Задача топливной системы - подавать в камеры сгорания двигателя столько топлива, чтобы при любых эксплуатационных режимах и погодных условиях оно смешивалось с воздухом в оптимальном для работы мотора соотношении. Только тогда двигатель сможет выдать большую мощность при малом расходе горючего и низкой токсичности отработавших газов.
Достоинство карбюраторной системы питания - в простоте конструкции. Карбюраторные двигатели по мощности не уступают инжекторным, но бензина «кушают» больше, и их выхлоп природе не на пользу.
Система впрыска топлива состоит из нескольких частей: ECU (electronic control unit - электронного блока управления или, в народе, «мозгов»), системы подачи топлива, датчиков и каталитического нейтрализатора отработавших газов. ECU
Компьютер находится, как правило, под сиденьем. Его назначение - управлять системой зажигания и форсунками, питать электричеством датчики и узлы системы впрыска, а также вести самодиагностику. Главных компонентов ECU четыре: Блок электропитания - преобразует 12 В АКБ в 5 В, которые нужны для питания большинства компонентов системы впрыска. Входной интерфейс - преобразует аналоговые сигналы датчиков в цифровой код и вводит его в процессор. CPU (центральный процессор) сравнивает показания датчиков со своей основной программой и отправляет команды форсункам и системе зажигания. Выходной интерфейс - преобразует команды центрального процессора в сигналы, которые приводят в действие исполнительные механизмы, индикаторы и реле. * На примере Yamaha R1 2002 г. в.
В память компьютера заложены данные для неких усредненных условий эксплуатации мотоцикла. ECU «опрашивает» датчики, сверяет их показания с величинами, заложенными в память, и корректирует продолжительность открытия форсунок в зависимости от конкретного режима работы двигателя: 1 - подача топлива при запуске; 2 - обогащение смеси после запуска; 3 - обогащение смеси при прогреве; 4 - обогащение при ускорении; 5 - отключение подачи топлива в цилиндры при торможении двигателем; 6 - базовая продолжительность подачи топлива, заложенная в память ECU; 7 - компенсация изменения напряжения в бортовой сети. Буквы на схеме обозначают: t - продолжительность подачи топлива; T - время работы двигателя; А - запуск; В - прогрев; С - холостой ход; D - ускорение; Е - постоянная скорость; F - торможение двигателем.
При определении угла опережения зажигания и энергии искры ECU руководствуется сигналами датчиков положения дроссельной заслонки и коленчатого вала. Напряжение АКБ также влияет на энергию искры и показания датчиков. Момент подачи топлива ECU определяет по сигналам датчиков положения коленчатого вала и выпускного распредвала. По частоте вращения коленвала система распознает режим работы двигателя: обычный или пусковой.
Как и любое механическое устройство, форсунка не может открыться мгновенно. ECU компенсирует эту задержку - подает топливо чуть раньше. Ограничитель оборотов двухступенчатый. Как только частота вращения коленвала превысит допустимую величину, ECU отключает подачу топлива к двум цилиндрам до тех пор, пока обороты не упадут. Если это не помогает, то отключаются и остальные цилиндры. ECU выполняет и дополнительные функции: Отключает топливный насос и форсунки при падении мотоцикла - он выключает реле системы впрыска топлива, когда приходит сигнал от датчика наклона мотоцикла. Включает-выключает вторую фару в зависимости от оборотов коленвала и в соответствии с требованиями ПДД к световым приборам (очень редкая опция!). Когда температура охлаждающей жидкости чрезмерно повышается, ECU включает вентилятор радиатора. Управляет сервомотором заслонок в выпускных трубах (система EXUP).
В ECU есть система самодиагностики. Если при движении происходит сбой в системе, компьютер немедленно предупреждает водителя - включает лампу на панели приборов, двигатель может заглохнуть. Если электроника сочтет, что дальше ехать невозможно, лампа заморгает, когда водитель нажмет кнопку стартера. Но можно повторить попытку - выключите-включите замок зажигания и снова нажмите на кнопку. Если в работе ECU был устранимый сбой, перезапуск может помочь. Система самодиагностики, обнаружив сбой, способна сама включить обходную программу, тогда лампа горит непрерывно - поезжайте дальше. В сторону мастерской, разумеется. После остановки двигателя на жидкокристаллическом мониторе часов высвечивается код ошибки. Он остается в памяти ECU до тех пор, пока его не сотрут механики мотосервиса. Но, увидев горящую лампочку, уймите любопытство - не торопитесь глушить двигатель, чтобы узнать, что произошло. Если виноват датчик положения распредвала, после остановки мотор уже не запустится (см. таблицу). Принципиальная схема системы впрыска топлива: 1 - катушка зажигания; 2 - форсунка; 3 - датчик температуры всасываемого воздуха; 4 - датчик положения дроссельной заслонки; 5 - датчик давления всасываемого воздуха; 6 - датчик положения коленчатого вала; 7 - датчик температуры охлаждающей жидкости; 8 - датчик положения распредвала; 9 - свеча зажигания; 10 - ECU; 11 - блок управления зажиганием; 12 - датчик атмосферного давления; 13 - каталитический нейтрализатор.
А если лампочка перегорит? Не прозевайте этот факт. Учтите, что она загорается каждый раз при включении зажигания и гаснет через 1,4 секунды или при включении стартера, если успеете нажать его кнопку раньше, чем она погаснет. Лампочка не загорится только в одном случае - если она перегорела. Тогда срочно ее замените. Система подачи топлива
Она состоит из топливного насоса, регулятора давления и форсунок.
Топливный насос включает в себя насос роторного типа, соединенный валом с электродвигателем, фильтр, а также предохранительный клапан. Насос и фильтр установлены в топливном баке. Если шланг подачи топлива засорится, от разрыва трубопровода спасет предохранительный клапан. Когда давление превысит 4,4-6,4 кг/см2, он откроется и отправит лишнее топливо в бензобак по возвратному шлангу.
Насос постоянно качает больше топлива, чем нужно форсункам для правильной подачи топлива. Регулятор давления следит, чтобы разница между давлениями топлива в трубопроводе и воздуха во впускном коллекторе была постоянной - 2,84 кг/см2 (для общего развития: эта величина - около 3 атм. - свойственна всем впрысковым мотоциклам, не только R1). Лишнее топливо он стравливает в бензобак по возвратному шлангу.
Топливные форсунки, получив сигнал от ECU, впрыскивают бензин в цилиндры. Поскольку сечение форсунок, пропускающих бензин, и разница между его давлением и давлением воздуха во впускном коллекторе постоянные, объем впрыснутого бензина зависит только от длительности сигнала ECU. Датчики
Определяя длительность открытия форсунок, ECU руководствуется сигналами с датчиков: расхода воздуха, положения коленчатого вала, давления воздуха во впускном коллекторе, атмосферного давления, температур окружающего воздуха и охлаждающей жидкости. Чтобы топливо подавалось в каждый цилиндр только во время фазы впуска, компьютер сверяется с показаниями датчиков положений коленвала и выпускного распредвала.
Датчик положения коленчатого вала установлен с правой стороны двигателя. Когда выступы ротора, закрепленного на коленчатом валу, проходят мимо сердечника катушки, в ней возникают импульсы. По ним ECU определяет положение коленчатого вала и частоту его вращения. Сверяясь с данными из памяти, процессор определяет угол опережения зажигания и момент впрыска топлива.
Датчик положения выпускного распредвала установлен в середине крышки головки цилиндров над валом. Когда вал вращается, этот датчик (как и датчик положения коленвала) генерирует сигналы и посылает их ECU, а тот, в свою очередь, определяет, в каком цилиндре происходит такт впуска и включает нужную форсунку.
Руководствуясь сигналами датчиков положения дроссельной заслонки и разрежения во впускном коллекторе, ECU определяет расход воздуха.
Датчик давления атмосферного воздуха нужен, чтобы компенсировать изменения условий среды (например, при езде в высокогорье, где давление ощутимо ниже).
Сигналы от датчика температуры охлаждающей жидкости используются, прежде всего, чтобы обогатить топливную смесь во время запуска и прогрева двигателя.
При изменении температуры окружающего воздуха изменяется и его плотность, а значит, его количество, которое может поступить в двигатель. Чтобы температура воздуха не влияла на состав бензовоздушной смеси, ECU корректирует подачу топлива по показаниям датчика температуры окружающего воздуха.
Датчик угла наклона мотоцикла сообщает о критических углах наклона. Если наклон превысит 65°, ECU «решит», что аппарат упал и выключит топливный насос и форсунки, предотвращая пожар. Чтобы датчик не сработал при тряске или случайном наклоне, реле времени задерживает сигнал и дает возможность водителю выпрямить мотоцикл. Если же байк наклонится больше чем на 90° (начнет кувыркаться), двигатель глушится мгновенно. Чтобы после падения запустить двигатель, мало поднять мотоцикл - нужно выключить и включить зажигание. Трехкомпонентный каталитический нейтрализатор
Эффективно дожигает СО, СН и разлагает NOx.
Лямбда-зонд (датчик кислорода в выхлопных газах) на Yamaha R1 устанавливают только последние два года. Если состав компонентов в бензовоздушной смеси оптимальный, в выхлопе присутствует строго определенное количество кислорода. Как только состав отработавших газов выходит за предписанные рамки, процессор мгновенно реагирует - корректирует подачу топлива.
