Параметры топливной смеси V8

[Сергей 77]

Толи длительные Новогодние праздники с обилием свободного времени и сопутствующей алкогольной интоксикацией, толи ещё, какие факторы, подтолкнули меня к созданию этой темы-обсуждения.

Предлагаю "поговорить" о воздушно-топливной смеси, каким образом она создаётся (регулируется) и компонентах, участвующих в этом процессе.

Сразу оговорюсь, что работу карбюраторов в данной теме рассматривать не буду, это совсем иная система, заслуживающая отдельного разговора.

Немного теории.

Для качественной работы двигателя необходимо правильное соотношение воздушно-топливной смеси. Я не «открою Америку», если назову общепринятую пропорцию "воздух/топливо" - 14.7:1, её ещё называют стехиометрической (идеальной), но это не то соотношение, при котором двигатель развивает максимальную мощность, а скорее теоретические условия для полного сгорания смеси в лабораторных условиях с наименьшим выделением вредных веществ.

Максимальную мощность двигатель развивает на смеси с соотношением примерно 13:1, но сейчас не об этом.

И так, что в наших машинах отвечает за создание этой самой «идеальной» смеси?

В основном «бензо-мозг», основываясь на показаниях расходомера, датчика положения дроссельной заслонки, датчика температуры топлива, датчика температуры двигателя и лямбда зондов (специально взял для примера максимальную комплектацию), отдельную лепту в процесс смесеобразования вносит независимый элемент – регулятор давления топлива, ну и естественно исполнительный механизм - бензо-форсунки.

[Сергей 77]

Рассмотрим работу системы смесеобразования наших двигателей.

Изложу свои мысли, если буду неточен или не прав – поправьте.

1. Датчик температуры двигателя.

Насколько я понимаю, его основная функция в данном контексте – сообщить при запуске «бензо-мозгу» о том, что двигатель холодный, а тот в свою очередь обогащает смесь и по мере прогрева «возвращает» в условную «норму».

В 13CU, 14СU и 14CUX алгоритм один и тот же, просто реализовано по-разному – в 14СU и 14CUX это регулируется длительностью открытия форсунок, в 13CU за обогащение отвечает отдельный жиклёр.

2. Датчик температуры топлива.

Для меня это вообще показатель абстрактен, ибо температура смеси, на мой взгляд, больше зависит от температуры входящего воздуха и степени сжатия двигателя.

Предположим, что влияет и скорее всего тоже при запуске двигателя, иначе, зачем производителю на него тратиться.

На 13CU он вообще отсутствует.

3. Датчик положения дроссельной заслонки.

Показания датчика, а точнее резкое изменение показаний «мозг» принимает во внимание и соответственно либо обогащает смесь при нажатии на педаль газа, либо обедняет при сбросе газа.

4. Расходомер или массметр.

При прохождении через него потока воздуха, меняется сопротивление, а соответственно входящий сигнал из ECU, по изменению напряжения «мозг» либо увеличивает время открытия форсунок, либо уменьшает.

В 13CU, 14СU и 14CUX реализовано по-разному, но функция одна и та же, в 14СU и 14CUX сопротивление меняет нагретая проволока и «мозг» постоянно сверяет разницу с эталонной, в 13CU ползунковый резистор, который при желании можно легко подстроить.

5. Лямбда зонды.

Основная коррекция воздушно-топливной смеси. Как они работают? Лямбды узкополосные, они «видят» 2-ве крайности – «богатая» и «бедная» смесь, о чём посылают соответствующий сигнал в ECU. На основании сигналов «мозг» постоянно то обедняет, то обогащает смесь, стабильного состояния нет, в результате чего среднее соотношение смеси получается в р-оне 14,35:1. Понятно, что при таком соотношении можно забыть о хороших мощностных характеристиках двигателя. Лямбды просто «душат» двигатель. Производитель, понимая, что это не есть гуд, пошёл на уловку – где то после 3.500 об./мин. (точно не помню, а смотреть лень) «мозг» перестаёт воспринимать лямбды и опирается в своих вычисления исключительно на показания расходомера и датчика положения дроссельной заслонки.

