При распределенном впрыске топлива появляется возможность применения газодинамического наддува, при этом конструкция впускного трубопровода становится более разнообразной. Однако у таких систем по сравнению с центральным впрыском больше погрешность дозирования топлива из-за малых цикловых подач. Идентичность составов горючей смеси в цилиндрах в большей степени зависит от неравномерности дозирования топлива форсунками, чем от конструкции впускной системы.
На рис. 4 показана система "L-Джетроник" распределенного впрыска топлива. Электрический топливный насос 2 подает топливо из бака 1 через фильтр 3 в распределительную магистраль 4, в которой с помощью стабилизатора 5 поддерживается постоянный перепад давления на входе и выходе топлива из форсунок 7. Стабилизатор перепада давления поддерживает постоянным давление впрыска и обеспечивает возврат избыточного топлива обратно в бак. Этим обеспечивается циркуляция топлива в системе и исключается образование паровых пробок. Из распределительной магистрали топливо поступает к рабочим форсункам, которые подают его в зону впускных клапанов. Количество впрыскиваемого топлива задается электронным блоком управления (БУ) 6 в зависимости от температуры, давления и объема поступающего воздуха, частоты вращения коленчатого вала и нагрузки двигателя. Учитывается также температура охлаждающей жидкости.
Рис. 4. Система впрыска топлива "L-Джетроник": 1 - топливный бак; 2 - насос; 3 - фильтр; 4 - распределительная магистраль; 5 - стабилизатор перепада давления; 6 - электронный блок управления; 7 - форсунка с электромагнитным управлением; 8 - пусковая форсунка; 9 - винт регулирования частоты вращения вала на холостом ходу; 10 - датчик положения дроссельной заслонки; 11 - дроссельная заслонка; 12 - измеритель расхода воздуха; 13 - реле; 14 - датчик кислорода; 15, 16, 17 - датчики; 18 - регулятор частоты вращения вала на холостом ходу; 19 - винт измерителя расхода воздуха; 20 - аккумуляторная батарея; 21 - выключатель зажигания и системы впрыска
Объем поступающего воздуха является основным параметром, определяющим дозирование топлива. Воздух поступает в цилиндры через измеритель 12 расхода воздуха и впускной трубопровод. Воздушный поток, поступающий в двигатель, отклоняет заслонку измерителя расхода воздуха на определенный угол. При этом с помощью потенциометра электрический сигнал, пропорциональный углу поворота заслонки, подается в блок управления, который определяет необходимое количество топлива и выдает на электромагнитные клапаны импульсы управления моментом впрыскивания топлива. Электронная схема управления дозированием топлива получает питание от аккумуляторной батареи 20 и начинает работать при включении зажигания.
Независимо от положения впускных клапанов, форсунки впрыскивают топливо за один или два оборота коленчатого вала двигателя. Если впускной клапан в момент впрыска топлива закрыт форсункой, топливо накапливается в пространстве перед клапаном и поступает в цилиндр при следующем его открытии одновременно с воздухом. Схема расположения форсунки при впрыске топлива в зону впускного клапана показана на рис. 5.
Рис. 5. Схема расположения форсунки при впрыске топлива в зону впускного клапана: 1 - электромагнитная форсунка; 2 - впускной трубопровод; 3 - впускной клапан
Количество поступающего к цилиндрам двигателя воздуха регулируется дроссельной заслонкой 11 (см. рис. 4), управляемой водителем. В системе предусмотрен измеритель 12 расхода воздуха на холостом ходу, расположенный около дроссельной заслонки. Он обеспечивает дополнительную подачу воздуха при холодном пуске и прогреве двигателя. По мере прогрева двигателя, начиная с температуры охлаждающей жидкости 50-70°C, регулятор прекращает подачу дополнительного воздуха. После этого при закрытой дроссельной заслонке воздух поступает только через верхний байпасный канал, сечение которого можно изменять винтом 9, что обеспечивает возможность регулирования частоты вращения в режиме холостого хода.
Стабилизатор 5 перепада давления поддерживает постоянное избыточное давление топлива относительно давления воздуха во впускном трубопроводе. В этом случае цикловая подача топлива форсункой 7 однозначно зависит от времени, в течение которого открыт ее клапан. Следовательно, основной принцип электронного управления впрыскиванием топлива заключается в широтной модуляции электрического импульса, управляющего форсункой при условии поддержания постоянного перепада давления топлива.
