Для розуміння роботи системи упорскування інжекторного автомобіля, потрібно мати бажання розібратися і відповідна інформація. У загальних рисах опишемо функціонування системи упорскування і розповімо як це працює.
Принцип роботи системи упорскування
У двох словах процес роботи системи упорскування виглядає так: маса повітря, що надходить у двигун, вимірюється датчиком витрати повітря. ці дані передаються комп'ютеру, який на основі цієї інформації, а також на основі деяких інших поточних параметрів роботи двигуна, таких, як температура двигуна, температура повітря, швидкість обертання колінчастого вала, ступінь відкриття дросельної заслінки, розраховує необхідну кількість палива, яке потрібно спалити в даній кількості повітря.
В системі уприскування є єдина складність - це складна програма, яка перебуває в пам'яті комп'ютера і складена таким чином, щоб враховувати всю різноманітність режимів роботи двигуна і зовнішніх умов, в яких йому доводиться працювати.
Як працює комп'ютер системи упорскування?
Почнемо з комп'ютера системи упорскування. В його пам'яті знаходяться програма врядування та набір так званих "карт", в яких відображена необхідна для роботи інформація. При цьому сама програма більш-менш стандартна для будь-якого двигуна, а ось карти - унікальні для кожної моделі і кожної модифікації двигуна.
Можна уявити програму, яка працює з двома картами, одна з яких представляє тривимірну таблицю, в якій по горизонталі (уздовж осі X) задані значення маси повітря, що поступає, по вертикалі (вздовж осі Y) - значення оборотів двигуна, а вздовж осі Z - значення кутів відкриття дросельної заслінки. На перетині всіх трьох колонок і стовпців таблиці проставлені значення кількості палива, яке необхідно впорснути за даних умов роботи двигуна.
У другій карті, двовимірної, задані відповідності між кількістю палива і часом відкриття форсунок, в результаті з цієї карти програма дізнається тривалість електричного імпульсу, який повинен бути поданий на форсунки.
В процесі роботи програма кожні кілька мілісекунд опитує датчики, порівнює отримані значення з заданими в першій карті, вибирає з відповідної комірки міститься там значення кількості палива, потім переходить до другої карті і вибирає виходячи з цього значення необхідний час відкриття форсунок. Далі слід імпульс на форсунки - все, цикл завершено.
Описаний процес відрізняється від реального тим, що насправді таких карт більше і в них відображені взаємні залежності набагато більшого числа параметрів, ніж було перераховано, в тому числі навантаження на двигун, температура двигуна, температура повітря і навіть висота над рівнем моря.
Вся складність полягає не в написанні програми, яка всього лише і робить, що звіряється послідовно з кількома картами і в результаті "добирається" до деякого значення, а в самих картах, які повинні бути точними і підібрані під конкретну модифікацію двигуна.
Для чого потрібен зворотний зв'язок?
Зворотній зв'язок забезпечується лямбда-зондом (датчиком кисню). Необхідність її зумовлена тим, що як би не були хороші і точні карти, що знаходяться в пам'яті ЕБУ, кожен двигун відрізняється від інших і вимагає індивідуального підстроювання паливної системи. В процесі експлуатації двигуна також відбуваються зміни, пов'язані з його зносом, які теж треба компенсувати.
Крім цього, самі карти можуть бути спочатку складені не оптимально для деяких сполучень зовнішніх умов і режимів роботи двигуна і, таким чином, вимагати коригування. Саме ці завдання дозволяє вирішити наявність зворотного зв'язку.
Головна мета при вирішенні всіх цих завдань - це досягнення найбільш повного згоряння горючої суміші в циліндрах двигуна для отримання найкращих характеристик токсичності. Відомо, що оптимальним для повного згоряння палива є співвідношення повітря / паливо рівне 14.7: 1. Це відношення називають "стехиометрическим".
Виглядає зворотний зв'язок так. Після того, як комп'ютер визначив необхідну кількість палива, яке потрібно впорснути в поточний момент роботи двигуна виходячи з поточних умов і режиму його роботи, паливо згорає і вихлопні гази надходять в випускну систему. У цей момент з датчика кисню зчитується інформація про зміст кисню у вихлопних газах, на підставі чого можна зробити висновок, а чи так все пройшло, як було розраховано, і чи не потрібна корекція складу горючої суміші.
Комп'ютер постійно перевіряє розрахунки за кінцевим результатом, інформацію про який він отримує від датчика кисню, і, якщо потрібно, виконує остаточну точне підстроювання складу горючої суміші. Так відбувається не завжди - в деяких режимах роботи двигуна комп'ютер ігнорує інформацію від датчика кисню і керується тільки своїми розрахунками.
Режими управління системи упорскування
Комп'ютер системи упорскування зі зворотним зв'язком в процесі роботи перебуває або в режимі замкнутого контуру, коли він використовує інформацію датчика кисню з метою точної коригування, або в режимі розімкнутого контуру, коли він ігнорує цю інформацію.
2. Прогрівання двигуна до робочої температури. Після запуску двигуна комп'ютер постійно перевіряє поточну температуру двигуна і в залежності від цього параметра робить розрахунок складу горючої суміші, а також встановлює необхідну величину прогревних оборотів. В процесі прогріву двигуна з ростом температури повітря / пального змінюється комп'ютером в сторону збідніння, а прогревного обороти зменшуються. У цей час відбувається розігрів датчика кисню до робочої температури. Комп'ютер працює в режимі розімкнутого контуру.
3. Холостий хід. Після досягнення заданої температури двигуна і за умови розігріву датчика кисню (починає видавати правильні свідчення при температурі від 300C і вище) він переходить до режиму замкнутого контуру і починає використовувати показання датчика кисню для підтримки стехіометричного складу горючої суміші (14.7: 1), що забезпечує найменший рівень вмісту токсичних речовин у вихлопних газах.
4. Рух з постійною швидкістю, плавне збільшення або зменшення швидкості. Комп'ютер знаходиться в режимі замкнутого контуру і використовує свідчення датчика кисню. Ви можете розкрутити двигун хоч до 6500 об / хв, наполовину натиснувши педаль газу, але комп'ютер все - одно залишатиметься в режимі замкнутого контуру, забезпечуючи склад горючої суміші в межах від 14.5: 1 до 15.9: 1.
5. Різке прискорення. Як тільки натискаєте педаль газу "в підлогу" і повністю відкриваєте дросельну заслінку - комп'ютер переходить в режим розімкнутого контуру. Під навантаженням комп'ютер може переключитися в режим розімкнутого контуру дещо раніше - вже при відкритті дросельної заслінки на 70 відсотків. При цьому він підтримує склад горючої суміші в межах від 11.9: 1 до 12: 1 для отримання більшої потужності.
6. Примусовий холостий хід (гальмування двигуном). Комп'ютер переходить в режим розімкнутого контуру, коли обороти двигуна перевищують величину оборотів холостого ходу, а дросельна заслінка повністю закрита - наприклад, коли Ви рухаєтеся, прибравши ногу з педалі газу і не вимкнувши передачу. При цьому комп'ютер забезпечує збіднений склад горючої суміші.
Велику частину часу ви перебуваєте в режимі замкнутого контуру, забезпечуючи оптимальний склад горючої суміші. Перебуваючи в цьому режимі, комп'ютер "самонавчається", коригуючи і модифікуючи карти, які використовуються в режимі розімкнутого контуру, адаптуючи їх до поточних умов експлуатації та стану двигуна.
Один важливий фактор - датчик кисню виходить з ладу в результаті заправок неякісним бензином. Це призводить до того, що система уприскування втрачає здатність до адаптації під поточні умови і працює строго по тим картам, які спочатку перебували в пам'яті комп'ютера, постійно перебуваючи в режимі розімкнутого контуру.
Каталізатор і лямбда-зонд - це різні пристрої. Вони служать зниження рівня токсичності вихлопу, але виконують свою частину роботи: лямбда-зонд допомагає системі уприскування готувати оптимальну горючу суміш, а каталізатор цю суміш допалює.