Лекция 9 – Датчики и исполнительные механизмы

Электронные топливные системы имеют множество компонентов. Эти компоненты де­лятся на датчики и исполнительные устройства. Датчики посылают данные в БЭУ, который при­водит в действие форсунки на определенный промежуток времени. Электронные системы впрыска топлива содержат следующие компо­ненты.

Все датчики имеют сопротивление изменяющееся от температуры или нагрузки. Если тем­пература или нагрузка изменяется, сопротивление датчика также изменяется. Изменение со­противления приводит к изменению напряже­ния, посылаемого к БЭУ. Измеряя это напряже­ние и сравнивая его с картами, БЭУ получает информацию о состоянии того или иного ком­понента.

Датчики системы впрыска разделяются на несколько основных групп. Первая и вторая груп­пы включают в себя датчики переменных сигна­лов различных типов. Обычно это датчики с дву­мя или тремя проводами. Третья группа включа­ет в себя двух- и трехпроводные датчики, объе­диненные в один блок. Примером может слу­жить датчик расхода воздуха, устанавливаемый во многих системах фирмы Bosch. В этом дат­чике объеднены датчик расхода и температуры воздуха в общий блок, имеющий одно зазем­ление. Последняя группа объединяет контактные датчики, являющиеся по существу выключателями (датчики крайних положений дроссель­ной заслонки, датчик предельного давления масла и др.).

Двухпроводные датчики имеют провод заземления и питания (5 В). Цепь этих датчиков начинается и заканчивается в ЭБУ. Провод пи­тания одновременно служит и для передачи выходного сигнала следующим образом. При изменении сопротивления датчика напряжение питания изменяется. Например, для двухпровод­ного датчика температуры охлаждающей жид­кости напряжение питания, равное 5 В, умень­шается до 2...3 В при температуре двигателя 20⁰С и до 0,6..0,8 В при температуре 80⁰С.

Трехпроводной датчик имеёт провод питания (5 В), провод заземления через БЭУ и про­вод для выходного сигнала. По этому проводу в БЭУ поступает переменное напряжение сигна­ла. Примерами такого типа датчиков служат датчик расхода воздуха с заслонкой, потенциометрический датчик положения дроссельной заслонки, датчик давления в коллекторе и др.

Датчик угла поворота коленчатого вала (ДУПКВ). ДУПКВ работает по тому же принципу, что и индукционный генератор. Датчик обычно распо­ложен рядом с маховиком двигателя. На ободе маховика равномерно устанавливаются сталь­ные штифты. Обычно они устанавливаются че­рез каждые 10°, т.е. 36 штифтов. Таким обра­зом, маховик выполняет роль диска датчика.

Постоянный магнит датчика устанавлива­ется в непосредственной близости от махови­ка и создает магнитное поле. При вращении маховика штифты поочередно проходят через магнитное поле и генерируот в обмотке датчи­ка переменное напряжение, частота которого пропорциональна частоте вращения.

Амплитуда переменного напряжения дат­чика изменяется прямо пропорционально час­тоте вращения. Напряжение может изменяться от 5 В на холостом ходу до 100 В при частоте вращения 6000 об/мин.

Датчик идентификации цилиндра - фазовый дискриминатор (только для систем с последовательным впрыском топлива)

В моделях, оборудованных системой после­довательного впрыска, необходимо определить не только цилиндр, в котором должен начаться рабочий ход, но и цилиндр, в котором идет такт всасывания. Фазовый дискриминатор обеспечи­вает БЭУ этой информацией. Обычно фазовый дискриминатор представляет собой датчик ин­дукционного типа, расположенный рядом с рас­пределительным валом, либо в корпусе распре­делителя зажигания.

Датчики давления. Датчикам давления с мембранным чувствительным элементом присущи существенные недостатки: наличие механических элементов и сравни­тельно большое число звеньев в цепи передачи информации, что отрицательно сказывается на точности и надежности измерительной системы.

В бесконтактных индуктивных датчиках при перемещении чувствительного элемента - мембранной камеры изменяется воздушный зазор в магнитопроводе, магнитное сопротивление магнитопровода и индуктивность катушки. Катушка включена в измерительный мост. При разбалансировке мос­та появляется электрический сигнал, поступающий в блок управления.

Применение микроэлектронной технологии позволило перейти к полностью статическим конструкциям датчиков.

Электромагнитные форсунки. Работа электромагнитной форсунки связана с протекающими одновременно гидравлическими, механическими, электромагнитными и электрическими про­цессами, поэтому она является одним из наиболее ответственных элементов в системе впрыскивания топлива.

Форсунки работают в импульсном режиме при частоте срабатывания от 10 до 200 Гц в условиях вибрации дви­гателя, повышенных температур и при этом должны обеспечивать линейность характеристики дозирования топлива в пределах 2-5% на протяжении всего срока службы (около 600 млн. циклов срабатывания).

Топливный насос с электроприводом должен подавать достаточное количе­ство топлива в двигатель и одновре­менно поддерживать нужное давление, обеспечивающее эффективный впрыск топлива при всех условиях работы. Ос­новными требованиями к насосу явля­ются:

обеспечение подачи топлива 60...200 л/ч при номинальной нагрузке;

поддержание давления в системе пита­ния на уровне 300...400 кПа;

способность поддерживать давление в системе при нагрузке, равной 50-60% от номинальной, что весьма важно для пуска двигателя.