Работа системы впрыска топлива k-Jetronic

В современных автомобилях в бензиновых силовых установках принцип работы системы питания схож с тем, который применяется на дизелях. В этих моторах она разделена на две – впуска и впрыска. Первая обеспечивает подачу воздуха, а вторая – топлива. Но из-за конструктивных и эксплуатационных особенностей функционирование впрыска существенно отличается от применяемого на дизелях.

Отметим, что разница в системах впрыска дизельных и бензиновых моторов все больше стирается. Для получения лучших качеств конструкторы заимствуют конструктивные решения и применяют их на разных видах систем питания.

Принцип действия системы впрыска топлива

Воздух поступает из окружающей среды в воздушный фильтр, там он очищается от пыли и мелкого мусора. После очистки он поступает в механический воздушный расходомер. Он посредством давления поступающего воздуха осуществляет регулирование качество смеси и ее дозировку.

Далее, очищенный воздух поступает на заслонку дросселя, которая открывается посредством педали газа, акселератором. Затем во впускные каналы для разбрызгивания приготовленной смеси.

Топливо же проходит следующий путь. Из бака нагнетается насосом с давлением не менее 1,5 бар. Затем бензин поступает в аккумулятор давления, где оно сохраняется при изменении силы насоса. Потом, проходя через фильтр, поступает на дозатор, который уже отрегулирован потоком воздуха посредством корректора. А потом по отдельным каналам топливо поступает к форсункам. Дроссельная заслонка отвечает за количество топлива, поступающее в цилиндры.

Схема K-Jetronic

Весь объем воздуха, попадающий в двигатель, измеряется специальным устройством, которое называется расходомер воздуха. Он вместе с дозатором представляет собой единый функциональный блок, который называется регулятором состава топливной смеси. В нем же находится распределительный диск, называемый ротаметр. Он отклоняется под действием воздушного потока, идущего через входной патрубок. Диск имеет механическую связь посредством системы рычагов с распределительным золотником. Он, перемещаясь вверх под действием рычагов, пропускает некоторое количество бензина, которое поступает через дифференциальные клапаны в форсунки. Они уже непосредственно подают приготовленную смесь в цилиндры. Так как температура окружающей среды бывает разная, а условия работы системы постоянно меняются в зависимости от нее, то в kjetronic применяется специальное устройство, называемое регулятором управляющего давления. Для регулирования оборотов двигателя на холостом ходу используется клапан, шунтирующий дроссельную заслонку. Кроме того, для стабильного запуска мотора применяется дополнительная форсунка, которая управляется дополнительным термореле. Продолжительность ее открытого состояния зависит от температуры двигателя. При запуске мотора топливо одновременно подается во все части системы и сходится в золотнике, на верхний торец которого действует сила, поднимающая его. Именно здесь установлен механизм, который обеспечивает это регулирование.

На автомобилях с двигателями, оснащенными трехкомпонентными каталитическими нейтрализаторами выхлопных газов, устройство впрыска оснащается рядом дополнительных устройств:

  • датчик кислорода;
  • устройство управления;
  • тактовый клапан или переменный дроссель;
  • датчик положения дроссельной заслонки.

Кроме добавления всего перечисленного, были внесены изменения в устройство регулятора качества смеси. А вся система при этом стала управляться электроникой.

Системы впрыска дизельных двигателей

Концептуально двигатели внутреннего сгорания – бензиновые и дизельные практически идентичны, но существует между ними ряд отличительных особенностей. Одной из основных является разное протекание процессов горения в цилиндрах.

У дизеля топливо загорается от воздействия высоких температур и давления. Но для этого необходимо, чтобы дизтопливо подавалось непосредственно в камеры сгорания не только в строго определенный момент, но еще и под высоким давлением.

И это обеспечивают системы впрыска дизельных двигателей.

Постоянное ужесточение экологических норм, попытки получить больший выход мощности при меньших затратах топлива обеспечивают появление все новых конструктивных решений в топливной системе дизеля.

Принцип работы у всех существующих видов впрыска дизеля идентичен. Основными элементами питания являются топливный насос высокого давления (ТНВД) и форсунка.

В задачу первой составляющей входит нагнетание дизтоплива, благодаря чему давление в системе значительно повышается.

