Лекція 3. Електронно паливні системи (епс) двигунів

Електронно керовані системи для спрощення часто називають просто електронними. Застосування електронних систем керування принципово змінює характеристики двигуна як об'єкту керування.

Такі електронні системи необхідно розглядати в сукупності їх властивостей, як елементів керування, так і конструкції самого двигуна. Характерно також наявність в кожній з них, як правило, декількох різнорідних електричних виконавчих пристроїв.

Склад вживаних в даний час електронних систем достатньо широкий і надалі розширюватиметься.

Електронними можуть бути системи: паливна, газообміну, наддуву, запалення, зміни ступеня стиснення, рециркуляції відпрацьованих газів, охолоджування, змащування тощо. Чим більше число електронних систем, застосованих в двигуні, тим краще забезпечуються великі можливості оптимізації керування.

Але для кожної конкретної модифікації автомобіля і кожного варіанту умов його експлуатації може бути вибраний перелік електронних систем, оптимальний за співвідношенням досягнутого екологічного та економічного ефекту і вартістю, а також витрат на обслуговування і надійністю мікроконтролера й двигуна. Очевидно, що численність електронних систем, використовуваних в двигуні, забезпечує оптимальність вказаного співвідношення тільки при узгодженому багатозв'язковому адаптивному мікропроцесорному керуванні.

Нижче детально описані електронні системи: паливна і газообміну, як найзначущіші в системах керування двигуном.

3.1. Електронні паливні системи – епс

У МПСК двигуном в числі інших його електронних систем, неодмінно присутня електронна паливна система (ЕПС). Її використання дає найбільший внесок в ефективність електронного керування двигуном. У багатьох випадках застосування тільки ЕПС вже виправдовує створення МПСК двигуном.

Основне призначення ЕПС – керування потужністю двигуна і забезпечення можливості оптимізації його робочого процесу. Якнайповніше використання адаптивного керування можливе при індивідуальному керуванні подачею рідкого або газоподібного палива в кожному робочому циклі кожного циліндра двигуна.

ЕПС двигунів розрізняються, перш за все, рівнем тиску палива. ЕПС низького тиску (0,2 – 1,0 МПа) для подачі легких рідких палив або газів у впускні канали циліндрів, середнього (20 – 40 МПа) і, найбільш складні і різноманітні, ЕПС високого тиску (до 200 МПа) уприскування рідких палив безпосередньо в циліндри. У складі ЕПС високого тиску є вузли і магістралі низького тиску, що створюється паливно-підкачуючим насосом.

ЕПС в будь–якому варіанті є сукупністю електрогідравлічних пристроїв, що перетворюють електричні керуючі сигнали сформовані мікроконтролером, в гідравлічні імпульси тиску уприскування палива.

Керованими елементами ЕПС, в яких встановлюються електромеханічні перетворювачі або електричні клапани, можуть бути: насоси високого тиску (ПНВТ), магістралі високого, середнього і низького тиску, форсунки і паливно-підкачуючі насоси.

Є достатньо велике число варіантів ЕПС, що відрізняються використовуваними джерелами живлення форсунок паливом і способами керування параметрами його уприскування.

Стосовно ЕПС високого тиску можна виділити наступні основні їх класи з властивими їм головними ознаками:

1 Імпульсне живлення форсунок від ПНВТ з механічним приводом плунжерів з неперервним усередненим керуванням уприскуванням в ПНВТ – ЕПС з неперервно керованими ПНВТ, або скорочено – неперервно керовані ЕПС.

2. Імпульсне живлення форсунок від ПНВТ з механічним приводом плунжерів, з імпульсним індивідуальним керуванням тривалістю і випередженням уприскування в магістралях високого тиску або форсунках – механопривідні ЕПС.

3. Імпульсне живлення форсунок від ПНВТ з пневматичним приводом плунжерів і імпульсним індивідуальним керуванням тривалістю і випередженням уприскування в магістралях високого тиску або форсунках – пневмопривідні ЕПС.

4. Неперервне живлення форсунок від акумуляторів палива середнього тиску і імпульсною мультиплікацією в ПНВТ, з гідравлічним приводом плунжерів, імпульсним індивідуальним керуванням тривалістю і випередженням уприскування в ПНВТ або/і форсунках при неперервному керуванні тиском в магістралях середнього тиску – гідропривідні ЕПС.

5. Неперервне живлення форсунок від акумуляторів палива високого тиску та імпульсним індивідуальним керуванням тривалістю і випередженням уприскування у форсунках при неперервному керуванні тиском в магістралях високого тиску – акумуляторні ЕПС.

У всіх варіантах ЕПС найважливішими є ті функціональні можливості, які важко або взагалі не реалізуються в неелектронних паливних системах. До них належать:

– роздільна керованість величиною подачі, тиском, випередженням, числом фаз, формою характеристики уприскування, числом працюючих циліндрів (циклів), рівномірністю навантаження циліндрів, обмеженням подачі;

– незалежність тиску уприскування від тривалості і випередження уприскування, а також незалежність випередження уприскування від тривалості і тиску уприскування; можливість збереження працездатності двигуна при відмовах окремих елементів.

Складність адаптації ЕПС на двигуні визначається об'ємом і характером змін, що вводяться в інші агрегати двигуна, необхідних для розміщення і роботи ЕПС.