Центральный одноточечный впрыск

Такие системы ещё называются системами МОНО впрыска. Обозначаются обычно SPI — Одноточечный впрыск, CFI — Центральный впрыск топлива, TBI — Впрыск на дроссельную заслонку.

Такие системы характеризуются упрощённой системой управления дозированием топлива. Работают обычно при низком давлении топлива (0,7-1,2 bar). Используются недорогие топливные насосы турбинного типа, обычно расположенные в топливном баке. Далее приведены схемы построения некоторых типов центрального впрыска топлива.

Достоинством таких систем является:

• простота перехода от карбюраторных двигателей
• меньшая стоимость (по сравнению с другими системами)
• простота обслуживания и ремонта
• надёжность

Недостатком является:

• неравномерное распределение топливовоздушной смеси по цилиндрам
• образование топливной плёнки на стенках впускного коллектора

Рис. Узел форсунки, дроссельной заслонки

На рисунке показана схема основной части системы MOНО впрыска — блок дроссельной заслонки. Элементы моноблока: 1 — воздушный термометр, 2 — корпус форсунки, 3 — регулятор давления топлива, 4 — шток установщика дроссельной заслонка с концевым выключателем, 5 — каналы подвода и обратного слива топлива.

Используются форсунки с малым временем срабатывания, т.к. частота управляющих импульсов обычно в два или четыре раза выше частоты вращения коленчатого вала. Сопротивление обмотки соленоида форсунки низкое, следовательно мала индуктивность, что позволяет более точно дозировать топливо, подачей управляющих импульсов с блока управления.

При пуске и прогреве холодного двигателя время открытия форсунки корректируется блоком управления в соответствии с сопротивлением датчиков охлаждающей жидкости и температуры всасываемого воздуха. После прогрева двигателя (60 — 90 гр.), базовыми значениями для управления двигателем (у разных производителей по-разному) являются: частота вращения коленчатого вала, разрежение во впускном коллекторе, скорость изменения и само значение сопротивления датчика положения дроссельной заслонкой.

В МОНО-системах обычно не используется датчик измерения расхода воздуха (за исключением некоторых Японских производителей). Европейские производители используют MOНО-системы двух типов:

• WEBER, GM
• BOSCH

Отличаются расположением датчиков температуры воздуха, поступающего во впускной коллектор, системами регулирования холостого хода и конструкцией датчика положения дроссельной заслонки. Представителем группы типов MOНO-систем WEBER и GM являются фирмы ОПЕЛЬ, ФИАТ и др. На рисунке приведена электросхема автомобиля ФИАТ Пунто-55 Magnetti Marelli.

Рис. Электросхема системы управления автомобилем ФИАТ Пунто-55 (93-97):
1 — форсунка центрального впрыска, 2 — клапан адсорбера, 3 — электрический бензонасос, 7 — регулятор холостого хода, 11 — ВВ катушка зажигания, 32-датчик разрежения во впускном коллекторе, 33 — датчик положения дроссельной заслонки, 37 — датчик содержания кислорода в отработанных газах, 39 — датчик оборотов, 42 — датчик температуры воздуха, поступающего во впускной коллектор,43 — датчик температуры охлаждающей жидкости.

Рис. Рабочая схема автомобиля ФИАТ Пунто 55:
1 — катушка зажигания, 2 — регулятор холостого хода, 3 — регулятор давления топлива, 4 — форсунка (инжектор), 5 — термометр поступающего воздуха, 6 — электроклапан адсорбера, 7 — главное/бензонасоса реле, 8 — замок зажигания, 9 — д датчик содержания кислорода в отработанных газах, 10 — термометр охлаждающей жидкости, 11 — свеча зажигания, 12 — индуктивный датчик оборотов / положения коленвала, 13 — датчик разрежения во впускном коллекторе (MAР), 14 — нейтрализатор ОГ, 15 — датчик положения дроссельной заслонки, 16 — адсорбер, 17 — лампа самодиагностики на приборной панели, 18 — тахометр, 19 — ЭБУ двигателем, 20 — диагностический разъём, 21 — инерционный выключатель бензонасоса (аварийный), 22 — топливный фильтр, 23 — обратный клапан, 24 — электробензонасос.

