Двухтопливная система питания современного двигателя с электронным управлением icon

Двухтопливная система питания современного двигателя с электронным управлением









Скачать 111.14 Kb.
НазваниеДвухтопливная система питания современного двигателя с электронным управлением
Дата конвертации27.02.2013
Размер111.14 Kb.
ТипДокументы
Двухтопливная система питания современного двигателя с электронным управлением
Виктор Ерохов, профессор МГТУ (МАМИ). д.т.н.

Обеспечение автомобильного транспорта эффективными и стабильными энергоносителями представляет собой одну из важнейших задач национальной экономики. Применение газа в качестве моторного топлива обеспечивает расширение номенклатуры традиционных топливно-энергетических ресурсов на автомобильном транспорте и получение высоких экологических и технических показателей автомобильных двигателей.

Для современной газовой аппаратуры характерно применение различных электронных устройств исистем, обеспечивающих автоматизированное управление процессами топливоподачи и воспламенения горючей смеси.

Проблемой современного двухтопливного двигателя с электронной системой управления является наличие хлопков во впускном тракте и сложная задача корректного отключения электронных систем впрыска бензина при работе на газовом топливе.

Проведенный анализ показал, что хлопковый эффект представляет собой самопроизвольный перепуск пламени из цилиндра во впускной тракт, сопровождающийся воспламенением в нем горючей смеси с характерным резким ивпкам, получившим название «хлопковый эффект». Хлопковый эффект наиболее опасен для систем впрыскивания топлива, поскольку может вызвать серьезные повреждения элементов этих систем.

Основные причины хлопкового эффекта связаны с нарушением ис-крообразования, одновременным ис-крообразованием в двух цилиндрах и большим углом перекрытия клапанов, а также с нарушением процессов смесеобразования. Бедная горючая смесь, нарушение технического состояния впускного и выпускного клапанов также сопровождаются хлопковым эффектом. Перебои в ис-крообразовании связаны с увеличенным расстоянием между электродами свечи, неисправностью катушек зажигания, датчика детонации, электронного блока, высоковольтных проводов зажигания, плохим состоянием крышки распределителя. Из-за перебоев в искрообразовании несго-ревшая газовоздушная смесь воспламеняется на такте выпуска.

Негерметичность впускного клапана связана с поступлением в ВТ горячих продуктов сгорания. Износ выпускного клапана вызывает нарушение его геометрии и связан с затрудненным выпуском ОГ, увеличением массы остаточных газов, поступлением ОГ во впускной тракт при открытом впускном клапане. Кроме того, нарушение искрообра-зования связано с переходом искры не на тот цилиндр, на который положйно, а на другой.

Бедная горючая смесь сгорает с низкой скоростью, поэтому она воспламеняется при открытом впускном клапане. Свеча зажигания воспламеняет горючую смесь, когда впускной клапан открыт. Причиной позднего прохождения заряда может быть неправильно выбранный тип свечи или ее неверная установка.

Во избежание разрушения корпуса воздушного фильтра, расходомера воздуха, воздушного патрубка газобаллонного автомобиля следует через каждые 10 тыс. км заменять свечи и воздушный фильтр, проверять высоковольтные провода и катушки зажигания, своевременно проводить регламентные работы.

МГТУ «МАМИ» разработана двухтопливная газобензиновая система питания для двигателя с электронным микропроцессорным управлением. Система предназначена для ДВС с рабочим объемом 1-3 л. Основные технические решения защищены патентом РФ (№ 58620 от 28.06.2006 г.).

Двухтопливная система питания двигателя внутреннего сгорания включает в себя равноценную бензиновую и газовую системы питания, а также устройство переключения вида топлива. Принципиальная схема двухтопливной системы питания двигателя с электронным управлением приведена на рис. 1.

