливом, недостаточного испарения топлива и усиленного оседания топлива на стенках впускных труб. Для компенсации этого явления и облегчения пуска холодного двигателя требуется подача дополнительного количества топлива в момент пуска (a&lt,1).

После пусковая фаза. После пуска при низких температурах на короткое время требуется обогащение смеси (a1) путем подачи дополнительного количества топлива до тех пор, пока не повысится температура в камере сгорания и не улучшится смесеобразование в цилиндре. Дополнительно за счет богатой смеси достигается больший крутящий момент, что способствует переходу к нужным оборотам холостого хода.

Прогрев двигателя. За пуском и послепусковой фазой следует прогрев двигателя. В связи с тем что при пониженных температурах смесеобразование ухудшено (например, из-за слабого перемешивания воздуха с топливом), во впускной трубе образуется пленка топлива, которая испаряется только при достижении высоких температур. Поэтому при пониженных температурах топливовоздушную смесь необходимо обогащать (a1).

У двигателей, оснащенных каталитическим нейтрализатором, в диапазоне температур от + 15 до +40С топливовоздушная смесь обедняется (a1). Это делается специально для быстрого прогрева нейтрализатора до рабочих температур.

Частичные нагрузки. Для двигателей, оснащенных каталитическим нейтрализатором, при частичных нагрузках необходимо точно поддерживать стехиометрический состав топливовоздушной смеси (a=1). Для двигателей без нейтрализатора главным критерием оптимальности топливовоздушной смеси является минимальный расход топлива (a=1,05—1,2).

Полная нагрузка. При полностью открытой дроссельной заслонке двигатель должен достигать своего наибольшего крутящего момента или максимальной мощности. Для этого топливовоздушная смесь должна быть обогащенной до a=0,8—0,9.

Ускорение. При быстром открытии дроссельной заслонки состав топливовоздушной смеси кратковременно обедняется вследствие ограниченной способности топлива к испарению при повышении давления во впускной трубе. Поэтому для предотвращения этого явления и достижения хороших разгонных характеристик автомобиля топливовоздушную смесь необходимо обогащать (a&lt,1).

Принудительный холостой ход. В этом режиме автомобиль замедляется, двигаясь по инерции. С целью экономии топлива в определенном диапазоне оборотов двигателя топливоподача может полностью прекращаться.

Высотная коррекция. С ростом высоты над уровнем моря плотность воздуха падает. Это означает, что при движении в горах всасываемый в двигатель воздух имеет меньшую массу, чем на равнине. Если это явление не учитывать в расчетах, то топливовоздушная смесь будет переобогащаться, что, в свою очередь, приведет к проблемам с пуском двигателя, с ходовыми качествами автомобиля, а также к повышенному расходу топлива.

Читать еще:  16 клапанный двигатель чем хорош на рено

В данной статье рассказали как работает инжекторный двигатель. О том, как работает впрыск на реальном автомобиле, читайте в статье Как работает система впрыска с обратной связью.

Экономайзер принудительного холостого хода

Экономайзер принудительного холостого хода для чего он нужен?

При движении автомобиля в городском цикле и, особенно в зимнее время при скользкой дороге часто применяется торможение автомобиля двигателем. При этом двигатель работает в режиме принудительного холостого хода, то есть вращение коленвала происходит за счёт кинетической энергии автомобиля. При этом происходит нецелесообразный расход топлива. Для предотвращения этого на автомобилях применяется экономайзер принудительного холостого хода (ЭПХХ). Экономайзер принудительного холостого хода прекращает подачу топлива во впускной коллектор при следовании автомобиля в режиме торможения двигателем, то есть в режиме принудительного холостого хода. Управление этой системой осуществляется автоматически электронным блоком на карбюраторном двигателе или системой управления впрыска топлива на инжекторном двигателе.

