Лабораторна робота № 5

6 Будова та функціонування виконавчих механізмів, що входять в склад елек-тронних систем керування двигунами

6.1 Мета і завдання роботи

Метою роботи є засвоєння та поглиблення навчального матеріалу з будови та функціонування виконавчих механізмів електронних систем автомобілів.

Завдання:

• вивчення типового розташування основних вико-навчих механізмів на автомобільному двигуні;

• вивчення будови виконавчих механізмів;

• придбання навичок одержання сигналів на вико-навчі механізми від блоку електронного управ-ління;

• експериментальне визначення параметрів виконав-чих механізмів.

6.2 Теоретичні положення

6.2.1 Виконавчі механізми ДВЗ

Для реалізації оптимального режиму роботи двигуна блок електронного управління здійснює керування вико-навчими механізмами. Основними виконавчими механізмами електронних систем ДВЗ є паливні електронасоси, регулятори холостого хода, форсунки, клапани систем регенерації, адсорбції, подачі вторинного повітря та ін.

6.2.2 Робочі форсунки

Робочі форсунки служать для впорскування дозованої кількості палива в циліндри двигуна. Іноді замість слова форсунка (від франц. force - сила) застосовується слово інжектор ( від лат. injicere - кидати всередину).

Робочі форсунки системи електронного уприскування бензину – електромагнітні. Дозування кількості палива залежить від тривалості електричного імпульсу, який подається на обмотку електромагнітної форсунки блоком керування. Тривалість електричного імпульсу керування форсункою залежить від режиму роботи двигуна, а також від інших чинників (наприклад, навантаження на двигун, температури двигуна, оборотів двигуна і т.д.). Подача палива форсунками синхронізована з положенням поршнів у ци-ліндрах двигуна. Форсунки встановлені у впускному колек-торі двигуна. Підведення палива до форсунок здійснюється через паливопровід та паливну рампу, у якій підтримується тиск палива в заданих межах при роботі двигуна.

Обмотка форсунки заземляється БЕУ протягом роз-рахункового проміжку часу. Протягом цього часу клапан відкритий і подається паливо. Для запобігання попаданню грязі і пилу всередину форсунки в паливній системі є фільтр тонкого очищення палива. Проте в процесі експлуатації грязь відкладається на фільтрі і голці форсунки, що приводить до зменшення подачі палива. Забруднення форсунок є серйозною проблемою для більшості систем уприскування. Форсунки встановлюються в патрубках впускних клапанів так, щоб розпорошене паливо потрапляло на задню поверхню їх тарілок. Для систем з одночасним уприскуванням паливо знаходиться на клапанах до їх відкриття.

6.2.3 Регулятор додаткового повітря

Будова регулятора додаткового повітря зображена на рис. 6.1. Регулятор додаткового повітря системи впорскування бензину, як і клапан додаткового повітря ранніх систем впорскування, призначений для підтримки заданої частоти обертання колінчатого вала двигуна на оборотах холостого ходу, при пуску, прогріві, при русі автомобіля "накатом", при зміні навантаження на двигун у випадку вмикання різного допоміжного устаткування, але, на відміну від останнього, має більш досконалу конструкцію. Регулятор установлений на впускному колекторі і з'єднаний трубками з впускним трубопроводом до дросельної заслінки і після неї.

Регулятор являє собою механізм, що регулює подачу повітря у впускну систему, минаючи дросельну заслінку. Поворот дросельної заслінки 1 здійснюється двохобмотковим електродвигуном із нерухомими обмотками 3 (якоря) і обертовим магнітом 4. Блок керування, обробляючи сигнали датчиків двигуна, визначає необхідне положення заслінки 1 і видає на обмотки регулятора електричні імпульси визначеної скважності.

1 - штекерна колодка, 2 - ущільнююче кільце, 3 - шайба кріплення, 4 - фланець кріплення осі якоря, 5 - обмотка якоря, 6 - поворотний стакан, 7 - магніт, 8 - корпус, 9 - якір нерухомий, 10 - вісь якоря, 11 – магнітопровід, 12 - стопорне кільце підшипника, 13 - кульковий підшипник, 14 - ущільнення підшипника, 15 - патрубок вхідний, 16 - поворотна заслінка, 17 - упор, 18 - роликовий підшипник, 19 - вал заслінки, 20 - патрубок вихідний

Рисунок 6.1 – Регулятор додаткового повітря

Електричний струм, проходячи по обмотках, створює своє магнітне поле, яке взаємодіючи з магнітом 4, змушує повернутися його на визначений кут (крок). Разом із ним повертається і заслінка 1, змінюючи прохідне січення регулятора і, відповідно, кількість повітря, що поступає у двигун.

6.2.4 Клапан продувки адсорбера

Особливістю сучасних систем упорскування є більш складна комплексна система зменшення шкідливого впливу автомобіля на екологію, яка крім каталітичного нейтралізатора включає в себе ще систему уловлювання парів бензину. Ця система застосовується в системі впорскування з оберненим зв'язком. У системі застосований метод уловлювання парів бензину вугільним адсорбером. Він установлений у моторному відсіку і з'єднаний трубопроводами з паливним баком і дросельним патрубком. На кришці адсорбера розташований електромагнітний клапан, яким, за сигналами блоку керування, переключаються режими роботи системи.

Коли двигун автомобіля не працює, електромагнітний клапан закритий і пари бензину з паливного бака по трубопроводу йдуть до адсорбера, де вони поглинаються гранульованим активованим вугіллям. При працюючому двигуні адсорбер продувається повітрям і пари бензину відсмоктуються до дросельного патрубка, а потім у впускну трубу для спалювання в ході робочого процесу.

Блок керування управляє продувкою адсорбера шляхом включення електромагнітного клапана, розташованого на кришці адсорбера. При подачі на електромагнітний клапан напруги, він відкривається, випускаючи пари палива у впускний трубопровід. Керування клапаном здійснюється методом імпульсної модуляції. Клапан включається й виключається з частотою 16 разів у секунду (16 Гц). Чим вища витрата повітря, тим більше тривалість імпульсів включення клапана.

Блок керування включає клапан продувки адсорбера при виконанні всіх наступних умов:

- температура охолоджуючої рідини вище 75° С;

- система живлення працює в режимі замкнутого циклу (із зворотним зв'язком);

- швидкість автомобіля перевищує 10 км/год. Після включення клапана критерій швидкості змінюється. Клапан відключиться тільки при зниженні швидкості до 7 км/год.;

- відкриття дросельної заслінки перевищує 4%. Цей фактор надалі не грає значення, якщо він не перевищує 99%. При повному відкритті дросельної заслінки блок керування відключає клапан продувки адсорбера.

6.2.5 Методика перевірки форсунок

Тривалість відкриття форсунки, а значить і кількість поданого палива, залежать від тривалості імпульсу БЕУ (рис. 6.2).

Рисунок 6.2 - Осцилограма вихідного сигналу форсунок

Напруга живлення обмоток форсунок подається від головного реле або вимикача запалення, а заземлення включається і вимикається БЕУ. Тривалість імпульсу (часу відкритого стану форсунок) складає 1,5-10 мс (рис. 6.3). Цей час залежить від температури двигуна, його навантаження, частоти обертання і інших параметрів. При закритті форсунки стрибок зворотної напруги досягає 60 В.

Основні процедури перевірки паливних форсунок полягають в наступному. Огляньте роз'єми паливних форсунок і переконаєтеся у відсутності корозії і пошкоджень. Переконайтеся, що роз'єми до кінця входять в свої гнізда і мають з ними хороший контакт. Переконаєтеся у відсутності корозії в роз'ємах між форсунками і реле, а також між форсунками і БЕУ. Зазвичай корозія контактів є основною причиною неправильної роботи форсунок. Відверніть гумове ущільнення роз'єму форсунки.

Підключите негативний дріт вимірювача робочого циклу до корпусу двигуна. Підключите позитивний дріт вимірника до клеми управління форсункою (рис. 6.4). По черзі перевірте роботу всіх форсунок. Перевірте напругу сигналу на роз'ємі форсунки. Вольтметр повинен показати напругу акумулятора. Якщо напруга відсутня, то перевірте опір форсунки і зміряйте напругу живлення. Від'єднаєте роз'єм БЕУ. Включите запалення.

Доторкніться заземленим дротом по черзі до всіх контактів приводів управління форсунками в роз'ємі БЕУ (рис. 6.5).

Якщо форсунка спрацьовує, перевірте живлення і заземлення БЕУ. Якщо все справно, то це означає, що БЕУ вийшов з ладу. Якщо форсунка не включилася, перевірте напругу живлення форсунки на роз'ємі БЕУ. Якщо напруга присутня, то форсунка несправна. Якщо напруга відсутня, то перевірте безперервність дроту між роз'ємами форсунок і БЕУ. Якщо форсунки підключені для послідовного уприскування, перевірте ланцюги всіх форсунок.

Якщо період включеного стану дуже великий або дуже малий, то перевірте датчик температури рідини, датчик витрати повітря та датчик тиску в колекторі. У разі виходу із ладу одного з цих датчиків робота гарячого двигуна буде нормальною, в той час як виникнуть труднощі із запуском і прогріванням двигуна. Перевірки форсунок на працюючому двигуні здійснюються наступним чином. Запустіть двигун і змінюйте частоту обертання його колінвала. Запишіть значення робочого циклу і порівняєте їх з нижченаведеними даними (табл. 6.1).

Таблиця 6.1 - Значення робочого циклу форсунок

Частота обертання двигуна	Період включеного стану
Холостий хід	3....6 %
2000 об./хв.	7...14 %
3000 об./хв.	11...16 %
Режим відкриття дросельної заслінки	Період включеного стану
Повільне відкриття дросельної заслінки	11...16 %
Швидке відкриття дросельної заслінки	до 20 %

Якщо двигун не прогрітий, покази можуть бути декілька вище. Після закриття дросельної заслінки (для гарячого двигуна) кут включеного стану рівний 0 і зростає тільки при зниженні оборотів приблизно до 1200 об./хв. Якщо кут включеного стану не стає рівним 0, перевірте і відрегулюйте потенціометр дросельної заслінки (або контактний датчик положення дросельної заслінки). При відсіченні подачі палива шум від роботи форсунок також повинен тимчасово зникати. Для перевірки опору форсунок від'єднайте роз'єм кожної форсунки і зміряйте опір форсунки, підключивши омметр до її виводів. Більшість форсунок мають опір 16 Ом.