Форсунка же обеспечивает подачу топлива (в сжатом состоянии) в камеры сгорания, при этом распыляя его для обеспечения лучшего смесеобразования.

Стоит отметить, что давление топлива напрямую влияет на качество сгорания смеси. Чем оно выше, тем дизтопливо лучше сгорает, обеспечивая больший выход мощности и меньшее содержание загрязняющих веществ в отработанных газах.

И для получения более высоких показателей давления использовали самые разные конструктивные решения, что и привело к появлению разных видов систем питания дизеля. Причем все изменения касались исключительно указанных двух элементов – ТНВД и форсунок.

Остальные же составляющие – бак, топливопроводы, фильтрующие элементы, по сути, идентичны во всех имеющихся видах.

Рекомендуем:  Прямая и обратная полярность аккумулятора: что это такое

Типы дизельных систем питания

Дизельные силовые установки могут быть оснащены системой впрыска:

  • с рядным насосом высокого давления;
  • с насосами распределительного типа;
  • с насос-форсунками;
  • аккумуляторного типа (Common Rail).

Далее рассмотрим лишь некоторые особенности, которыми обладают указанные системы впрыска дизельных двигателей, а также их положительные и отрицательные качества.

С рядным насосом

Система питания с рядным ТНВД можно считать «родителем» всех остальных, поскольку она является первой, используемой на дизельных моторах. Но сейчас она уже считается устаревшей и практически не используется.

Рядный ТНВД на 8 форсунок

Изначально эта система была полностью механической, но после в ее конструкции начали использоваться электромеханические элементы (касается регуляторов изменения цикловой подачи дизтоплива).

Основная особенность этой системы заключена в насосе. В нем плунжерные пары (прецизионные элементы, создающие давление) обслуживали каждый свою форсунку (количество их соответствовало количеству форсунок). Причем эти пары размещались в ряд, отсюда и название.

К достоинствам системы с рядным насосом можно отнести:

  • Надежность конструкции. Насос имел систему смазки, что обеспечивало узлу большой ресурс;
  • Невысокая чувствительность к чистоте топлива;
  • Сравнительная простота и высокая ремонтопригодность;
  • Большой ресурс насоса;
  • Возможность работы мотора при отказе одной секции или форсунки.

Но недостатки у такой системы более существенны, что и привело к постепенному отказу от нее и отданию предпочтения более современным. Негативными сторонами такого впрыска считаются:

  • Невысокие быстродействие и точность дозировки топлива. Механическая конструкция просто не способна это обеспечить;
  • Сравнительно невысокое создаваемое давление;
  • В задачу ТНВД входит не только создание давления топлива, но еще и регулировка цикловой подачи и момент впрыска;
  • Создаваемое давление напрямую зависит от оборотов коленчатого вала;
  • Большие габариты и масса насоса.

Эти недостатки, и в первую очередь – невысокое создаваемое давление, привело к отказу от этой системы, поскольку она просто перестала вписываться в стандарты по экологичности.

С насосом распределенного типа

ТНВД распределенного впрыска стала следующим этапом в развитии систем питания дизельных агрегатов.

Изначально такая система была тоже механической и отличалась от описанной выше лишь конструкцией насоса. Но со временем в ее устройство добавили систему электронного управления, которая улучшила процесс регулировки впрыска, что позитивно сказалось на показателях экономичности мотора. Определенный период такая система вписывалась в стандарты экологичности.

Особенность этого типа впрыска сводилась к тому, что конструкторы отказались от использования многосекционной конструкции насоса.

В ТНВД начала использоваться всего одна плунжерная пара, обслуживающая все имеющиеся форсунки, количество которых варьируется от 2 до 6.

Для обеспечения подачи топлива на все форсунки, плунжер совершает не только поступательные движения, но еще и вращательные, которые и обеспечивают распределение дизтоплива.

ТНВД с насосом распределенного типа

Позже эта система добавилась новым типом насоса – роторным, у которого устанавливаются несколько плунжеров, но распределенная подача осталась. Это позволило увеличить создаваемое насосом давление.

К положительным качествам таких систем относились:

  • Малые габаритные размеры и масса насоса;
  • Лучшие показатели по топливной экономичности;
  • Использование электронного управления повысило показатели системы.