Признаками принудительного холостого хода являются обороты двигателя, выше холостых, при полностью закрытой дроссельной заслонке. Частота оборотов на карбюраторном двигателе определяется электронным блоком экономайзер принудительного холостого хода карбюраторного двигателя по количеству импульсов в системе зажигания. Положение дроссельной заслонки определяется по показаниям датчика положения. В качестве датчика, на карбюраторном двигателе, используется микровыключатель, контакты которого замыкаются при полностью открытой дроссельной заслонке, соединяя плюс с проводом от блока управления ЭПХХ. Так же может быть использован датчик винт, который изготавливается из ток не проводящего материала, с металлическим наконечником, к которому подключается провод от блока управления ЭПХХ. При полностью открытой заслонке винт упирается металлическим наконечником в тягу дроссельной заслонки при этом провод, подключённый к винту, соединяется с минусом.

Экономайзер принудительного холостого хода неисправности.

Как и все системы автомобиля, система экономайзер принудительного холостого хода может иметь ряд неисправностей. Для инжекторного двигателя неисправности можно определить при помощи диагностического оборудования. Для карбюраторного двигателя придётся полагаться на свои силы. Самой распространённой является отсутствие холостого хода, то есть двигатель глохнет при полностью закрытой дроссельной заслонке. Это может быть вызвано неисправностью электромагнитного клапана, неисправностью блока управления экономайзер принудительного холостого хода, плохого контакта в соединениях. Для проверки необходимо включить зажигание. На автомобилях с карбюратором СОЛЕКС при этом должен сработать электромагнитный клапан. На автомобилях ГАЗ, ВАЗ классика с карбюратором АЗОН для срабатывания клапана необходимо нажать на педаль газа. Если клапан не сработает, то надо проводом соединить электроклапан с плюсом аккумулятора. Если при этом клапан сработает, то необходимо проверить провода подходящие к блоку ЭПХХ и к клапану или заменить блок управления. Если клапан не сработает, то клапан необходимо заменить.

Следующей неисправностью являются рывки автомобиля при движении. Причиной этой неисправности может быть неисправность блока управления ЭПХХ или датчика. Такая неисправность характерна для систем, в которых в качестве датчика, используется микровыключатель. В этом случае нарушается соединения в контактах и блок управления не получает сигнал об открытой дроссельной заслонке и при повышении числа оборотов блок управления прекращает подачу топлива. При падении оборотов до значения холостых подача топлива возобновляется, и обороты двигателя начинают повышаться. Для проверки необходимо соединить провода на микровыключателе между собой. Если неисправность пропадёт, то неисправен выключатель, если нет, то блок управления или имеет место обрыв в проводе от блока управления до микровыключателя.

Ещё одна неисправность, которую можно не заметить в процессе эксплуатации, это не отключение подачи топлива системой экономайзер принудительного холостого хода. Двигатель при этом работает устойчиво на всех оборотах, а по расходу топлива это практически не заметно. Основным показателем этой неисправности является детонация двигателя после выключения зажигания. Характерна эта неисправность для карбюратора СОЛЕКС. Возможной причиной может быть не прилегание жиклёра холостого хода к посадочному месту или заедание перекрывающей иглы электроклапана.

Режим принудительного холостого хода инжекторного двигателя

На примере инжекторного двигателя 2111 с системой управления (ЭСУД) Январь 5.1 под нормы токсичности Евро-2 (нейтрализатор и один датчик кислорода) разберемся как осуществляется его работа на режиме принудительного холостого хода.

Для начала определим, что такое принудительный холостой ход для чего он нужен, и когда он наступает.

Что такое принудительный холостой ход?

Принудительный холостой ход (ПХХ) — это режим работы двигателя при котором автомобиль движется по инерции с включенной передачей, дроссельная заслонка при этом полностью закрыта (педаль газа отпущена), а частота оборотов коленчатого вала выше оборотов холостого хода. Например, при движении «накатом» (под горку или на ровном участке дороги), торможении двигателем, или при переключении передач.

Для чего необходим принудительный холостой ход?

Принудительный холостой ход необходим для снижения токсичности выхлопа двигателя автомобиля и уменьшения расхода топлива, так при закрытой дроссельной заслонке топливная смесь поступающая в цилиндры двигателя сильно переобогащается. Достигается это за счет отключения подачи топлива в двигатель на этом режиме.

