Система электронного впрыска топлива (EFI-система)
1. Регулятор давления топлива; 2. Вакуумный клапан регулятора; 3. Вакуумный клапан рециркуляции; 4. Модуляционный клапан рециркуляции; 5. Главный клапан рециркуляции; 6. Датчик температуры газов системы рециркуляции; 7. Пусковая форсунка; 8. Распределитель зажигания; 9. Катушка; 10. Электронный блок зажигания; 11. Стартер; 12. Кондиционер; 13. Батарея; 14. Контрольная лампа диагностики двигателя; 15. Блокирующий переключатель; 16. Датчик включения передней ведущей оси; 17. Датчик скорости; 18. Вывод диагностического разъема ТЕ1; 19. К замку зажигания; 20. Датчик кислорода; 21. Воздушный насос; 22. Датчик температуры воздуха; 23. Измеритель потока; 24. Бак; 25. Топливный фильтр; 26. Датчик угла поворота заслонки; 27. Подавитель пульсаций; 28. Клапан регулятора оборотов холостого хода; 29. Форсунка; 30. Реле пусковой форсунки; 31. Контактный датчик температуры жидкости; 32. Аналоговый датчик температуры жидкости
Система электронного впрыска топлива автомобилей с 1993 г.
1. Вакуумный клапан импульсной системы подачи воздуха ; 2. Модуляционный клапан рециркуляции; 3. Вакуумный клапан рециркуляции; 4. Главный клапан рециркуляции; 5. Пневмоамортизатор; 6. Вакуумный клапан регулятора давления; 7. Топливный фильтр; 8. Датчик угла поворота заслонки; 9. Измеритель потока; 10. Датчик температуры воздуха во всасывающем коллекторе; 11. Воздушный фильтр; 12. Бачок с поглотителем; 13. Вакуумный распределитель; 14. Вакуумный клапан для системы управления; 15. Распределитель зажигания; 16. Глушитель; 17. Бак; 18. Резистор топливного насоса; 19. Реле включения топливного насоса; 20. Датчик кислорода; 21. Нейтрализатор; 22. Блок зажигания; 23. Датчик температуры газов в впускном коллекторе; 24. Блокирующий переключатель; 25. Выключатель сигнала торможения; 26. Батарея; 27. Переключатель DLC1; 28. Стартер; 29. Кондиционер; 30. Датчик скорости; 31. Главное реле впрыска; 32. Реле цепи топливного насоса; 33. К замку зажигания; 34. Форсунка; 35. Датчик детонации; 36. Термовакуумный распределительный клапан
Автомобили оборудованы системой электронного впрыска топлива (EFI-системой), в которую входят три подсистемы – система подачи топлива, система забора воздуха и электронная система управления.
Топливная система
Топливный насос, расположенный в баке, обеспечивает подачу топлива под постоянным давлением в распределитель, из которого топливо равномерно распределяется по форсункам. Из распределителя топливо подается во впускные каналы цилиндров через форсунки. Количество впрыскиваемого топлива контролируется с высокой точностью электронным блоком управления (ЕСМ-блоком). Регулятор давления топлива обеспечивает изменение давления топлива в соответствии с разрежением на всасывающем коллекторе. Топливный фильтр смонтирован между топливным насосом и распределителем топлива и предназначен для очистки бензина и защиты агрегатов системы впрыска от выхода из строя.
Система забора воздуха
Система забора воздуха состоит из воздушного фильтра, корпуса дроссельной заслонки и канала, соединяющего эти два агрегата. Датчик температуры воздуха (IAT. датчик) отслеживает температуру отбираемого воздуха. Сигнал с датчика поступает на электронный блок управления, который обеспечивает дозировку впрыскиваемого топлива в соответствии с температурой воздуха. Дроссельной заслонкой управляет водитель. По мере открывания дроссельной заслонки увеличивается скорость поступающего воздуха, что приводит к понижению его температуры. Датчик регистрирует изменение температуры воздуха и подает сигнал на блок ЕСМ, который в свою очередь увеличивает дозу впрыскиваемого топлива.
