Королевская рать

Девиз рядового автовладельца: сел, завел, поехал.

С развитием электроники живучесть техники, ее способность работать при "смертельных" повреждениях поднялась на новый качественный уровень, что отражается даже в мифотворчестве. Блестящий пример - сегодняшний герой народных сказок Терминатор. Прежнего Кощея, хотя и "бессмертного", убить было в сто раз проще!

Электроника уже позволяет владельцу впрыскового автомобиля ехать, не печалясь об отказе некоторых датчиков, загрязнении форсунок и т. д. "Дедушке"-карбюратору, при всем нашем уважении, такое не доступно. Главное же в том, что впрыск точнее дозирует топливо и позволяет резко снизить токсичность отработавших газов.

Конечно, система впрыска (весьма упрощенная на рис. 1) сложнее карбюраторной. Но не стоит смущаться незнания того, как, например, работает контроллер (он же электронный блок управления - ЭБУ). Это вас не касается! Блок очень надежен, а его неисправности - дело специалистов. Достаточно представлять себе, как он управляет форсунками, добиваясь оптимальной работы двигателя. Известно: даже самый умный президент нуждается в подсказках специалистов-советников. Контроллер опирается на сообщения целой свиты осведомителей - датчиков. Это его глаза и уши. Дальнейшее - дело техники: подчиняясь ЭБУ, форсунки строго дозируют топливо, поддерживая правильный состав горючей смеси в цилиндрах. А он зависит от нагрузки двигателя. Холостой ход, движение с невысокой скоростью? Смесь нормальная (14,7 кг воздуха на 1 кг бензина), экологически наилучшая: вредных выбросов немного, причем нейтрализатору проще с такими справиться, сведя к минимуму.

Но в ответственные минуты ускорения, обгона, максимальной скорости контроллер "закрывает глаза" на состав выхлопа. Чтобы быстрее разогнать машину - обогащает смесь (вплоть до 12:1). Мы не откроем Америку, если напомним, что умеренный стиль вождения - во благо будущих поколений! На таких режимах выхлоп под контролем.

Знаток скажет: но ведь алгоритм работы карбюратора, по существу, тот же. Верно! Однако у механического прибора много "болячек", нарушающих тот самый алгоритм. То он бесконтрольно "льет", то "беднит" - хорошо, если хозяин в этом разбирается. А неравномерность состава смеси по цилиндрам доходит иногда до 15-17%! От немыслимого "букета" в выхлопе голова заболит и у самого закаленного.

СОВЕТНИКИ

Один из самых ответственных - датчик положения коленвала (ДПКВ). По его сигналам контроллер смекнет, в какой момент открыть ту или иную форсунку, дать импульс на свечу. Без этого сигнала контроллер беспомощен - мотор не работает. (При сильно сбитом зажигании или поломке прерывателя, датчика Холла у "карбюраторщика" будет то же!)

А как контроллер поймет, насколько сильно хозяйская нога (или ножка) нажала педаль газа? Насколько открылся дроссель? По сигналу ДПДЗ - датчика положения дроссельной заслонки.

Но масса воздуха, заполняющего цилиндры, подчиняется не только дросселю: как учесть меняющиеся температуру и плотность? Число оборотов? Качество наполнения цилиндров? Комплексно это отражается в массовом расходе воздуха двигателем. Следит за этим показателем еще один датчик - ДМРВ во впускном воздуховоде.

Испаряемость топлива зависит от температуры: значит, в холодные цилиндры контроллер даст бензина побольше - и наоборот. А информирует его скромненький "стукачок" - ДТОЖ, датчик температуры охлаждающей жидкости.

Но... Стоп! Детонация! Опасное явление. И вот беда - едва превысишь допустимый угол опережения зажигания, проклятый звон тут как тут! А при недостаточном - двигатель "не тянет". Вот и балансирует контроллер, как на острие, держа такое опережение, когда детонация едва начинается... Тут не обойтись ему без простого и надежного датчика детонации - ДД.

Организуя работу двигателя, на некоторых режимах контроллер должен учитывать и скорость автомобиля. Сообщает ее датчик скорости - ДСА. Его информацией обычно пользуется и электронный спидометр.

В разных системах впрыска порядок включения форсунок может быть различен. При их последовательном срабатывании (как в 16-клапанном VAZ 2112) для "привязки" к порядку работы цилиндров контроллер получает сигнал датчика фазы ДФ, следящего за впускным распредвалом.

А вот очень важный информатор: ДК, датчик кислорода (он же лямбда-зонд). Он следит за концентрацией кислорода в отработавших газах. По сигналу ДК контроллер корректирует время открытого состояния форсунок в ту или другую сторону. Любопытно, что контроллер при этом самообучается, приноравливаясь к особенностям работы двигателя и его систем. Он способен компенсировать частичное загрязнение форсунок, некоторый износ двигателя, изменение его температуры и т. д. При отсутствии сигнала датчиков (кроме ДПКВ) переходит на один из запасных алгоритмов работы: мотор может чуть капризничать, но вы доедете! О серьезных неисправностях предупредит загоревшаяся лампочка CHECK ENGINE (проверь двигатель), причем каждой неполадке присвоен свой код. Стоит извлечь его из памяти контроллера (самостоятельно или в сервисе) - считайте, неисправная цепь найдена.

Так какую из двух систем - карбюраторную или впрысковую - предпочтет, скажем, вечно занятая мать семейства?

Ответ очевиден!

ПАРАЛЛЕЛИ

Почитателю карбюратора не к лицу бояться впрыска. При всех различиях двух систем у них действительно немало общего в выполняемых функциях.

Начнем с бензонасоса. Впрысковый сложнее, дороже карбюраторного, зато сделан на высоком технологическом уровне, долговечен. Если и случаются отказы, то почти всегда - из-за нарушения электрического питания. А восстановить его, хотя бы протянув временный провод, дело нехитрое.

Сразу оговоримся: низкосортного, грязного топлива впрыск боится. Страдают насос, регулятор давления, регулятор холостого хода, ДМРВ, ДК, нейтрализатор, свечи... "Сэкономив" на топливе, кое-кто мигом убеждался: ремонт впрыска - дело дорогое.

"Логика" впрыска - не сложнее карбюраторной. При холодном пуске бензин испаряется слабо; пусковое устройство карбюратора компенсирует это, подавая больше топлива. Контроллер делает то же: в первые секунды форсунки "льют" непрерывно, без учета "тактов" в двигателе. После пуска они работают уже как положено, но все-таки их импульсы продолжительнее, чем в прогретом двигателе. Впрыск удобнее: избавляет от манипуляций с подсосом! Даже холодный двигатель без провалов разгоняет машину. (Карбюратор же "попросит" подсоса - а прикрытая заслонка снижает мощность.)

Но вот мотор прогрелся, едем с умеренной скоростью. Карбюратор выдает более или менее приемлемую смесь. Важно понимать, что ее состав, помимо прочего, - "заложник" исправности самого карбюратора. Он ничем не контролируется! А "интеллект" впрыска позволяет постоянно держать смесь под контролем: забота об атмосфере на первом плане.

Обгон! Педаль газа - "в пол", дроссель открывается... В карбюраторе включится ускорительный насос, обогатит смесь - без этого не избежать "провала" из-за ее обеднения (хрестоматийная истина!). Контроллер, как мы уже говорили, тоже этого не допустит, даст бензина больше. А протесты ДК проигнорирует.

При скорости, близкой к максимальной, карбюратор тоже обогащает смесь в цилиндрах. Его для этого снабдили нехитрыми устройствами - эконостатом и экономайзером мощностных режимов (работают они, заметим, не всегда четко). Контроллер и с этой задачей справляется запросто - и к тому же не допуская вольностей.

Сбросим скорость, притормаживая двигателем. Карбюратор на такой случай оснащен ЭПХХ - экономайзером принудительного холостого хода. В определенном диапазоне оборотов при закрытых дросселях ЭПХХ отключает подачу бензина - меньше потери, нет вредных выбросов. Контроллер же мягко уменьшает подачу топлива по мере прикрытия дросселя, а затем отключает ее совсем, когда возникнет необходимость. Но следит за скоростью автомобиля и "принудительной" остановки не допустит.

Что делает владелец карбюраторной машины, если свечи залиты бензином? Неопытный паникует, топчет педаль газа, ускорительный насос добавляет топлива... и шансов завести машину еще меньше. Но порой и опытный попадает впросак. Поди угадай, когда просохнут свечи, ведь бензин продолжает поступать. В исправной системе впрыска такое случается только в мороз. "Продуть" свечи легко: откроем дроссель (педаль - "в пол!") и включим стартер. Пока обороты ниже 400 в минуту, контроллер не даст форсункам открыться. Для перехода к пуску достаточно прикрыть дроссель, форсунки включатся.

"Подсел" аккумулятор? Контроллер и это учтет - увеличит время работы форсунок и время накопления энергии в катушках зажигания. А при выключении зажигания закроет форсунки, исключая самовоспламенение топлива в горячих цилиндрах - "дизелинг". То же самое он делает при попытке неопытного человека (или лихача) "перекрутить" мотор! Для стандартных вазовских предел - около 6500 об/мин. Хочешь сломать - ищи другой способ.

ЧТО ЭКОНОМНЕЕ?

Насколько верно расхожее мнение насчет более высокой экономичности впрыска? Сравнение двух почти одинаковых двигателей - карбюраторного и впрыскового для VAZ 2110 - существенной разницы в экономичности не выявит. В некоторых случаях (холостой ход и "частичная" мощность) умелец может настроить карбюратор на заведомо обедненную смесь - и несколько выиграет в экономичности! Мы отмечаем этот факт, чтобы избавить потенциального покупателя от иллюзий. (Но напомним, что ненормальное сгорание бедной смеси увеличивает выброс углеводородов СН, так что хвалить "умельца" не за что.)

Только в наиболее передовых системах - с впрыском бензина непосредственно в камеру сгорания - решаются обе задачи: экологичность и экономичность. Здесь организовано послойное смесеобразование: впрыснутое топливо смешивают с воздухом так, что состав горючей смеси возле электродов свечи оптимальный, подальше - очень бедный, а у стенок может вовсе не быть топлива. Мощный очаг пламени вокруг электродов затем поджигает настолько бедную смесь, что искрой не зажжешь. Выхлоп на "частичных" нагрузках очень чистый, экономичность - почти как у дизеля. Но эта простота - лишь на первый взгляд. Скажем, для получения большой мощности придется-таки обогатить смесь во всем объеме камеры сгорания. А как быть на переходных режимах, при разгоне, торможении двигателем? Конструкторы с этой задачей справились.

Конечно, одних только датчиков для работы системы мало. Так, давление топлива перед форсунками надо стабилизировать, следит за ним регулятор давления. А как обеспечить холостой ход? Это сделает регулятор холостого хода (последний напомнит аксакалам систему того же назначения в карбюраторе "Озон"), так что и здесь нет ничего сложного. Но этот режим в карбюраторной системе - что-то статичное, "выставленное" регулировочными винтами (и болезненно реагирующее на все, включая пятна на Солнце), а у впрыска - функция, подконтрольная электронике, которая соображает, как поступить при капризах погоды, бортовой энергетики и т. п.

Между прочим, даже обойти отказавший регулятор можно примерно так же, как в карбюраторе: немного натянуть (гайками) тросик привода дросселя - и вот вам временное решение...

Если хотя бы часть недоверчивых любителей карбюратора автору удалось убедить в преимуществах впрыска - значит, усилия не были напрасными!

Рис. 1. Упрощенная схема системы впрыска: 1 - реле зажигания; 2 - центральный переключатель; 3 - аккумуляторная батарея; 4 - нейтрализатор ОГ; 5 - датчик кислорода; 6 - воздушный фильтр; 7 - датчик массового расхода воздуха; 8 - колодка диагностики; 9 - регулятор холостого хода; 10 - датчик положения дроссельной заслонки; 11 - дроссельный патрубок; 12 - модуль зажигания; 13 - датчик фаз; 14 - форсунка; 15 - регулятор давления топлива; 16 - датчик температуры ОЖ; 17 - свеча; 18 - датчик положения коленвала; 19 - датчик детонации; 20 - топливный фильтр; 21 - контроллер; 22 - датчик скорости; 23 - топливный насос; 24 - реле включения топливного насоса; 25 - бензобак.

Рис. 2. Схема непосредственного впрыска в цилиндр двигателя: 1 - форсунка; 2 - свеча.