Работа системы впрыска мотроник

Принцип работы системы впрыска Motronic

Принцип работы вполне типичный, как для электронной системы управления. Благодаря установленным датчикам, в блок управления поступает информация о положении валов, о расходе воздуха и других параметрах. Эта информация осмысляется блоком и тот, в зависимости от предустановленных программ, осуществляет корректировку работы двигателя, следит за всеми процессами, которые в нем происходят.

Главной отличительной особенностью этой системы является наличие оперативной памяти, что позволяет записывать программы управления с наличием самых незначительных функций. Проще говоря, стандартный инжектор и систему Мотроник можно сравнить, как калькулятор и компьютер.

Принцип работы системы моновпрыска

Мозговым центром системы является электронный блок управления, который собирает данные с датчиков и сравнивает их с эталонными значениями, заложенными в память производителем.

Вычислив разницу между фактическими и эталонными значениями, происходит расчет необходимого количества топлива и воздуха для приготовления топливно-воздушной смеси, оптимальной для текущего режима работы ДВС.

На основании этих расчетов определяется момент начала и длительность открытия форсунки, а так же угол и продолжительность открытия дроссельной заслонки.

Далее происходит открытие клапана на форсунке, после чего топливо через сопло под высоким давлением поступает в коллектор и смешивается с воздушной массой. В завершении готовая ТВС поступает в камеры сгорания ДВС.

Подобная схема работы и устройство системы моновпрыска идентично для обеих систем – Opel-Multec и Mono-Jetronic.

В заключение стоит отметить, что на современных автомобилях моновпрыск уже не применяется. Он уступил свое место более экономичным и экологичным системам впрыска.

Достоинства

Инжекторы имеют достаточно много плюсов

1. Экономия.

За счет дозированной подачи топлива уменьшается его расход. Даже в системах первых серий автомобилей, расход топлива в сравнении с карбюраторными уменьшается в среднем на 30— 40%. В современном мире разница увеличивается до двух раз у автомобилей схожей массы и рабочего объема.

1. Повышение мощности двигателя.

Происходит особенно сильно на низких оборотах. Общее повышение составляет 7— 10% за счет более качественного наполнения цилиндров и более оптимального угла опережения зажигания.

1. Экологичность.

Благодаря появлению датчиков по параметрам выхлопов, контролируется снижение токсичности.

1. Упрощение и автоматизация запуска двигателя.
2. Повышение динамических свойств автомобиля.

Возможности управления двигателем расширяются за счет моментальной реакции системы впрыскивания на каждую изменившуюся нагрузку.

1. Независимость от погодных условий.

Как известно, карбюратор зависит от уровня атмосферного давления (например, в горах), что совершенно отсутствует у инжектора. В том числе под сильным наклоном влияния на работу инжектора не ощущается, что нельзя сказать о карбюраторе (при повороте 15 градусов могут появиться перебои в работе).

1. Отсутствие необходимости в периодическом обслуживании.

Удобство инжекторной подаче топлива состоит в том, что имеются достаточно много возможностей для настройки параметров собственноручно, владельцем транспорта. По этой причине, единственное, что может потребоваться – это замена элементов, вышедших из строя.

1. Повышенная защита от угона.

Блок электрических систем двигателем настроен так, что подача топливной смеси в мотор не будет осуществляться без полученного позволения от иммобилайзера.

1. Нет сбора горючей смеси в выпускном тракте.Нет опасности попадания пламени во впускной тракт и последующего его возгорания при некорректной работе системы зажигания (звук, похожий на хлопки, а в дальнейшем пожар или нарушение систем питания). Благодаря тому, что в инжекторах горючее поступает лишь в момент открывания форсунки нужного цилиндра, топливо не может накопиться в каллекторе.
2. Способность изменить высоту капота. В результате того, что система впрыска располагается не поверх двигателем, а по его бокам, появляется возможность понижения уровня капота, чего не скажешь о карбюраторной системе.

Виды системы Motronic

На сегодняшний день существует несколько разновидностей системы motronic. Каждая из них имеет свое обозначение:

1. Mono;
2. MED;
3. KE;
4. M;
5. ME.

Каждая разновидность работает по своему принципу. Вот основные отличия.

Mono-Motronic

Данная модификация работает по принципу моновпрыска. Это значит, что бензин подается так же, как в карбюраторном моторе – во впускной коллектор (там же оно смешивается с воздухом), а оттуда всасывается в нужный цилиндр. В отличие от карбюраторного исполнения, система mono подает топливо под давлением.

