Всем известно, что большинство автомобилей японского производства оснащены не карбюраторными, а инжекторными двигателями. Существует мнение, что впрыск – это прогрессивно, хорошо и современно. Однако есть и иное мнение, которое противоположно этому: впрыск – дорого, неремонтопригодно и сложно. Такого мнения придерживаются автолюбители с большим стажем работы на отечественных автомобилях, которые отлично представляют себе, что такое карбюратор, и даже не хотят вникать в эти новомодные компьютеры, датчики и инжекторы. Естественно, для того чтобы понять, как работает принципиально другая система, надо для начала иметь необходимость и желание разобраться в этом, также нужна информация, а ее по этому вопросу очень мало. Именно по этому сейчас мы расскажем вам принцип работы инжекторного ДВС, поймем, какие действия надо предпринимать водителю при поломках и дефектах двигателя.
Для начала, хотелось бы отметить основные принципы любой современной инжекторной системы, которая применяется на автомобилях. Вкратце, работа системы впрыска выглядит следующим образом: воздух, который поступает в двигатель, измеряется специальным датчиком расхода воздуха, данные показания переносятся в компьютер, анализирующий их и на основе некоторых процессов заложенных в его памяти (температура воздуха, температура двигателя, степень открытия дроссельной заслонки (также скорость, с которой она открывается), скорость вращения коленчатого вала и т.д.) рассчитывает то количество топлива, которое необходимо сжечь в количестве воздуха при данном режиме работы двигателя. Затем, компьютер передает на форсунки электрический импульс необходимой длительности, открываются форсунки, топливо (которое находится под давлением) впрыскивается во впускной коллектор. Все, процесс окончен.
Все, кажется, довольно просто, как могут сказать многие и, в общем-то, они будут правы – в инжекторе есть одна сложность – это ультра новая программа, которая находится в памяти компьютера, составлена она таким образом, что учитывается множество режимов работы двигателя, также она оценивает степень влияние внешних факторов, при которых приходится работать двигателю. Составные части и механические узлы ничего сложного собой не представляют, пересчитать их можно по пальцам: это перепускной клапан топливной магистрали, бензонасос, клапан поддержания холостого хода (он же зачастую отвечает за компенсацию падения оборотов, когда включается кондиционер и другие электроприборы, и за «прогревны» обороты), форсунки, а также множество различных иных датчиков. Одним датчиком, о котором в дорожной среде ходит достаточно много слухов – является датчик кислорода или лямбда-зонд. Немного позже мы уделим ему немного внимания.
Итак, следует сразу сказать, что в автомобильных систем впрыска топлива существует два вида – без обратной связи и с ее присутствием. Система с обратной связью устанавливается на автомобили, которые предназначены для рынков различных зарубежных стран (Япония, США, страны Европы) там, где существуют жесткие нормы содержания в выхлопных газах токсичных веществ, именно по этому к автомобилям предъявляют очень строгие требования. В подобных системах обязательно должно быть два компонента - лямбда-зонд и каталитический нейтрализатор. В тех системах, где обратная связь не устанавливается, таких компонентов как правило нет.
Инжекторная система на подобии TCCS (Toyota Computer Control System) не является в этом исключением. Начнем мы со сложного, но передового варианта с обратной связью, к тому же большинство автомобилей укомплектованы именно такой системой.
Режимы управления
В принципе, работой инжекторного ДВС управляет компьютер в процессе эксплуатации которого может находиться два режима управления – режим замкнутого контура, когда используется информация датчика кислорода для точной корректировки или режим разомкнутого контура, в нем такая информация игнорируется. Ниже будут рассмотрены основные режимы работы двигателя и режимы его управления:
- Запуск двигателя. Когда двигатель запускается, требуется (в зависимости от температуры, как окружающего воздуха, так и самого двигателя) обогащенная кислородом горючая смесь с повышенным содержанием топлива. Такой факт известный, характерен он преимущественно для всех бензиновых двигателей внутреннего сгорания, однако применяется и на карбюраторных и двигателях с впрыском, поэтому подробно останавливаться на причинах мы не станем. Скажем только одно - соотношение топливо/воздух в этом режиме варьируется примерно от 1:2 до 1:12. Компьютерная система работает в режиме разомкнутого контура.
- Прогрев двигателя до температуры оптимальной для работы. После того как двигатель запустится, компьютер системы управления постоянно будет проверять текущую температуру двигателя. В зависимости от данного параметра будет производиться расчет состава смеси для горения, а также устанавливается требуемая величина прогревных оборотов воздушным клапаном Idle Speed Control. При прогреве двигателя с увеличением температуры соотношение топливо/воздух изменяется компьютером в сторону уменьшения, уменьшаются также и прогревные обороты. В это же время в выпускном коллекторе происходит разогрев датчика кислорода до необходимой для работы температуры. Компьютер при этом будет работать в режиме разомкнутого контура.
- Режим холостого хода. По достижении установленной температуры двигателя и условий определенного для работы разогрева кислородного датчика (только при температуре от 300оC и выше датчик кислорода начинает выдавать корректные показания) компьютер будет переключен в режим замкнутого контура и начнет использовать показания кислородного датчика для поддержания стехиометрического состава горючей смеси (16.8:1). Так обеспечивается в выхлопных газах наименьший уровень содержания вредных веществ.
- Движение на постоянной скорости, плавное уменьшение или увеличение скорости. В таком случае компьютер будет находиться также в режиме замкнутого контура, при этом использует все показания кислородного датчика. Двигатель вы можете раскрутить хоть до 7000 об/мин, нажав наполовину педаль газа, но компьютер все равно останется в режиме замкнутого контура, при этом обеспечивая состав горючей смеси в пределах примерно от 17.6:1 до 16.8:1.
- Резкое ускорение движения. Как только вы нажмете на педаль газа, при этом в полной мере открываете дроссельную заслонку – блок управления безоговорочно перейдет в режим разомкнутого контура. Под нагрузкой (а компьютер всегда может определить, какая нагрузка возлагается на двигатель) компьютер может переключить систему в режим разомкнутого контура немного раньше - уже, когда дроссельная заслонка открыта на 70% от ее хода или более. При этом состав горючей смеси поддерживаться в пределах от 12.8:1 до 14:1, для того чтобы получить большую мощность.
- Торможение двигателем или принудительный холостой ход. Компьютер перейдет в режим разомкнутого контура в тех случаях, когда обороты двигателя превысят величину оборотов на холостом ходу, а дроссельная заслонка полностью закроется. К примеру, когда вы движетесь на склоне, не выключив передачу и убрав ногу с педали газа. Компьютер при этом обеспечит обедненный состав смеси горения.
