Автомобиль Audi 80 (Ауди 80)

7.32 Системы впрыска MPI и MPFI

Системы впрыска MPI и MPFI

Cхема подробно показывает систему зажигания и впрыска на примере системы MPFI с датчиком давления во впускном коллекторе. На левой стороне расположены датчики и сенсоры, влияющие на поведение блока управления. Справа представлены компоненты систем зажигания и впрыска, которым блок управления посылает свои команды.

Cистема впрыска MPI/MPFI с т.з. подачи топлива

1 – регулятор давления подачи топлива; 2 – распределитель топлива;	3 – впрыскная форсунка.

Электроника помогает немного сдерживать «аппетиты» двигателя даже наиболее мощной версии Audi 80. Однако, при более чем вероятном расходе топлива свыше 12 л на 100 км не всегда можно быть вполне убежденным, что это благое намерение выполняется. Но все же следует, что высокая мощность двигателя оправдывает эту надбавку за высокие скоростные качества автомобиля.

Многоточечный впрыск

2,8-литровый двигатель снабжен системой впрыска с обозначением MPI. За этим сокращением скрываются английские слова Multi Point Injection – по-русски «многоточечный впрыск». (Отличительный признак системы впрыска MPI – это расходомер воздуха в рукаве воздухозаборника сзади справа в моторном отсеке).

Почти идентичная система впрыска 2,6-литрового двигателя названа MPFI фактически только для их различения. Это сокращение в свою очередь расшифровывается как Multi Point Fuel Injection – то есть по-русски «многоточечный впрыск топлива». (Отличительный признак системы – отсутствие воздухомера).

Технический различительный признак этих обеих систем – это способ измерения количества (либо массы) поступающего воздуха:

• MPI применяет для этого термоанемометрический воздухомер с нагреваемой нитью.
• MPFI применяет для этого датчик давления в выпускном коллекторе (встроен в прибор управления и связан с выпускным коллектором соединительным шлангом), а также датчик температуры поступающего воздуха (в выпускном коллекторе).

Дополнительные функции

• MPI/MPFI – это очень сложная система впрыска, блок управления которой дополнительно включает в себя и электронную систему зажигания.
• Блок управления системы впрыска MPI/MPFI полностью пригоден к диагностике. Это означает, что возникающие во время эксплуатации неполадки записываются в памяти накопителя неисправностей, которая стирается только после отключения аккумуляторной батареи.
• Особенность – запоминание даже кратковременных неполадок. Из практики известно, что это именно те дефекты, которые чрезвычайно трудно обнаружить.
• После 50 запусков двигателя неполадка, возникшая только один раз, стирается из памяти накопителя неисправностей.

Основные элементы

Для лучшего понимания общего функционирования этой системы впрыска необходимо сначала познакомиться с отдельными задачами составных элементов.

Блок управления

Между поступающей (от различных датчиков) информацией и впрыскными форсунками находится блок управления. Он позволяет двигателю, в зависимости от действующих условий нагрузки и температуры, получать точно определенное количество топлива. Для достижения этого блок управления варьирует продолжительность открытия форсунок с электромагнитным приводом. Поскольку давление в системе подачи топлива постоянно остается практически неизменным, количество впрыскиваемого топлива может регулироваться только посредством изменения продолжительности впрыска. Откуда блок управления получает информацию, согласно которой он устанавливает эту продолжительность впрыска? За это отвечают различные датчики:

• Только 2,8-литровый двигатель с системой впрыска MPI: расходомер воздуха; он выдает информацию о количестве поступившего воздуха.
• Только 2,6-литровый двигатель с системой впрыска MPFI: датчик температуры в выпускном коллекторе; он сообщает в сочетании с датчиком давления во впускном коллекторе (в блоке управления) величину количества/массы поступившего воздуха.
• Датчик температуры охлаждающей жидкости; он сообщает величину температуры двигателя.
• Потенциометр дроссельной заслонки; он сообщает информацию о нагрузке на двигатель.
• Датчик частоты оборотов; он передает сигнал о частоте вращения для системы зажигания/впрыска MPI/МPFI.
• Датчик момента зажигания; он сообщает о положении коленчатого вала. Так блок управления узнает, какой цилиндр на очереди для зажигания либо впрыска.
• Сигнал пуска поступает с клеммы 50 (замка-выключателя зажигания и стартера).
• Лямбда-зонды сообщают, правилен ли состав смеси.
• Другие показатели поступают от датчиков детонационного сгорания, от трансмиссии, от тахометра, даже от кондиционера.

Впрыскные форсунки

Во впускном коллекторе каждого цилиндра двигателя находится по одной впрыскной форсунке. Они доставляют соответствующему цилиндру необходимое в данный момент количество топлива и одновременно обеспечивают тонкое распыление бензина.

