Лекція 8. Мпск випередженням уприскування палива і запалення

У електронній паливній системі (ЕПС) з керованими ПНВТ зміна випередження уприскування палива виконується аналогічно дозуванню виконавчими електромеханічними або електрогідравлічними перетворювачами безперервної дії. Таке керування по можливостях практично не відрізняється від здійснюваного традиційними механічними системами.

У імпульсних керованих ЕПС випередження уприскування на будь–якому режимі роботи двигуна встановлюється алгоритмічно і індивідуально для кожного циліндра. Для розподілу електричних імпульсів по форсунках або насос–форсунках в таких системах використовують електричні датчики положення колінчастого валу (ДКВ).

На рис. 4.9 представлена схема установки ДКВ і позначок його положення, а на рис. 4.10 тимчасова діаграма керування уприскуванням палива (на прикладі ЕПС з форсованим електромагнітом керуючого клапана).

Давач достатньо один загальний, а позначки положень валу повинні бути індивідуальні і не менше, ніж по одній для кожного циліндра. Для багатоциліндрових двигунів позначки можуть бути загальними у кожної групи синфазно працюючих циліндрів. У чотиритактних двигунах позначки можуть бути загальними у циліндрів, що працюють з однаковими фазами, але в різних обертах колінчастого валу. Для розрізнення обертів при цьому необхідний додатковий давач, наприклад, давач положення розподільного валу.

Положення позначок в моменти, які відповідають знаходженню поршнів у ВМТ, показано на рис. 4.9 штрихами поза контуром диска, на якому виконані позначки. Часто замість вказаних нечисленних позначок положення колінчастого валу на нього встановлюють диск, що має декілька десятків зубців, кожний з яких формує в датчику електричний імпульс.

Рис. 4.9. Схема установки давача (ДКВ) і позначок положення колінчастого валу двигуна

– кут випередження установки давача щодо ВМТ; к–ro циліндра; – кут затримки електричного керуючого імпульсу; – кут, відповідний запізнюванню електронної паливної системи; – кут випередження вприскування.

Рис. 4.10. Тимчасова діаграма формування вприскування палива.

Складові електричного керуючого імпульсу електромагніту: 1 – форсуюча, 2 – утримуюча, 3 – розмагнічуюча; u_дкв – напруга вихідного сигналу давача колінчастого валу.

u_кі – напруга керуючого імпульсу; р_в – тиск уприскування палива; Т_дкв – момент проходу давача положення колінчастого валу позначкою к–гo циліндра; t_дкв – час, відповідний куту випередження установки давача щодо ВМТ; к–гo циліндра; Т_вмт – момент проходу ВМТ поршнем того ж циліндра; t_з – час затримки електричного керуючого імпульсу; t_вмт – мінімально необхідний час затримки електричного керуючого імпульсу; t_к – тривалість електричного керуючого імпульсу; – запізнювання електронної паливної системи; t_в – тривалість уприскування палива; t_в – час випередження прискування.

Рис. 4.10. Часова діаграма формування вприскування палива

складові електричного керуючого імпульсу електромагніту: 1 – форсуюча; 2 – утримуюча; 3 – розмагнічуюча; u_дкв – напруга вихідного сигналу давача колінчастого валу; u_кі – напруга керуючого імпульсу; p_в – тиск вприскування палива; T_дкв – момент проходу давача положення колінчастого валу з позначкою k–го циліндра; T_вмт – момент проходу ВМТ поршнем того ж циліндру; t_з – час затримки електричного керуючого імпульсу; t_в.мін – мінімально необхідний час затримки електричного керуючого імпульсу; t_к – тривалість електричного керуючого імпульсу; – запізнювання електронної паливної системи; t_тв – тривалість вприскування; t_в – час випередження вприскуння

Для визначення початку відліку кута повороту валу виконують пропуск в чергуванні імпульсів видаленням декількох зубців на диску. Дійсний кут повороту валу визначається в мікроконтролері підрахунком числа імпульсів, що поступили з давача після проходу давача сектором диска без зубців. Досягши заданого кута починається формування випередження уприскування.

Втім, для роботи розподільника по циліндрах електричних керуючих імпульсів у будь–якому випадку необхідне визначення моменту початку підготовки уприскування палива в перший циліндр.

Для роботи регулятора випередження уприскування палива датчик і відмітки положень колінчастого валу повинні розташовуватися так, щоб момент проходу черговою позначкою давача положення випереджав момент бажаного початку подачі палива у відповідний циліндр.

Розташування давача і позначок звичайно орієнтоване щодо ВМТ. Кут випередження установки давача _дкв дорівнює:

_дкв = _в + _епс + ₃.

Цьому куту випередження відповідає час випередження t_дкв сигналу давача положення колінчастого валу. Відлік цього часу починається з моменту проходження давача позначкою положення к–гo циліндра.

Кутам _в, _епс і ₃ відповідають: t_в – час випередження уприскування; _епс – час запізнювання електронної паливної системи (інтервал часу від моменту надходження електричного керуючого імпульсу мікроконтролера до початку подачі палива) і t₃ – час затримки електричного керуючого імпульсу, регульований мікроконтролером (точніше регулятором випередження).

Напруга вихідного сигналу давача положення колінчастого валу керує роботою розподільника і починає в регуляторі випередження формування циклу регулювання випередження уприскування, яке виробляється шляхом зміни часу затримки електричного керуючого імпульсу – t₃, з урахуванням часу запізнювання електронної паливної системи – _епс і частоти обертання колінчастого валу. Розрахунок t₃ виробляється по формулі:

t₃ = _дкв/ – _епс

Для забезпечення максимально можливого для конкретного двигуна значення випередження уприскування t_в.max необхідно, щоб досяжне мікроконтролером якнайменше значення затримки електричного імпульсу дорівнювало б:

t₃._min > t_дкв – _епс – t_в.max.

На кожному швидкісному і навантажувальному режимах роботи двигуна необхідна затримка електричного імпульсу t₃ обчислюється в регуляторі випередження мікроконтролера за час t_рв, на підставі дійсної частоти обертання і тривалості керуючого імпульсу t_к. У свою чергу, t_к визначається в регуляторі частоти обертання за час t_рч.

Потрібно, щоб необхідне значення часу випередження обчислювалося не пізніше, ніж до моменту t_дкв – t₃._min, тобто

t₃._min > t_рв + t_рч.

З двох останніх виразів випливає, що мінімально необхідне значення часу випередження сигналу давача положення колінчастого валу t_min повинно визначатися таким чином:

t_дкв._min > t_в.max + _епс + t_рв + t_рч.

Тому при встановленні на двигун давача і позначок положення колінчастого валу мінімально необхідний кут випередження їх установки щодо ВМТ – _дкв._min повинен вибиратися з умови:

_дкв._min  t_дкв.min/_р

За _рш приймається кутова швидкість обертання колінчастого валу, на якій необхідно забезпечити максимальне відношення t_в.max/_р.max.

Для більшості двигунів з акумуляторною електронно паливною системою достатній кут _дкв, рівний 40 градусам. Разом з тим, чим менше запас по цьому куту, тим менше запізнювання в регуляторах частоти обертання і випередження уприскування.