Газовая система питания включает в себя газовый баллон 16 с муль-тиклапаном 17 и заправочным устройством 18, из которого газовое топливо последовательно по газопроводу 19 высокого давления через электромагнитный газовый клапан 20 и газовый фильтр 21 подается к газовому редуктору-испарителю 22, который газопроводом 23 низкого давления сообщен с газовым смесителем 4, установленным во впускном тракте двигателя. Испарительная полость двухступенчатого редуктора-испарителя 22 через трубопровол 25 подвода и отвода теплоносителя сообщена с системой охлаждения двигателя.

Газовый редуктор 22 предназначен для испарения газового топлива в случае хранения его в баллоне 16 в сжиженной фазе, а также для приведения давления газового топлива к значению, близкому к атмосферному. Газовый редуктор 22 снабжен электромагнитным пусковым клапаном 24, регулировочным винтом холостого хода, а также трубопроводом 25 подвода и отвода жидкости из системы охлаждения двигателя для подогрева. Газовый баллон 16, размещенный в багажнике автомобиля, снабжен мультиклапаном 17 сдатчиком уровня газа, который при достижении уровня газа 80% включает заправочный отсечной электромагнитный клапан и прекращает заправку баллона.

<>

Рис. 1. Схема двухтопливной системы питания двигателя с электронным управлением:

1 - двигатель: 2 - воздушный фильтр: 3 - датчик массового расхода воздуха; 4 - смеситель; 5 - обратный клапан; 6 - дроссельный патрубок; 7 - ресивер; 8 - бензобак; 9 - бензонасос: 10 - бензиновый фильтр: 11 - регулятор давления; 12 - топливный аккумулятор; 13 - электромагнитная форсунка; 14 - топливопровод: 15 - сливной трубопровод: 16 - газовый баллон; 17 - мультиклапан; 18 - заправочное устройство; 19 - газопровод; 20 - электромагнитный газовый клапан; 21 - газовый фильтр: 22 - газовый редуктор; 23 - газопровод низкого давления; 24 - пусковой клапан; 25 - трубопровод подвода жидкости; 26 - корпус: 27 - штуцер: 28 - диффузор; 29 - сопло; 30 - отверстие; 31 - резиновое кольцо; 32 - переключатель; 33 - реле; 34 - эмулятор форсунок; 35 - эмулятор /.-зонда; 36 - датчик остаточного кислорода; 37 - электронный блок; 38 - датчик положения распределительного вала; 39 - датчик частоты вращения KB двигателя: 40 - датчик положения воздушной заслонки; 41 - датчик детонации: 42 - датчик температуры охлаждающей жидкости; 43 - датчик температуры воздуха; 44 - аккумуляторная батарея; 45 - выключатель

 

Двухступенчатый редуктор-испаритель газа 22 содержит теплообменник, а также отсечной и регулирующий клапаны, управляемые с помощью электронного блока 37. Температура теплоносителя (охлаждающей жидкости) поддерживается постоянной с помощью термостатического регулирования. В задачу системы регулирования входит ограничение выходного давления и прекращение подачи газа при отключении зажигания в режиме принудительного холостого хода. В зависимости от нагрузки двигателя выходное давление газа может изменяться от 20 до 90 кПа.

Устройство переключения между бензиновой и газовой системами питания включает в себя переключатель вида топлива, реле отключения бензонасоса, эмулятор работы форсунок и эмулятор датчика остаточного кислорода.

Газодозирующее устройство, включающее в себя измерительную систему и газовый клапан, установлено на впускном трубопроводе после воздушного фильтра 2 и связано с воздушной заслонкой, выполняющей функции расходомера. В зависимости от угла открытии дросселя изменяется количество подаваемого воздуха, в соответствии с которым производится подача газового топлива.

Принципиальная схема газового смесителя двухтопливной системы питания двигателя с ЭСУД приведена на рис. 2. Смеситель содержит корпус 26, резиновое кольцо 31. обратный клапан 5, размещенный подвижно вокруг петли с образованием додроссельного и задроссельного пространства, и штуцер 27 подачи газа. Корпус снабжен отверстиями 30. размешенными по цилиндрической поверхности и закрытыми эластичной резиной.

