5.16.1. Особенности конструкции системы питания мотора

В состав системы питания входят элементы следующих систем:

– система подачи топлива, включающая в себя топливный бак, модуль электрического топливного насоса, трубопроводы, шланги, топливную рампу с форсунками и компенсатором пульсаций давления топлива;

– система воздухоподачи, состоящая из воздушного фильтра, воздухоподводящего рукава и дроссельного узла;

– система улавливания паров топлива, включающая в себя адсорбер, клапан продувки адсорбера и соединительные трубопроводы.

Функциональное назначение системы подачи топлива — обеспечение подачи необходимого количества топлива в двигатель на всех рабочих режимах. Двигатель оборудован электронной системой управления с распределенным впрыском топлива. В системе распределенного впрыска топлива функции смесеобразования и дозирования подачи топливовоздушной смеси в цилиндры двигателя разделены: форсунки осуществляют дозированный впрыск топлива во впускную трубу, а необходимое в каждый момент работы двигателя количество воздуха подается дроссельным узлом. 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. Управляет системой впрыска топлива и системой зажигания электронный блок управления двигателем, непрерывно контролирующий с помощью соответствующих датчиков нагрузку двигателя, скорость движения автомобиля, тепловое состояние двигателя, оптимальность процесса сгорания в цилиндрах.

Особенностью системы впрыска автомобиля Ford Focus II является синхронность срабатывания форсунок в соответствии с фазами газораспределения (блок управления двигателем получает информацию от датчиков фазы). Контроллер включает форсунки последовательно, а не попарно, как в системах асинхронного впрыска. Каждая форсунка включается через 720° поворота коленчатого вала. Однако на режимах пуска и динамических режимах работы двигателя используется асинхронный метод подачи топлива без синхронизации с вращением коленчатого вала.

Основным датчиком для системы впрыска топлива является датчик концентрации кислорода в отработавших газах (лямбда-зонд). В выпускном коллекторе двигателя R4 16V Duratec Ti-VCT, объединенном с нейтрализаторами отработавших газов (катколлектор), установлены два датчика концентрации кислорода (отдельно для выпускных трактов 1-го и 4-го, 2-го и 3-го цилиндров), которые совместно с блоком управления двигателем и форсунками образуют контур управления составом топливовоздушной смеси, подаваемой в двигатель. По сигналам датчиков блок управления двигателем определяет количество несгоревшего кислорода в отработавших газах и соответственно оценивает оптимальность состава топливовоздушной смеси, поступающей в цилиндры двигателя в каждый момент времени. Зафиксировав отклонение состава от оптимального 1:14 (соответственно топливо и воздух), обеспечивающего наиболее эффективную работу каталитических нейтрализаторов отработавших газов, блок управления с помощью форсунок изменяет состав смеси. Так как датчики концентрации кислорода включены в цепь обратной связи блока управления двигателем, контур управления составом топливовоздушной смеси является замкнутым. Особенностью системы управления двигателем автомобиля Ford Focus II является наличие, помимо двух управляющих датчиков, еще двух диагностических датчиков концентрации кислорода, установленных на выходе из нейтрализаторов. По составу газов, прошедших через нейтрализаторы, они определяют эффективность работы системы управления двигателем. Если блок управления двигателем по информации, полученной от диагностических датчиков концентрации кислорода, фиксирует превышение нормы токсичности отработавших газов, не устраняемое тарировкой системы управления, он включает в комбинации приборов сигнальную лампу неисправности двигателя и заносит в память код ошибки для последующей диагностики.

Топливный бак, отформованный из специального ударопрочного пластика, установлен под полом кузова в его задней части и прикреплен хомутами. Для того чтобы пары топлива не попадали в атмосферу, бак соединен трубопроводом с адсорбером системы улавливания паров топлива. Во фланцевое отверстие в верхней части бака устанавливают электрический топливный насоса, в правой части выполнены патрубки для присоединения наливной трубы и шланга вентиляции. Из насоса, включающего в себя топливные фильтры грубой и тонкой очистки, топливо подается в топливную рампу, закрепленную на впускной трубе двигателя. Из топливной рампы топливо впрыскивается форсунками во впускную трубу.

Топливопроводы системы питания комбинированные, в виде соединенных между собой стальных трубопроводов и резиновых шлангов.

Топливный насос погружной, с электроприводом, роторного типа, с фильтрами грубой и тонкой очистки топлива, с регулятором давления топлива. Насос установлен в топливном баке, что снижает возможность образования паровых пробок, поскольку топливо подается под давлением, а не под действием разрежения. Топливный насос обеспечивает подачу топлива из топливного бака через топливную магистраль в топливную рампу под давлением около 380 кПа (примерно 360 кПа на режиме холостого хода).

