Cechy konstrukcyjne układu zasilania silnika (Kalina 1118)

W skład układu zasilania silnika pojazdu wchodzą elementy następujących układów:

• układ zasilania paliwem, w tym zbiornik paliwa 7 (rysunek 4.11), pompa paliwa 9 z wbudowanym regulatorem ciśnienia paliwa, przewody 1, 4 i 5, listwa paliwowa 5 (rysunek 4.12) z wtryskiwaczami 1 i filtrem paliwa 6 (zobacz rysunek 4.11);
• układ dopływu powietrza wraz z filtrem powietrza 6 (rysunek 4.13), rura doprowadzająca powietrze 4, zespół przepustnicy 7;
• układ odzysku oparów paliwa z adsorberem 1 (rysunek 4.14), zawór odpowietrzający 7 adsorbera, separator 9 par paliwa, zawór grawitacyjny 11 oraz przewody łączące 4, 5, 6 i 14.

Funkcjonalnym celem układu zasilania paliwem jest zapewnienie dostarczenia wymaganej ilości paliwa do silnika we wszystkich trybach pracy. Silnik wyposażony jest w elektroniczny układ sterowania z rozproszonym wtryskiem paliwa. W rozproszonym układzie wtrysku paliwa funkcje tworzenia mieszanki i dozowania mieszanki paliwowo-powietrznej dostarczanej do cylindrów silnika są rozdzielone: wtryskiwacze realizują dozowany wtrysk paliwa do przewodu dolotowego, a ilość powietrza potrzebna w każdym momencie pracy silnika jest dostarczana przez układ składający się z zespołu przepustnicy i regulatora obrotów biegu jałowego. Taka metoda sterowania pozwala zapewnić optymalny skład mieszanki palnej w każdym konkretnym momencie pracy silnika, co pozwala na osiągnięcie maksymalnej mocy przy możliwie najniższym zużyciu paliwa i niskiej toksyczności spalin. Układ wtrysku paliwa i układ zapłonowy sterowane są przez elektroniczną jednostkę sterującą silnikiem, która przy pomocy odpowiednich czujników stale monitoruje obciążenie silnika, prędkość pojazdu, stan cieplny silnika i optymalny proces spalania w cylindrach silnika.



Cechą szczególną układu wtrysku paliwa pojazdu jest synchronizacja pracy wtryskiwaczy z czasem otwarcia zaworów (jednostka sterująca silnikiem otrzymuje informacje z czujnika fazy). Sterownik włącza wtryskiwacze sekwencyjnie, a nie parami, jak w układach wtrysku asynchronicznego. Każdy wtryskiwacz jest aktywowany po obróceniu wału korbowego o 720°. Natomiast w trybach rozruchu i dynamicznych trybach pracy silnika stosowana jest asynchroniczna metoda podawania paliwa, bez synchronizacji z obrotami wału korbowego.

Głównym czujnikiem układu wtrysku paliwa jest czujnik stężenia tlenu w spalinach (sonda lambda). Jest on zamontowany w kolektorze wydechowym silnika i wraz z jednostką sterującą silnikiem i wtryskiwaczami tworzy obwód sterujący składem mieszanki paliwowo-powietrznej dostarczanej do silnika. Na podstawie sygnałów z czujników układ sterowania silnikiem określa ilość niespalonego tlenu w spalinach i na tej podstawie ocenia optymalny skład mieszanki paliwowo-powietrznej trafiającej do cylindrów silnika w danej chwili. Po odnotowaniu odchylenia składu od optymalnego 1:14 (paliwo/powietrze), aby zapewnić jak najefektywniejszą pracę katalizatora spalin, jednostka sterująca zmienia skład mieszanki za pomocą wtryskiwaczy. Ponieważ czujnik stężenia tlenu jest włączony do obwodu sprzężenia zwrotnego jednostki sterującej silnikiem, pętla sterowania składem mieszanki paliwowo-powietrznej jest zamknięta. Cechą szczególną układu zarządzania silnikiem samochodu jest obecność (oprócz czujnika sterującego) drugi, diagnostyczny czujnik stężenia tlenu, zainstalowany na wylocie neutralizatora. Skład gazów przechodzących przez neutralizator decyduje o jego skuteczności.



Zbiornik paliwa 7 (zobacz rysunek 4.11) spawany, tłoczony, montowany na pojeździe pod podłogą nadwozia w jego tylnej części i mocowany dwoma stalowymi zaciskami 15. Aby zapobiec przedostawaniu się oparów paliwa do atmosfery, zbiornik paliwa połączony jest poprzez separator 9 (zobacz rysunek 4.13) zawór odcinający opary paliwa i zawór grawitacyjny 11 rurociąg 14 z adsorberem 1. Pod zbiornikiem paliwa zamontowana jest osłona ochronna 16 (zobacz rysunek 4.11). Elektryczna pompa paliwa 9 zamontowana jest w otworze kołnierzowym w górnej części zbiornika paliwa, łącząc w jednym module samą pompę paliwa, czujnik wskaźnika poziomu paliwa i regulator ciśnienia paliwa. Z tyłu zbiornika paliwa znajduje się rura odgałęziona służąca do podłączenia rury wlewu paliwa 12. Z pompy paliwa paliwo trafia do filtra paliwa 6, zamontowanego na dole zbiornika paliwa, a stamtąd trafia do listwy paliwowej 5 (zobacz rysunek 4.12), przymocowany do rury dolotowej silnika. Z listwy paliwowej paliwo jest wtryskiwane przez wtryskiwacze 1 do przewodu dolotowego, a strumień paliwa jest kierowany na zawór dolotowy. Nadmiar paliwa jest odprowadzany do zbiornika paliwa przez regulator ciśnienia paliwa zamontowany w pompie paliwa. Ten schemat montażu regulatora ciśnienia paliwa, oprócz wyeliminowania długiej linii powrotnej, zapobiega wzrostowi temperatury paliwa w zbiorniku, co powoduje nadmierne parowanie.

Pompa paliwa 9 (zobacz rysunek 4.11) zanurzalny, napędzany elektrycznie, obrotowy, z grubym filtrem paliwa. Pompa paliwa dostarcza paliwo i jest zamontowana w zbiorniku paliwa, co zmniejsza ryzyko wystąpienia korka parowego, ponieważ paliwo jest podawane pod ciśnieniem, a nie pod próżnią. Paliwo ze zbiornika jest podawane przez główny filtr paliwa do listwy wtryskiwaczy pod ciśnieniem większym niż 380 kPa.



Filtr paliwa 6 (zobacz rysunek 4.11) dokładne czyszczenie - pełnoprzepływowe, zamocowane w uchwycie nr 3 na zbiorniku paliwa. Filtr paliwa jest nierozłączny, składa się ze stalowej obudowy i papierowego elementu filtrującego.

Szyna paliwowa 5 (zobacz rysunek 4.12), która jest pustą rurową częścią, służy do dostarczania paliwa do wtryskiwaczy i jest przymocowana do rury dolotowej. Silnik wykorzystuje bezobsługowy układ paliwowy. Ciśnienie w listwie paliwowej utrzymywane jest przez regulator ciśnienia paliwa zamontowany w module elektrycznej pompy paliwa. Wtryskiwacze 1 przymocowane są do listwy paliwowej za pomocą zacisków 2 poprzez uszczelniające pierścienie gumowe 3. Aby wyrównać ciśnienie paliwa we wtryskiwaczach, paliwo jest dostarczane do środkowej części listwy paliwowej, a nie do jednego końca, jak w poprzednich silnikach wtryskowych VAZ.

Dysze swoimi dyszami wchodzą do otworów rury dolotowej. Wtryskiwacze uszczelnione są w otworach przewodu dolotowego gumowymi pierścieniami uszczelniającymi. Wtryskiwacz służy do dozowania paliwa do cylindrów silnika. Jest to precyzyjny zawór elektromechaniczny, w którym iglica zaworu odcinającego jest dociskana do gniazda przez sprężynę. Po podaniu impulsu elektrycznego ze sterownika na uzwojenie elektromagnesu igła podnosi się i otwiera otwór dyszy, przez który paliwo jest dostarczane do rury dolotowej silnika. Ilość paliwa wtryskiwanego przez wtryskiwacz zależy od czasu trwania impulsu elektrycznego.

Regulator ciśnienia paliwa jest montowany w module pompy paliwa i jego zadaniem jest utrzymanie stałego ciśnienia paliwa w listwie paliwowej. Regulator ciśnienia paliwa podłączony jest do początku przewodu zasilającego (zaraz za filtrem paliwa) i jest zaworem bezpieczeństwa ze sprężyną o ściśle skalibrowanej sile.



Filtr powietrza 6 (zobacz rysunek 4.13) zamontowany w przedniej części komory silnika na trzech gumowych mocowaniach. Element filtra powietrza jest papierowy, płaski, o dużej powierzchni filtrującej. Filtr powietrza połączony jest z przepustnicą 7 za pomocą gumowej, karbowanej rury doprowadzającej powietrze 4. Pomiędzy rurą a filtrem zamontowany jest czujnik masowego przepływu powietrza 5, patrz. "Elektroniczny system zarządzania silnikiem (układ wtrysku paliwa)".

Zespół przepustnicy przymocowany do modułu dolotowego. Steruje ilością powietrza wpływającego do kolektora dolotowego. Dopływ powietrza do silnika jest kontrolowany przez przepustnicę połączoną z pedałem przyspieszenia.

Zespół przepustnicy obejmuje czujnik położenia przepustnicy i zawór sterujący prędkością biegu jałowego. W części przepływowej zespołu przepustnicy (przed i za przepustnicą) do działania układu wentylacji skrzyni korbowej i odzyskiwania oparów paliwa niezbędne są otwory wyciągowe podciśnienia.

Zawór sterujący prędkością biegu jałowego reguluje prędkość obrotową wału korbowego na biegu jałowym poprzez sterowanie ilością powietrza dostarczanego przez zamknięty zawór przepustnicy. Regulator biegu jałowego składa się z dwubiegunowego silnika krokowego i podłączonego do niego zaworu stożkowego. Zawór wysuwa się lub chowa w zależności od sygnałów z jednostki sterującej silnikiem.

Gdy igła regulacji obrotów biegu jałowego jest całkowicie wysunięta (co odpowiada 0 krokom), zawór całkowicie blokuje przepływ powietrza. Po wciśnięciu igły następuje przepływ powietrza proporcjonalny do liczby kroków, o jaką igła odsunie się od gniazda.



Zmieniając otwarcie i zamknięcie zaworu sterującego biegiem jałowym, jednostka sterująca kompensuje znaczny wzrost lub spadek ilości dostarczanego powietrza, spowodowany jego zasysaniem przez nieszczelny układ dolotowy lub odwrotnie, zatkanym filtrem powietrza.

System odzyskiwania oparów paliwa zapobiega wydostawaniu się oparów paliwa z układu paliwowego silnika do atmosfery, co ma negatywny wpływ na środowisko.

System odzyskiwania oparów paliwa wykorzystuje metodę absorpcji oparów za pomocą adsorpcji węglowej 1 (zobacz rysunek 4.14). Adsorber węglowy montowany jest na zbiorniku paliwa i połączony jest przewodami z separatorem par paliwa 9, zamontowanym we wnęce prawego tylnego koła, oraz z zaworem odpowietrzającym adsorber 7, umieszczonym w komorze silnika. Zawór elektromagnetyczny służący do oczyszczania adsorbera węglowego zmienia tryby pracy układu na podstawie sygnałów pochodzących z jednostki sterującej silnikiem.

Pary paliwa ze zbiornika paliwa są częściowo skraplane w separatorze 9, a kondensat jest odprowadzany z powrotem do zbiornika paliwa rurociągiem 12. Pozostałe pary przepływają przez zawór grawitacyjny 11, zainstalowany w separatorze, do adsorbera 1 rurociągiem 14. Drugi króciec adsorbera jest połączony wężem z zaworem 7 w celu oczyszczenia adsorbera, a trzeci jest podłączony do atmosfery. Gdy silnik nie pracuje, trzeci nypel jest zamknięty zaworem elektromagnetycznym. W takim przypadku adsorber nie komunikuje się z atmosferą. Gdy silnik pracuje, jednostka sterująca silnikiem zaczyna wysyłać impulsy sterujące do zaworu.

Zawór łączy komorę adsorpcyjną z atmosferą, a sorbent zostaje usunięty: opary benzyny są odprowadzane przez wąż 6 i zespół przepustnicy 8 do modułu dolotowego.

Nieprawidłowe działanie układu odzyskiwania oparów paliwa prowadzi do niestabilnej pracy silnika na biegu jałowym, gaśnięcia silnika, zwiększonej toksyczności spalin i pogorszenia właściwości jezdnych pojazdu.