В корпусе 26 газового смесителя размешен диффузор 28. снабженный

в узкой части соплами 29 для подачи газового топлива в воздушный поток, протекающий во впускном тракте двигателя. По ходу потока свежего заряда после диффузора газового смесителя установлен обратный клапан, а далее по периметру впускного тракта выполнены отверстия, закрытые эластичным резиновым кольцом 31. Заслонка (обратный клапан) выполнена разрезной.

Рис. 2. Газовый смеситель двухтопливной системы



 

Верхняя часть выполнена неподвижной и закреплена на корпусе с помошью винта. Нижняя часть выполнена подвижной вокруг оси петли, закрепленной на подвижной оси с помощью двух заклепок.

Газовый смеситель размещен между воздушной заслонкой и расходомером воздуха путем разрезания резинового шланга системы питания.

При работе двигателя 1 на бензине через смеситель 4 проходит воздушный поток, отклоняя обратный клапан 5 до положения, представленного штриховой линией. Максимальный расход газовоздушной смеси для четырехтактного двигателя:

Vcu=O,O3V,,nmax/7v.,MV

где Vu - рабочий объем цилиндров двигателя, л; nmax - максимальная частота вращения KB двигателя, об/мин1; r)v - объемный коэффициент наполнения двигателя при nmax.

Когда двигатель работает на газовом топливе, газ поступает по каналу штуцера 27 в смеситель 4 и выходит равномерно по сечению через сопла 29, выполненные в узкой части диффузора 28, в воздушный поток, протекающий во впускном тракте двигателя 1. В случае возникновения обратной волны во впускном тракте двигателя, связанной с неправильной работой системы зажигания или обеднением горючей смеси, происходит закрытие обратного клапана 5, и воздушный поток из цилиндра двигателя выходит в подкапотное пространство через отверстия 30, отжимая уплотнительное эластичное резиновое кольцо 31. Мультиклапан 17 снабжен управляющими каналами и сообщен с зад-россельным пространством впускного трубопровода и через трубопровод подачи газа с форсункой.

Бензиновая система питания включает в себя бензобак 8, бензонасос 9, бензиновый фильтр 10, регулятор 11 давления,топливный аккумулятор 12 и электромагнитные форсунки 13. Бензонасос 9 состоит из электрического двигателя постоянного тока с постоянными магнитами, многоячеечного насоса и может быть как погруженного типа, так и быть установленным вне бензобака 8. Бензонасос предназначен для подачи бензина из бензобака по подающему топливопроводу 14 последовательно через бензиновый фильтр 10, топливный аккумулятор 12 с регулятором 11 давления и электромагнитные форсунки 13 во впускной тракт двигателя.

Бензиновый фильтр 10 обеспечивает очистку топлива от различных загрязнений и механических частиц размером более 10 мкм. Регулятор 11 давления предназначен для поддержания давления в топливном аккумуляторе 12 постоянным по отношению к давлению воздуха во впускном тракте двигателя, для чего он связан с ресивером 7, а избыток поступающего бензина перепускает обратно в бензобак 8 по сливному топливопроводу 15. Топливный аккумулятор 12 выполняет роль ресивера, демпфируя колебания давления топлива в зоне расположения форсунок 13, возникающие вследствие импульсного характера их открытия и закрытия. Рабочее давление топлива в таких системах обычно имеет значение 0,2-0,4 МПа.

Подача бензина во впускной тракт двигателя производится с помощью электрического бензонасоса последовательно через бензиновый фильтр, топливный аккумулятор с регулятором давления и электромагнитные форсунки, установленные в зоне впускных клапанов двигателя.

Форсунки 13 с электромагнит-ным управлением обеспечивают впрыскивание топлива в виде факела на впускные клапаны двигателя, над которыми они размещены. Калиброванное отверстие форсунки закрывается иглой, управляемой с помощью соленоида, плунжер которого втягивается при протекании тока через его обмотку. После прекращения электрического импульса игла под действием пружины вновь опускается и прекращает подачу топлива, закрывая отверстие.