Многие считают, что этот датчик - одна из «душилок» мотора. Это так, но не столь однозначно: он ведь помогает поддерживать оптимальный состав смеси! Да, он не позволит обогатить смесь настолько, чтобы «выжать» из мотора дополнительные пару-тройку лошадиных сил. Однако и не позволит двигателю «переобедниться», а значит, и резко увеличить выброс окислов азота. Лямбда-зонд в несколько раз продлевает срок службы катализатора. Вместе с тем, при путешествии по российской глубинке, где зачастую качество бензина безобразное, может доставить хлопот: он не переваривает присутствия в горючем свинца и, как только его «учует», в считанные минуты выходит из строя. Иные умельцы пытаются чистить «лямбду», мыть, отмачивать в растворе орто-фосфорной кислоты... Если «перегруженный» всякой дрянью датчик и удается возродить, то ненадолго. Датчик положения распредвала: 1 - датчик; 2 - распредвал; 3 - крышка головки блока; 4 - головка блока. Принцип действия датчика положения коленвала: 1 - диск с выступами; 2 - датчик. Действие ECU при обнаружении неисправностей
Номер кода Неисправная деталь Причина неисправности Реакция ECU Можно ли запустить двигатель Можно ли ехать дальше
11 Датчик положения распредвала Неисправен датчик. Обрыв или короткое замыкание в цепи ECU продолжает управлять двигателем, основываясь на ранее полученных сигналах Нельзя Можно
12 Датчик положения коленчатого вала Неисправен датчик. Обрыв или короткое замыкание в цепи ECU прекращает подачу топлива и выключает зажигание, ECU работает Нельзя Нельзя
13,14 Датчик разрежения воздуха во впускном коллекторе Неисправен датчик. Обрыв или короткое замыкание в цепи так, будто бы давление воздуха во впускном коллекторе 760 мм рт.ст. Можно Можно
15,16 Датчик положения дроссельной заслонки Заклинило ее датчик положения в открытом положении. Короткое замыкание в проводке ECU работает так, будто бы заслонка полностью открыта Можно Можно
17 Двигатель сервомотора EXUP Сервомотор заклинило при открытых заслонках или короткое замыкание в проводке ECU пытается провернуть сервомотор в сторону открытия заслонок в течение 3 сек Можно Можно
18 Двигатель сервомотора EXUP Сервомотор или заслонки заблокировались в закрытом положении ECU дважды подает сервомотору сигнал в течение 100 сек, пытаясь открыть заслонки Можно Можно
19 Нет питания ECU Обрыв в проводке между замком зажигания и ECU ECU отключен Нельзя Нельзя
20 Датчик температуры окружающего воздуха Неисправен датчик, проводка или сбой в ECU ECU «забывает» о температуре и работает так, будто бы давление воздуха во впускном коллекторе 760 мм рт. ст. Можно Можно
21 Датчик температуры охлаждающей жидкости Неисправен датчик или короткое замыкание в проводке ECU работает так, будто бы температура охлаждающей жидкости 60°С Можно Можно
22 Датчик температуры во впускном коллекторе Неисправен датчик или короткое замыкание в проводке ECU работает так, будто бы температура воздуха во впускном коллекторе 20°С Можно Можно
23 Датчик атмосферного давления Неисправен датчик или короткое замыкание в проводке ECU работает так, будто бы атмосферное давление 760 мм рт. ст. Можно Можно
33,34 35,36 Неисправность системы зажигания Обрыв в цепи первичной обмотки катушки зажигания ECU отключает подачу топлива к цилиндру, в котором обнаружен сбой В зависимости от числа дефектных цилиндров В зависимости от числа дефектных цилиндров
30,41 Датчик наклона мотоцикла Сработал датчик или произошло короткое замыкание в цепи ECU отключает реле топливной системы При коротком замыкании нельзя При коротком замыкании нельзя
42 Датчик скорости или датчик нейтрали Нет сигнала от датчика скорости или короткое замыкание в цепи датчика нейтрали ECU работает так, будто в КПП включена высшая передача Можно Можно
43 Неправильное напряжение питания топливной системы Неисправен реле-регулятор или обрыв провода, по которому ECU контролирует напряжение батареи ECU работает так, будто напряжение батареи 12 В Можно Можно
44 Ошибка в количестве подачи топлива Сбои и неисправности в системе впрыска ECU сообщает о неисправности Можно Можно
50 Внутренний сбой ECU Ошибка в памяти ECU. При такой неисправности номер кода может не появиться на мониторе ECU сообщает о неисправности Нельзя Нельзя