На рисунке сверху приведена рабочая схема, а на рисунке снизу — локаторная схема расположения датчиков и исполнительных устройств в подкапотном пространстве.

Рис. Схема расположения элементов системы управления двигателеч автомобиля ФИАТ Пунто 55:
1 — регулятор давления топлива, 2 — термометр поступающего воздуха, 3 — форсунка (инжектор), 4 — термометр охлаждающей жидкости, 5 — главное\бензонасоса peлe, 7 — датчик разрежения во впускном коллекторе, 6,8 — предохранители (системный и бензонасоса), 9 — датчик содержания кислорода в отработанных газах, 10 — катушка зажигания, 12 — индуктивный датчик — оборотов\положения коленвала, 13 — адсорбер, 14 — электроклапан адсорбера, 15 — ЭБУ двигателем, 16 — диагностический разъём, 17 — датчик положения дроссельной заслонки, 18 — регулятор холостого хода.

Рассмотрим работу системы по электрической схеме и рабочей схеме. При включении зажигания, на системное реле подаётся напряжение. Реле включается, запитывает дополнительным напряжением ЭБУ двигателем. Подаются питающие напряжения на катушку зажигания, форсунку, бензонасос и др. Бензонасос включается в работу, создаёт предварительное давление топлива в магистрали и, если не последует вращение стартером-отключается.

При вращении стартером коленвала, на датчике оборотов появляется сигнал, по которому ЭБУ двигателем вычисляет обороты двигателя. В зависимости от положения дроссельной заслонки, сигнала датчика разрежения во впускном коллекторе (МАР), температуры воздуха и двигателя (охлаждающей жидкости) ЭБУ вычисляет момент опережения зажиганием и длительность импульса впрыска на форсунке. ЭБУ принимает решение обогащать или обеднять топливо-воздушную смесь по анализу сигнала кислородного датчика расположенного в выпускном коллекторе. Регулировка холостого хода осуществляется путём изменения проходного сечения обводного воздушного канала, расположенного вокруг дроссельной заслонки. Регулятор холостого хода управляется ЭБУ двигателем и расположен на форсуночном узле.

Другим представителем МОНО систем является фирма BOSCH. Приведём электрическую схему автомобиля VW «Пассат» с двигателем 1,6 л — 1F, выпускавшемся с 1989 по 1990 г и системой управления Mono Jetronic.

Рис. Электросхема системы управления автомобилем VW Пассат 1,6 л — 1F:
1 — форсунка, 2 — клапан адсорбера, 8 — установщик дроссельной заслонки, 10 — модуль зажигания, 11 — катушка зажигания, 14 — топливный насос основной, 15 — подкачивающий топливный насос, 33 — датчик дроссельной заслонки, 37 — кислородный датчик, 40 — датчик оборотов на эффекте Холла, 42 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 43 — датчик температуры входящего воздуха, 91 — реле бензонасоса, 100 — электронный блок управления двигателем.

Рассмотрим работу такой системы. При включении зажигания через реле включается топливный насос. Если вращение стартером не производится, то через 5 секунд насос будет отключен. Запуск стартера(вращение коленвала) распознаёт ЭБУ двигателем по сигналам датчика частоты вращения и повторно включает бензонасос. Приведённая конструкция имеет два бензонасоса: первый — подкачивающий низкого давления (0,8 — 1,2 bar) расположен в основном баке и перекачивает топливо во вспомогательный бак, обычно расположенный под днищем а\м. Во вспомогательном баке установлен основной насос высокого давления. Такая схема применялась и на системах высокого давления (механического впрыска) топлива. Жизнь показала, что такая конструкция неудачна. Кроме того, что система усложнена, она ещё и не надёжна — при выходе из строя подкачивающего насоса, из-за топливного голодания выходит из строя и основной насос. В более поздних конструкциях устанавливался только один — погружной бензонасос.

Неотъемлемой частью современной системы питания, является система вентиляции бензобака. Пары бензина из бензобака по отдельному шлангу поступают в специальную ёмкость, наполненную активным элементом, способным поглощать пары бензина, а при продувке воздухом — освобождаться. Такой прибор называется — адсорбер. При определённых условиях по сигналу из ЭБУ двигателем открывается клапан, который перепускает пары бензина во впускной коллектор на обогащение топливовоздушной смеси.

