ВАЗ-21214. Устройство системы центрального впрыска топлива  

  Главная      Автомобили - ВАЗ     ВАЗ-21213 (Нива вседорожник) - руководство по техническому обслуживанию и ремонту

 поиск по сайту           правообладателям

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  113  114  115  116  117  118  119  120  .. 

 

 

 

ВАЗ-21214. Устройство системы центрального впрыска топлива

9.1.1.1.

ВАЗ-21214. Нейтрализатор

 


Нейтрализатор
1 – керамический блок с катализаторами

Токсичными компонентами отработавших газов являются углеводороды (несгоревшее топливо), окись углерода и окись азота. Для преобразования этих соединений в нетоксичные служит трехкомпонентный каталитический нейтрализатор, установленный в системе выпуска сразу за приемной трубой глушителей. 

В нейтрализаторе находятся керамические элементы с микроканалами, на поверхности которых нанесены катализаторы: два окислительных и один восстановительный. Окислительные катализаторы (платина и палладий) способствуют преобразованию углеводородов в водяной пар, а окиси углерода в безвредную двуокись углерода. Восстановительный катализатор (родий) ускоряет химическую реакцию восстановления оксидов азота и превращения их в безвредный азот. 

Для эффективной нейтрализации токсичных компонентов и наиболее полного сгорания воздушно-топливной смеси необходимо, чтобы на 14,6–14,7 частей воздуха приходилась 1 часть топлива. 

Такая точность дозирования обеспечивается электронной системой впрыска топлива, которая непрерывно корректирует подачу топлива в зависимости от условий работы двигателя и сигнала от датчика концентрации кислорода в отработавших газах. 

Предупреждение
Не допускается работа двигателя с нейтрализатором на этилированном бензине. Это приведет к быстрому выходу из строя нейтрализатора и датчика концентрации кислорода. 
 

 

 

 

 

9.1.1. ВАЗ-21214. Устройство системы центрального впрыска топлива

9.1.1.2. ВАЗ-21214. Контроллер

 

Контроллер
1 – контроллер; 

2 – программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ); 

3 – крышка 

 

Контроллер (электронный блок управления) 29 (см. рис. Схема системы впрыска), расположенный под вещевым ящиком, является управляющим центром системы впрыска топлива. Он непрерывно обрабатывает информацию от различных датчиков и управляет системами, влияющими на токсичность отработавших газов и на эксплуатационные показатели автомобиля. 

В контроллер управления поступает следующая информация: 

– о положении и частоте вращения коленчатого вала; 
– об абсолютном давлении воздуха; 
– о температуре воздуха; 
– о температуре охлаждающей жидкости; 
– о положении дроссельной заслонки; 
– о содержании кислорода в отработавших газах; 
– о напряжении в бортовой сети автомобиля; 
– о скорости автомобиля; 
– о запросе на включение кондиционера (если установлен на автомобиле); 
– сигнал с октан-потенциометра. 

На основе полученной информации контроллер управляет следующими системами и приборами: 

– топливоподачей (форсункой и электробензонасосом); 
– системой зажигания; 
– регулятором холостого хода; 
– электроподогревом впускной трубы; 
– адсорбером системы улавливания паров бензина; 
– вентилятором системы охлаждения двигателя; 
– муфтой компрессора кондиционера (если он есть на автомобиле); 
– системой диагностики. 

Контроллер включает выходные цепи (форсунка, различные реле и т.д.) путем замыкания их на массу через выходные транзисторы контроллера. Единственное исключение – цепь реле топливного насоса. Только на обмотку этого реле контроллер подает напряжение +12 В. 

Контроллер имеет встроенную систему диагностики. Он может распознавать неполадки в работе системы, предупреждая о них водителя через контрольную лампу «CHECK ENGINE». Кроме того, он хранит диагностические коды, указывающие области неисправности, чтобы помочь специалистам в проведении ремонта. 

Память

В контроллере имеется два вида памяти: оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и однократно программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ). 

Оперативное запоминающее устройство это «блокнот» контроллера. Микропроцессор контроллера использует его для временного хранения измеряемых параметров для расчетов и для промежуточной информации. Микропроцессор может по мере необходимости вносить в него данные или считывать их. 

Микросхема ОЗУ смонтирована на печатной плате контроллера. Эта память является энергозависимой и требует бесперебойного питания для сохранения. При прекращении подачи питания содержащиеся в ОЗУ диагностические коды неисправностей и расчетные данные стираются. 

Программируемое постоянное запоминающее устройство. В ППЗУ находится общая программа, в которой содержится последовательность рабочих команд (алгоритмы управления) и различная калибровочная информация. Эта информация представляет собой данные управления впрыском, зажиганием, холостым ходом и т.п., которые зависят от массы автомобиля, типа и мощности двигателя, от передаточных отношений трансмиссии и других факторов. ППЗУ называют еще запоминающим устройством калибровок. 

Содержимое ППЗУ не может быть изменено после программирования. Эта память не нуждается в питании для сохранения записанной в ней информации, которая не стирается при отключении питания, т.е. эта память является энергонезависимой. ППЗУ устанавливается в гнезде на плате контроллера и может выниматься из контроллера и заменяться. 

ППЗУ индивидуально для каждой комплектации автомобиля, хотя на разных моделях автомобилей может быть применен один и тот же унифицированный контроллер. Поэтому при замене ППЗУ важно установить правильный номер модели и комплектации автомобиля. А при замене дефектного контроллера необходимо оставлять прежнее ППЗУ (если оно исправно). 

 

 

Датчики

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Датчик температуры охлаждающей жидкости 

Датчик температуры охлаждающей жидкости представляет собой термистор (резистор, сопротивление которого изменяется от температуры). Датчик завернут в выпускной патрубок охлаждающей жидкости на головке цилиндров. При низкой температуре датчик имеет высокое сопротивление (более 100 кОм при –40° С), а при высокой температуре – низкое (177 Ом при 100° С). 

Температуру охлаждающей жидкости контроллер рассчитывает по падению напряжения на датчике. Падение напряжения высокое на холодном двигателе и низкое на прогретом. Температура охлаждающей жидкости влияет на большинство характеристик, которыми управляет контроллер. 

Датчик температуры воздуха

Датчик температуры воздуха, завернутый в дно корпуса воздушного фильтра, также является термистором. Он постоянно измеряет температуру воздуха и следит за ее изменением. При понижении температуры воздуха его сопротивление возрастает, а при повышении – уменьшается. 

При колебаниях температуры контроллер отслеживает падение напряжения на датчике и регулирует количество впрыскиваемого топлива. 

Датчик абсолютного давления воздуха

 


Датчик абсолютного давления воздуха
Датчик абсолютного давления воздуха закреплен в коробке воздухопритока и соединен шлангом с патрубком 8 (см. рис. Агрегат центрального впрыска).


 

 

Он следит за давлением воздуха во впускной трубе, которое изменяется в результате изменения нагрузки на двигатель и частоты вращения коленчатого вала. 

Чувствительный элемент датчика – миниатюрная диафрагма с напыленным на ней резистором. В зависимости от давления воздуха изменяется натяжение диафрагмы и соответственно меняется сопротивление резистора. Встроенная в датчик микросхема преобразует это изменение сопротивления в изменение напряжения на выходе датчика. 

На холостом ходу создается сравнительно низкое напряжение сигнала на выходе датчика (1–1,5 В). А при полностью открытой дроссельной заслонке – самый высокий уровень сигнала (около 4–4,5 В), т.к. в этом случае давление во впускной трубе равно атмосферному. 

Датчик учитывает барометрическое давление, что позволяет контроллеру автоматически вносить высотные корректировки в подачу топлива. 

Контроллер использует информацию от датчика абсолютного давления для управления подачей топлива и опережением зажигания. При увеличении давления во впускной трубе (выходное напряжение датчика возрастает) – подача топлива увеличивается. При падении давления (выходное напряжение датчика снижается) – подача топлива уменьшается. 

Датчик концентрации кислорода

Датчик концентрации кислорода устанавливается на выпускном коллекторе. Кислород, содержащийся в отработавших газах, реагирует с датчиком кислорода, создавая разность потенциалов на выходе датчика. Она изменяется приблизительно от 0,1 В (высокое содержание кислорода – бедная смесь) до 0,9 В (мало кислорода – богатая смесь). 

Для нормальной работы датчик должен иметь температуру не ниже 360° С. Поэтому для быстрого прогрева после пуска двигателя в датчик встроен нагревательный элемент. 

Отслеживая выходное напряжение датчика концентрации кислорода, контроллер определяет, какую команду по корректировке состава рабочей смеси подавать на форсунки. Если смесь бедная (низкая разность потенциалов на выходе датчика), то дается команда на обогащение смеси. Если смесь богатая (высокая разность потенциалов) – дается команда на обеднение смеси. 

Датчик скорости

Датчик скорости автомобиля устанавливается на раздаточной коробке между приводом спидометра и наконечником гибкого вала привода спидометра. Принцип действия датчика основан на эффекте Холла. Датчик выдает на контроллер прямоугольные импульсы напряжения с частотой, пропорциональной скорости вращения ведущих колес. 

На основе информации от датчика контроллер устанавливает режим холостого хода, а также отключает вентилятор системы охлаждения при высокой скорости автомобиля. 

Октан-потенциометр

 

Октан-потенциометр
Октан-потенциометр установлен в моторном отсеке на стенке коробки воздухопритока и представляет собой переменный резистор.

Он выдает в контроллер сигнал корректировки угла опережения зажигания. Регулировка октан-потенциометра выполняется только на станции технического обслуживания с применением диагностического оборудования. 

Датчик положения дроссельной заслонки

Датчик положения дроссельной заслонки 4 (см. рис. Агрегат центрального впрыска) установлен на агрегате центрального впрыска топлива и связан с осью дроссельной заслонки. 

Датчик представляет собой потенциометр, на один конец которого подается плюс напряжения питания (5 В), а другой конец соединен с массой. С третьего вывода потенциометра (от ползунка) идет выходной сигнал к контроллеру. 

Когда дроссельная заслонка поворачивается (от воздействия на педаль управления), изменяется напряжение на выходе датчика. При закрытой дроссельной заслонке оно ниже 0,7 В. Когда заслонка открывается, напряжение на выходе датчика растет и при полностью открытой заслонке должно быть более 4 В. 

Отслеживая выходное напряжение датчика, контроллер корректирует подачу топлива в зависимости от угла открытия дроссельной заслонки (т.е. по желанию водителя). 

Датчик положения дроссельной заслонки не требует никакой регулировки, т.к. контроллер воспринимает холостой ход (т.е. полное закрытие дроссельной заслонки) как нулевую отметку. 

Датчик положения коленчатого вала

Датчик положения коленчатого вала индуктивного типа, предназначен для синхронизации работы контроллера с верхней мертвой точкой поршней 1-го и 4-го цилиндров и угловым положением коленчатого вала. 

Датчик установлен на крышке привода распределительного вала напротив задающего диска на шкиве привода генератора. На диске имеется 6 прорезей, равнорасположенных по окружности, и одна прорезь, расположенная в 10о от одной из них и служащая для генерирования импульса синхронизации. При вращении коленчатого вала прорези изменяют магнитное поле датчика, создавая импульсы напряжения на выходе датчика. 

Контроллер по сигналам датчика определяет частоту вращения коленчатого вала и выдает импульсы на форсунки. 

Сигнал запроса на включение кондиционера

Если на автомобиле установлен кондиционер, то сигнал поступает от выключателя кондиционера на панели приборов. В данном случае контроллер получает информацию о том, что водитель желает включить кондиционер. 

Получив такой сигнал, контроллер сначала подстраивает регулятор холостого хода, чтобы компенсировать дополнительную нагрузку на двигатель от компрессора кондиционера, а затем включает реле, управляющее работой компрессора кондиционера 

 

9.1.1.4. Система питания

Агрегат центрального впрыска

Датчик температуры охлаждающей жидкости 

Датчик температуры охлаждающей жидкости представляет собой термистор (резистор,

Агрегат центрального впрыска
 

 
1 – регулятор давления топлива; 2 – форсунка; 3 – штуцер для шланга подвода топлива; 4 – датчик положения дроссельной заслонки; 5 – штуцер для шланга отвода топлива в бак; 6 – патрубок для шланга продувки адсорбера; 7 – патрубок для шланга вентиляции картера двигателя; 8 – патрубок для шланга к датчику абсолютного давления; 9 – регулятор холостого хода; 10 – сектор привода дроссельной заслонки от педали в салоне автомобиля