MED-Motronic

Это разновидность  системы непосредственного впрыска. В данном случае порция топлива подается прямо в рабочий цилиндр. В такой модификации будет несколько форсунок (в зависимости от количества цилиндров). Они устанавливаются в головке блока цилиндров возле свечей зажигания.

KE-Motronic

В такой системе форсунки устанавливаются на впускном коллекторе возле каждого цилиндра. В этом случае топливно-воздушная смесь образуется не в самом цилиндре (как модификация MED), а перед впускным клапаном.

M-Motronic

Это усовершенствованный тип многоточечного впрыска. Ее особенность заключается в том, что контроллер определяет частоту обороты мотора, а датчик объема воздуха фиксирует нагрузку мотора и посылает сигнал на ЭБУ. Эти показатели влияют на объем бензина, необходимый в данный момент.  Благодаря такой системе обеспечивается минимальный расход при максимальной эффективности ДВС.

ME-Motronic

Самая последняя модификация системы оснащается дроссельной заслонкой на электроуправлении. По сути, это та же M-Motronic, только управляется полностью электроникой. Педаль газа в таких автомобилях не имеет физической связи с заслонкой. Благодаря этому более точно выверяется положение каждого компонента системы.

Возможные поломки

Решая организовать ремонт топливной системы, каждому автомобилисту требуется провести диагностику соответствующих узлов автомобиля и точно определить, есть ли проблемы в их функционировании. Достижение этой цели возможно только в том случае, если ремонтник знает, какие поломки могут быть и как они проявляются. Типовые неисправности топливной системы представлены следующим перечнем:

• Поломка № 1 – Проблемы с топливораспределительным механизмом (карбюратором или инжектором). Пожалуй, данная неисправность встречается чаще всего у бензиновых агрегатов. В карбюраторе страдают топливные пути и жиклёры, которые попросту загрязняются. В инжекторах же забиваются форсунки, реже выходит из строя электронный блок управления (ЭБУ). Симптоматика подобных поломок заключается в нестабильной работе мотора, отказе последнего заводится, плохом запуске двигателя и наличие соответствующих ошибок на экране бортового компьютера;
• Поломка № 2 – Загрязнённость топливных фильтров. Подавляющее большинство автомобилистов знают, что топливофильтры относятся к расходным материалам и требуют периодической замены (каждые 20-40 0000 километров пробега). Однако в связи с незнанием подобного нюанса эксплуатации авто со стороны водителя или из-за использования низкокачественного топлива фильтры могут забиться раньше срока, тем самым расстроив работу всей системы. Как правило, грязные топливофильтры дают мотору работать, но делает он это крайне нестабильно с частыми перебоями;
• Поломка № 3 – Недостаточное давление в топливной системе. Нечто подобное может случиться из-за выхода из строя многих топливных узлов. Чаще всего страдают бензонасос (ТНВД), рампа или топливопровода. Первый узел просто выходит из строя или работает некорректно, второй и третий – слабеют в плане герметизации из-за пробоев. В итоге, мотор либо вовсе отказывает работать, либо на некоторых этапах раскрутки появляются сбои. Также не исключено появление на экране бортового компьютера соответствующего кода ошибки;
• Поломка № 4 – Неисправность электроники. Отчасти данную проблему мы уже осветили в поломке под номером «1», но всё-таки той информации будет явно недостаточно для такой обширной неисправности. В первую очередь, отметим, что в плане электроники часто страдают инжекторные системы, в которых она является основой работы. Тут могут выйти из строя и отмеченный ранее ЭБУ, и проводка, и датчики работы двигателя. В карбюраторе же представитель электроники один – электромагнитный клапан, который влияет лишь на стабильную работу холостых. Что на инжекторных, что на карбюраторных системах поломки электроники имеют типовую симптоматику – нестабильная работа мотора и повышенных расход топлива. На инжекторе автомобиль и вовсе может отказаться работать;
• И поломка № 5 – Проблемное состояние воздушного фильтра и его патрубков. Ни для кого не секрет, что воздух в топливной системе играет немаловажную роль, так как участвует в образовании смеси горения. Недостаток или переизбыток воздуха способен расстроить работу двигателя, поэтому за состоянием «воздушных» узлов системы нужно следить обязательно. Проблемы с ними проявляются в проблемном запуске мотора и провалах его работы на некоторых этапах раскрутки.

Неисправность топливно-распределительного механизма

Грязь в топливных фильтрах

Маленькое давление в системе подачи топлива

Проблемы с электроникой

Загрязненный воздушный фильтр

Особенности системы

Характерной особенностью данной системы является объединение под одним капотом электронной системы зажигания, а также электронного впрыска топлива. С годами развивался и видоизменялся способ впрыска топлива в цилиндры двигателя, не исключение в этом плане и система Motronic. В зависимости от способа подачи топлива, различают несколько вариаций и модификаций Мотроник:

• Motronic mono – подразумевает центральный впрыск топлива, т.е. одна топливная форсунка осуществляет впрыск топлива во все цилиндры двигателя;
• Motronic KE – представляет собой распределенную систему подачи топлива, т.е. между форсунками распределены группы цилиндров;
• Med-Motronic – является системой непосредственного, прямого впрыска топлива, т.е. по форсунке на каждый цилиндр;
• M-Motronic – обладает главной особенностью, наличием дроссельной заслонки.

Преимущества и недостатки системы впрыска Мотроник

Благодаря тому, что электроника до мельчайших процессов контролирует работу двигателя, удается максимально эффективно снизить расход топлива, взамен получая большую мощность. Программа способна сама исправлять в своей работе электронные ошибки, что исключает необходимость перепрошивки. Конечно, это не относится к тем случаям, если владелец хочет полностью изменить характер своего автомобиля. Мотроник – совершенная система, которая обладает высокой надежностью.

Недостаток у Motronic имеется только один, но достаточно ощутимый. Ввиду сложности устройства системы, наличия большого количества датчиков, ремонт и обслуживание системы Motronic – это очень дорогое удовольствие. Вдобавок к этому, производить ремонт должен настоящий профессионал, а  специалистов по Motronic не так уж много.

Так или иначе, но данная система очень перспективная и нет сомнений в том, что она будет развиваться и в дальнейшем.

Корректировка впрыска топлива при ускорении и замедлении движения автомобиля

Часть впрыскиваемого топлива при очередном открытии впуск­ного клапана сразу не попадает в цилиндр, а остается на стенках трубопровода в виде жидкой пленки. Количество топлива, постоянно находящегося в виде такой пленки, резко возрастает с повышением нагрузки и с увеличением количества впрыскивае­мого топлива. Во избежание обеднения горючей смеси, обуслов­ленного оседанием части топлива на стенках впускной системы, во время разгона автомобиля должен быть обеспечен впрыск соответст­вующего дополнительного количества топлива. Для улучшения условий смесеобразования могут применяются форсунки с допол­нительным пневматическим распыливанием топлива, что позволяет уменьшить количество топлива, оседающего на стенках впускного трубопровода. Такая рабочая форсунка в разрезе показана на рисунке. При снижении нагрузки происходит высвобождение осевшего на стенках впускного трубопровода топлива. Поэтому при замедлении движения время впрыска должно быть соответственно сокращено. Во время движения в режиме торможения двигателем (ПХХ) впрыск топлива прекращает­ся полностью.

Основные особенности системы впрыска топлива

Основной принцип работы данной системы состоит в том, что топливо непосредственно впрыскивается в цилиндры двигателя. Для работы системы обычно необходимо наличие двух топливных насосов:

1. первый располагается в баке с бензином,
2. второй – на двигателе.

Причем второй является насосом высокого давления, иногда выдающим более 100 бар. Это необходимое условие работы, так как топливо поступает в цилиндр на такте сжатия. Высокое давление является основной причиной особого строения форсунок, которые выполняются в виде уплотнительных тефлоновых колец.

Данная топливная система, в отличие от системы с обычным впрыском, является системой с внутренним смесеобразованием с послойным или однородным образованием топливовоздушной массы. Способ смесеобразования изменяется с изменением нагрузки двигателя. Разберемся в работе двигателя при послойном и однородном образовании топливовоздушной смеси.

Историческая справка

Сейчас в мире инжекторный (впрысковый) двигатель почти совсем вытеснил ставшую устаревшей карбюраторную систему. Но так было не всегда. Впервые систему впрыскивания топлива применяли еще в военной авиации середины прошлого века. Тогда она еще не получила достаточного распространения в автомобилестроениилишь в 90х годах XX столетия, из— за ухудшившейся экологической ситуации в мире, стало понятно, что в выхлопах карбюратора остается слишком много не догоревшего топлива. Ситуация с экологией стала ухудшаться – объемы выбросов опасных веществ в атмосферу стало носить критический характер. Изменения в машиностроении стали необходимостью и конструкция топливных систем кардинально изменилась со временем. Первыми компаниями, выпустившими автомобили с инжекторной системой, были всем известныеMercedes— Benz, Volkswagen, BMW, Mitsubishi. Новое решение казалось идеальным, если бы ни одноно»: эволюционное решение имело один минус – высокие требования к качеству топливным смесям, а при использовании менее качественных смесей появилась опасность выделения оксида азота, что привело привело к значительному усложнению мотора.

Принцип работы K-jetronic

Нажатие на педаль акселератора активирует дроссельную заслонку, которая открывается. Воздух, поступающий через заслонку, воздействует на напорный диск воздушного расходомера. Диск при этом смещается, что обеспечивает движение плунжера дозатора-распределителя.

Под неизменным давлением, которое гарантируется наличием в системе регулятора давления, топливо подается к распределительному дозатору. Через кинематическую связь плунжера дозатора и диска воздушного расходомера осуществляется регулировка давления топливной смеси, поступающей в форсунки.

При постоянстве диаметра каналов впрыска форсунок, объем подаваемого топлива зависит от давления, развиваемого на входе в форсунки. Топливная дозировка реализована через синхронизированную работу воздушного расходомера и топливного дозатора и напрямую связана с режимом работы силового агрегата.

Увеличение оборотов двигателя в момент пуска и при работе в режиме холостого хода обеспечивается за счет подачи дополнительной порции воздуха, проходящего во впускной коллектор через специальный клапан (доп. подачи воздуха), и одновременно с воздухом подается и дополнительная порция топлива. За подачу топлива отвечает пусковая форсунка.

Преимущества и недостатки

Среди достоинств передовой системы впрыска можно отметить следующее:

• Достигается идеальный баланс межу производительностью и экономичностью двигателя;
• Блок управления не нужно перепрошивать, так как система сама исправляет ошибки;
• Несмотря на наличие множества тонко настроенных датчиков, система достаточно надежная;
• Водителю не нужно переживать об увеличении расхода топлива при идентичных условиях эксплуатации – система подстраивает впрыск под особенности износившихся деталей.

Хотя недостатков у системы Мотроник мало, но они существенные:

• В устройство системы входит большое количество датчиков. Чтобы найти неисправность, обязательно проводить глубокую компьютерную диагностику, даже если ЭБУ не показывает ошибку.
• Из-за сложности системы ее ремонт достаточно дорогой.
• На сегодняшний день не так много специалистов, которые разбираются в тонкостях работы каждой модификации, поэтому для ремонта придется посетить официальный сервисный центр. Их услуги значительно дороже, чем у обычных мастерских.

Как бы то ни было, передовые технологии призваны облегчить жизнь автомобилисту, повысить комфорт в управлении транспортным средством, повысить безопасность движения и снизить загрязнение окружающей среды.

Разнообразие mono motronic

Семейство систем Motronic родилось в 1979 году и на сегодняшний день насчитывает более пяти подвидов, использующихся для управления инжекторными моторами разных типов.

К примеру, технология mono motronic контролирует двигатели с центральным впрыском, m-motronic, me-motronic и ke-motronic – моторы с распределённым впрыском, а med-motronic – агрегаты с непосредственным.

Кстати, технологию Motronic нередко называют объединённой системой впрыска топлива и зажигания, что довольно точно описывает её суть. Давайте немного ближе познакомиться с этим творением немецких умов на примере разновидности m-motronic.

4.1 «Moho-motronic»

На
легковых автомобилях массового выпуска
применяют более простые и дешевые
системы, например, “Mono-Motronic”. Ее
устанавливают на двигателях небольшого
рабочего объема автомобилей малого и
особо малого класса.

Рис.7.
Система “Mono-Motronic”:

1
— электронный блок управления, 2 —
катушка (катушки) зажигания, 3 —
электрический топливный насос, 4 —
регулятор холостого хода, 5 — датчик
положения дроссельной заслонки, 6 —
электромагнитная форсунка, 7 — датчик
температуры охлаждающей жидкости, 8 —
датчик частоты вращения двигателя, 9 —
разъем для диагностики, 10 — кислородный
датчик (“лямбда-зонд”), 11 — емкость
с активированным углем для сбора паров
бензина (адсорбер), 12 — распределитель
бесконтактного электронного зажигания,
13 — диффузор с датчиком температуры
всасываемого воздуха, 14 — регулятор
давления топлива, 15 — возвратный
топливный клапан, 16 — топливный фильтр.

В
системе “Mono-Motronic”, в отличие от
более сложных систем, основные сигналы
зависят от положения дроссельной
заслонки и частоты вращения коленчатого
вала двигателя. Кроме того, учитываются
сигналы от кислородного датчика, а также
датчиков температуры охлаждающей
жидкости и всасываемого воздуха.
Рассчитанное микроЭВМ требуемое
количество топлива посредством
центральной электромагнитной форсунки
периодически впрыскивается над
дроссельной заслонкой и смешивается с
воздухом. С учетом этих же данных, но по
другой программе, управляющие импульсы
подаются на катушку зажигания.

Система
способна учитывать износ цилиндро-поршневой
группы двигателя (падение компрессии)
и изменение атмосферного давления. Если
датчики начинают подавать ошибочные
сигналы, информация об этом накапливается
в памяти. Во время технического
обслуживания она считывается
диагностическим тестером, что позволяет
быстро найти источник неисправности.

Пуск двигателя

В течение всего процесса пуска двигателя осуществляется расчет количества впрыскиваемого форсунками топлива. Кроме того, для первых ко­мандных импульсов на впрыскивание в отсутствие вращения коленчатого вала устанавливается режим «синхронного впрыска». Повышенное количество топлива, впрыскиваемого в соответствии с низкой температурой двигателя, обусловлено образованием топливной пленки на внутренних стенках впускного трубопровода и необходимостью компенсации повышенной потребности в топливе двигателя при работе с низкой частотой вращения. Не­посредственно после начала вращения коленчатого вала вплоть до завершения режима пуска по мере увеличения частоты вращения осуществляется постепенное уменьшение порции впрыскиваемого топлива.

Система Мотроник осуществляет также согласование параметров зажи­гания с параметрами процесса пуска. Угол опережения зажигания регули­руется в зависимости от температуры охлаждающей жидкости и частоты вращения коленчатого вала так, чтобы был обеспечен легкий пуск и быстрый прогрев двигателя.

Под чутким контролем электроники

Приступим. Для начала дадим точное определение двигателям, для которых разработана технология mono motronic — это бензиновые агрегаты с распределённым впрыском, имеющие механическое управление дроссельной заслонкой. Исходя из этого, инженеры Bosch разработали архитектуру системы управления, в состав которой входят:

• датчики;
• электронный блок управления (ЭБУ);
• исполнительные механизмы.

Схема работы m-motronic следующая. Состояние силового агрегата мониторится целой армией датчиков. В частности, в системе присутствуют датчики температуры всасываемого воздуха и охлаждающей жидкости, положения коленвала, дроссельной заслонки, частоты вращения коленчатого вала, датчик кислорода, а также расходомер воздуха.

1. насос топливный
2. фильтр топливный
3. регулятор давление
4. форсунка
5. расходомер поступающего воздуха
6. датчик температуры тосола в охлаждающей системе
7. регулятор холостого хода двигателя
8. потенциометр — датчик положения дроссельной заслонки
9. ЭБУ — электронный блок управления
10. датчик частоты вращения коленвала
11. свеча зажигания топливной смеси

Вся эта масса информации поступает в аналоговом виде к блоку управления, в котором она при помощи аналогово-цифрового преобразователя трансформируется в понятные для микропроцессора сигналы.

ЭБУ, получив порцию данных от датчиков, анализирует её и на основе заложенных в нём алгоритмов решает, что делать с двигателем. Если точнее, то список возможных операций блока управления следующий:

• расчёт необходимого количества топлива для впрыска и оптимального момента этой операции;
• включение свечей зажигания;
• регулировка объёма вредных веществ в выхлопных газах;
• регулировка фаз газораспределения;
• управление наддувом и устройствами изменения формы впускного коллектора (если конечно такие узлы в моторе имеются).

После того как все операции просчитаны, ЭБУ подаёт по управляющим шинам сигналы к исполнительным устройствам, а именно: к форсункам, катушкам зажигания, топливным насосам, клапанам газораспределительного механизма, системе рециркуляции выхлопных газов и улавливания паров горючего. Происходит всё это очень быстро, за какие-то доли секунды.

Таким образом, друзья, эта система построена на чистой электронике. Она четко контролирует все процессы в двигателе и совершенно оптимально выдает горючую смесь в камеру сгорания.

Благодаря такому чуткому руководству блока управления, механизмы работают слаженно и эффективно – то что и надо современному автомобилю.

Уважаемые читатели, если вы ещё не подписаны на наш блог – обязательно сделайте это сейчас, и вы никогда не пропустите свежие и интересные публикации об устройстве авто техники.

До встречи!

Регулирование фаз газораспределения воздействием на распределительный вал

За счет регулирования фаз газораспределения воздействием на распреде­лительный вал появляется возможность оказать влияние на наполнение цилиндров, чтобы обеспечить возможность максимального повышения мощности и крутящего момента при минимальном расходе топлива и низкой ток­сичности отработавших газов. При этом гидравлические или электрические исполнительные механизмы, управляемые системой Мотроник, поворачива­ют впускной и выпускной распределительные валы относительно коленчатого на угол, определяемый частотой вращения коленчатого вала или наполне­нием цилиндров.