Далее топливо поступает к регулятору давления и к форсунке. Регулятор давления топлива представляет собой подпружиненную мембрану, которая от давления топлива приподнимается, перепускает излишки топлива в обратную магистраль и снова закрывается. Таким образом на форсунке поддерживается постоянное рабочее давление топлива.

На пластиковом корпусе под вода электропитания к форсунке расположен датчик температуры воздуха. Датчик температуры охлаждающей жидкости расположен на блоке цилиндров или в другой — самой высокой точке системы охлаждения.

При запуске холодного двигателя требуется подать во впускной коллектор большее количество топлива и, соответственно, воздуха. В GM-системах большее количество воздуха подавалось за счёт открытия обводного воздушного канала (вокруг дроссельной заслонки), т.н. байпасного канала, а в BOSCH-системах — путём механического открытия дроссельной заслонки специальным установщиком (Е0801). На первый взгляд системы идентичны, но это не так. В приведённой ниже таблице показаны принципиальные отличия систем управления.

Система управления	Датчик оборотов	Форсунка	Регулятор холостого хода	Датчик дроссельной заслонки
WEBER, GM	Зубчатый спецдиск на к\валу в передней части двигателя. Считывающий датчик индуктивного типа.	Узкая индивидуальная	Шаговый эл.двигатель со штоком, перекрывающим\открывающим обводной воздушный канал.	Одиночный потенциометр
BOSCH	Датчик Холла в распределителе зажигания.	Широкая. На электрическом разъеме размещён датчик температуры воздуха.	Эл.мотор с приводом, открывающий или дающий возможность закрыться дроссельной заслонке пружинным механизмом. На упоре привода расположена контактная группа, информирующая ЭБУ о касании привода с упором дроссельной заслонки.	Сдвоенный потенциометр

Рис. Рабочий схема а\м VW Пассат 1,6 л — 1F:
1 — подкачивающий бензонасос, 2 — основной бензонасос, 3 — топливный фильтр, 4 — форсунка (инжектор), 5 — термометр, поступающего воздуха, 6 — регулятор холостого хода\установщик дроссельной заслонки, 7 — датчик положения дроссельной заслонки, 8 — ЭБУ двигателем, 9 — датчик содержания кислорода в отработанных газах, 10 — термометр охлаждающей жидкости, 11 — коммутатор, 12 — регулятор давления топлива, 13 — замок зажигания, 14 — свеча зажигания, 15 — датчик оборотов Холла.

Нa рисунке выше приведена рабочая схема, а на рисунке ниже — локаторная схема расположения датчиков и исполнительных устройств в подкапотном пространстве.

Рис. Схема расположения элементов системы управления двигателем автомобиля VW Пассат 1,6 л 1F:
1 — форсуночный узел, 2 — ЭБУ двигателем, 3 — форсунка (инжектор) и термометр, поступающего воздуха, 4 — регулятор давления топлива, 5 — разъём подогревателя топливоздушной смеси, расположенного во впускном коллекторе, 6 — лампа самодиагностики, 8 — датчик положения дроссельной заслонки, 9 — разъём датчика содержания кислорода в отработанных газах, 10 — термометр охлаждающей жидкости, 11 — термовыключатель нагревательного элемента топливовоздушной смеси, 12 — регулятор холостого хода (установщик дроссельной заслонки), 13 — разъем питания форсунки и воздушного термометра, 14,15 — электроклапана адсорбера, 16 — балластный резистор форсунки, 17 — разъем установщика дроссельной заслонки.

Подведём итоги

Системы центрального впрыска топлива явились логическим продолжением развития карбюраторных систем топливоснабжения. Вместо карбюратора, на то же посадочное место устанавливается узел, в котором расположена впрыскивающая топливо форсунка и некоторые датчики, передающие информацию в электронную систему управления двигателем. Механическая часть и система ценообразования может остаться без изменений. На основании информации, получаемой от датчиков, ЭБУ, по записанному в постоянную память алгоритму (таблицам), производит управление работой исполнительных элементов на всех режимах работы: вычисляется и подаётся в двигатель необходимое количество топлива; на режимах принудительного холостого хода подача топлива отключается; в системах «Мотроник» производится электронное управление моментом ценообразования. Такие системы устанавливались на двигатели с рабочим объёмом до 2 л.