Интегрирование бензиновой и газовой систем питания во впускной тракт двигателя выполнено таким образом, что поступающий в двигатель воздух последовательно проходит через воздушный фильтр 2, датчик 3 массового расхода воздуха, диффузор газового смесителя 4, обратный клапан 5, дроссельный узел 6, ресивер 7 свежего заряда и далее через отдельные для каждого цилиндра каналы впускного трубопровода, головки блока цилиндров и клапанные щели впускных клапанов попадает в цилиндры двигателя. Устройство переключения, размещенное между бензиновой и газовой системами питания, включает в себя переключатель 32 вида топлива, реле 33 отключения бензонасоса 9, имитатор 34 работы форсунок 13 и эмулятор 35 датчика 36 остаточного кислорода. Переключатель 32 вида топлива через выключатель зажигания электрической цепью связан с аккумуляторной батареей. Переключатель вида топлива подключен к газовому клапану 20 и к реле 33 отключения бензонасоса, установленное в разрыв силового провода управления бензонасосом 9, а эмулятор 34 работы электромагнитных форсунок включается в разрыв цепи управления форсунками 13 и питается через переключатель 32 вида топлива.



 

Принципиальная схема эмулятора работы электромагнитных форсунок приведена на рис. 3. Эмулятор форсунок предназначен для корректного отключения бензиновых форсунок при работе двигателя на газе. В этом случае электрическая цепь управления форсунками не прерывается и остается подключенной к бортовому компьютеру, хотя форсунки перестают работать, то есть перестают открываться и впрыскивать бензин.

Последовательно с форсунками подключаются резисторы, номиналы которых устанавливаются переключателями от 30 до 100 Ом. Подобная схема отключения форсунок является наиболее благоприятной и безопасной для бортового компьютера двухтопливного автомобиля. Применение эмулятора форсунок обезопасит от появления сигнала «Check engine» на панели приборов. При подключении к проводу эмулятора +12В прекращается подача бензина к форсункам с задержкой 0,5-1,0 с.

Переключатель 32 вида топлива может быть двухпозишюнным с ручным переключением или электронным, выбирающим вид топлива в зависимости от режима работы двигателя.

Электронный переключатель выполняют таким образом, чтобы он обеспечивал работу двигателя на бензине либо при его запуске, либо при частоте вращения коленчатого вала ниже 2500 мин1, а при превышении указанной частоты вращения KB переключатель вида топлива обеспечивает работу двигателя на газовом топливе. При работе двигателя на газовом топливе эмулятор 35 датчика 36 остаточного кислородапринимает сигнал от указанного датчика, обрабатывает его и индицирует информацию о состоянии топливной смеси с помощью трехцветного светодиода. Зеленый цвет светодиода указывает на обедненную смесь, желтый цвет - нормальная смесь, красный - обогащенная смесь. Это позволяет контролировать подачу газового топлива на всех ^режимахи регулировку газовой системы питания.

При работе на. газе переключатель газового топлива следует установить в положение «Газ». Затем, при работе на газе, следует убедиться в отсутствии надписи «Check engine». При появлении надписи следует нажать по одному разу поочередно на кнопки переключателя.

Эмулятор 35 датчика остаточного кислорода представляет собой электронное устройство, установленное в разрыв сигнального провода датчика 36 остаточного кислорода, которое при работе двигателя на газовом топливе выдает на электронный блок управления 37 сигнал об оптимальной смеси и, обрабатывая сигнал от датчика 36 остаточного кислорода, индицирует информацию о состоянии топливной смеси с помощью одного трехцветного светодиода.

Работой двигателя управляет электронный микропроцессорный блок 37 управления, обеспечивающий подачу бензина в двигатель и искрообразование в его цилиндрах на основании информации, поступающей в него от ряда датчиков — в том числе датчика 38 положения распределительного вала, датчика 39 частоты вращения KB, датчика 40 положения воздушной дроссельной заслонки, датчика 41 детонации, датчика 3 массового расходования воздуха, датчика 42 температуры охлаждающей жидкости, датчика 43 температуры воздуха во впускном трубопроводе и датчика 36 остаточного кислорода в выпускном тракте двигателя.

