2.7.1 Общие сведения системы питания двигателя ЗМЗ-4062 

Предупреждение

В системе питания двигателя с впрыском топлива давление составляет 30 МПа (3 кгс/см²). Поэтому запрещается ослаблять соединения топливопроводов во время работы двигателя или сразу после его остановки. Для проведения работ по ремонту системы питания на только что остановленном двигателе необходимо предварительно снизить давление в системе питания. Через 2–3 ч после остановки двигателя давление в системе падает практически до нуля.

Принципиальной особенностью системы питания двигателя ЗМЗ–4062 является отсутствие в ней карбюратора, совмещающего функции смесеобразования и дозирования подачи топливовоздушной смеси в цилиндры двигателя. В системе распределенного впрыска, установленной на данном двигателе, эти функции разделены — форсунки осуществляют дозированный впрыск топлива во впускную трубу, а подача необходимого в каждый момент работы двигателя воздуха осуществляется системой, состоящей из дросселя и регулятора холостого хода.

Управление системой впрыска топлива и системой зажигания осуществляется электронным блоком управления двигателем, непрерывно контролирующим с помощью соответствующих датчиков величину нагрузки двигателя, скорость движения автомобиля, тепловое состояние двигателя и окружающей среды, оптимальность процесса сгорания в цилиндрах двигателя. Такой способ управления дает возможность обеспечивать оптимальный состав горючей смеси в каждый конкретный момент работы двигателя, что позволяет получить максимальную мощность при минимально возможном расходе топлива и низкой токсичности отработавших газов.

Схема системы впрыска топлива показана на рисунке.

Схема системы питания двигателя ЗМЗ–4062

Топливный бак 10 сварной штампованный, закреплен двумя стальными хомутами через прокладки под полом багажного отделения. В верхней части топливного бака установлен топливозаборник и датчик уровня топлива. Рядом с топливным баком под полом кузова находится электрический топливный насос, соединенный топливопроводом с топливным баком. Для уменьшения вибрации кронштейн насоса крепится к полу через резиновые подушки. Из насоса топливо подается в топливный фильтр, установленный в моторном отсеке, и оттуда поступает в топливопровод двигателя, закрепленный на впускной трубе двигателя. Из топливопровода двигателя топливо впрыскивается форсунками во впускную трубу. Излишки топлива через редукционный клапан, установленный на заднем конце топливопровода двигателя, сливаются в топливный бак.

Кроме показанной на схеме системы питания элементов, в нее входят воздушный фильтр, установленный в моторном отсеке, соединенный резиновым шлангом с датчиком массового расхода воздуха, который в свою очередь соединен с дросселем, установленным на воздушном ресивере, а также регулятор холостого хода, установленный тоже на воздушном ресивере.

Форсунка представляет собой электромеханический клапан, в котором игла запорного клапана прижата к седлу пружиной. При подаче электрического импульса от блока управления на обмотку электромагнита игла поднимается и открывает отверстие распылителя, через которое топливо подается во впускную трубу двигателя. Количество топлива, впрыскиваемое форсункой, зависит от длительности электрического импульса.

Редукционный клапан представляет собой емкость, разделенную диафрагмой, на которой закреплен клапан, закрывающий под действием пружины отверстие слива топлива. Редукционный клапан поддерживает постоянное давление в системе питания около 0,3 МПа. Верхняя часть редукционного клапана соединена с ресивером вакуумным шлангом. При перепаде давления в ресивере не выше 0,3 МПа клапан закрыт и давление в системе питания поднимается. Когда давление топлива достигает величины более 0,3 МПа, мембрана прогибается, открывая отверстие, и излишки топлива сливаются в топливный бак. Как только давление топлива опускается до 0,3 МПа, мембрана возвращается в исходное положение и перекрывает отверстие слива топлива.

Датчик массового расхода воздуха служит для определения количества воздуха, поступающего в цилиндры двигателя. Сигналы с датчика поступают в блок управления двигателем и являются одним из параметров, определяющих длительность впрыска топлива форсунками — количество топлива зависит от количества воздуха в каждый определенный момент. Основным элементом датчика является платиновая нить, разогреваемая во время работы до 150 °С. При прохождении через корпус датчика всасываемого двигателем воздуха нить охлаждается, а электронная схема датчика постоянно стремится поддерживать температуру нити 150 °С. Электрическая мощность, затрачиваемая на поддержание температуры нити, является параметром, по которому блок управления двигателем определяет длительность электрического импульса, подаваемого на форсунки. Степень охлаждения платиновой нити зависит не только от количества, но и от температуры проходящего воздуха, определяемой термокомпенсационным резистором, соответственно корректирующим сигнал, подаваемый датчиком в блок управления.

Для обеспечения возможности регулировки количества окиси углерода в отработавших газах на режиме холостого хода в электронном модуле имеется переменный резистор, винтом которого можно вручную изменить величину сигнала, подаваемого датчиком в электронный блок управления, изменив тем самым длительность импульса, подаваемого на форсунки, а следовательно, и количество впрыскиваемого топлива.

Для очистки платиновой нити от загрязнений электронный модуль периодически подает на нее повышенное напряжение, вызывающее нагрев до 1000 °С. При этом все отложения сгорают.

При выходе из строя датчика блок управления двигателем включает резервную программу, обеспечивающую работу двигателя с несколько ухудшившимися, но приемлемыми мощностными и расходными характеристиками. При этом в комбинации приборов загорается контрольная лампа.

Регулятор холостого хода служит для поддержания неизменными заданной частоты вращения холостого хода двигателя при его запуске, прогреве и изменении нагрузки, вызванных включением вспомогательного оборудования. Регулятор представляет собой золотниковый клапан с электромагнитным управлением и служит для подачи дополнительного воздуха во впускную трубу, минуя дроссельную заслонку. При выходе из строя регулятора холостого хода или отсутствии контакта в штекерной колодке нарушается стабильность частоты вращения холостого хода (обороты «плавают»). При этом загорается контрольная лампа в комбинации приборов. Если частота вращения холостого хода нестабильна, а контрольная лампа не загорелась, необходимо проверить герметичность присоединения соединительных шлангов.

Датчик положения дроссельной заслонки, представляющий собой сдвоенный переменный полупроводниковый резистор, установлен на дросселе на одной оси с дроссельной заслонкой. По сигналу датчика блок управления двигателем определяет положение дроссельной заслонки с целью расчета длительности электрического импульса, подаваемого на форсунки, и оптимального угла опережения зажигания. Определяющим сигналом является величина падения напряжения на переменном резисторе датчика, которая изменяется в зависимости от положения дроссельной заслонки (полностью закрыта, частично открыта, полностью открыта). При выходе из строя датчика блок управления двигателем работает по заложенной в «память» резервной программе, используя данные других датчиков. При этом в комбинации приборов загорается контрольная лампа.

Датчик частоты вращения и синхронизации расположен в передней части двигателя с правой стороны. По сигналу датчика блок управления двигателем определяет угловое положение коленчатого вала и частоту его вращения. По частоте сигналов, формируемых датчиком при вращении диска синхронизации, закрепленного на шкиве коленчатого вала, блок управления определяет число оборотов коленвала двигателя, синхронизируя подачу топлива форсунками и момент зажигания с рабочим процессом двигателя. При выходе из строя датчика положения коленчатого вала двигатель не заведется, так как блок управления, не получив сигнала с датчика, не включит системы впрыска и зажигания.

Датчик детонации расположен в верхней части блока цилиндров двигателя с правой стороны и закреплен гайкой с пружинной шайбой. Он служит для определения момента возникновения детонации при работе двигателя на бензине с меньшим, чем требуется, октановым числом при перегреве двигателя, неправильном выборе водителем режима движения автомобиля. В основу работы датчика детонации положен принцип пьезоэффекта. При механическом воздействии на пьезоэлемент, изготовленный из металлокерамики, в нем возникает электрический ток. Механическое воздействие осуществляется инерционной шайбой, которая воспринимает ударную волну, возникающую в камере сгорания и цилиндре двигателя при детонационном сгорании топливной смеси. При этом в датчике возникает импульс напряжения, который он передает в блок управления со штекера. По этому сигналу блок управления корректирует угол опережения зажигания до прекращения детонации. Выход из строя датчика или наличие неисправности в его электрической цепи приведет к отсутствию оптимального изменения угла опережения зажигания при наличии детонации. При этом в комбинации приборов загорится контрольная лампа.

Датчик фазы расположен в задней части головки блока цилиндров с левой стороны. Принцип работы датчика основан на эффекте Холла. При прохождении мимо торца сердечника датчика металлической пластины, закрепленной на распределительном валу, формируется импульс, позволяющий блоку управления определить момент нахождения поршня 1-го цилиндра в верхней мертвой точке при такте сжатия и подать сигнал впрыска на форсунку именно этого цилиндра. Дальнейшая подача импульсов осуществляется блоком управления в соответствии с заложенным в его программу порядком работы цилиндров. При выходе из строя датчика фазы блок управления переключается в резервный режим с подачей топлива одновременно во все цилиндры. При этом сохраняется работоспособность двигателя, но существенно повышается расход топлива. О неисправности датчика сигнализирует контрольная лампа в комбинации приборов.

Воздушный фильтр с сухим сменным фильтрующим элементом, изготовленным из гофрированного фильтрующего картона, расположен в правой передней части моторного отсека. Фильтрующий элемент закреплен на крышке фильтра гайкой-барашком, а крышка закреплена на корпусе тремя пружинными зажимами.

Электрический топливный насос роторного типа с приводом от электродвигателя постоянного тока расположен непосредственно в корпусе насоса и работает в топливе. В связи с этим какие-либо уплотнения подвижных деталей в насосе отсутствуют, а смазка трущихся поверхностей осуществляется протекающим топливом. Обратный клапан, установленный в насосе, предотвращает стекание топлива из топливопровода высокого давления в бак после выключения зажигания. Электрический топливный насос — неразборной конструкции и при выходе из строя подлежит замене.

Топливный фильтр установлен в моторном отсеке над вакуумным усилителем тормоза. Замена штатного фильтра каким-либо другим, например унифицированным, в пластмассовом корпусе, категорически запрещена из-за высокого давления топлива в системе.

Система вентиляции картера двигателя закрытого типа принудительная, действующая за счет разрежения во впускном трубопроводе.

При работе двигателя на холостом ходу и с малыми нагрузками, когда дроссельная заслонка прикрыта, картерные газы засасываются через шланг малой ветви системы непосредственно во впускной трубопровод двигателя и затем в цилиндры. На остальных режимах отсос картерных газов осуществляется через шланг основной ветви системы в дроссель и оттуда во впускной трубопровод. При эксплуатации необходимо следить за герметичностью присоединения и чистотой трубопроводов, так как при неработающей системе вентиляции картера происходит быстрое окисление и старение масла в двигателе. Засорение трубопроводов системы приводит к течи масла через сальники и уплотнения двигателя из-за чрезмерного повышения давления картерных газов.