Форсунки приводятся в движение электромагнитом. При этом игла распылителя приподнимается со своего седла примерно на 0,1 мм – топливо может поступать. Интересным является то обстоятельство, что управление каждой отдельной впрыскной форсунки происходит точно в такт впрыска. Что означает, что у впрыскиваемого топлива даже нет времени конденсироваться на стенках впускного коллектора (нет потерь топлива).

Распределитель топлива

Он предназначен для равномерного снабжения топливом всех впрыскных форсунок. Кроме того, распределитель топлива действует и как накопитель топлива, тем самым предотвращая перепады давления. Очень интересна U-образная форма трубы, позволяющая подвод топлива ко всем шести форсункам.

Регулятор давления подачи топлива

Он расположен сзади справа на распределителе топлива и должен – согласно своему имени – поддерживать постоянный уровень давления в распределителе топлива. Осуществляется это посредством более или менее сильного оттока топлива назад в топливный бак по сливной магистрали. Если по сливной магистрали уходит больше топлива, то давление снижается; если меньше – давление повышается.

Через подсоединение вакуумного трубопровода к регулятору давления кроме того поступает информация о нагрузке на двигатель. При полной нагрузке регулятор еще больше увеличивает давление. Благодаря этому впрыскивается больше топлива, необходимого двигателю для достижения максимальной мощности.

Топливный насос и реле

Более подробно об электромагнитном топливном насосе, реле топливного насоса и прочих реле MPI/MPFI вы узнаете в главе Топливный бак и топливный насос.

Расходомер воздуха

Только MPI

На пути потока всасываемого воздуха находится проволока, подогреваемая электрически. В зависимости от впущенного количества воздушный поток изменяется, что приводит к более или менее сильному охлаждению упомянутой проволоки. Изменение температуры приводит к изменению электрического сопротивления проволоки, которое измеряется блоком управления.

Датчик давления во впускном коллекторе

Только MPFI

Датчик давления во впускном коллекторе находится в блоке управления MPFI. Соединение между впускным коллектором и датчиком представляет собой тонкий шланг. Давление во впускном коллекторе является для блока управления главным видом информации для расчета нагрузки двигателя. Оно влияет на продолжительность впрыска и момент зажигания.

Датчик температуры впускного воздуха

Только MPFI

Датчик температуры впускного воздуха ввинчен во впускном канале третьего цилиндра (сзади справа). В дополнение к датчику давления во впускном коллекторе он служит для блока управления источником инофрмации для расчета нагрузки на двигатель. При высокой температуре впускного воздуха (что равноценно низкой плотности воздуха) необходимо, например, сократить продолжительность впрыска и немного сдвинуть момент зажигания в сторону «позже».

Корпус дроссельного узла

Там, где поток всасываемого воздуха попадает во впускной коллектор двигателя, в одном корпусе находятся две дроссельные заслонки. Меньшая из заслонок соединена посредством тросового привода с педалью акселератора. Она дозирует поток впускного воздуха в двигатель до положения половинной нагрузки. При дальнейшем нажатии на педаль акселератора рычаг тяги открывает вторую, большую заслонку, до тех пор, пока в положении полной нагрузки не оказываются полностью открытыми обе заслонки.

Потенциометр дроссельной заслонки

Потенциометр дроссельной заслонки приводится в действие валиком дроссельной заслонки. Потенциометр определяет положение дроссельной заслонки в данный момент времени и передает блоку управления эту информацию в форме электрического сопротивления. Блок управления нуждается в этой информации о нагрузке, к примеру, для регулирования частоты вращения в режиме холостого хода, выбора характеристики зажигания и расчета продолжительности впрыска.

Клапан стабилизации частоты холостого хода

Как уже понятно по названию, этот клапан постоянно обеспечивает константную частоту вращения вала двигателя в режиме холостого хода – все равно, является ли двигатель холодным или прогретым, включены или нет мощные потребители электроэнергии типа кондиционера.

При этом сам клапан – исполняющий орган. Центром регулирования является блок управления систем впрыска MPI либо MPFI. Он сравнивает частоту вращения в данный момент с нормативной и таким образом обеспечивает тонко согласованное открывание и закрывание регулирующего клапана для уравновешивания частоты вращения. При этом варьируется поперечное сечение дополнительного воздушного канала, проложенного в обход дроссельных заслонок. Когда канал открыт, впускается большее количество воздуха, тем самым расходомер воздуха либо датчик давления в выпускном коллекторе из-за увеличения количества воздуха «думает», что открыта дроссельная заслонка. Что в свою очередь дает основание системе впрыска увеличить количество поступающего топлива до необходимого.

Следует еще заметить, что в разных системах впрыска действуют разные клапаны для стабилизации частоты вращения: в системе впрыска MPI – плавно регулирующий; в системе впрыска MPFI – приводимый в действие так называемым шаговым двигателем. Этот последний регулирует открытие каналов в небольших, тонко отрегулированных ступенях.