Как работает система управления инжекторным двигателем на ПХХ?

На принудительном холостом ходу работа двигателя происходит за счет вращения колес. С них крутящий момент передается на коробку и через сцепление на коленчатый вал двигателя. Подачи топлива в цилиндры и ее воспламенение не происходит.

Читать еще:  Что называют тепловым двигателем физика

Наступление режима ПХХ и отключение подачи топлива блок управления системы управления (ЭБУ) определят по нескольким признакам.

Дроссельная заслонка полностью закрыта

(сигнал с датчика положения дроссельной заслонки — ДПДЗ)

Движение определенного объема воздуха в двигатель имеется

(сигнал с датчика массового расхода воздуха — ДМРВ)

Двигатель прогрет до рабочей температуры

(сигнал с датчика температуры — ДТОЖ)

Автомобиль движется

(сигнал с датчика скорости — ДС)

Обороты коленчатого вала превышают обороты холостого хода (сигнал с датчика положения коленчатого вала — ДПКВ)

При наличии перечисленных признаков ЭБУ отключает подачу топлива через форсунки. При этом канал подачи воздуха под дроссельную заслонку через регулятор холостого хода открыт. Запорная игла РХХ выставляется блоком управления в такое положение, чтобы в случае перехода на режим холостого хода (ХХ), если, например, водитель выключил передачу, обеспечить требуемое количество воздуха для нормальной работы двигателя на ХХ и предотвратить провалы и подергивания.

Переход с режима ПХХ на режим ХХ происходит при частоте вращения коленчатого вала равном: обороты на холостом ходу (650-750 об/мин) плюс 25 процентов от этой цифры.

Как только хотя бы один из признаков будет нарушен подача топлива включается снова. Например, водитель нажал на педаль газа, дроссельная заслонка приоткрылась, сигнал с ДПДЗ изменился, ЭБУ включает подачу топлива.

Примечания и дополнения

Режим принудительного холостого хода присутствует не только на инжекторных двигателях, но и на карбюраторных. Там за отключение подачи топлива в двигатель через систему холостого хода отвечает система ЭПХХ карбюратора. Подробнее «Режим принудительного холостого хода карбюраторного двигателя».

Холостой ход инжекторного двигателя

Режим холостого хода определяется системой управления двигателем при следующем:

Закрыта дроссельная заслонка

Обороты двигателя меньше заданного уровня.

Этот уровень составляет плюс 25% к заданной частоте оборотов холостого хода. Заданная частота вращения коленчатого вала в режиме холостого хода определяется автоматически в зависимости от теплового состояния двигателя и скорости движения автомобиля.

Система выставляет специальный признак наличия холостого хода, этот признак отображается тестером.

К сожалению, в системе нет сигнала включения КПП, поэтому реально в этом режиме автомобиль может двигаться, если включена КПП, или двигаться по инерции, при выключенной КПП.

На сухом асфальте движение с включенной КПП и закрытым положением дроссельной заслонки может служить некоторым тестом работы двигателя и ее системы управления.

Движение в режиме холостого хода в небольшую горку на первой, второй и даже третьей передаче должно происходить плавно, без рывков, и не требовать нажатия на педаль дроссельной заслонки.

Движение автомобиля накатом на четвертой передаче при скорости ниже 50 км/час должно осуществляться без подергиваний.

Неисправности в системах зажигания и топливоподачи в этих режимах проявляются ощутимыми толчками при движении автомобиля.

Нас интересует режим холостого хода на остановившемся автомобиле, поскольку это основное состояния для диагностики и проверки системы управления — можно открыть капот, и «любоваться» работой системы управления.

Практически совсем нет станций технического обслуживания, где для проверки системы управления и двигателя можно создать ездовые режимы, поставив автомобиль на барабаны.

После проверки системы управления на станциях технического обслуживания, с подключением красивых приборов, часто можно слышать — «у Вас все в порядке по параметрам работы системы».