Длительность импульсов управления временем впрыскивания топлива форсункой корректируется в зависимости от температуры охлаждающей жидкости по информации от датчика 15.
На режимах полного открытия дроссельной заслонки и разгона автомобиля необходимо обогащение горючей смеси, что обеспечивается электронным блоком управления по информации от датчика 10 положения дроссельной заслонки. При открытии заслонки контактная система датчика 10 выдает импульсы, которые приводят к обогащению смеси в режиме разгона автомобиля.
В датчике 10 положения дроссельной заслонки предусмотрена контактная пара, от замкнутого или разомкнутого состояния которой зависит отключение или включение топливоподачи в режиме принудительного холостого хода. Подача топлива прекращается при закрытой дроссельной заслонке, когда частота вращения коленчатого вала двигателя выше 1000 мин⁻¹, и возобновляется при снижении частоты вращения вала до 900 мин⁻¹. При этом порог отключения подачи топлива корректируется в зависимости от температурного состояния двигателя.
Для облегчения пуска холодного двигателя в системе предусмотрена дополнительная пусковая форсунка 8, продолжительность открытия которой зависит от температуры охлаждающей жидкости (датчик 16). Пусковая форсунка представляет собой электромагнитный клапан с вихревым центробежным распылителем.
Введенный в систему датчик кислорода обеспечивает поддержание стехиометрического состава смеси.
Рис. 6. Схема управления системой распределенного впрыска топлива "L-Джетроник": 1 - датчик температуры всасываемого воздуха; 2 - расходомер воздуха; 3 - датчик дроссельной заслонки; 4 - корректор; 5 - датчик-распределитель зажигания; 6 - датчик температуры охлаждающей жидкости; 7 - термореле; 8 - электронный блок управления;
9 - блок реле; 10 - топливный насос; 11 - аккумуляторная батарея; 12 - выключатель зажигания; 13 - рабочие форсунки; 14 - клапан добавочного воздуха; 15 - пусковая форсунка
Функциональная связь всех элементов системы "L-Джетроник" распределенного впрыска топлива показана на рис. 6.
Применение системы впрыска топлива значительно усложняет схему электрооборудования автомобиля. Электрическая схема соединений системы впрыска топлива "L-Джетроник" приведена на рис. 7. Следует отметить, что электрические схемы системы "L-Джетроник" отличаются в зависимости от автомобиля, двигателя, установленного на нем, и года выпуска автомобиля.
Рис. 7. Электрическая схема соединений системы впрыска топлива "L-Джетроник": 1 - разъем электронного блока управления; 2 - катушка зажигания; 3 - выключатель положения дроссельной заслонки; 4 - пусковая форсунка; 5 - реле пуска холодного двигателя (послестартовое реле); 6 - термореле; 7 - измеритель расхода воздуха; 8 - датчик температуры поступающего воздуха; 9 - блок реле (питание системы впрыска и включение топливного насоса); 10 - топливный насос; 11 - аккумуляторная батарея; 12 - датчик температуры охлаждающей жидкости; 13-18 - рабочие форсунки; 19 - дополнительные резисторы (вариант схемы "LE-Джетроник" без дополнительных резисторов показан штриховыми линиями); 20 - главная точка соединения с массой (шпилька крепления впускного коллектора)
На рис. 8 приведена схема системы впрыскивания топлива "LH-Джет-роник", в которой измерение расхода воздуха осуществляется термоанемометром 14. Применение термоанемометра позволяет поддерживать постоянным состав горючей смеси при изменении плотности воздуха.
Рис. 8. Система впрыска топлива "LH-Джетроник": 1 - топливный бак; 2 - топливный насос; 3 - топливный фильтр; 4 - топливный коллектор; 5 - стабилизатор перепада давления; 6 - блок управления; 7 - датчик кислорода; 8 - форсунка с электромагнитным управлением; 9 - датчик температуры охлаждающей жидкости; 10 - дроссельная заслонка; 11 - датчик положения дроссельной заслонки; 12 - винт ручного регулирования частоты вращения вала на холостом ходу; 13 - регулятор вращения вала двигателя, размещенный в корпусе распределителя системы зажигания; 14 - термоанемометр; 15 - датчик частоты вращения вала двигателя, размещенный в корпусе распределителя системы зажигания; 16 - аккумуляторная батарея; 17 - выключатель зажигания; 18 - реле