Агрегат центрального впрыска топлива

Агрегат центрального впрыска топлива устанавливается на впускной трубе вместо карбюратора и состоит из корпуса топливоподачи (верхняя часть агрегата) и корпуса дроссельной заслонки (нижняя часть агрегата). В корпусе топливоподачи находится форсунка 2 для впрыска топлива и регулятор 1 давления топлива. В корпусе дроссельной заслонки расположены регулятор 9 холостого хода, дроссельная заслонка и датчик 4 положения дроссельной заслонки. Для отбора разрежения имеются три патрубка 6, 7 и 8, соединенные с задроссельным пространством. 

Регулятор давления топлива

Схема работы регулятора давления топлива

 

Схема работы регулятора давления топлива
1 – диафрагма регулятора давления; 

2 – пружина; 

3 – клапан регулятора давления; 

4 – форсунка; 

А – канал подвода топлива; 

В – канал слива топлива 

 

Регулятор давления топлива поддерживает давление топлива, подающегося к форсунке, на постоянном уровне в пределах 190–210 кПа. Он состоит из клапана 3 с диафрагмой 1, поджатого тарированной пружиной к седлу в корпусе топливоподачи агрегата. 

Когда давление топлива становится выше нормы, оно преодолевает усилие пружины, клапан открывается, избыток топлива по каналу «В» и сливной магистрали сливается в топливный бак и давление топлива уменьшается. При падении давления ниже нормы клапан пружиной прижимается к седлу и слив топлива прекращается. 

Регулятор холостого хода

Схема работы регулятора холостого хода

 

Схема работы регулятора холостого хода
1 – корпус топливоподачи; 

2 – клапан регулятора холостого хода; 

3 – дроссельная заслонка; 

4 – канал холостого хода; 

5 – регулятор холостого хода 

 

Регулятор холостого хода 5 регулирует частоту вращения коленчатого вала на режиме холостого хода, управляя количеством подаваемого воздуха в обход закрытой дроссельной заслонки по каналу 4. Он состоит из шагового электродвигателя и соединенного с ним конусного клапана 2. Клапан выдвигается или убирается шаговым электродвигателем, по сигналам контроллера. 

Когда игла регулятора полностью выдвинута (что соответствует 0 шагов), клапан полностью перекрывает проход воздуха. Когда игла вдвигается, то обеспечивается расход воздуха, пропорциональный количеству шагов отхода иглы от седла. 

Форсунка 

Форсунка 4 (см. рис. Схема работы регулятора давления топлива) представляет собой электромагнитный клапан. Когда на нее от контроллера поступает импульс напряжения, то клапан открывается и топливо через распылитель тонко распыленной струей под давлением впрыскивается в смесительную камеру над дроссельной заслонкой. После прекращения подачи электрического импульса подпружиненный клапан перекрывает подачу топлива. 

Электробензонасос

Электробензонасос – двухступенчатый, роторного типа, неразборный, установлен в топливном баке. Он обеспечивает подачу топлива под давлением более 284 кПа. Электробензонасос включается с помощью вспомогательного реле 22 (см. рис. Особенности схемы электрооборудования автомобилей ВАЗ–21214 с центральным впрыском топлива). 

Электробензонасос расположен непосредственно в топливном баке, что снижает возможность образования паровых пробок, т.к. топливо подается под давлением, а не под действием разрежения. 

Топливный фильтр

Топливный фильтр встроен в подающую магистраль между электробензонасосом и агрегатом центрального впрыска топлива, установлен в моторном отсеке на левом брызговике. Фильтр – неразборный, имеет стальной корпус с бумажным фильтрующим элементом. 

Электроподогреватель впускной трубы установлен в нижней части впускной трубы, непосредственно под агрегатом центрального впрыска топлива. Он служит для ускоренного прогрева системы впуска холодного двигателя. Это обеспечивает быстрое испарение топлива и его равномерное распределение по цилиндрам. В результате улучшаются ездовые качества с холодным двигателем и уменьшается токсичность отработавших газов. 