Но проблемы с расходом топлива, динамикой разгона, наличию рывков и провалов остаются. Что же можно проверить в системе управления на режиме холостого хода?

Первое — топливоподача. Легко убедиться в правильности работы насоса регулятора давления, цепей управления форсунками.

Можно сделать баланс форсунок специальным тестером и замерить допустимость их расходных характеристик. К дальнейшему поиску проблем с работой двигателя лучше приступать, когда есть уверенность в правильной работе системы топливоподачи.

Второе — система подачи питания на элементы ЭСУД.

Проверить напряжения бортовой сети, напряжение питания датчиков, срабатывание всех исполнительных элементов, проверить выходные напряжения с датчиков.

Для этого удобно иметь специальные приборы: разветвитель сигналов с блока управления, имитаторы датчиков, тестер форсунок и шагового мотора (ДСТ-6Т).

Третье — проверка работы системы зажигания. Опыт показывает, что все проблемы лежат в высоковольтной части этой системы: модуль зажигания, высоковольтные провода, свечи. Эта проверка должна проводиться при помощи специального высоковольтного пробника.

Четвертое — установка коэффициента коррекции СО, если машина не оборудована системой подавления токсичности: L-зонд, нейтрализатор, адсорбер.

Функционально, коэффициент коррекции СО нужно выставлять по показаниям газоанализатора. Для устойчивой работы двигателя на режиме холостого хода можно обойтись и без газоанализатора.

Коэффициент коррекции СО является мультипликативной составляющей времени открытия форсунки (множитель).

Уменьшая или увеличивая его значение можно снизить расход топлива через форсунку в режимной области работы двигателя: малые наполнения, обороты близкие к оборотам холостого хода 800 — 1000 об/мин.

В городском цикле движения правильная топливоподача в этом режиме позволяет снижать расход топлива на 0,8 л /100 км.

Холостой ход двигателя является устойчивым режимом. Устойчивость определяется рабочим процессом двигателя.

Превышение оборотов выше заданных, снижает наполнение в цилиндры двигателя, как следствие мощность падает, падают обороты, наполнение в цилиндры двигателя увеличивается, как следствие увеличивается мощность, обороты возрастают и т.д.

При правильно рассчитанных параметрах управления топливоподачи, угла опережения зажигания, установкой шагового двигателя легко добиться поддержания заданных оборотов холостого хода. При этом одна и та же точка стационарности по оборотам холостого хода может быть достигнута разным соотношением параметров: расход воздуха, время открытия форсунки, угол опережения зажигания (зависит от состояния двигателя и работы элементов системы управления).

Читать еще:  Автономный бензиновый подогреватель двигателя своими руками

В системе управления нет возможности изменить заданные обороты холостого хода (жестко заданный программой график, зависящий от температуры охлаждающей жидкости), невозможно переопределить положение шагового мотора и угла опережения зажигания, поскольку эти параметры изменяются автоматически в системе управления. Используя тестер в режиме управления исполнительными механизмами, можно изменить положение шагового мотора или обороты холостого хода.

Эти изменения не запоминается в памяти контроллера, поэтому действует только на момент работы тестера в режиме «КОНТРОЛЬ ИМ».

В руках пользователя единственным параметром, регулирующим работу двигателя на ХХ, остается коэффициент коррекции СО. В автомобилях с регулированием подачи по L-зонду и этой возможности нет.

Увеличение коэффициента коррекции СО (обогащение смеси) приводит к снижению расхода воздуха в двигатель — среднее положение шагового мотора уменьшается. Уменьшение коэффициента коррекции СО приводит к увеличению расхода воздуха.

По работе системы зажигания (автоматическая установка УОЗ на холостом ходу) можно судить о стабильности работы системы и двигателя в целом. Если УОЗ имеет частые отклонения от своего среднего положения более 4 гр.п.к.в., то это говорит о нестабильности рабочего процесса в цилиндрах двигателя.

Как правило, нужно выставить коэффициент СО таким, чтобы, с одной стороны, время открытия форсунки было минимальным, а с другой, добиться стабильности параметра угла опережения зажигания.

