Лекция 1 – Задачи курса. Связь с другими дисциплинами. История создания систем впрыска топлива

Современные автомобили имеют в электрооборудовании сложные системы управления и контроля обладающие большой информативностью о состоянии узлов и агрегатов при помощи электронных средств и коммуникаций. Достигнутый уровень, позволяет непрерывно или периодически контролировать технологические процессы и техническое состояние машины с помощью встроенных или внешних приборов.

Последние достижения в радиоэлектронике позволили значительно улучшить технические и эксплуатационные показатели транспортных средств. Это связано с тем, что большая информативность и контроль состояния узлов и агрегатов машин при помощи электронных средств позволили повысить надежность, экономичность и экологичность транспортных средств.

В электрооборудовании современного автомобиля выделяют важнейшую систему – систему управления двигателем (СУД). Свыше 70% в мировом производстве автомобилей приходится на автомобили оснащенные электронным управлением топливо подачей и системами воспламенения горючей смеси.

Чрезвычайно широкое распространение автомобильных двигателей предопределило и большое разнообразие их конструкций. Естественно, это приводит к многовариантности систем управления. По литературным данным разновидностей этих систем насчитывается свыше 200, что при выполнении различных ремонтно-обслуживающих работ создает трудности в распознавании (идентификации) объекта и определении значений параметров.

Системы впрыска топлива изобретены прак­тически одновременно с созданием автомо­бильного двигателя. Еще в 1881 году, когда большинство автомобилестроителей совер­шенствовали карбюратор, француз по имени Этив получил патент на систему измерения мас­сы сжатого воздуха. В 1883 году немецкий ин­женер Шпиль получил патент на метод впрыска топлива в камеру сгорания цилиндра двигателя. Примерно в то же время в Англии Эдвардом Буглером был создан двигатель, оборудован­ный системой впрыска топлива под давлением через впускной клапан с полым стержнем.

Компания Шевроле экспериментировала с системой впрыска Рочестер, в свою очередь, базирующейся на системе Хилборна. В тече­ние 1957 года двигатели с этой системой впрыска топлива устанавливались на модели Корвет в качестве дополнительного оборудова­ния. Понтиак также применял несколько пере­работанную версию этой системы на модели Бонневилль. Однако, столкнувшись с проблема­ми высокой стоимости и ненадежности этих систем, обе фирмы к 1959 году отказались от их использования.

В конце 60-годов фирма Бендикс развива­ла систему впрыска топлива, конкурируя с сис­темой Хилборна. К 1971 году из 33 гоночных автомобилей Инди 500 32 были оборудованы системой Бендикс. В течение 70-х годов эта система была бесспорным лидером на гоноч­ных автомобилях.

В период с 1950 по 1986 год было разра­ботано и забыто множество систем впрыска топ­лива, изготовленных небольшими фирмами. В настоящее время системы впрыска топлива из­готовляются, наоборот, крупными фирмами, а все меньшие изгнаны с рынка сбыта.

Из небольших фирм наиболее удачливой оказалась фирма Кугельфишер. Автомобили с системой впрыска топлива этой фирмы широко применялись в Европе в 60-х годах. В 1974 году эта фирма впилась в компанию Bosch.

В 1973 году фирмой Bosch была разрабо­тана система механического впрыска топлива K-Jetronic. Системы серии «К» при­знаны наиболее удачными из механических си­стем как по своей эффективности, так и по со­держанию СО в выхлопных газах.

В 1984 году была разработана электронная система впрыска топлива серии «КЕ» Jetronic с усовершенствованной системой пуска двигате­ля и системой контроля выхлопных газов. Эта частично механическая и частично электрон­ная система исправно служит и в настоящее время. Однако, остальные механические систе­мы впрыска топлива не выдержали конкуренции с электронными системами и постепенно выш­ли из употребления.

Основная система включала в себя элект­ронный блок управления, который получал дан­ные от датчиков разрежения во впускном кол­лекторе, температуры окружавшего воздуха, давления воздуха и частоты вращения двигате­ля. После вычислений в зависимости от скоро­сти и загрузки двигателя форсунки открыва­лись электромагнитами и рассчитанное коли­чество топлива впрыскивалось в коллектор. Дав­ление топлива поддерживалось постоянным при помощи топливного насоса. Сигнал для откры­тия форсунок подавался от прерывателя зажи­гания.

В конце 60-х годов появилось множество систем, в которых объединены механическая и электронная системы впрыска топлива. В это же время начала вставать проблема контроля за загрязнением окружающей среды. Усовер­шенствование карбюраторов начало приводить к их удорожанию. Попытки объединения карбю­ратора с электронными системами не дали ощутимых результатов. Карбюраторные двига­тели стали более «грязными» и обладают мень­шей приемистостью по сравнению с двигателя­ми, оборудованными электронными системами управления. Все это привело к широкому вне­дрению электронных систем в автомобилестроение.

В 90-х годах системы электронного управ­ления двигателем развивались особенно быст­ро. В это время появилось множество различ­ных модификаций этих систем. В некоторых си­стемах блок электронного управления связан с автоматической коробкой передач, системой регулировки силы тяги и другими системами. Среди модификаций различаются системы цен­трального и распределенного впрыска (одно­временного и последовательного), системы зажигания с распределителем и без распреде­лителя. Система самодиагностики совершен­ствуется за счет увеличения параметров, реги­стрируемых системой. В настоящее время та­ких параметров может быть более сотни.