Электронная система управления
Управление электронным впрыском топлива и другими системами обеспечивается процессорным ЕСМ-блоком. В состав ЕСМ-блока входит микропроцессор. На блок поступают сигналы от целого ряда датчиков, которые отслеживают такие параметры как температура воздуха на входе в цилиндры, угол поворота дроссельной заслонки, температура охлаждающей жидкости, число оборотов двигателя, скорость движения автомобиля и содержание кислорода в отработанных газах. На основании этих данных блок управления определяет длительность впрыска топлива, при которой обеспечивается поддержание оптимального соотношения бензина и воздуха в горючей смеси. Некоторые из этих датчиков и соответствующие реле, срабатывающие от блока управления, относятся к системе снижения токсичности и не входят в состав системы электронного впрыска топлива.
Система Впрыска EFI(Electronic Fuel Injection).
Первым коммерческим электронным впрыском топлива (EFI) является система Electrojector, разработанная компанией Bendix, и которая была предложена компанией American Motors Corporation (AMC) на двигателе 327 объемом 5,4 литра установленном на автомобиль Rambler Rebel в 1957 году. Впрыск Electrojector являлся опцией для 327 двигателя. Его мощность составила 288 л.с. (214,8 кВт). Пик крутящего момента сдвинулся на 500 оборотов в минуту вниз, чем аналогичный двигатель с карбюраторным впрыском. Стоимость опции EFI составляла $395 по состоянию на 15 июня 1957 года. С системой Electrojector было продано очень мало автомобилей и не одна из них не являлась серийной. Система EFI установленная в Rambler Rebel отлично зарекомендовала себя при положительных температурах, а при отрицательных наблюдались серьезные проблемы с пуском двигателя.
В 1958-м году компания Chrysler предложила свою систему Electrojector на автомобилях Chrysler 300D, DeSoto Adventurer, Dodge D-500 и Plymouth Fury. Это были первые серийные автомобили оснащенные системой EFI. Эта система EFI была совместно разработана компаниями Chrysler и Bendix. Большинство из 35 автомобилей изначально оборудованные электронной системой впрыска были переоборудованы с 4-карбюраторных систем. Патенты системы впрыска Electrojector впоследствии были проданы компании Bosch.
Компания Bosch разработала электронную систему впрыска топлива D-Jetronic, которая впервые была применена на автомобиле VW 1600TL/E в 1967 году. Это была первая электронная система впрыска топлива, которая для расчета топливо-воздушной смеси использовала показания датчиков частоты вращения двигателя и плотности воздуха во впускном коллекторе. Эта система была адаптирована для автомобилей таких производителей, как VW, Mercedes-Benz, Porsche, Citroën, Saab и Volvo. В 1974-м году Bosch модернизировала систему D-Jetronic до систем K-Jetronic и L-Jetronic, хотя некоторые автомобили (например Volvo 164) продолжали использовать систему D-Jetronic еще на протяжении несколько лет. В 1970 году компания Isuzu вместе с Bosch адаптировали систему впрыском топлива D-Jetronic для автомобиля Isuzu 117 Coupe, которая продавалась только в Японии.
В 1975-м году на автомобиле Cadillac Seville появилась система EFI разработанная компанией Bendix и смоделированная практически аналогична Bosch D-Jetronic. Система L-Jetronic впервые появилась в 1974-м году на автомобиле Porsche 914, которая использует механический счетчик расхода воздуха. Этот подход требует дополнительных датчиков для измерения атмосферного давления и температуры, для того чтобы в конечном итоге вычислить "воздушную массу". L-Jetronic получила широкое распространение на европейских автомобилей того периода, и несколько японских моделей спустя некоторое время.
В Японии в январе 1974-м году Toyota впервые установила систему EFI на двигатель 18R-E, которым опционально оснащался автомобиль Toyota Celica. Система EFI установленная на двигатель 18R-E являлась многоточечной системой впрыска топлива. Nissan предложил электронную многоточечную систему впрыска топлива в 1975 году. Это была система компании Bosch L-Jetronic, установленной на двигатель Nissan L28E и Nissan Fairlady Z, Nissan Cedric и Nissan Gloria. Вскоре Toyota последовала той же технологии в 1978 году, которую опробовала на двигателе 4M-E, устанавливающимся на Toyota Crown, Toyota Supra и Toyota Mark II. В 1980 году в качестве стандартного оборудования Isuzu Piazza и Mitsubishi Starion оснастили электронной системой впрыска топлива, разработанных отдельно обеими компаниями дизельных двигателей. В 1981 году Mazda продемонстрировала систему EFI на автомобиле Mazda Luce с двигателем Mazda FE, а в 1983 Subaru оснастила ею свой двигатель EA81, установленный на автомобиль Subaru Leone. Honda в 1984 разработала собственную систему PGM-FI для Honda Accord и Honda Vigor (двигатель Honda ES3).
В 1980 году Motorola представила первый электронный блок управления двигателем(ECU) ЕЭС III. Он тесно интегрирован с системами управления двигателем, например, впрыском топлива и зажиганием. На сегодняшний день это стандартный подход для управления системами впрыска топлива.
Основные типы электронного впрыска
SPFI (Single Point Fuel Ijection) − Одноточечный инжектор устанавливается в корпусе дроссельной заслонки, в том месте, где в раньше устанавливался карбюратор. Таким образом электронный впрыск выполняется при помощи одной форсунки сразу для всех цилиндров.
Такая схема впрыска была введена в 1940-х годах на больших авиационных двигателях. В автомобильной промышленности на двигателях легковых автомобилях одноточечный инжектор стали устанавливать в 1980-е годы. У разных производителей система имела разные названия, например TBI у General Motors, CFI у Ford, EGI у Mazda. Из-за того, что топливо впрыскивается во впускные каналы, такая схема имеет общее название "мокрый впрыск".
Самый главный плюс системы SPFI состоит в низкой стоимости самой системы. Большинство вспомогательных компонентов карбюратора, таких как воздушный фильтр, впускной коллектор и воздушный тракт могут использоваться совместно с системой SPFI без дополнительных доработок. Система SPFI широко использовалась на американском рынке с 1980-го по 1995-й год, на европейском же была популярна в начале и середине 1990-х годов.
CFI (Continuous Fuel Injection) − Непрерывный впрыск топлива. Топливо впрыскивается непрерывно при помощи одной или нескольких форсунок, но с переменной скоростью. Это главное отличие от большинства систем впрыска, в которых топливо впрыскивается короткими импульсами различной продолжительности каждого импульса.
Непрерывный впрыск может быть, как одноточечным так и многоточечный, но не может быть непосредственным.
Самая распространенная система непрерывного впрыска K-Jetronic производства Bosch, который появился в 1974-м году. Система K-Jetronic использовалась на протяжении многих лет с 1974-го до середины 1990-х годов такими авто-производителями, как BMW, Lamborghini, Ferrari, Mercedes-Benz, Volkswagen, Ford, Porsche, Audi, Saab, DeLorean, Volvo и Toyota.
CPFI (Central Port Fuel Injection) − Центральный впрыск топлива. Эту систему использовала General Motors с 1992-го по 1996-й год. В ней используются каналы с тарельчатыми клапанами от центрального инжектора для распыления топлива в каждый впускной канал, а не в корпус дроссельной заслонки, как в системе SPFI. Давление топлива аналогично системе SPFI.
MPFI (Multi Point Fuel Injection) − Многоточечный(Мультиточечный) впрыск топлива. Впрыск топлива осуществляется во впускной канал чуть выше от впускного клапана каждого цилиндра, а не в центральной точке впускного коллектора. Система MPFI (или MPI) может быть одновременной или последовательной, т.е. все форсунки работают ассинхронно, каждая из них управляется отдельно CPU двигателя и подает импульс в необходимый момент для каждой форсунки каждого цилиндра.
Многие современные системы EFI используют последовательную систему впрыска топлива MPFI. Но в новых бензиновых двигателях систему MPFI уверенно начинают заменять системы прямого(непосредственного) впрыска.
DFI (Direct Fuel Injection) − Прямой(Непосредственный) впрыск топлива. В двигатель с непосредственным впрыском, в отличие от всех других систем впрыска, топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания.
Впервые система непосредственного впрыска топлива DFI была применена на двигателе Mitsubishi (GDI − Gasoline Direct Injection). Сегодня эта система впрыска активно применяется на новых двигателях автомобильных производителей Audi (TFSI), Volkswagen (FSI, TSI), Toyota D4 и т.д.
Использование непосредственного впрыска позволяет достичь 15% топливной экономичности и повысить экологичный класс двигателя.
Система DFI достаточно дорога относительно других систем электронного впрыска топлива за счет того, что для обеспечения ее нормальной работы требуется достичь большое давление в топливной магистрали. Для этого используется специальный топливный насос высокого давления(ТНВД). В свою очередь форсунки подвергаются более высокому давлению и температуре, из-за чего для их производства применяются более дорогостоящие материалы. А так же требуются высокоточные электронные системы, чтобы впрыск топлива в цилиндры происходил в строго определенное время. С такой системой весь впускной коллектор становится сухим, что позволяет содержать систему впуска в идеально чистом состоянии.
Вопрос по ДВИГАТЕЛЮ: что означает сие "DOHC EFI"
85 лет назад на заводе «Пежо» работали четыре инженера и одновременно гонщика: Эрне Анри, Жорж Буалло, Жюль Гу, Поль Зуккарелли — «банда четырех». Так их прозвали за стремление любым путем реализовать свою идею. Именно они сообща задумали, спроектировали, построили и испытали на гонках новую конструкцию гоночного мотора: два распределительных вала (Double overhead cam-shafts = DOHC) в головке цилиндров и четыре клапана (4 valves) на каждый цилиндр. Двигатели тогда были тихоходными (максимум две тысячи оборотов в минуту) — длинные толкающие штанги, тяжелые и массивные коромысла оказывались не по силам клапанным пружинам.
Кажется, первым выдвинул идею Зуккарелли — поместить распределительные валы непосредственно над каждым рядом клапанов (впускных и выпускных) и отказаться от «посредников» — коромысел, штанг, рокеров и т.п. А чтобы каждый клапан сделать еще легче, пусть их будет на цилиндр не два, а четыре. Четыре легких клапана. И даже при увеличении оборотов в полтора раза на пружины станут приходиться существенно меньшие нагрузки.
Э. Анри (теоретик «банды») рассчитал, что чем больше смеси мотор «вдохнет» за рабочий цикл, тем выше мощность. Соответственно, надо довести до предела проходное сечение клапанов. Через кольцевые щели двух впускных клапанов малого диаметра, вычислил Анри, в цилиндр поступит примерно в полтора раза больше горючей смеси, чем через один большой. Кроме того, смесь при такой конструкции будет лучше сгорать, вырастет К.П.Д. и экономичность двигателя.
Банда четырех» добилась своего. Гоночные «Пежо» стали одерживать одну победу за другой. Новую конструкцию стали копировать фирмы «Балло», «Санбим», «Воксхолл», «Сальмсон» и многие другие. Жизнь доказала правильность выбранного технического решения, несмотря на всю его сложность. Тогда бытовало мнение, что сложный механизм — это ненадежный механизм. Увы, известно немало очень простых конструкций, быстро выходивших из строя в результате невысокой точности изготовления, недостаточной смазки, несовершенного расчета нагрузок или ошибок в выборе материала.Сразу ухватились за новую идею в авиационной промышленности. Сложные, но очень надежные авиамоторы быстро пошли в серию. (Приведем лишь один пример — известный авиамотор АМ-34 конструкции А. Микулина, производство которого было освоено в начале тридцатых годов.)
Автомобильные заводы тоже выпускали двигатели такого типа, но в мизерных количествах. (Первым отечественным автомобилем с мотором с двумя распредвалами и четырьмя клапанами на цилиндр стал в 1951 году. карьерный самосвал МАЗ-525 с дизелем Д-12А, разновидностью танкового двигателя В-2, который, в свою очередь, вел происхождение от авиамотора.)
Возможно, что силовые агрегаты DOHC-4V так и остались бы уделом гоночных и спортивных машин, но нефтяной кризис, стремление поднять мощность малолитражных моторов и борьба за снижение вредных выбросов дали новый толчок к поиску. Кстати, былая боязнь сложных конструкций исчезла с приходом в автомобилестроение современных технологий.
И вот в конце восьмидесятых и начале девяностых годов один за другим стали появляться на свет двухвальные и четырехклапанные двигатели. Сегодня более полусотни автомобильных фирм серийно выпускают эти моторы. Но массовое производство ставит и свои непростые задачи. Для привода двух распределительных валов в головке цилиндров можно использовать зубчатый ремень, цепь или набор шестерен. Ремень дешев, не требует смазки, практически бесшумен, но его обрыв означает катастрофу для всего двигателя: неуправляемый клапан наталкивается на поршень, оба разрушаются, повреждая одновременно гильзу цилиндра и блок. Цепь надежней, хотя и шумнее. Недостаток — постепенное вытягивание. Устройства для автоматического натяжения решают проблему, но для цепи, которая должна работать в масляном «тумане», необходим еще и герметичный картер.Набор шестерен сложен, дорог и очень шумен, но абсолютно надежен.
Пока конструкторский рейтинг выглядит так: выше всех — ремень, потом — цепь и, наконец, шестерни. В случае технологически скверного исполнения любого из приведенных вариантов владелец автомобиля становится мастером площадной брани. Если же все сделано хорошо, то водитель, естественно, даже забывает поинтересоваться устройством привода этого самого DOHC. О достоинствах четырех клапанов на цилиндр речь уже шла. Но не забудем, что чем выше степень сжатия, тем выше К.П.Д. мотора. И не удивительно, что современные двигатели работают с высокими (9,5 — 10) степенями сжатия. В таких случаях самая выгодная форма камеры сгорания — полусферическая — превращается в шаровой сегмент. (На лицах теоретиков термодинамики сразу же появляется мина отвращения.)
Приходится искать компромисс. С одной стороны, надо сделать камеру сгорания шатрообразной, а с другой — «шатер» должен быть покатым, со скругленными углами. Этого можно добиться только уменьшая угол между впускными и выпускными клапанами. Словом, дан приказ: выше степень сжатия — меньше угол между клапанами. На двигателе CEAT-Ibuza-GTI, к примеру, всего 25 (на моторах «Ниссан-Алмера» — 26, а у «Ягуар-V8» — 28).При четырех клапанах на цилиндр единственное место для свечи в камере сгорания — в центре. Длинные газовые каналы настолько увеличивают высоту головки цилиндров, что свеча оказывается на дне глубокого колодца. Вывернуть и вынуть ее оттуда поможет специальный ключ. Но не в этом дело. А если «колодец» заполнить чем-нибудь полезным, скажем, разместить сразу над свечой «личную» катушку зажигания? И заткнуть сверху колодец герметичной пробкой (пластмассовой или резиновой), через которую пропустить кабель? Тогда в сырую погоду провод от катушки зажигания к свече всегда будет сухим! Вот так неизбежный недостаток стал преимуществом.Схема привода клапанов DOHC (есть и другое название — Twin Cam) страдает одним недостатком. Для регулировки клапанных зазоров приходится вынимать кулачковые валы, нарушать установку фаз газораспределения и подбирать толщину регулировочных шайб между кулачком и стаканчиковым толкателем. Потом снова сборка, повторное измерение зазора и, если не удалось угадать с прокладками, начинай все сначала.Конечно, трудоемкие регулировки никого, кроме гоночных механиков-трудоголиков не радовали. Конструкторы выдумывали различные хитроумные регулировочные устройства, но те лишь утяжеляли детали клапанного привода, и тогда все достоинства DOHC шли насмарку.
Решение нашлось очень вовремя. А что, если в зазор между «затылком» клапана и стаканчиковым толкателем подавать под давлением масло из системы смазки? И чтобы этот зазор всегда выбирался в зависимости от того, холодный двигатель или горячий, изношено гнездо клапана или нет. Иными словами, появился гидравлический компенсатор зазора, который быстро вошел в обиход и ныне применяется на большинстве двигателей с клапанным механизмом DOHC — от «Кадиллак-Нортстар» до «Опель-Корса».
На гоночных же двигателях, как и 85 лет назад, рост быстроходности сдерживали клапанные пружины. Появились было конструкции так называемого десмодромного (без пружин) привода. Клапан открывался под воздействием кулачка распределительного вала и закрывался другим кулачком, а не усилием пружины. Но деликатный и сложный механизм дальнейшего развития пока не получил.