В системах с регулированием топливоподачи с контуром обратной связи по L-зонду остается только наблюдать за стабильностью угла опережения зажигания. А по соотношению расхода воздуха и времени открытия форсунки оценивать стабильность работы обратной связи по L-зонду. Просмотр ячеек таблицы коррекции топливоподачи по L-зонду в области холостого хода помогает определить, какое изменение в состав смеси вносит эта коррекция.

Пятое — пропуски воспламенения в цилиндрах двигателя, которые приводят к нестабильности оборотов холостого хода, как правило, связаны с неисправностями в системе зажигания или работой системы топливоподачи.

Разделить две этих составляющие очень непросто, поскольку они связаны. Топливоподача определяется расчетом, в основе которого лежат показания датчика расхода воздуха, а сам расход определяется наполнением цилиндров воздухом, зависящим от оборотов, регулировка которых осуществляется углом опережения зажигания и зависит от состава смеси, т. е топливоподачи. Круг замкнулся.

Поэтому надо обязательно проверить состояние канала подачи воздуха. Датчик массового расхода должен иметь стабильное входное напряжение 5В, а выход его при неработающем двигателе и включенном зажигании должен держать напряжение 1В.

Шестое — минимальный подсос воздуха в канале от датчика массового расхода к впускному коллектору изменит показания массового расхода воздуха (уменьшит показания), т.е. обеднит топливоподачу, что приведет к изменениям в работе двигателя.

В системах с регулированием по L-зонду такое обеднение будет скомпенсировано, но провалы при разгоне и торможении останутся, так как многие параметры управления (в частности угол опережения зажигания) и коррекции этих параметров рассчитываются, исходя из показаний того же расходомера воздуха.

Седьмое — неисправность самого датчика L-зонда является явной причиной раскачки оборотов холостого хода, поскольку нарушается сбалансированность работы контура поддержания оборотов и контура поддержания стехиометрического состава смеси.

Раскачка оборотов на режиме холостого хода не всегда определяется показаниями встроенного в панель приборов тахометра. Его показания на малых оборотах часто ошибочны, убедитесь в стабильности оборотов холостого хода по диагностическим приборам.

Восьмое — самым больным местом в работе системы управления двигателем является зажигание, вернее его высоковольтная часть, которая как бы не имеет отношения к электронике, и включает в себя модуль зажигания, высоковольтные провода и свечи зажигания.

Нарушения в этой системе и определяют большую часть проблем в работе двигателя. Подход к проверке этой части не отличается от проверки системы зажигания карбюраторных двигателей.

Состояние свечей, снятых с двигателя, помогает определить неработающие или плохо работающие цилиндры.

Если плохо работают два цилиндра 1-4 или 3-2, то, похоже, что неисправность кроется в модуле зажигания (в работе какой-то его пары катушек). Удобнее пользоваться специальными приборами или стендами для проверки свечей, высоковольтных проводов.

Девятое — работа системы синхронизация двигателя. Редкие сбои в синхронизации невозможно определить ни одним прибором. Только Мотор-Тестер с аппаратным подключением к датчику положения коленчатого вала может помочь выявить эти сбои.

Нарушение синхронизации в такте работе двигателя, отключает и подачу топлива и зажигания, расчет наполнения в цилиндрах невозможен. Здесь нет четких советов по определению, что же неисправно:

блок управления, датчик положения коленчатого вала, проводка.

Система самодиагностики блока управления может определить сбои в синхронизации, но только тогда, когда двигатель уже не может работать.

Единственно, что можно сказать, провалы и перебои в работе двигателя с плохой синхронизацией появляются на всех режимах.

Эти перебои незначительны, но ездовые качества автомобиля резко снижаются, при этом невозможно выделить конкретно неработающий цилиндр. Чаще всего помогает замена датчика коленчатого вала.

Неисправность в блоке управления маловероятна. Другие неисправности в системе синхронизации, как правило, ведут к полной невозможности запустить двигатель.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector