Система впрыска топлива бензинового двигателя Audi A4

#Форсунка # Инжектор # Карбюратор # Система питания двигателя 23.12.2013

Системы впрыска бензиновых двигателей

Двигатели с системами впрыска топлива, или инжекторные двигатели, почти вытеснили с рынка карбюраторные моторы. На сегодняшний день существует несколько типов систем впрыска, отличающихся устройством и принципом работы. О том, как устроены и работают различные типы и виды систем впрыска топлива, читайте в этой статье.

Двигатель Audi A3.0 TFSI

Двигатель Audi A4 3.0 TFSI, это уже 6 цилиндровый V-образный мотор. На 6 цилиндров приходится 24 клапана. В двойной головке блока цилиндров используется 4 распредвала. В качестве привода ГРМ используют цепь, при том не одну или две, а намного больше. Можете посмотреть на этом изображении ниже.

Если у двигателей Ауди А4 объемом 1.8 и 2 литра стоят турбины, то у V6 установили механический нагнетатель, его устанавливают в зоне развала цилиндров, между двумя частями головки блока. Применение нагнетателя позволяет избежать эффекта “турбоямы”, поскольку подача воздуха идет непрерывно, нет необходимости сильного охлаждения наддувочного воздуха. Плюс компактная конструкция и долговечность механического компрессора. Собственно, устанавливая более производительные компрессоры, можно увеличивать мощность двигателя Ауди А4.

Далее краткие технические характеристики бензиновых моторов Audi A4 TFSI.

Двигатель Ауди А1.8 TFSI (120 л.с.) характеристики, расход топлива

• Рабочий объем – 1798 см3
• Количество цилиндров – 4
• Количество клапанов – 16
• Мощность л.с. – 120 при 3650 оборотах в минуту
• Крутящий момент – 230 Нм при 1500 оборотах в минуту
• Тип ГРМ/привод ГРМ – DOHC/цепь
• Максимальная скорость – 208 км/ч
• Разгон до 100 км/ч – 10.5 секунд
• Расход топлива по городу – 8.6 литра
• В смешанном цикле – 6.5 литра
• Расход топлива по трассе – 5.3 литра

Двигатель Ауди А1.8 TFSI (170 л.с.) характеристики, расход топлива

• Рабочий объем – 1798 см3
• Количество цилиндров – 4
• Количество клапанов – 16
• Мощность л.с. – 170 при 3800 оборотах в минуту
• Крутящий момент – 320 Нм при 1400 оборотах в минуту
• Тип ГРМ/привод ГРМ – DOHC/цепь
• Максимальная скорость – 230 км/ч
• Разгон до 100 км/ч – 8.1 секунд
• Расход топлива по городу – 7.4 литра
• В смешанном цикле – 5.7 литра
• Расход топлива по трассе – 4.8 литра

Двигатель Ауди А2.0 TFSI (225 л.с.) характеристики, расход топлива

• Рабочий объем – 1984 см3
• Количество цилиндров – 4
• Количество клапанов – 16
• Мощность л.с. – 225 при 4300 оборотах в минуту
• Крутящий момент – 350 Нм при 1500 оборотах в минуту
• Тип ГРМ/привод ГРМ – DOHC/цепь
• Максимальная скорость – 240 км/ч
• Разгон до 100 км/ч – 6.9 секунд
• Расход топлива по городу – 7.7 литра
• В смешанном цикле – 6 литров
• Расход топлива по трассе – 5 литров

Двигатель Ауди А3.0 V6 TFSI (272 л.с.) характеристики, расход топлива

• Рабочий объем – 2995 см3
• Количество цилиндров – 6
• Количество клапанов – 24
• Мощность л.с. – 272 при 4700 оборотах в минуту
• Крутящий момент – 400 Нм при 2100 оборотах в минуту
• Тип ГРМ/привод ГРМ – DOHC/цепь
• Максимальная скорость – 250 км/ч
• Разгон до 100 км/ч – 5.4 секунд
• Расход топлива по городу – 10.7 литра
• В смешанном цикле – 8.1 литра
• Расход топлива по трассе – 6.6 литра

Что касается дизельных двигателей Ауди А4 рабочим объемом 2 литра, то эти силовые агрегаты имеют впрыск топлива непосредственно в камеру сгорания и турбину. Довольно экономичный дизельный Audi A4 2.0 TDI с системой впрыска Common Rail, обладает большим крутящим моментом в 320 Нм. Но если бензиновые моторы Audi A4 имеют цепной привод ГРМ, то у дизеля стоит ремень.

Дизельный двигатель 2,0 л TDI

Головка блока цилиндров дизельного двигателя Audi A4 2,0 л TDI с системой впрыска Common Rail изготовлена из алюминия и имеет конструкцию с поперечным протоком газов, двумя впускными и двумя выпускными клапанами на один цилиндр. Клапаны расположены вертикально и направлены вниз. Два распредвала расположены сверху и соединены зубчатой передачей с цилиндрической шестернёй, имеющей встроенный компенсатор зазора между зубьями шестерён. Привод ГРМ осуществляется от коленвала с помощью зубчатого ремня и зубчатого шкива на распредвале выпускных клапанов. Привод клапанов осуществляется с помощью роликовых рычагов с малым трением, снабжённых гидрокомпенсаторами.

В данном моторе применена интересная схема привода ГРМ. Ремень синхронизирует вращение одного распредвала с коленвала. А второй распредвал синхронизируется с первым за счет шестеренок на распредвалах. Далее более подробные технические характеристики Audi A4 2.0 TDI

Двигатель 2.TDI (150 л.с.) характеристики, расход топлива, динамика

• Рабочий объем – 1968 см3
• Количество цилиндров – 4
• Количество клапанов – 16
• Мощность л.с. – 150 при 4200 оборотах в минуту
• Крутящий момент – 320 Нм при 1750-2500 оборотах в минуту
• Тип ГРМ/привод ГРМ – DOHC/ремень
• Максимальная скорость – 210 км/ч
• Разгон до 100 км/ч – 9.1 секунд
• Расход топлива по городу – 5,7 литра
• В смешанном цикле – 4,8 литра
• Расход топлива по трассе – 4,4 литра

О конструкции 3-литрового дизеля Ауди А4 информации не много. Поэтому ограничимся основными характеристиками.

Двигатель 3.TDI (245 л.с.) характеристики, расход топлива, динамика

• Рабочий объем – 2967 см3
• Количество цилиндров – 6
• Количество клапанов – 24
• Мощность л.с. – 245 при 4000 оборотах в минуту
• Крутящий момент – 500 Нм при 1400 оборотах в минуту
• Тип ГРМ/привод ГРМ – н/д
• Максимальная скорость – 250 км/ч
• Разгон до 100 км/ч – 5.9 секунд
• Расход топлива по городу – 6,8 литра
• В смешанном цикле – 5,7 литра
• Расход топлива по трассе – 5,1 литра

Дизельные силовые агрегаты Ауди А4 отличаются большим крутящим моментом при минимальном расходе топлива. 3-литровый турбодизель выдает 500 Нм крутящего момента и разгоняет автомобиль до сотни за 5.9 секунд, при этом расходуя менее 6 литров солярки в смешанном режиме. Конечно обслуживание и особенно ремонт данного агрегата весьма затратное мероприятие, но за такую динамику надо платить.

Электронный блок управления

Блок управления в электронной коробке через многоштырьковый разъем получает информацию:

• стартер, клемма 50 начала и завершения процесса пуска;
• потенциометр дроссельной заслонки, ее положения на данный момент;
• датчик Холла системы зажигания для регулировки числа оборотов двигателя;
• лямбда-зонд в каталитическом конверторе для измерения содержания остаточного кислорода в отработанных газах;
• измеритель потока всасываемого воздуха;
• датчик температуры всасываемого воздуха (только в турбодвигателе мощностью 110 кВт);
• датчик температуры охлаждающей жидкости в трубке подачи охлаждающей жидкости за головкой блока цилиндров;
• сенсор детонации I на блоке двигателя при «детонационном» сгорании;
• сенсор детонации II (только в двигателях с рабочим объемом 1,8 л) также на блоке двигателя для точной локализации детонационного сгорания.

На основе информации о числе оборотов и давлении во впускном коллекторе блок управления рассчитывает продолжительность открытия инжекторов, приводящихся в действие электромагнитным путем, и, соответственно, количество впрыскиваемого топлива. Для этого в распоряжение блока управления предоставляются характеристики двигателя, представляющие собой собрание данных обо всех мыслимых ситуациях двигателя, о необходимом для каждой ситуации количестве топлива и соответствующем моменте зажигания. Блок управления может еще варьировать характеристики после поступления так называемых корректирующих сигналов (например, температура всасываемого воздуха и охлаждающей жидкости).

Блок управления дроссельной заслонкой

Блок управления (2) системы зажигания/впрыска находится в электронной коробке слева сзади в двигательном отсеке (в так называемом увлажняющем резервуаре). В кронштейне (1) рядом с блоком управления находится место датчика высоты для турбодвигателя.

Блок управления дроссельной заслонкой в турбодвигателе с рабочим объемом 1,8 л: 1 – рычаг дроссельной заслонки; 2 – узел подключения электропитания блока управления (3) дроссельной заслонкой; 4 – дроссельная заслонка.

Блок управления дроссельной заслонкой в двигателе с рабочим объемом 1,6 л в принципе идентичен блоку двигателя с рабочим объемом 1,8 л, хотя монтажное положение у него другое. Цифрами обозначены: 1 – узел подключения к электропитанию; 2 – рычаг дроссельной заслонки.

В так называемом блоке управления дроссельной заслонкой объединены три отдельных узла, известные по другим системам впрыска как функциональные блоки.

