Пояснение к графику - 2.3.3. Регулирование момента впрыска топлива.
Исполнительным устройством, обеспечивающим впрыск топлива в расчетные моменты
времени, задаваемые углом опережения впрыска и выраженные в градусах поворота ко-
ленвала до прихода поршня в ВМТ, является электромагнитный клапан автомата опереже
ния впрыска (см. рис..2.3). Электромагнитный клапан управляет перемещением исполни
тельного поршня автомата опережения, изменяющего угловое положение кулачкового
кольца, от которого зависит начало или момент впрыска топлива. Регулирование момента
впрыска топлива производится в зависимости от частоты вращения двигателя и количест
ва впрыскиваемого топлива как меры нагрузки на двигатель. Момент впрыска устанавли
вается по угловому положению коленчатого вала и выполняется до прихода поршня в
ВМТ, поэтому расчет момента производится в градусах поворота коленвала. Действительное начало впрыска топлива, выраженное в градусах угла поворота коленвала до прихода поршня в ВМТ называется углом опережения впрыска.
Базовый угол опережения впрыска топлива рассчитывается контроллером в зависимости
от частоты вращения коленвала и расчетной массы топлива. Параметры впрыска топлива
имеют сложную функциональную зависимость, их оптимальные значения записаны в про
граммируем¬ую память в форме матрицы данных.
Графическое отображение матрицы моментов впрыска топлива для дизельных двигателей¬
приведено на рис. 2.11. Матрица моментов впрыска, или моментная характеристика, ус
танавливает значения углов опережения/запаздывания впрыска в зависимости от нагрузки
на двигатель (количество топлива) и скорости двигателя (число оборотов).
Рис. 2.11. Графическое отображение матрицы моментов впрыска топлива.
Характеристика отображает основные требования по изменению момента впрыска топли-
ва в целях приведения эмиссии выхлопа до минимального содержания в выхлопных газах
окислов азота NОx окиси углерода CO. Значения углов опережения/запаздывания впры
ска при этом должны обеспечивать достижение дизелем максимальных значений мощно
сти во всем диапазоне нагрузок при минимальном расходе топлива. Значения моментов
впрыска топлива приводятся в градусах угла поворота коленвала при положении поршня
до ВМТ (опережение) на такте сжатия или после прохождения им мертвой точки в начале
такта рабочий ход (запаздывание). Углы поворота коленвала имеют при этом соответст
венно положительные и отрицательные значения.
П р и м е ч а н и е:
Характеристика отражает общие условия, необходимые для оптимального управления ра
бочим процессом дизелей (см. табл. 1) с прямым впрыском топлива под высоким давлени
ем TDI, выполнена для условного двигателя мощностью не более 110 л.с. (80 кВт). Для
анализа работы дизеля с ТНВД VP44 можно использовать только общие закономерности
характеристики.
Характеристика включает в себя диапазон нагрузок, изображенный синим цветом, для ко
торого значения моментов впрыска установлены с целью обеспечения низкой эмиссии вы
хлопа, и диапазона, изображенного красным цветом, для которого значения моментов
впрыска установлены из условия обеспечения высокой динамики движения. Как видно,
приоритет чистоте выхлопа отдается работе дизеля на режиме малых и частичных нагру
зок, в диапазоне нагрузок, близких к полным, приоритет отдается достижению высоких
динамических характеристик.
Чем больше поступает топлива в камеру сгорания, тем длительнее происходит процесс
впрыска топлива. Так как временное окно между началом НВ и окончанием КВ впрыска
топлива (см. рис. 2.
не может быть достаточным в диапазоне высокой частоты вращения
коленвала, то начало впрыска должно быть перенесено на более ранние моменты. Таким
образом, в диапазоне высоких оборотов впрыск топлива производится с опережением, и
угол опережения впрыска достигает максимальных значений. Если в цилиндры впрыски
вается увеличенное количество топлива, а вращение коленвала происходит на малых обо
ротах, то угол опережения впрыска также смещается в сторону увеличения. Это объясня
ется необходимостью увеличения времени для сгорания увеличенного количества топлива
и обеспечения максимального давления сгорания в момент преодоления поршнем ВМТ.
Более ранние моменты впрыска также необходимы для предупреждения удара струи топ
лива о днище поршня, что может происходить при впрыске топлива в момент нахождения
поршня вблизи ВМТ. Сгорание топлива на поверхности днища поршня приводит к значи
тельному повышению температуры поршня и выгоранию металла перегородок поршня.
При превышении¬ средних оборотов, а также при переходе диапазона средних нагрузок
системой управления отменяется действие вспомогательных систем, рециркуляции вы
хлопных газов, торможения выхлопом. В эти моменты возможно кратковременное повы
шение оборотов коленвала. Учитывая это явление, в характеристике моментов впрыска
имеется узкая область, в которой отмечаются увеличенные значения углов опережения
впрыска.При старте дизеля угол опережения впрыска составляет минимальную величину 0,5° , непосредственно после выполнения успешного пуска момент впрыска зависит от оборотов и
условий работы двигателя, для которых рассчитывается необходимая доза топлива. Необ
ходимо учитывать, что для обеспечения успешного пуска горючая смесь обогащается, а
после достижения дизелем оборотов устойчивого воспламенения 600 об/мин подача топ
лива резко снижается.При движении на малых нагрузках и малых оборотах коленвала, когда скорость поршня низкая, впрыск топлива происходит на такте рабочий ход, и момент впрыска происходит
с запаздыван¬ием в диапазоне углов 0...-2,5°. При движении с частично нажатой педалью
акселератора (средние нагрузки) и в случае возрастания скорости вращения коленвала
угол опережения впрыска должен возрастать от 5° до 15°. Если, наоборот, скорость дви
гателя сохраняется постоянной, например, составляет среднее число оборотов 2500
об/мин, а нагрузка постоянно увеличивается, то момент впрыска топлива изменяется
сложным образом. Для преодоления возрастающей нагрузки водитель должен постоянно
увеличивать угол открытия педали акселератора, вследствие чего контроллер увеличивает
расчетное количество впрыскиваемого топлива кратно увеличению сигнала с датчика по
ложения педали. При увеличении угла открытия педали акселератора подача топлива в
цилиндры возрастает (см. акселераторную характеристику, рис. 2.7). Во время работы
двигателя в диапазоне частичных нагрузок при увеличении подачи топлива угол опереже
ния впрыска уменьшается примерно от 4,3° до 1,4°, обеспечивая низкую токсичность и
чистоту выхлопа. В диапазоне нагрузок, близких к полным, возрастает масса впрыскивае
мого топлива, которому при постоянной скорости поршня требуется больше времени для
полного сгорания, вследствие чего угол опережения впрыска топлива начинает увеличи
ваться. Благодаря увеличению количества впрыскивае¬мого топлива угол опережения
впрыска возрастает, примерно, в диапазоне от 2,2° до 7,4°. В память электронного модуля
управления насосом записаны массивы базовых значений
углов опережения впрыска в зависимости от частоты вращения и количества впрыскивае
мого топлива. Фактическое количество впрыскиваемого топлива является расчетной вели
чиной и определяется в результате умножения базового количества на поправочные коэф
фициенты. В память модуля записываются массивы поправочных коэффициентов, кото
рые в зависимости от состояния двигателя и внешних факторов извлекаются микропро
цессором из памяти для расчета скорректированного фактического количества топлива.
Исходя из фактического количества топлива, устанавливается окончательное значение мо
мента впрыска.Поправочные коэффициенты записаны для изменяемых диапазонов температуры двигателя, температуры воздуха на впуске, внешнего давления. При эксплуатации автомобиля в гористой местности при высоте над уровнем моря свыше1500м величина давления вносит существенные поправки на количество впрыскиваемого топлива.Основными датчиками для определения момента
впрыска являются датчик положения ротора,определяющий угловое положение ротора, и
ВМТ-датчик, предназначенный для расчета частоты вращения коленвала и положения поршня в каждом цилиндре относительно ВМТ. Наличие совместных сигналов с этих датчиков позволяет идентифицировать положение поршня цилиндра#1 (или #3) относительно ВМТ в окончании такта сжатия. Положение прочих цилиндров относительно ВМТ рассчитыва¬ется микропроцессором согласно порядку работы
двигателя и импульсам с ВМТ-датчика.
Добавлено спустя некоторое время Выдержка из книги Шклевского по насосам VP 44, 55 страница. Всю книгу выложить?
Добавлено спустя некоторое время
Горизонтальные ломаные линии идущие слева направо ( или справа налево) - это и есть расчетный угол впрыска в зависимости от оборотов двигателя и величины подачи топлива.
Неправильно выразился -
точки пересечения линий от числа оборотов и линий от количества впрыскиваемого топлива и есть расчетный угол впрыска.