В восьмидесятые годы на гоночных моторах стали заменять клапанные пружины сжатым газом. Под тонкостенный стаканчиковый толкатель клапана подавался газ. Итог отличный: никакой инерции, никаких перегрузок в материале. Двигатели Формулы-1 (в том числе и «Пежо-А12» — дальний родственник мотора, созданного «бандой четырех»), несмотря на внушительный рабочий объем каждого цилиндра (300 — 350 см3) и, следовательно, довольно большие размеры клапанов, без поломок работали в режиме 16 — 18 тыс. об/мин. Эрне Анри умер в нищете и безвестности в 1950 году. Трое его коллег ушли из жизни еще раньше. Экзотическая конструкция прошлых лет — DOHC и 4V — сегодня стала ширпотребом. Более быстроходные, более мощные, более экономичные, более эффективные по процессу сгорания современные двигатели обязаны своими высокими показателями выдающемуся изобретению почти вековой давности.
За что отвечает блок EFI и как он работает?
Мой опыт в качестве автомеханика и специалиста по автомобилям позволяет мне объяснить, за что отвечает блок EFI (Electronic Fuel Injection) в автомобиле. В этой статье я расскажу о роли блока EFI, его основных функциях и важности для нормальной работы двигателя.
Определение блока EFI
Блок EFI – это электронная система впрыска топлива, которая управляет процессом подачи топлива в цилиндры двигателя. Он является частью системы впрыска топлива и работает вместе с другими компонентами, такими как форсунки, датчики и электронный контроллер.
Основные функции блока EFI
Блок EFI выполняет несколько важных функций, которые обеспечивают правильную работу двигателя. Вот некоторые из них:
- Регулирование подачи топлива: блок EFI контролирует количество топлива, которое поступает в цилиндры двигателя. Он использует данные от датчиков, таких как датчик расхода воздуха и датчик положения дроссельной заслонки, чтобы определить оптимальное соотношение воздуха и топлива.
- Управление и контроль: блок EFI отвечает за управление и контроль других компонентов системы впрыска топлива, таких как форсунки и реле топливного насоса. Он обеспечивает точное время впрыска топлива и контролирует его распределение.
- Диагностика и исправление ошибок: блок EFI также выполняет функцию диагностики и исправления ошибок. Он может обнаружить неисправности в системе впрыска топлива, предоставить информацию об ошибке на дисплей приборной панели и сохранить информацию в памяти для последующего анализа.
Важность блока EFI для автомобиля
Блок EFI является ключевым компонентом в системе впрыска топлива и играет важную роль в нормальной работе двигателя. Он обеспечивает оптимальное соотношение воздуха и топлива, контролирует процесс впрыска и диагностирует ошибки. Благодаря блоку EFI автомобиль получает лучшую экономию топлива, более плавное ускорение и более низкий уровень выбросов.
В заключение, блок EFI имеет значительное влияние на работу двигателя автомобиля. Он обеспечивает правильную подачу топлива, контролирует процессы и выполняет функцию диагностики. Понимание работы блока EFI позволяет автовладельцам лучше понять, как поддерживать и обслуживать свой автомобиль для достижения оптимальной производительности и эффективности его работы.
Часто задаваемые вопросы
1. Что отвечает блок EFI в автомобиле?
Блок EFI (Электронный блок управления двигателем) в автомобиле отвечает за управление всеми основными функциями двигателя. Он контролирует величину подачи топлива, момент зажигания, а также другие параметры, необходимые для эффективной работы двигателя.
2. Как работает блок EFI?
Блок EFI считывает информацию с различных датчиков в автомобиле, таких как датчик коленчатого вала, датчик кислорода, датчик температуры и другие. На основе этих данных блок EFI принимает решения о подаче топлива, времени зажигания и других параметрах, чтобы обеспечить оптимальную работу двигателя.
3. Какие проблемы могут возникнуть с блоком EFI?
Проблемы с блоком EFI могут быть различными. Некорректная подача топлива, неправильное время зажигания или неисправность датчиков – все это может привести к неправильной работе двигателя. Если у вас возникли проблемы с блоком EFI, рекомендуется обратиться к специалисту для диагностики и ремонта системы управления двигателем.