К недостаткам же системы с насосом распределенного типа относятся:

  • Небольшой ресурс плунжерной пары;
  • Смазка составных элементов осуществляется топливом;
  • Многофункциональность насоса (помимо создания давления он еще управляется подачей и моментом впрыска);
  • При отказе насоса система прекращала работать;
  • Чувствительность к завоздушиванию;
  • Зависимость давления от оборотов двигателя.

Широкое распространение такой тип впрыска получил на легковых авто и небольшом коммерческом транспорте.

Насос-форсунки

Насос-форсунки можно считать отдельной веткой в дизельных системах питания, поскольку в конструкции ТНВД как таковой не используется.

Особенность этой системы заключена в том, что форсунка и плунжерная пара объединены в единую конструкцию. Привод секции этого топливного узла осуществляется от распределительного вала.

Примечательно, что такая система может быть как полностью механической (управление впрыском осуществляется рейкой и регуляторами), так и электронной (используются электромагнитные клапаны).

Насос-форсунка

Некой разновидностью этого типа впрыска является использование индивидуальных насосов. То есть для каждой форсунки предусматривается своя секция, приводимая в действие от распределительного вала.

Секция может располагаться непосредственно в ГБЦ или быть вынесенной в отдельный корпус. В такой конструкции используются обычные гидравлические форсунки (то есть, система механическая).

В отличие от впрыска с ТНВД, магистрали высокого давления – очень короткие, что позволило значительно увеличить давление. Но такая конструкция особого распространения не получила.

К положительным качествам насос-форсунок питания можно отнести:

  • Значительные показатели создаваемого давления (самые высокие среди всех используемых типов впрыска);
  • Небольшая металлоемкость конструкции;
  • Точность дозировки и реализации многократного впрыска (в форсунках с электромагнитными клапанами);
  • Возможность работы двигателя при отказе одной из форсунок;
  • Замена поврежденного элемента не сложная.

Но имеются в таком типе впрыска и недостатки, среди которых:

  • Неремонтопригодность насос-форсунок (при поломке требуется их замена);
  • Высокая чувствительность к качеству топлива;
  • Создаваемое давление зависит от оборотов двигателя.

Насос-форсунки получили широкое распространение на коммерческом и грузовом транспорте, а также эту технологию использовали некоторые производители легковых авто. Сейчас она не очень часто используется из-за высокой стоимости обслуживания.

Рекомендуем:  Вентилятор радиатора: принцип работы

Common Rail

Аккумуляторная система (Common Rail) пока является самой совершенной в плане экономичности. Также она полностью вписывается в последние стандарты экологичности. К дополнительным «плюсам» можно отнести ее применяемость на любых дизельных двигателях, начиная от легковых авто и заканчивая морскими судами.

Система впрыска Common Rail

Особенность ее заключена в том, что многофункциональность ТНВД не требуется, и в его задачу входит только нагнетание давления, причем не для каждой форсунки отдельно, а общую магистраль (топливную рампу), а уже от нее дизтопливо подается на форсунки.

При этом топливные трубопроводы, между насосом, рампой и форсунками имеют сравнительно небольшую длину, что позволило повысить создаваемое давление.

Управление работой в этой системе осуществляется электронным блоком, что значительно увеличило точность дозировки и скорость работы системы.

Положительные качества Common Rail:

  • Высокая точность дозировки и использование многорежимного впрыска;
  • Надежность ТНВД;
  • Нет зависимости значения давления от оборотов мотора.

Негативные же качества у этой системы такие:

  • Чувствительность к качеству топлива;
  • Сложная конструкция форсунок;
  • Отказ системы при малейших потерях давления из-за разгерметизации;
  • Сложность конструкции из-за наличия ряда дополнительных элементов.

Несмотря на эти недостатки автопроизводители все больше отдают предпочтение Common Rail перед другими видами систем впрыска.

Устройство и принцип работы инжекторной системы впрыска

Второе название систем впрыска бензиновых моторов – инжекторная. Основная ее особенность заключается в точной дозировке топлива. Достигается это путем использования в конструкции форсунок. Устройство инжекторного впрыска двигателя включает в себя две составляющие – исполнительную и управляющую.

В задачу исполнительной части входит подача бензина и его распыление. Она включает в себя не так уж и много составных элементов:

  1. Бак.
  2. Насос (электрический).
  3. Фильтрующий элемент (тонкой очистки).
  4. Топливопроводы.
  5. Рампа.
  6. Форсунки.

Но это только основные компоненты. Исполнительная составляющая может в себя включать еще ряд дополнительных узлов и деталей – регулятор давления, систему слива излишков бензина, адсорбер.

В задачу указанных элементов входит подготовка топлива и обеспечение его поступления к форсункам, которыми и осуществляется их впрыскивание.

Принцип работы исполнительной составляющей прост. При повороте ключа зажигания (на некоторых моделях – при открытии водительской двери) включается электрический насос, который качает бензин и заполняет им остальные элементы. Топливо проходит очистку и по топливопроводам поступает в рампу, которая соединяет собой форсунки. За счет насоса топливо во всей системе находится под давлением. Но его значение ниже, чем на дизелях.

Открытие форсунок осуществляется за счет электрических импульсов, подаваемых с управляющей части. Эта составляющая системы впрыска топлива состоит из блока управления и целого комплекта следящих устройств – датчиков.

Эти датчики отслеживают показатели и параметры работы – скорость вращения коленчатого вала, количества подаваемого воздуха, температуры ОЖ, положения дросселя. Показания поступают на блок управления (ЭБУ). Он эту информацию сравнивает с данными, занесенными в память, на основе чего определяется длина электрических импульсов, подаваемых на форсунки.

Электроника, используемая в управляющей части системы впрыска топлива, нужна, чтобы высчитать время, на которое должна открыться форсунка при том или ином режиме работы силового агрегата.

Виды инжекторов

Но отметим, что это общая конструкция системы подачи бензинового мотора. Но инжекторов разработано несколько, и каждая из них обладает своими конструктивными и рабочими особенностями.

На автомобилях применяются системы впрыска двигателя:

  • центрального;
  • распределенного;
  • непосредственного.

Центральный впрыск считается первым инжектором. Его особенность заключается в использовании только одной форсунки, которая впрыскивала бензин во впускной коллектор одновременно для всех цилиндров. Изначально он был механическим и никакой электроники в конструкции не использовалось. Если рассмотреть устройство механического инжектора, то она схожа с карбюраторной системой, с единственной разницей, что вместо карбюратора использовалась форсунка с механическим приводом. Со временем центральную подачу сделали электронной.

Сейчас этот тип не используется из-за ряда недостатков, основной из которых — неравномерность распределения топлива по цилиндрам.

Распределенный впрыск на данный момент является самой распространенной системой. Конструкция этого типа инжектора расписана выше. Ее особенность заключается в том, что топливо для каждого цилиндра подает своя форсунка.

В конструкции этого вида форсунки устанавливаются во впускном коллекторе и располагаются рядом с ГБЦ. Распределение топлива по цилиндрам дает возможность обеспечить точную дозировку бензина.

Непосредственный впрыск сейчас является самым совершенным типом подачи бензина. В предыдущих двух типах бензин подавался в проходящий поток воздуха, и смесеобразование начинало осуществляться еще во впускном коллекторе. Этот же инжектора по конструкции копирует дизельную систему впрыска.

В инжекторе с непосредственной подачей распылители форсунок располагаются в камере сгорания. В результате компоненты топливовоздушной смеси здесь запускаются в цилиндры по отдельности, и уже в самой камере они смешиваются.

Рекомендуем:  Датчик детонации автомобильного мотора

Особенность работы этого инжектора заключается в том, что для впрыскивания бензина требуется высокие показатели давления топлива. И его создание обеспечивает еще один узел, добавленный в устройство исполнительной части – насос высокого давления.

Возможные неисправности

Так как устройство инжекторов является весьма сложным, то и вероятность поломок и преждевременного износа также очень высока. Поэтому уместно будет рассмотреть самые часто встречаемые неисправности системы kjetronic.

Нет пуска двигателя на холодную или он осуществляется нестабильно

Система впрыска K-Jetronic

При таком виде сбоя в системе впрыска может быть не один неисправный элемент, потому как в запуске двигателя участвуют практически все компоненты и модули устройства. А так как kjetronic представляет собой самую сложную из всего семейства, то для его обслуживания понадобится помощь высококвалифицированных специалистов. Кроме того, без специального оборудования также не обойтись. Итак, при плохом старте двигателя в холодном состоянии необходимо пройти по следующему пути поиска неисправности:

  • система питания двигателя;
  • регулятор давления;
  • регулятор управляющего давления;
  • форсунка впрыска топлива;
  • пусковая форсунка;
  • датчик температуры охлаждающей жидкости;
  • проверка затяжки форсунок;
  • устройство регулирование дроссельной заслонки.

Проверка всей системы питания на целостность и уровень давления

При устранении любого вида поломок, связанных с запуском, сначала необходимо проверить именно систему питания двигателя. Она состоит из бака, топливопровода, насоса, аккумулятора давления, фильтра. При поломке любого из этих компонентов существует вероятность отсутствия первоначального старта или плохого запуска двигателя. На первых этапах ремонта необходимо определить наличие топлива в системе. Это можно осуществить, сняв патрубок с выходного штуцера аккумулятора, а если имеется встроенный датчик давления топлива, то проверить его показания.

Вообще, при любом ремонте системы впрыска топлива k-jetronic требуется сначала производить измерение всех давлений во всевозможных компонентах устройства, а также проверка их герметичности. Итак, если же топлива в системе не, то, скорее всего, неисправен насос. Если же бензин в аккумуляторе имеется, но уровень давления не требуемый, то следует проверить герметичность всей системы и состояние фильтра. Его требуется производить регулярную замену, потому что бумага очень быстро забивается мелкими частицами грязи, находящейся в самом топливе в баке.

Для проверки герметичности всей системы прибегают к временному повышению давления. Для этого понадобится манометр с вентилем и шланги со штуцерами. Его следует установить в разрыв системы нижних камер дифференциальных клапанов и до форсунок. Далее, запустите двигатель, если это возможно, а по истечении 30 мин заглушите его и проверьте давление, которое должно составлять не меньше 2,5 кг/см2. В случае заниженных показаний следует проверить реле перегрузок и сам регулятор давления.

Если же двигатель не заводится, то следует принудительно включить топливный насос, для этого необходимо замкнуть накоротко силовые контакты его реле. Манометр должен быть подключен в разрыв системы перед регулятором. Показания его должны находиться в пределах 5,3 – 5,7 кг/см2. Если оно ниже и система герметична, то следует проверить сам трубопровод на предмет загрязнения, а затем проверить фильтр, аккумулятор и насос. Все эти компоненты неразборные, поэтому производится только их замена.

K-jetronic c дозатором-распределителем

Двигатель не стабильно работает или повторно не запускается

При возникновении подобной проблемы следует произвести проверку давления управления при динамическом режиме.

Если мотор теплый, то дождитесь полного остывания или можно отсоединить провода от датчика температуры и вставить в него резистор с сопротивлением 2,4 кОм. Манометр должен находиться в разрыве системы питания после нижних камер дифференциальных клапанов и перед штуцером регулятора давления управления. Затем необходимо запустить двигатель и довести частоту оборотов до 2500. Показания на датчике должно находится в пределах 0,3 – 0,45 кг/см2.

Если показания манометра не сходятся с приведенными выше, то необходимо произвести следующее:

  • проверить исправность расходомера;
  • измерить величину тока электрогидравлического регулятора, если таковой имеется. В противном случае производится диагностика механического;
  • убедиться в исправности блока управления в версиях KE.

При любом типе неисправности kjetronic, связанном с пуском двигателя, необходимо производить комплексную проверку всех составляющих. Потому что компонентов достаточно много и неправильное функционирование любого из них может приводить к недолжной работе или отсутствию запуска. Отличия при запуске на холодную и на горячую заключаются в использовании пусковой форсунки.

Проверка дозатора-распределителя

Дозатор-распределитель K-jetronic

Двигатель должен быть теплым. Далее, от дозатора следует отсоединить топливопровод и подсоединить шланг, второй конец которого необходимо поместить в мерную емкость. И принудительно включите насос, замкнув контакты. Объем топлива в колбе должен составлять не менее и не более 130 – 150 см3 за 1 мин работы. Если он меньше, то следует заменить дозатор, иначе регулятор, а затем проверить дозатор еще раз.

Если неисправность не найдена, то следует произвести проверку пусковой форсунки, уровень обогащения смеси, датчика температуры системы охлаждения, электрические элементы управления и пр.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: