Система распределенного впрыска KE-Jetronic – устройство, принцип действия.

Система распределенного впрыска KЕ-Jetronic является механической системой непрерывного впрыска топлива с электронным управлением качественным составом топливно-воздушной смеси.

Конструктивно система KЕ-Jetronic построена на основе системы K-Jetronic. Для реализации электронного управления впрыском в систему дополнительно включены электрогидравлический регулятор давления. мембранный регулятор давления, расходомер воздуха с потенциометрическим датчиком. Электронное управление обеспечивают входные датчики и блок управления.

Электрогидравлический регулятор давления предназначен для обеспечения качественного состава топливно-воздушной смеси. В системе KЕ-Jetronic электрогидравлический регулятор давления устанавливается вместо регулятора управляющего давления. Регулятор давления представляет собой электроуправляемый клапан, который регулирует величину управляющего (подпорного) давления. В отличии от системы K-Jetronic управляющее давление подводится не к плунжеру, а к дифференциальным клапанам дозатора-распределителя.

Электронный блок управления преобразует электрические сигналы входных датчиков в управляющее воздействие на исполнительные устройства, в качестве которых выступают электрогидравлический регулятор давления, пусковая форсунка, клапан добавочного воздуха, клапан системы улавливания паров бензина.

Мембранный регулятор давления служит для поддержания требуемого рабочего давления в дозаторе-распределителе. Он устанавливается в возвратной магистрали системы.

Расходомер воздуха обеспечивает количественное регулирование состава топливно-воздушной смеси. В приводе расходомера установлен потенциометрический датчик, который фиксирует величину поворота напорного диска. Перемещение потенциометра на определенный угол воспринимается электронным блоком управления как изменение нагрузки двигателя. Расходомер с потенциометрическим датчиком расширяет область применения мембранного регулятора давления.

Входные датчики фиксируют текущее состояние работы двигателя. На разных типах двигателей может устанавливаться от 4 до 11 входных датчиков. К примеру на автомобиле Audi-80 устанавливались датчики температуры охлаждающей жидкости, положения дроссельной заслонки, нагрузки двигателя (потенциометр расходомера), частоты вращения коленчатого вала двигателя, высоты над уровнем моря, концентрации кислорода, режима холостого хода.

Принцип действия системы KЕ-Jetronic

При запуске холодного двигателя для быстрого прогрева и устойчивой работы система обеспеивает образование обогащенной топливно-воздушной смеси. На основании сигнала датчика температуры охлаждающей жидкости электронный блок управления закрывает клапан электрогидравлического регулятора давления. Подпорное давление в нижних полостях дифференциальных клапанов дозатора-распределителя уменьшается. Верхние полости дифференциальных клапанов увеличиваются и к форсункам впрыска поступает больше топлива. Смесь становиться обогащенной.

При постоянной частоте вращения коленчатого вала двигателя электрогидравлический регулятор давления не работает (биметаллическая пластина с клапаном находится в среднем положении). Связь «расходомер воздуха — плунжер дозатора-распределителя» обеспечивает образование стехиометрической топливно-воздушной смеси.

При резком открытии дроссельной заслонки происходит обогащение топливно-воздушной смеси. Система рассматривает резкое открытие заслонки как потребность в максимальной мощности. Сигналы от датчика положения дроссельной заслонки и потенциометра расходомера воздуха поступают в электронный блок управления, который активизирует электрогидравлический регулятор давления. Клапан регулятора закрывается, подпорное давление уменьшается, подача топлива к форсункам увеличивается, смесь обогащается.

При торможении двигателем, наоборот, образуется обедненная топливно-воздушная смесь. По команде электронного блока управления клапан электрогидравлического регулятора открывается, подпорное давление в нижних камерах дифференциальных клапанов увеличивается, объем верхних камер дифференциальных клапанов уменьшается, соответственно подача топлива к форсункам уменьшается, смесь обедняется.

При температуре ниже 10°С  происходит срабатывание пусковой форсунки и клапана добавочного воздуха.

Дальнейшая работа двигателя осуществляется по совокупности сигналов входных датчиков.

ᐉ Система впрыска КЕ-Джетроник. Устройство и принцип действия

Система КЕ-Джетроник ⭐ является модификацией системы К-Джетроник и представлена на рисунке. В своей основе она повторяет конструкцию базовой системы К-Джетроник и не отличается от нее принципом базового дозирования топлива (прогретый двигатель, установившиеся режимы, плавные ускорения).

Рис. Система впрыска КЕ-Джетроник:
1 – рабочая форсунка; 2 – пусковая форсунка; 3 – дозатор-распределитель; 4 – электрогидравлический регулятор давления; 5 – термовременной выключатель; 6 – датчик температуры; 7 – выключатель дроссельной заслонки; 8 – клапан дополнительной подачи воздуха; 9 – напорный диск; 10 – винт регулировки состава смеси; 11 – потенциометр; 12 – регулятор давления топлива; 13 – электронный блок управления; 14 – накопитель топлива; 15 – топливный фильтр; 16 – топливный насос; 17 – топливный бак

Коррекция состава смеси на остальных режимах отличается от применяемого в базовой системе К-Джетроник принципа изменения давления на верхнюю часть плунжера. В системе КЕ-Джетроник давление на верхнюю часть плунжера постоянно и равно системному (обычно 5…6 кгс/см2). Коррекция состава смеси осуществляется посредством изменения перепада давления на дозирующих отверстиях за счет изменения давления в нижних камерах дозатора-распределителя. Количество топлива, поступающего в нижние камеры, определяется положением металлической мембраны так называемого электрогидравлического регулятора давления.

Электрогидравлический регулятор давления представляет собой корпус, прикрепляемый к дозатору-распределителю.

Рис. Электрогидравлический регулятор давления:
1 – жиклер; 2 – пластина; 3 – катушка; 4 – полюс магнита; 5 – вход топлива; 6 – регулировочный винт

Внутри корпуса располагается пластина с закрепленным на ней магнитопроводом. Пластина может перемещаться в результате воздействия на нее магнитного поля катушки установленной на магнитопроводах. В зависимости от силы тока поступающего в обмотку катушки и, следовательно, создаваемого при этом магнитного поля, пластина в большей или меньшей степени может перекрывать жиклер подачи топлива из системы, что в свою очередь приводит к изменению давления в нижней части камеры.

Сила тока поступающая в обмотку электрогидравлического регулятора зависит от сигналов ряда датчиков: датчика температуры 6, датчика выключателя дроссельной заслонки 7, потенциометра 11 рычага напорного диска и в отдельных системах датчика λ-зонда.

В зависимости от сигналов датчиков  в обмотку электрогидравлического регулятора поступает ток различной силы от электронного блока управления 13.

Так как на работающем двигателе происходит непрерывное удаление топлива из нижних камер через калиброванное отверстие обратно в бензобак, давление в нижних камерах, а, следовательно, положение диафрагм дифференциальных клапанов и перепад давления на дозирующих отверстиях будет определяться количеством топлива, подаваемого в нижние камеры, т.е., в конечном итоге, положением мембраны.

При пуске холодного двигателя блок управления увеличивает значение тока регулятора до 80…120 мА, что приводит к уменьшению давления в нижних камерах, а следовательно к обогащению топливной смеси, за счет отклонения пластины электрогидравлического регулятора вправо.

Рис. Принцип работы электрогидравлического регулятора давления

Конкретное значение тока зависит только от сопротивления датчика температуры охлаждающей жидкости. Дополнительное обогащение смеси, так же как и в системе К-Джетроник, осуществляется за счет использования пусковой форсунки управляемой термовыключателем, аналогичным как и для системы К-Джетроник.

После запуска происходит быстрое уменьшение значения тока, протекающего по обмоткам регулятора, до 20…30 мА, а затем постепенное его уменьшение, адекватное времени, прошедшему после начала пуска и уменьшению сопротивления датчика температуры охлаждающей жидкости. Давление в нижних камерах возрастает, состав смеси приближается к нормальному, за счет отклонения пластины электрогидравлического регулятора влево. В некоторых системах для прекращения подачи топлива, например при движении накатом, давление в нижней части камеры может увеличиться настолько, что диафрагма полностью перекроет дозирующее отверстие и топливо к рабочим форсункам поступать не будет. При достижении двигателем температуры 60…80°С значение тока становится равным нулю и электрогидравлический регулятор практически не оказывает влияния на работу системы (за исключением систем с λ-регулированием).

Для улучшения динамических качеств автомобиля при движении на непрогретом двигателе в системе КЕ-Джетроник обеспечивается дополнительное обогащение смеси, зависящее от скорости открытия дроссельной заслонки, а точнее от скорости перемещения напорного диска расходомера. Это достигается кратковременным увеличением на 5…30 мА тока через обмотки электрогидравлического регулятора. Величина тока определяется блоком управления на основании величины сопротивления датчика температуры охлаждающей жидкости и скорости изменения выходного напряжения датчика положения напорного диска расходомера. Этот датчик представляет собой потенциометр и закрепляется на оси рычага напорного диска 11.

Переход на мощностной состав смеси при движении с полностью открытой дроссельной заслонкой также осуществляется увеличением тока регулятора, а разрешающим сигналом для блока является замыкание контактов полной нагрузки датчика выключателя дроссельной заслонки 7.

Электрогидравлический регулятор выполняет также функцию отсечки подачи топлива при торможении двигателем (режим принудительного холостого хода) и ограничении частоты вращения коленчатого вала. В обоих случаях блок управления изменяет полярность тока, подаваемого на регулятор. Диафрагма регулятора отклоняется вправо, давление топлива в нижних камерах возрастает, что приводит к закрытию дифференциальных клапанов и отсечке подачи топлива к форсункам.

Для стабилизации холостого хода и подачи дополнительного воздуха при пуске холодного двигателя в системах КЕ-Джетроник используется клапан дополнительной подачи воздуха.

Рис. Клапан дополнительной подачи воздуха (стабилизации холостого хода):
1 – вращающаяся заслонка; 2 – постоянный магнит; 3 – якорь с двумя обмотками

Клапан дополнительной подачи воздуха, представляет собой поворотную заслонку, связанную с якорем. Якорь состоит из двух обмоток, которые в зависимости от подаваемого напряжения создают магнитное поле, взаимодействующее с постоянными магнитами. Величину напряжения определяет блок управления на основании информации, поступающей от датчиков. При этом, в зависимости от подаваемого напряжения якорь вращается в ту или иную сторону, открывая или закрывая заслонку. Количество воздуха, поступаемого в цилиндры двигателя, минуя дроссельную заслонку, изменяется, что позволяет поддерживать более стабильную частоту вращения коленчатого вала двигателя.

Принцип работы клапана показан на рисунке.

Рис. Принцип работы клапана дополнительной подачи воздуха (стабилизации холостого хода):
а – увеличение частоты вращения коленчатого вала; б – снижение частоты вращения коленчатого вала

Если частота вращения коленчатого вала находится ниже или выше пределов заданных значений 800…900 об/мин блок управления изменяет интервалы подачи в якорные обмотки. При уменьшении частоты вращения ниже 800…900 об/мин интервалы подачи напряжения в первую обмотку уменьшаются, а во вторую увеличиваются, что приводит к повороту якоря в правую сторону и открытию клапана. Частота вращения коленчатого вала при этом увеличивается, вследствие увеличения подачи воздуха и более высокого положения плунжера, а значит увеличения подачи топлива к форсункам.

Если частота вращения коленчатого вала находится выше пределов заданных значений 800…900 об/мин блок управления увеличивает интервалы подачи напряжения в первую обмотку, а во вторую уменьшает, что приводит к повороту якоря в левую сторону и закрытию клапана. Частота вращения коленчатого вала при этом уменьшается, вследствие уменьшения подачи воздуха и более низкого положения плунжера, а значит уменьшения подачи топлива к форсункам.

KE-jetronic — MRC-technics

Система KE-jetronic также относится к группе систем впрыска CIS, что означает система непрерывного впрыска . Это означает, что топливо непрерывно впрыскивается во впускной коллектор. Эта система является обновленной версией системы K-jetronic с электронным модулем управления.

Доступны все стандартные детали (например, топливные насосы), к сожалению, для системы KE-jetronic нет специальных деталей, но мы работаем над этим, чтобы они были доступны в будущем.

2 Топливный насос

Топливный насос используется для подачи в систему необходимого давления топлива. Сразу после топливного насоса установлен обратный клапан, необходимый для поддержания давления в системе после выключения двигателя.

3 Аккумулятор топлива

Аккумулятор топлива выполняет 2 функции: 
— После выключения двигателя этот аккумулятор поддерживает давление в топливной системе для обеспечения теплого пуска.
— Аккумулятор гасит топливные импульсы, генерируемые топливным насосом.

4 Топливный фильтр

Топливный фильтр предназначен для фильтрации топлива, чтобы оно не загрязняло систему.

5 Регулятор давления топлива

Регулятор давления регулирует давление бензина, в отличие от системы K-Jetronic, этот компонент не установлен в распределителе топлива.

6 Расходомер воздуха

Расходомер воздуха измеряет количество воздуха, всасываемого двигателем. На основании этого измерения топливная смесь корректируется механически.

7 Распределитель топлива

Распределитель топлива предназначен для подачи в разные цилиндры одинакового количества топлива. В системе KE-jetronic имеется электрогидравлический регулятор давления (17).

Этот компонент подлежит капитальному ремонту.

8 Форсунка

Форсунка обеспечивает хорошее распыление топлива, благодаря чему топливно-воздушная смесь становится максимально гомогенной.

10 Форсунка холодного пуска

Форсунка холодного пуска добавляет дополнительное количество топлива при очень низких температурах окружающей среды.

11/15 Термореле

Термореле используется в первую очередь для контроля времени впрыска форсунки холодного пуска (8). Датчик температуры двигателя используется как вход для ECU.

13 Переключатель дроссельной заслонки

Переключатель дроссельной заслонки подает входной сигнал на ЭБУ.

14 Воздушный золотник

Воздушная заслонка предназначена для подачи большего количества воздуха при холодном двигателе. Эта воздушная заслонка может управляться электрически или напрямую подключаться к охлаждающей жидкости. В некоторых конфигурациях клапан также управляет скоростью холостого хода.

16 Блок управления

Блок управления (ECU) обрабатывает различные входные данные, чтобы подавать требуемый сигнал на различные компоненты и, таким образом, получать оптимальную топливную смесь для каждого случая.

17 Регулятор давления электрогидравлический

Регулятор давления электрогидравлический регулирует давление в нижних камерах распределителя топлива (7) по сигналу электронного блока управления (16).

18 Лямбда-зонд

Лямбда-зонд формирует сигнал, который блок управления использует для корректировки топливной смеси. Лямбда-зонд генерирует сигнал только в том случае, если компонент имеет достаточно высокую температуру.

Bosch K-Jetronic – часть 1, основы – на вкус как бензин

Bosch K-Jetronic в наши дни кажется чем-то вроде черной магии. Почти каждый, кому вы упоминаете об этом, отступает и съеживается. Надеемся, что эта серия постов прояснит часть этой дезинформации и нагнетания паники и откроет большему количеству людей возможность работать со своим KJet вместо того, чтобы выбрасывать его или пренебрегать им до тех пор, пока он неизбежно не выйдет из строя.

Прежде всего, что такое K-Jetronic?

Проще говоря, это форма механического впрыска топлива.

Говоря более подробно, KJet представляет собой систему непрерывного впрыска (обычно называемую CIS), в которой, в отличие от более поздней версии L-Jetronic или «стандартной» электронной системы впрыска топлива, форсунки не открываются и не закрываются импульсами; как только давление в системе становится достаточно высоким, все они впрыскивают постоянное распыление топлива во все цилиндры одновременно, объем которого изменяется системой в зависимости от различных факторов.

Kjet использовался с 70-х до середины 9-х0s, и в основном использовался на европейских автомобилях. Mercedes, VW, Audi, Porsche и Ford были более продуктивными брендами, которые использовали его, и когда он работал, он работал хорошо. Он использовался во многих различных конфигурациях двигателей, объемах и даже в двигателях с наддувом; это довольно гибко.

Система состоит из следующих компонентов:

Базовая схема работает следующим образом

Легко? Ага, круто. Воздух и топливо входят, искра заставляет его трещать. Двигатель глохнет.

Основы системы — самая простая часть, сложны фактические настройки и внутренности системы, но даже в этом случае, как только вы это поймете, все будет очень просто.

Что делают эти штуки?

Топливный насос

Подает топливо из топливного бака в систему впрыска. Насос должен быть способен производить более 6 бар, так как системное давление большинства систем KJet составляет примерно от 5 до 5,5 бар, и если насос не выдержит, система перестанет работать. Насос должен производить больше топлива, чем требуется двигателю.

Аккумулятор топлива

Аккумулятор выполняет две основные функции. Во-первых, он используется для гашения пульсаций топлива от топливного насоса. Это, по-видимому, чтобы «приглушить» шум от насоса, но с какой целью, я не уверен. Другая, более важная функция, заключается в удержании давления в топливопроводах при выключенном двигателе, чтобы помочь при горячем запуске и уменьшить вероятность образования паровых пробок. Внутри этого устройства находится большая диафрагма, которая давит на пружину.

Топливный фильтр

Топливный фильтр в системах KJet очень важен. Все, начиная с фильтра и далее, работает с очень малыми допусками, и любые мелкие частицы в топливе вызовут хаос. Если бы фильтра не было, все, от распределителя топлива до форсунок и даже регулятора прогрева, было бы забито и/или повреждено.

Датчик расхода воздуха

Это один из основных компонентов системы. Пластина датчика используется для регулирования расхода топлива через форсунки в зависимости от нагрузки и частоты вращения двигателя. Пластина датчика находится внутри конуса особой формы, который настроен на правильную заправку топливом при определенном воздушном потоке. По мере того, как разрежение на впуске над пластиной увеличивается, сенсорная пластина поднимается дальше и увеличивает поток воздуха и топлива (вопреки распространенному мнению, не только воздушный поток поднимает сенсорную пластину, но и двигатель всасывает ее).

Регулятор прогрева

Регулятор прогрева (WUR) имеет неправильное название и неправильное понимание. Конечно, он выполняет функцию дроссельной заслонки старой школы, обогащая топливную смесь при холодном двигателе, но он также используется для регулирования управляющего давления топлива, когда двигатель прогрет или прогревается. Это холодное обогащение управляется биметаллической полосой, воздействующей на диафрагму, которая нагревается как внутренним элементом, так и окружающим теплом. На входе в ВУР имеется мелкая многослойная фильтрующая сетка. Он может засориться и должен быть тщательно очищен, но не удален полностью.

Распределитель топлива

Следующим важным компонентом является распределитель топлива, который также называется дозирующей головкой. Он также содержит главный регулятор давления топлива. Регулятор регулирует основное давление в системе и поддерживает его на постоянном уровне, одновременно сбрасывая излишки обратно в бак. Дозирующая головка распределяет топливо по форсункам через управляющий плунжер и ряд клапанов перепада давления. Плунжер управления находится внутри дозирующего цилиндра, который имеет ряд очень маленьких (шириной 0,2 мм) прорезей, по одной на каждый инжектор. По мере изменения воздушного потока регулирующий поршень перемещается вверх и вниз, изменяя поток топлива через прорези. Управляющее давление WUR воздействует на верхнюю часть этого плунжера, что изменяет то, насколько далеко перемещается плунжер, тем самым изменяя состав смеси. Фильтры могут быть на выходах к форсункам, под штуцерами топливопровода.

Форсунки

Форсунки являются последней частью системы впрыска топлива. Форсунки довольно просты по своей конструкции, состоят из металлического цилиндра с небольшим клапаном, пружиной и фильтром. Во время работы правильно работающая форсунка «поет», издавая визжащий звук. Клапан открывается при определенном давлении, которое в случае Cologne V6 составляет 3,3 бар. При превышении этого давления форсунки открыты и постоянно впрыскивают топливо. Ниже этого давления форсунки должны быть герметичны и не должны протекать. Внутренние фильтры не подлежат обслуживанию. Форсунки уплотнены в коллекторе с помощью уплотнительного кольца.

Инжектор холодного пуска и выключатель Thermotime

Инжектор холодного пуска и выключатель Thermotime идут рука об руку. Форсунка холодного пуска представляет собой примитивную электрическую форсунку, вставленную в камеру нагнетания перед основными форсунками, которая при срабатывании запускает распыление распыленного топлива во впускную систему. Когда он впрыскивается в камеру, он более или менее всасывается во все цилиндры, чтобы обогащать смесь по всем направлениям. Инжектор холодного пуска срабатывает только тогда, когда переключатель Thermotime удовлетворяет требуемым условиям и замыкает или размыкает цепь. Переключатель Thermotime нагревается как от температуры охлаждающей жидкости, так и от внутреннего нагревательного элемента. Это позволяет форсунке работать при низких температурах, но также предотвращает многократное срабатывание форсунки (в случае неудачного запуска) или слишком долгое срабатывание и переполнение двигателя.

Вспомогательное воздушное устройство

Это устройство регулирует подачу дополнительного воздуха в двигатель в холодном состоянии, что увеличивает скорость холостого хода в холодном состоянии. Это делается заслонкой, которая медленно перекрывает проход в обход дроссельной заслонки. Его следует открывать только при холодном двигателе.

Итак, вот детали, как все это работает?

Топливный насос прокачивает топливо через аккумулятор и фильтр к дозирующей головке. Это топливо воздействует на главный регулятор, который повышает давление в системе до 5,5 бар. Большая часть топлива поступает в дозирующую головку, а излишки возвращаются в бак. Топливо, находящееся теперь под высоким давлением, поступает в клапаны перепада давления и в WUR. Когда двигатель холодный, управляющее давление, установленное WUR, будет низким, около 0,5 бар. По мере того, как двигатель прогревается, а WUR прогревается, давление топлива должно постоянно увеличиваться до его горячего давления около 3 бар.

Так что помните: НИЗКОЕ управляющее давление = ОБОГАТОЕ. ВЫСОКОЕ управляющее давление = ОБЕДН.

Конечно, это управляющее давление — это не то, что видят форсунки, это давление в системе (5,5 бар). Управляющее давление используется только для смещения высоты, на которую может подняться управляющий плунжер в дозирующей головке. Высокое управляющее давление оказывает большее усилие на верхнюю часть плунжера, уменьшая подачу топлива к форсункам, что обеспечивает обеднение смеси.

Этот GIF показывает, как WUR регулирует контрольное давление

В верхней части устройства есть вакуумный фитинг, но никто не может точно подтвердить, действительно ли он предназначен для обогащения при полной загрузке или нет. В руководстве указано, что в основании устройства есть диафрагма, которая меняет смесь с помощью вакуума, но я не мог понять, как она работает, когда разбирал WUR. Я чувствую, что необходимы дополнительные исследования.

Для базовой системы вы можете просто игнорировать инжектор холодного пуска и термовыключатель. Пока не течет, проблем не будет.

Еще одна деталь, которая может быть важна, — это винт регулировки смеси холостого хода. Этот маленький винт находится в трубке между пластиной датчика и распределителем топлива, и для его поворота используется длинный шестигранный ключ на 3 мм. Этот винт воздействует непосредственно на ось сенсорной пластины и поднимает или опускает пластину по высоте. Чем меньше, тем лучше, если вы настроите это, так как небольшое изменение может иметь большое значение для смеси.