Контроллер включает электроподогреватель с помощью вспомогательного реле 23 (см. рис. Особенности схемы электрооборудования автомобилей ВАЗ–21214 с центральным впрыском топлива). при выполнении всех следующих условий: температура охлаждающей жидкости ниже 65° С, температура воздуха на впуске ниже 80° С и напряжение питания более 8 В. Эти условия имеют место на непрогретом работающем двигателе с минимальной электрической нагрузкой от вспомогательных агрегатов. 

Контроллер выключает электроподогреватель при выполнении одного из следующих условий: температура охлаждающей жидкости выше или равна 65° С, температура воздуха на впуске больше 80° С и напряжение питания меньше 6 В. Эти условия имеют место на прогретом двигателе и/ или при высокой электрической нагрузке от вспомогательных агрегатов. 

 

 

9.1.1.5. Система зажигания

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

В системе зажигания не используются традиционные распределитель и катушка зажигания. Здесь применяется модуль зажигания 14 (см. рис. Особенности схемы электрооборудования автомобилей ВАЗ–21214 с центральным впрыском топлива), состоящий из двух катушек зажигания и управляющей электроники высокой энергии. Система зажигания не имеет подвижных деталей и поэтому не требует обслуживания. Она также не имеет регулировок (в том числе и угла опережения зажигания), т.к. управление зажиганием осуществляет контроллер. 

В системе зажигания применяется метод распределения искры, называемый методом «холостой искры». Цилиндры двигателя объединены в пары 1–4 и 2–3 и искрообразование происходит одновременно в двух цилиндрах: в цилиндре, в котором заканчивается такт сжатия (рабочая искра), и в цилиндре, в котором происходит такт выпуска (холостая искра). В связи с постоянным направлением тока в обмотках катушек зажигания ток искрообразования у одной свечи всегда протекает с центрального электрода на боковой, а у второй – с бокового на центральный. Свечи применяются типа А17ДВРМ или АС.R43XLS с зазором между электродами 1,0–1,13 мм. 

Модуль зажигания получает сигнал от датчика положения коленчатого вала, обрабатывает его и посылает в контроллер опорный сигнал с частотой один импульс за 180° поворота коленчатого вала. Модуль зажигания также посылает сигнал для работы тахометра в комбинации приборов. При оборотах двигателя до 500 мин–1 зажиганием управляет модуль зажигания путем включения каждой катушки с заданным интервалом только на базе данных частоты вращения коленчатого вала. 

При оборотах выше 500 мин–1 – зажиганием управляет контроллер, используя следующую информацию: 

– частота вращения коленчатого вала; 
– нагрузка двигателя (абсолютное давление воздуха); 
– атмосферное (барометрическое) давление воздуха; 
– температура охлаждающей жидкости; 
– температура воздуха на впуске; 
– положение коленчатого вала. 

 

 

 


9.1.1.6. Система улавливания паров бензина

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

В системе применен метод улавливания паров угольным адсорбером, установленным в моторном отсеке. На неработающем двигателе пары бензина из сепаратора подаются через гравитационный клапан в адсорбер, где они поглощаются активированным углем. Затем при работающем двигателе адсорбер продувается воздухом и пары отсасываются к патрубку 6 (см. рис. Агрегат центрального впрыска), а затем во впускную трубу для сжигания в ходе рабочего процесса. 

Контроллер управляет продувкой адсорбера, включая электромагнитный клапан 12 (см. рис. Особенности схемы электрооборудования автомобилей ВАЗ–21214 с центральным впрыском топлива), расположенный на крышке адсорбера. При подаче на клапан напряжения, он открывается, выпуская пары во впускную трубу. Управление клапаном осуществляется методом широтно-импульсной модуляции. Клапан включается и выключается с частотой 16 раз в секунду (16 Гц). Чем выше расход воздуха, тем больше длительность импульсов включения клапана. 

Контроллер включает клапан продувки адсорбера при выполнении всех следующих условий: 

– температура охлаждающей жидкости выше 80° С; 
– система управления топливоподачей работает в режиме замкнутого цикла; 
– скорость автомобиля превышает 21 км/ч. После включения клапана критерий скорости меняется. Клапан отключится только при снижении скорости до 9 км/ч; 
– открытие дроссельной заслонки превышает 2 %. Этот фактор в дальнейшем не играет значения, если он не превышает 99 %. При полном открытии дроссельной заслонки контроллер отключает клапан продувки адсорбера. 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  113  114  115  116  117  118  119  120  ..