6. Регулятор давления топлива.

Механизм, призванный поддерживать определённое давление топлива в рампе.

7. Бензо-форсунки.

Исполнительный механизм, в данном контексте о них можно говорить только в рамках замены на более или менее производительные.

[Сергей 77]

Некие выводы, основываясь на вышеизложенным:

• Датчик температуры двигателя.

Вывод - особого влияния на смесеобразование на прогретом двигателе не оказывает.

• Датчик температуры топлива.

Вывод - особого влияния на смесеобразование на прогретом двигателе не оказывает.

• Датчик положения дроссельной заслонки.

Вывод - его основная задача это переходные режимы, на смесеобразование оказывает кратковременное влияние, выводя смесь из «нормального» состояния.

• Лямбда зонды.

Вывод – работают на холостых, низких и средних оборотах и не в состоянии правильно регулировать смесь. Да и не на всех двигателях они предусмотрены.

Единственное, что постоянно участвует в правильном смесеобразовании:

• Расходомер или массметр.

Вывод – базовая вводная для смесеобразования.

• Регулятор давления топлива

Вывод – тоже некая константа.

Отсюда вопрос – так каким же образом формируется «правильная» воздушно-топливная смесь?

[ВИТАЛИК]

Исходя из моих познаний.

Датчик Т двигателя нужен действительно для коррекции смеси, принцип его работы в том что чем горячее мотор тем меньше топлива нужно впрыскивать, но.... это обосновано не тем что горячему мотору нужна бедная а холодному богатая смесь, стехиометрическая для любой температуры неизменна, просто присутствует такой момент как конденсирование распылённого топлива на впускном коллекторе и из-за этого обеднение смеси на холодном моторе. Увеличивая порцию впрыскиваемого топлива бензомозг компенсирует это исходя из данных о температуре мотора. На многих современных машинах нет обогащения смеси на холодном моторе но для нормальной работы холодного мотора сделан электрический подогрев впускного коллектора.

Температура топлива вероятно тоже играет некую аналогичную роль.

Датчик положения дросельной заслонки работает совместно с расходомером топлива, он помогает мозгам понять под какой нагрузкой идёт мотор чтоб дато необходимую порцию топлива, например дросельная заслонка открыта на 70% а расход воздуха мал, следовательно мотор идёт под большой нагрузкой. Далее по положению дроселя "газ в пол" мозги должны давать обогащение смеси, а так-же через него будет реализован режим торможения двигателем - при полностью отпущеной педали газа и повышенных оборотах отключаются форсунки и прекращается подача топлива в мотор до тех пор пока педаль опять не будет нажата или мотор не выйдет на холостой ход.

Регулятор давления топлива не срвсем константа, давление топлива в системе незначительно изменяется в зависимости от вакуума во впускном коллекторе , то есть от нагрузки на мотор.

[Сергей 77]

Согласен.

У LR-овский инжекторов тоже реализован подогрев коллектора, правда "водяной" с совсем противоположным принципом работы. И это скорее подогрев узла заслонки, чем впускного воздуха, что на мой взгляд не всегда оправдано, а порой и вредно.

Интересно - до каких температур сред, в которые они погружены, датчики участвуют в смесеобразовании? Постоянно?

Cудя по процедуре диагностики (зависимости величины сопротивления от температуры) это именно так.

Так-же интересно, какой вклад в управление двигателем вносит информация об оборотах двигателя, поступающая в "мозг" от катушки зажигания.

То, что "вносит" сомнений нет, ибо проходил это на своём опыте - от времени отгнил провод.

