Накопленный опыт применения систем электронного впрыска топлива показал, что основными преимуществами этого процесса являются:
— отсутствие качественной и количественной неравномер
ностей распределения топлива по цилиндрам двигателя;
— улучшение показателей двигателя по топливной экономичности (особенно на нестационарных режимах и при максимальных скоростях);
— увеличение коэффициента наполнения и литровой мощности двигателя до 10% вследствие снижения гидравлических
сопротивлений во впускной системе;
— снижение токсичности отработавших газов.
Системы питания с электронным управлением реализованы в трех формах: впрыскивание с электронным управлением, центральное впрыскивание и электронное управление карбюратором. При впрыскивании с электронным управлением в каждом цилиндре устанавливается форсунка в зоне впускного клапана. При центральном впрыскивании устанавливается одна общая форсунка, размещающаяся в зоне смесительной камеры карбюратора. Существуют многие системы топливоподачи с электронным управлением, разработанные отечественными организациями (ЦНИТА, ВАЗ и др.) и зарубежными фирмами (Брико, Лукас, Бош и др.). Каждая система программируется на наилучшую топливную экономичность на всех частичных режимах нагрузки, а при полной нагрузке работает программа наилучших динамических показателей с учетом токсичности отработавших газов.
Системы состоят из ряда датчиков, преобразующих информацию о расходе воздуха, давлении, температуре, положении дроссельной заслонки и некоторых других данных о состоянии двигателя в электрический сигнал. Все сигналы с датчиков поступают в блок синтеза информации (БСИ), где они преобразуются в командный импульс определенной длительности. Управление впрыскиванием топлива осуществляется, как и в большинстве систем с электронным управлением, путем изменения длительности электрического импульса, посылаемого в электромагниты форсунок. Система работает от электросети автомобиля и, как правило, содержит блок электроснабжения со стабилизаторами и защитой от резких изменений напряжения, которые могут вызвать необратимые повреждения электронных устройств.
Рассмотрим некоторые системы впрыскивания и особенности их схем.
В некоторых двигателях система впрыскивания работает следующим образом. Топливо из бака через гопливоприемник подается насосом к форсункам. На коллекторе подачи топлива установлен мембранный стабилизатор давления, поддерживающий постоянное давление топлива независимо от скоростного и нагрузочного режима работы двигателя. Коллектор обеспечивает циркуляцию топлива бак— насос— бак и равномерную его подачу под постоянным давлением к форсункамдозаторам. В системе фирмы Брико топливо из бака мембранным топливным насосом подается в специальную камеру постоянного уровня. Эта камера имеет обычный для карбюраторов поплавковый механизм и фильтротстойник. Из этой камеры насосом подается топливо в кольцевую магистраль с четырьмя форсунками с электромагнитным управлением и специальным стабилизатором давления. Принцип стабилизации давления топлива основан на перепуске части топлива обратно в камеру постоянного уровня. Следует отметить, что циркуляция топлива обеспечивает надежную защиту от паровоздушных пробок (давление 0,18 МПа). Основной командный параметр (главный датчик) — абсолютное давление во впускном трубопроводе. Применен потенциометрический датчик с мембраной в качестве чувствительного элемента. Полость, где находится потенциометр и токосъемный элемент, герметизирована, и из нее откачен воздух, что создает благоприятные условия работы.
Система впрыскивания фирмы Бош является автоматической системой с программным управлением. Топливо циркуляционным насосом подается из бака в кольцо с постоянным перепадом давления. Для обеспечения пуска при низких температурах введена дополнительная пусковая форсунка, автоматически подающая топливо во впускной трубопровод при пуске холодного двигателя. Чем ниже температура охлаждающей жидкости, тем дольше работает форсунка. Вся информация о требуемой дозе топлива при системе впрыскивания топлива с электронным управлением фирмы Лукас хранится в запоминающем устройстве. Датчик абсолютного давления во впускном трубопроводе отсутствует. Каждая ячейка запоминающего устройства определяется двумя параметрами режима: частотой вращения коленчатого вала и положением дроссельной заслонки. Перед форсунками, так же как и в других системах, поддерживается постоянное давление (0,3 МПа). В системе центрального впрыскивания с электронным управлением топливо подается не в зону впускного клапана, а в смесительную камеру. Разделение функций дозирования и смесеобразования позволяет использовать интенсификацию распыливания топлива и создает условия улучшения смесеобразования с помощью различных методов (например, ультразвука, пленочного испарения и т.д.).
Системы центрального впрыскивания, выпускаемые фирмами Бош, Хитачи, Питбург (экотроник), и другие оборудуются датчиком частоты вращения коленчатого вала, информация которого после обработки его микропроцессором, воздействует на расход воздуха через дроссельную заслонку. Эти системы позволяют обеспечивать оптимальный состав горючей смеси на режимах пуска и прогрева, на холостом ходу, при ускорении и замедлении открытия дроссельной заслонки. Система регулирования, основанная на согласованном управлении дроссельной и воздушной заслонками, позволяет значительно улучшить эксплуатационные свойства автомобиля.
Практически все системы с электронным управлением смесеобразования оборудуются датчиком кислорода (Хзонд), позволяющим поддерживать стехиометрический состав горючей смеси (а=1), необходимой для нормальной работы трехкомпонентного нейтрализатора.
Перспективы дальнейшего развития автомобильной техники, кроме совершенствования современных поршневых двигателей, необходимо связывать с распространением таких новых двигателей, как роторнопоршневые, комбинированные, адиабатные, газовые турбины и другие, для которых микропроцессорная техника дозирования топлива станет необходимой.