При переведении переключателя 32 вида топлива в положение для работы двигателя на газовом топливе реле 33 отключения бензонасоса прерывает подачу электропитания на бензонасос, а эмулятор 34 работы форсунок 13 обеспечивает их отключение от поступающих из электронного блока 37 управления управляющих сигналов.

Эмулятор датчика остаточного кислорода выдает на электронный блок управления сигнал оптимальной смеси и, обрабатывая сигнал от этого датчика, индицирует информацию о состоянии топливной смеси.

Бензонасос 9 в бензиновой системе питания выполнен электрическим и производит подачу бензина во впускной тракт двигателя последовательно через топливный аккумулятор 12 с регулятором давления 11 и электромагнитные форсунки 13, установленные в зоне впускных клапанов двигателя. При этом регулятор давления 11 поддерживает постоянной разницу в давлениях бензина в топливном аккумуляторе 12 и воздуха во впускном тракте двигателя.

При работе двигателя на бензине к электрическому бензонасосу 9 подается электропитание, а электронный блок управления 37 на основании данных, полученных от датчиков положения распределительного вала, частоты вращения коленчатого вала, положения воздушной дроссельной заслонки, детонации, массового расходования воздуха, температуры охлаждающей жидкости и температуры воздуха во впускном трубопроводе, подает управляющие сигналы на электромагнитные форсунки. Кроме этого, электронный блок управления может подавать управляющие сигналы на электромагнитные форсунки с учетом информации, полученной от датчика 36 остаточного кислорода, если он установлен в выпускном тракте двигателя.

Технический результат разработанной двухтопливной системы питания заключается в упрощении конструкции системы питания современного двигателя, увеличении мощностных его показателей и снижении токсичности ОГ, а также повышении надежности бензиновой системы питания при работе на газовом топливе.

Добавить документ в свой блог или на сайт
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:

Похожие:

Двухтопливная система питания современного двигателя с электронным управлением iconСистема питания карбюраторного двигателя Неисправности
Отсутствие подачи топлива, образование чрезмерно обедненной или богатой горючей смеси — основные неисправности системы питания карбюраторного...

Двухтопливная система питания современного двигателя с электронным управлением iconСистема питания дизельного двигателя Способы выявления и устранения неисправностей
При поиске неисправностей системы питания следует иметь в виду, что их признаки характерны и для неисправностей других систем и механизмов....

Двухтопливная система питания современного двигателя с электронным управлением iconПовышение эффективных показателей тракторных дизелей электронным управлением топливоподачи

Двухтопливная система питания современного двигателя с электронным управлением iconТема: Система питания карбюраторного двигателя

Двухтопливная система питания современного двигателя с электронным управлением iconСистема питания карбюраторного двигателя Способы выявления и устранения неисправностей
При проверке системы питания в первую очередь необходимо убедиться в отсутствии течи топлива через соединения, так как эта неисправность...

Двухтопливная система питания современного двигателя с электронным управлением iconСистема питания карбюраторного двигателя Техническое обслуживание
Ежедневно проверяют герметичность соединений топливопровода и приборов системы питания, а также уровень топлива и по мере необходимости...

Двухтопливная система питания современного двигателя с электронным управлением iconFiat doblò cargo
...

Двухтопливная система питания современного двигателя с электронным управлением icon«Система питания карбюраторного двигателя»
...

Двухтопливная система питания современного двигателя с электронным управлением iconЛабораторная работа №13 Тема 9 «Система питания дизельного двигателя»
Цель работы: закрепить теоретические знания по назначению, устройству и работе топливного насоса низкого давления, фильтров очистки...

Двухтопливная система питания современного двигателя с электронным управлением iconАвтомобильная охранная система с дистанционным управлением

Поделиться в соцсетях



Авто-дневник






База данных защищена авторским правом ©ucheba 2000-2016
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям

на главную