Топливный фильтр тонкой очистки — полнопоточный, установлен в корпусе модуля топливного насоса. При засорении фильтра необходимо заменить корпус в сборе с фильтром, так как узел выполнен неразборным.

Топливная рампа 5 (рис. 5.26), представляющая собой пустотелую трубчатую деталь с отверстиями для установки форсунок 8 и компенсатора 2 пульсаций давления топлива, служит для подачи топлива к форсункам и закреплена на впускной трубе. Форсунки и компенсатор пульсаций давления уплотнены в гнездах резиновыми кольцами 3, 4 и 7. Рампа с форсунками в сборе вставлена хвостовиками форсунок в отверстия впускной трубы и закреплена двумя гайками.

Рис. 5.26. Топливная рампа с форсунками и компенсатором пульсаций давления топлива: 1 – болты крепления компенсатора пульсаций давления топлива; 2 – компенсатор пульсаций давления топлива; 3 – уплотнительные кольца компенсатора пульсаций давления топлива; 4 – верхние уплотнительные кольца форсунок; 5 – топливная рампа; 6 – фиксаторы форсунок; 7 – нижние уплотнительные кольца форсунок; 8 – форсунки

Примечание В зависимости от варианта исполнения у компенсатора пульсаций топлива может отсутствовать малое уплотнительное кольцо.

Форсунки 8 (см. рис. 5.26) своими распылителями входят в отверстия впускной трубы. В отверстиях впускной трубы форсунки уплотнены резиновыми уплотнительными кольцами 7. Форсунка предназначена для дозированного впрыска топлива в цилиндр двигателя и представляет собой высокоточный 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 — топливо подается во впускную трубу двигателя. Количество топлива, впрыскиваемого форсункой, зависит от длительности электрического импульса.

Компенсатор пульсаций давления топлива установлен на торце топливной рампы и служит для поддержания постоянного давления топлива в рампе при его резком падении в топливной магистрали, вызванном, например, значительным увеличением расхода топлива при интенсивном разгоне автомобиля.

Воздушный фильтр установлен в левой части моторного отсека на специальном кронштейне. Фильтрующий элемент бумажный, плоский, с большой площадью фильтрующей поверхности. Фильтр соединен резиновым гофрированным воздухоподводящим рукавом с дроссельным узлом.

Патрубок в нижней части корпуса фильтра установлен с натягом в горловину глушителя шума впуска, расположенного под левым передним крылом автомобиля.

Дроссельный узел, представляющий собой простейшее регулирующее устройство, служит для изменения количества основного воздуха, подаваемого во впускную систему двигателя, установлен на входном фланце впускной трубы и прикреплен винтами. На входной патрубок дроссельного узла надет формованный резиновый рукав, закрепленный хомутом и соединяющий дроссельный узел с воздушным фильтром.

В состав дроссельного узла входит датчик положения дроссельной заслонки и шаговый электродвигатель управления дроссельной заслонкой. Механическая связь дроссельного узла с педалью управления дроссельной заслонкой отсутствует. Так называемая «электронная» педаль управления дроссельной заслонкой передает информацию о степени нажатия на педаль электронному блоку управления двигателем, который, в свою очередь, с учетом скорости автомобиля, включенной передачи, нагрузки двигателя и частоты вращения коленчатого вала открывает дроссельную заслонку на необходимый угол.

Система улавливания паров топлива предотвращает выход из системы питания в атмосферу паров топлива, неблагоприятно влияющих на экологию окружающей среды.

В системе применен метод поглощения паров угольным адсорбером. Он установлен в задней части основания кузова и соединен трубопроводами с топливным баком и клапаном продувки.

В моторном отсеке на впускной трубе расположен электромагнитный клапан продувки адсорбера, которым по сигналам блока управления двигателем переключаются режимы работы системы.

Пары топлива из топливного бака по трубопроводу постоянно отводятся и накапливаются в адсорбере, заполненном активированным углем (адсорбентом). При работе двигателя происходит регенерация (восстановление) адсорбента продувкой адсорбера свежим воздухом, поступающим в систему под действием разрежения, передаваемого по трубопроводу из впускной трубы в полость адсорбера при открывании клапана продувки. Блок управления регулирует степень продувки адсорбера в зависимости от режима работы двигателя, подавая на клапан сигнал с изменяемой частотой импульса.

Пары топлива из адсорбера по трубопроводу поступают во впускную трубу двигателя и сгорают в цилиндрах.

Неисправности системы улавливания паров топлива влекут за собой нестабильность холостого хода, остановку двигателя, повышенную токсичность отработавших газов и ухудшение ходовых качеств автомобиля.