Функциональное назначение системы подачи топлива – обеспечение подачи необходимого количества топлива в двигатель на всех рабочих режимах. Двигатель оборудован электронной системой управления с распределенным впрыском топлива. В системе распределенного впрыска топлива функции смесеобразования и дозирования подачи топливовоздушной смеси в цилиндры двигателя разделены: форсунки осуществляют дозированный впрыск топлива во впускную трубу, а необходимое в каждый момент работы двигателя количество воздуха подается дроссельным узлом. Такой способ управления дает возможность обеспечивать оптимальный состав горючей смеси в каждый конкретный момент работы двигателя, что позволяет получить максимальную мощность при минимально возможном расходе топлива и низкой токсичности отработавших газов. Управляет системой впрыска топлива и системой зажигания электронный блок управления двигателем (ЭБУ), непрерывно контролирующий с помощью соответствующих датчиков нагрузку двигателя, скорость движения автомобиля, тепловое состояние двигателя, оптимальность процесса сгорания в цилиндрах.
Особенностью системы впрыска автомобиля Ford Mondeo является синхронность срабатывания форсунок в соответствии с фазами газораспределения (блок управления двигателем получает информацию от датчиков фазы). Контроллер включает форсунки последовательно, а не попарно, как в системах асинхронного впрыска. Каждая форсунка включается через 720° поворота коленчатого вала. Однако на режимах пуска и динамических режимах работы двигателя используется асинхронный метод подачи топлива без синхронизации с вращением коленчатого вала.
Основным датчиком для системы впрыска топлива является датчик концентрации кислорода в отработавших газах (лямбда-зонд).
В выпускном коллекторе двигателей объемом 1,6 л, объединенном с двумя нейтрализаторами отработавших газов (катколлектор), установлены два управляющих датчика концентрации кислорода (отдельно для выпускных трактов 1 и 4, 2 и 3 цил.), которые совместно с блоком управления двигателем и форсунками образуют контур управления составом топливовоздушной смеси, подаваемой в двигатель. По сигналам датчиков блок управления двигателем определяет количество несгоревшего кислорода в отработавших газах и соответственно оценивает оптимальность состава топливовоздушной смеси, поступающей в цилиндры двигателя в каждый момент времени. Зафиксировав отклонение состава от оптимального 1:14 (соответственно топливо и воздух), обеспечивающего наиболее эффективную работу каталитических нейтрализаторов отработавших газов, блок управления с помощью форсунок изменяет состав смеси. Поскольку датчики концентрации кислорода включены в цепь обратной связи блока управления двигателем, контур управления составом топливовоздушной смеси является замкнутым. Помимо двух управляющих датчиков, имеются еще и два диагностических датчика концентрации кислорода, установленные на выходе из нейтрализаторов. По составу газов, прошедших через нейтрализаторы, они определяют эффективность работы системы управления двигателем. Если блок управления двигателем по информации, полученной от диагностических датчиков концентрации кислорода, фиксирует превышение нормы токсичности отработавших газов, не устраняемое тарировкой системы управления, то он включает в комбинации приборов сигнальную лампу неисправности двигателя и заносит в память код ошибки для последующей диагностики.
В катколлекторе двигателей 2,0 и 2,3 л (с одним нейтрализатором) установлено по одному управляющему и диагностическому датчику концентрации кислорода.
Топливный бак, отформованный из специального ударопрочного пластика, установлен под полом кузова в его задней части и прикреплен хомутами. Для того чтобы пары топлива не попадали в атмосферу, бак соединен трубопроводом с адсорбером системы улавливания паров топлива. Во фланцевое отверстие в верхней части бака устанавливают электрический топливный насос, в правой части выполнены патрубки для присоединения наливной трубы и шланга вентиляции. Из насоса, включающего в себя топливные фильтры грубой и тонкой очистки, топливо подается в топливную рампу, закрепленную на впускной трубе двигателя. Из топливной рампы топливо впрыскивается форсунками во впускную трубу.
Топливопроводы системы питания комбинированные в виде соединенных между собой стальных трубопроводов и резиновых шлангов.
Топливный насос погружной, с электроприводом, роторного типа, с фильтрами грубой и тонкой очистки топлива, с регулятором давления топлива. Насос установлен в топливном баке, что снижает возможность образования паровых пробок, поскольку топливо подается под давлением, а не под действием разрежения. Топливный насос обеспечивает подачу топлива из топливного бака через топливную магистраль в топливную рампу под давлением около 380 кПа (примерно 360 кПа в режиме холостого хода).
Топливный фильтр тонкой очистки полнопоточный, установлен в корпусе модуля топливного насоса. При засорении фильтра его можно заменить отдельно, так как он выполнен легкосъемным.
Рис. 5.62. Топливная рампа с форсунками и компенсатором пульсаций давления топлива двигателя Duratec Ti-VCТ объемом 1,6 л: 1 – болты крепления компенсатора пульсаций давления топлива; 2 – компенсатор пульсаций давления топлива; 3 – уплотнительные кольца компенсатора пульсаций давления топлива; 4 – верхние уплотнительные кольца форсунок; 5 – топливная рампа; 6 – фиксаторы форсунок; 7 – нижние уплотнительные кольца форсунок; 8 – форсунки.
Рис. 5.63. Топливная рампа с форсунками и регулятором давления топлива двигателей Duratec Ti-VCT объемом 1,6 л: 1 – форсунка; 2 – рампа; 3 – фиксатор форсунки; 4 – уплотнительное кольцо форсунки; 5 – регулятор давления топлива.
Рис. 5.64. Топливная рампа с форсунками и регулятором давления топлива двигателей Duratec-HE объемом 2,0 и 2,3 л: 1 – рампа; 2 – форсунка; 3 – фиксатор форсунки; 4 – уплотнительное кольцо форсунки.
Топливная рампа (рис. 5.62–5.64), представляющая собой пустотелую трубчатую деталь с отверстиями для установки форсунок, служит для подачи топлива к форсункам и закреплена на впускном коллекторе. На топливной рампе двигателя Duratec Ti-VCT объемом 1,6 л установлен также компенсатор 2 (см. рис. 5.62) пульсаций давления топлива, а на двигателях Duratec-HE объемом 1,6 л – регулятор 5 (см. рис. 5.63) давления топлива. Форсунки, компенсатор пульсаций давления и регулятор давления уплотнены в гнездах резиновыми кольцами.
Рампа с форсунками в сборе вставлена хвостовиками форсунок в отверстия впускного коллектора и закреплена двумя гайками.
ПРИМЕЧАНИЕ: В зависимости от варианта исполнения у компенсатора пульсаций давления топлива может отсутствовать малое уплотнительное кольцо 3 (см. рис. 5.62).
Форсунки своими распылителями входят в отверстия впускной трубы. В отверстиях впускной трубы форсунки уплотнены резиновыми уплотнительными кольцами. Форсунка предназначена для дозированного впрыска топлива в цилиндр двигателя и представляет собой высокоточный электромеханический клапан, в котором игла запорного клапана прижата к седлу пружиной. При подаче электрического импульса от блока управления на обмотку электромагнита игла поднимается и открывает отверстие распылителя – топливо подается во впускную трубу двигателя. Количество топлива, впрыскиваемого форсункой, зависит от длительности электрического импульса.
Компенсатор пульсаций давления топлива установлен на двигателе Duratec Ti-VCT (с изменяемыми фазами газораспределения) объемом 1,6 л на торце топливной рампы и служит для поддержания постоянного давления топлива в рампе при его резком падении в топливной магистрали, вызванном, например, значительным увеличением расхода топлива при интенсивном разгоне автомобиля.
Регулятор давления топлива, устанавливаемый на двигатели Duratec-HE объемом 1,6 л на топливной рампе, а на остальных двигателях на топливном насосе, поддерживает постоянное давление топлива в центральном канале рампы на всех режимах работы двигателя. Регулирование давления топлива, подаваемого в форсунки, регулятором, установленным на топливной рампе, основано на принципе слежения за значением перепада давления в рампе и впускном коллекторе, которое при любых условиях должно составлять не менее 300 кПа (3 кгс/см2). Подача электрического топливного насоса больше, чем это необходимо для обеспечения работоспособности системы. Поэтому при работе двигателя с помощью регулятора давления часть топлива постоянно сливается через обратный трубопровод в топливный бак. В зависимости от разрежения во впускном коллекторе регулятор давления уменьшает или увеличивает слив излишнего топлива, поддерживая постоянное давление в рампе.