Дроссельная заслонка. Она связана тросом с педалью в салоне и дозирует поток свежего воздуха в двигатель. Чем больше нажимается педаль газа, тем сильнее открывается дроссельная заслонка, при полном газе она открыта полностью.

Потенциометр дроссельной заслонки. Потенциометр дроссельной заслонки определяет положение дроссельной заслонки на данной момент в диапазоне от холостого хода (дроссельная заслонка закрыта) до полного газа (дроссельная заслонка открыта полностью). На основе его информации активизируется клапан стабилизации холостого хода, также интегрированный в патрубке дроссельной заслонки, происходит отключение тяги или обогащение смеси при полной нагрузке.

Клапан стабилизации холостого хода. Он впускает дозированное дополнительное количество воздуха в каналы всасывания за дроссельной заслонкой на стадии прогревания двигателя, при полном повороте сервоуправления, при работающей климатической установке или установленной ступени автоматической передачи. Повышенный поток воздуха в направлении всасывающего трубопровода распознается измерителем потока свежего воздуха и как следствие вызывает повышенную подачу топлива. Таким образом, происходит снижение повышенного трения в непрогретом двигателе или при повышенной нагрузке на двигатель за счет сервонасоса, компрессора климатической установки или автоматической передачи, которые отнимают мощность у двигателя.

Распределенный впрыск

1 — цилиндры двигателя;
2 — факел топлива;
3 — электрический провод;
4 — подача топлива;
5 — впускной трубопровод;
6 — дроссельная заслонка;
7 — поток воздуха;
8 — топливная рампа;
9 — электромагнитная форсунка

В системах с распределенным впрыском используются форсунки по числу цилиндров, то есть у каждого цилиндра — своя форсунка, расположенная во впускном коллекторе. Все форсунки объединены топливной рампой, через которую в них подается топливо.

Существует несколько разновидностей систем с распределенным впрыском, которые отличаются режимом работы форсунок:

— Одновременный впрыск;
— Попарно-параллельный впрыск;
— Фазированный спрыск.

Одновременный впрыск. Здесь все просто — форсунки, хоть и расположены во впускном коллекторе «своего» цилиндра, но открываются в одно время. Можно сказать, что это усовершенствованный вариант моновпрыска, так как здесь работает несколько форсунок, но электронный блок управляет ими, как одной. Однако одновременный впрыск дает возможность индивидуальной регулировки впрыска топлива для каждого цилиндра. В целом, системы с одновременным впрыском просты и надежны в работе, но по характеристикам уступают более современным системам.

Попарно-параллельный впрыск. Это усовершенствованный вариант одновременного впрыска, он отличается тем, что форсунки открываются по очереди парами. Обычно работа форсунок настроена таким образом, чтобы одна из них открывалась перед тактом впуска своего цилиндра, а вторая — перед тактом выпуска. На сегодняшний день этот тип системы впрыска практически не используется, однако на современных двигателях предусмотрена аварийная работа двигателя именно в этом режиме. Обычно такое решение используется при выходе из строя датчиков фаз (датчиков положения распредвала), при котором невозможен фазированный впрыск.

Фазированный впрыск. Это наиболее современный и обеспечивающий наилучшие характеристики тип системы впрыска. При фазированном впрыске число форсунок равно числу цилиндров, и все они открываются и закрываются в зависимости от такта. Обычно форсунка открывается непосредственно перед тактом впуска — так достигаются лучший режим работы двигателя и экономичность.

Также к распределенному впрыску относят системы с непосредственным впрыском, однако последний имеет кардинальные конструктивные отличия, поэтому его можно выделить в отдельный тип.

Регулятор давления

Регулятор давления (1) топлива соединен с патрубком дроссельной заслонки посредством вакуумного шланга (2). Он регулирует давление в системе путем повышения или понижения рециркуляции топлива.

Он находится в распределителе топлива и регулирует его давление на инжекторы. Для этого ему передается информация об уровне пониженного давления во впускном коллекторе. На холостом ходу при закрытой дроссельной заслонке и очень низком давлении он держит более низкое давление. С падением давления при повышенной нагрузке на двигатель регулятор давления повышает давление топлива. Топливный насос создает намного более высокое эксплуатационное давление, но посредством регулятора давления возврат бензина в топливный бак соответственно увеличивается или уменьшается.

Измеритель потока свежего воздуха

В потоке всасываемого воздуха находится электропроводящая пластина, которая подогревается электроспособом. В зависимости от количества всасываемого воздуха меняется его поток, который сильнее или слабее охлаждает пластину. Изменение температуры вызывает изменение электрического сопротивления проводника. Эта измеренная величина используется блоком управления.

Сзади справа в двигательном отсеке безнаддувного двигателя с рабочим объемом 1,6 и 1,8 л находится измеритель потока свежего воздуха (1), прифланцованный к корпусу воздушного фильтра. Цифрой «2» показан разъем подсоединения. В турбодвигателе с рабочим объемом 1,8 л измеритель потока свежего воздуха располагается внутри в корпусе воздушного фильтра.

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...