[ВИТАЛИК]

Сигнал оборотов двигателя применяется для сравнивания с ним сигналов датчиков расхода воздуха и положения дросселя чтоб просчитать нагрузку на мотор, ну и еще немного регулировка ХХ. Также сигнал оборотов двигателя будет использоваться в режиме торможения двигателем. В принципы работы впрыска ЛР не сильно углублялся, а вот в старых Мерседесах(это моя работа) при регулировке ХХ основным является сигнал о расходе воздуха и полностью закрытая дроссельная заслонка(там стоит просто микровыключатель), причём изменяя сигнал о расходе воздуха изменяются обороты ХХ.

[Сергей 77]

Немного "подчистил" тему.

Вот удивительно мне - неужели инженеры LR (или в компании с Lucas) смогли создать на столько грамотную, работоспособную, достаточно стабильную и надёжную систему, требующую минимум настроек и вмешательств пользователя, способную работать десятилетиями?

И ещё вопрос - какими приборами контроля можно воспользоваться для замера этой самой топливной смеси (её качества)?

Мне известны как минимум 2-ва варианта, но они дают лишь косвенные данные - приблуда для ввёртывания вместо свечи и контроль смеси по цвету пламени и газоанализатор.

В теории ещё динамический стенд, но это скорее из области фантастики.

[ВИТАЛИК]

Мне кажется кроме этих 2х вариантов больше ничего нет.

А по поводу надёжности системы, так непосредственный впрыск в бензиновом моторе на еще Мессершмитах во время 2й мировой уже был и после на легковые авто в 50-70х ставился и до сих пор эти машины ездят. примечательно что топливная система полностью копирует дизельную с таким-же топливным насосом.

[ВИТАЛИК]

@Сергей 77 said:
Согласен.

У LR-овский инжекторов тоже реализован подогрев коллектора, правда "водяной" с совсем противоположным принципом работы. И это скорее подогрев узла заслонки, чем впускного воздуха, что на мой взгляд не всегда оправдано, а порой и вредно.

Про подогрев узла ДЗ, где-то читал, что делается против обледенения ДЗ зимой при отрицательных температурах (мотор греется, воздух заходит ледяной и на ДЗ получается критическое место).

Интересно - до каких температур сред, в которые они погружены, датчики участвуют в смесеобразовании? Постоянно?

Ну если не лень заморачиваться то всместо датчика Т можно всунуть резистор и покрутить при подключеном RG и посмотреть на длительность импульса форсунок.

[normis]

По моему очень важная составляющая смесеобразования это лабораторные изследования и содание топливной карты. Карту инженеры создали, и теперь только нужно определить в "какой точке на карте" находится мотор.

Пока мотор холодный на к информации с топливной карты добавляется поправка.

Самое плохое произходит тогда, когда какойто из датчиков дурит и машина не едет, так как мозги незнают ситуацию.

Кстати, все датчики "поправщики" (ДТ мотора, ДД топлива, лямды) в сумме наверно даёт ощутимый вклад в суммарный расход топлива.

[Bubman]

Подскажите пожалуйста где находится датчик температуры выдающий показания на 14CUX, где его искать? А если ещё подскажите как его проверить (сопротивление и тд.) вообще будет здорово!

[Сергей 77]

@Bubman said:
Подскажите пожалуйста где находится датчик температуры выдающий показания на 14CUX, где его искать? А если ещё подскажите как его проверить (сопротивление и тд.) вообще будет здорово!

Система впрыска 14CUX "опирается" на показания с 2-х температурных датчиков - датчик температуры ОЖ и датчик температуры топлива. Датчик топлива установлен на рампе, датчик ОЖ в впускном коллекторе передней части двигателя, правее распределителя, там же стоит ещё один температурный датчик ОЖ, показометра на приборной панели. Датчики температуры 14CUX имеют 2-х контактные разъёмы, "показометра" - один контакт.

Проверка осуществляется замером сопротивления при различных температурах, метода проверки и таблица зависимости величины сопротивления от температуры имеется в книге по эксплуатации, книга (не одна) лежит в свободном доступе в "Файловом Архиве".