Регулятор давления представляет собой замкнутую полость, разделенную диафрагмой на вакуумную и топливную камеры.
Вакуумная камера сообщается через вакуумный шланг с впускным коллектором двигателя, топливная – через канал в корпусе регулятора с полостью топливной рампы. Во время работы двигателя под действием пружины клапан регулятора закрыт, если перепад давления во впускном коллекторе и топливной рампе не более 0,3 МПа. Обратного слива топлива нет – давление в топливопроводе начинает повышаться. При перепаде давления свыше 300 кПа (3,0 кгс/см2) диафрагма регулятора прогибается и между клапаном и его седлом образуется зазор, через который в другой канал регулятора, соединенный со сливным трубопроводом, сливается излишнее топливо – давление снижается. При увеличении нагрузки двигателя, работающего при большом открытии дроссельной заслонки, расход топлива увеличивается и давление в топливной рампе падает. Одновременно с этим уменьшается разрежение во впускной трубе. Пружина прижимает клапан регулятора давления к седлу, слив топлива в топливный бак прекращается – давление повышается. Эти процессы повторяются непрерывно, в результате чего в топливной рампе поддерживается постоянное давление.
Регулятор давления, установленный в модуле топливного насоса, представляет собой точно тарированный перепускной клапан, запорный элемент которого открывается при достижении заданного давления в напорном трубопроводе внутри модуля, вследствие чего излишки топлива сливаются в бак непосредственно из модуля топливного насоса, а магистраль обратного слива от топливной рампы в конструкции отсутствует.
Воздушный фильтр установлен в левой части моторного отсека на специальном кронштейне. Фильтрующий элемент бумажный, плоский, с большой площадью фильтрующей поверхности. Фильтр соединен резиновым гофрированным воздухоподводящим рукавом с дроссельным узлом.
Дроссельный узел, представляющий собой простейшее регулирующее устройство, служит для изменения количества основного воздуха, подаваемого во впускную систему двигателя, установлен на входном фланце впускной трубы и прикреплен винтами.
На входной патрубок дроссельного узла надет формованный резиновый рукав, закрепленный хомутом и соединяющий дроссельный узел с воздушным фильтром.
В состав дроссельного узла входит датчик положения дроссельной заслонки и шаговый электродвигатель управления дроссельной заслонкой. Механическая связь дроссельного узла с педалью управления дроссельной заслонкой отсутствует. Так называемая «электронная» педаль управления дроссельной заслонкой передает информацию о степени нажатия на педаль электронному блоку управления двигателем, который, в свою очередь, с учетом скорости автомобиля, включенной передачи, нагрузки двигателя и частоты вращения коленчатого вала открывает дроссельную заслонку на необходимый угол.
Система улавливания паров топлива предотвращает выход из системы питания в атмосферу паров топлива, неблагоприятно влияющих на экологию окружающей среды.
В системе применен метод поглощения паров угольным адсорбером. Он установлен в задней части основания кузова и соединен трубопроводами с топливным баком и клапаном продувки.
В моторном отсеке расположен электромагнитный клапан продувки адсорбера, которым по сигналам блока управления двигателем переключаются режимы работы системы.
Пары топлива из топливного бака по трубопроводу постоянно отводятся и накапливаются в адсорбере, заполненном активированным углем (адсорбентом). При работе двигателя происходит регенерация (восстановление) адсорбента продувкой адсорбера свежим воздухом, поступающим в систему под действием разрежения, передаваемого по трубопроводу из впускной трубы в полость адсорбера при открывании клапана продувки.
Блок управления регулирует степень продувки адсорбера в зависимости от режима работы двигателя, подавая на клапан сигнал с изменяемой частотой импульса.
Пары топлива из адсорбера по трубопроводу поступают во впускную трубу двигателя и сгорают в цилиндрах.
Неисправности системы улавливания паров топлива влекут за собой нестабильность холостого хода, остановку двигателя, повышенную токсичность отработавших газов и ухудшение ходовых качеств автомобиля.
Комментарии посетителей