Микропроцессорная система управления.
включают:
1) микропроцессор (МП), осуществляющий все арифметические операции и общее управление устройствами;
2) оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) для хранения промежуточных результатов вычислений;
3) постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) для хранения программ управления всей системы в целом;
4) предусмотрены три типа датчиков: а)режимных параметров; б)коррекции; в) защиты.
структурная схема микропроцессорной системы управления
дизельного двигателя.
Особо важной задачей топливоподачи дизельного двигателя является качественное обеспечение переходных процессов, так как это непосредственно связано с технико-экономическими показателями работы двигателя.
Она состоит из программного задатчика положений рейки ПЗ, вычисляемых по значениям частоты вращения коленчатого вала двигателя п, положению педали управления подачей топлива ψпедали и информации от датчиков коррекции ДК; регулятора Р. вычисляющего рассогласование между расчетным значением положения рейки hрасч и действительным hд; исполнительного механизма ИМ, включенного в контур регулятора и формирующего интегральную составляющую топливного насоса высокого давления ТНВД и двигателя Д.
Микропроцессорная система управления дизелем изменяет угол опережения впрыска топлива по оптимальному закону в зависимости от нагрузки и частоты вращения коленчатого вала.
Примером ЭСАУ топливоподачей дизельного двигателя с рампой-аккумулятором может служить система Common Rail фирмы Bosch
Система содержит: 1- топливный насос высокого давления; 2 -перепускной клапан; 3 - электромагнитный клапан - регулятор давления; 4 - топливный фильтр; 5 -топливный бак с топливоподкачивающим насосом и предварительным фильтром; 6- электронный блок управления; 7- реле включения свечей накаливания; 8 -аккумуляторная батарея; 9 - топливная рампа-аккумулятор; 10 - датчик давления топлива в рампе; 11 - топливный жиклер; 12- предохранительный клапан; 13 - датчик температуры топлива; 14 - электромагнитная форсунка; 15 - свеча накаливания; 16 - датчик температуры охлаждающей жидкости; 17- датчик положения коленчатого вала; 18 -фазовый дискриминатор; 19 - датчик температуры воздуха на впуске; 20 - датчик давления наддува; 21 - пленочный датчик массового расхода воздуха; 22 - турбокомпрессор; 23 - пневматический клапан управления рециркуляцией; 24 - пневматический клапан управления наддувом; 25- вакуумный насос; 26 - приборная панель; 27- датчик положения педали управления топливоподачей; 28 - датчик нажатия педали тормоза; 29 - датчик выключения сцепления; 30 - датчик скорости автомобиля; 31 - пульт управления круиз-контроля; 32 - компрессор кондиционера; 33 - переключатель кондиционера; 34 - аварийная лампа и диагностический разъем
Топливо из бака 5 топливоподкачивающим насосом подается через фильтр 4 в ТНВД 1. Из насоса топливо поступает в рампу-аккумулятор 9 и распределяется по форсункам 14. Давление топлива в рампе-аккумуляторе поддерживается на постоянном уровне 135 МПа, что обеспечивается датчиком 10 и электромагнитным клапаном 3.
Для защиты двигателя используется ограничительный клапан 12 открывающийся при давлении свыше 150 МПа. Количество впрыскиваемого топлива определяется длительностью открытия электромагнитной форсунки. Для снижения потерь энергии на сжатие топлива в режиме холостого хода и частичных нагрузок производительность ТНВД может уменьшаться путем открытия перепускного клапана 2.
По своей структуре ЭСАУ Common Rail во многом аналогична рассмотренным ранее системам впрыска бензиновых двигателей.
Датчик положения коленчатого вала 17 индукционного типа используется для определения частоты вращения и положения коленчатого вала. Информации от этого датчика недостаточно чтобы различить конец такта сжатия, поэтому используется датчик положения распределительного вала 18 - фазовый дискриминатор. В основу работы датчика положен эффект Холла.
ЭСАУ получает информацию о температуре охлаждающей жидкости и воздуха на впуске. В некоторых модификациях системы используются датчики температуры масла и топлива.
Для обеспечения точного определения состава рабочей смеси и снижения вредных выбросов, особенно на переходных режимах, используется пленочный датчик массового расхода воздуха устанавливаемый до турбокомпрессора.
Положение педали управления режимом работы двигателя определяется потенциометрическим датчиком, при этом какая-либо механическая связь педали с системой топливоподачи отсутствует.
Для определения давления наддува используется датчик абсолютного давления с пьезорезистивными чувствительными элементами.
В процессе управления двигателем можно выделить следующие функции и режимы: режим пуск двигателя, рабочий режим, режим холостого хода, функция обеспечения равномерности работы двигателя и снижения колебаний при переходных процессах, режим автоматического поддержания заданной скорости автомобиля, ограничение топливоподачи, остановка двигателя.
При пуске двигателя количество впрыскиваемого топлива является постоянной величиной. В рабочем режиме для определения количества топлива используется сигнал датчика положения педали управления топливоподачей и датчика положения коленчатого вала двигателя. БУ обрабатывает информацию от датчиков и используя характеристические карты вычисляет значение угла опережения впрыска (момент подачи топлива) и длительность открытия форсунки.
Для снижения расхода топлива частота вращения коленчатого вала в режиме холостого хода поддерживается на минимальном устойчивом уровне, при этом учитывается температура двигателя и сигналы о включении кондиционера и других устройств, создающих
нагрузку.
Основные компоненты ЭСАУ двигателем
Электробензонасосы
Электробензонасос постоянно нагнетает топливо из топливного бака. Он может быть встроен непосредственно в топливный бак (погружной) или расположен снаружи (магистральный).
Применяемые в настоящее время погружные насосы смонтированы в баке вместе с датчиком уровня топлива и завихрителем, служащим для отделения пузырьков пара в сливном канале. двухступенчатый электробензонасос с шестернями внутреннего зацепления, у которого: 1 - первая ступень (секция с боковым каналом); 2- главная ступень (шестерни внутреннего зацепления; 3- якорь; 4 - коллектор; 5- обратный клапан; 6 – штекер. А на рис. 6.20 изображен вухступенчатый электробензонасос периферийного нагнетания, состоящего из: 1 - всасывающая крышка со штуцером; 2- крыльчатка; 3- первая ступень(секция с боковым каналом); 4- главная ступень (с периферийным нагнетанием); 5- корпус; 6- якорь; 7- обратный клапан; 8- крышка подключения со штуцером. Во избежание перегрева при применении магистральных насосов, в топливный бак может быть встроен насос подкачки, который подает топливо к главному насосу под малым давлением.
Для обеспечения требуемого давления на любых режимах, к двигателю подается значительно больше топлива, чем он максимально расходует. Включение электробензонасоса осуществляется по сигналу от БУ двигателя.
Электробензонасосы состоят из насосной части, электродвигателя постоянного тока и крышки подключения.
Электродвигатель и насосная часть электробензонасоса имеют общий корпус и постоянно омываются топливом. Это благоприятно сказывается на охлаждении электродвигателя. Отсутствие кислорода в корпусе исключает возможность образования взрывоопасной смеси. В крышке подключения смонтированы электрические контакты, обратный клапан, нагнетательный и сливной штуцеры. Обратный клапан определенное время сохраняет давление в системе после отключения электробензонасоса во избежание образования паровых пробок. Дополнительно в крышке подключения может быть установлено помехоподавительное устройство.
В зависимости от требований к системам применяются насосы различных принципов действия (, а - роликовый насос; б - периферийный насос; в - шестеренный насос внутреннего зацепления; г - насос с боковым каналом).
Объемные насосы. Роликовые насосы и шестеренчатые насосы внутреннего зацепления относятся к группе объемных насосов.
Действие насоса состоит в том, что вращающиеся камеры меняющейся величины открывают впускной канал и за счет увеличения камеры засасывают топливо. Когда достигается максимальное заполнение, впускной канал закрывается и открывается нагнетательный канал. Посредством уменьшения камер топливо выталкивается. В роликовых насосах камеры образуются за счет вращающихся роликов, находящихся в сепараторе. Под влиянием центробежной силы и топливного давления они прижимаются к эксцентрической поверхности статора. Эксцентриситет между сепаратором и статором обуславливает увеличение и уменьшение объема камер.
Шестеренчатый насос внутреннего зацепления состоит из одной внутренней приводной шестерни, находящейся в зацеплении с эксцентрично установленным ротором, который имеет на один зуб больше. Боковые стороны зуба при вращении образуют в своих промежутках меняющиеся камеры. Роликовые насосы могут применяться при давлении топлива до 650 кПа, шестеренчатый насос внутреннего зацепления до 400 кПа, что вполне достаточно для использования в системах впрыска топлива во впускной трубопровод.
Лопастные насосы. К лопастным насосам относятся периферийные и насосы с боковым каналом. В них топливо ускоряется лопастями крыльчатки и вытесняется в один канал. Периферийные насосы отличаются от насосов с боковым каналом большим количеством лопастей, формой крыльчатки и наличием распределенных по окружности каналов. Периферийные насосы могут создать давление топлива только до 300 кПа, но они отличаются малошумной работой и находят свое применение благодаря непрерывному, практически не пульсирующему течению топлива. Насосами с боковым каналом создается давление только до 100 кПа. Их применяют как подкачивающие насосы в системах с магистральным насосом и как первую ступень при двухступенчатых погружных насосах в автомобилях с проблемами горячего пуска, а также в системах с одноточечным впрыском.