Как сделать инжектор своими руками


Как сделать инжектор своими руками

X

Привет всем! Хочу поделиться с вами, уважаемые Явоведы, следующей историей.
У меня Ява 634 вишневого цвета с мотором «без полуавтомата», долгое время на ней стоял карбюратор от 638, в начале работал он не плохо, но потом (через несколько лет) начались проблемы с качеством смеси, манипуляции с жиклерами, уровнем топлива, заменой (подпиливанием) иглы, заменой заслонки и прочие модернизации помогали но мало. Больше всего не нравились некие «зоны» бедности и богатости в диапазоне открытия заслонки и тот факт что при одних и тех же настройках мотор днем богатый, а ночью бедный. Я решил установить на свою Яву вместо карбюратора электронный впрыск.
Вот что из этого вышло:
Большая часть из владельцев мотоцикла Ява знают что перед каждой вспышкой, при движении поршня снизу вверх, на расстоянии примерно 3 мм до ВМТ происходит искра на свече и смесь над поршнем загорается. Но наверняка не каждый знает (я например не знал) что до этого, когда поршень находиться за 16 мм до ВМТ, его нижняя граница пересекает нижнюю границу впускного окна цилиндра, образуется щель соединяющая кривошипную камеру и коллектор впуска, поток смеси устремляется из коллектора впуска в кривошипную камеру через растущее окно. Происходит впуск, всас топливной смеси из коллектора впуска в кривошипную камеру.
Представим себе, что карбюратора у нас нет, и коллектор впуска связан с открытым воздухом, в такой ситуации при каждом повторении вышеописанного процесса в открывающееся окно будет всасываться чистый воздух.

Идея системы (проста как валенок:))
Подгадать момент начала впуска и впрыснуть топливо в разгоняющийся воздушный поток.

Начнем по порядку, с вопроса «подгадать момент начала впуска».
На моем мотоцикле установлено двухканальное, самодельное электронное зажигание с модулятором «сектор», угол металлической части 55 градусов, в паре с не менее самодельным ФУОЗом на процессоре ATmega8-16PU. Подробнее об этом можно почитать в теме «ФУОЗ своими руками» раздела «Электрика» этого же форума.
Кстати, признаюсь, ФУОЗ это устройство, которое побочно и внезапно возникло в процессе работы над инжектором. Но, вернемся к нашей теме.
Сектор 55 градусов закреплен на коленвале так что когда поршень движется снизу вверх и находиться на расстоянии 3,2 мм до ВМТ металл сектора выходит из датчика и происходит искра. 3,2 мм до ВМТ это 22,8 градусов поворота коленвала до ВМТ. Прибавляем 22,8+55=77,8  -  при положении коленвала 77,8 градусов до ВМТ метал сектора входит в датчик. 16 мм до ВМТ это 53,32 градуса до ВМТ, это меньше чем 77,8 и больше чем 22,8. Таким образом мы видим что когда коленвал будет находиться в положении 53,32 градуса до ВМТ в датчике будет где то середина сектора.
А именно 77,8-53,32=24,48. Другими словами, в момент начала впуска сектор уже вошел в датчик и успел повернуться на 24,48 градуса. Таким образом зная угловую скорость движения сектора (частоту вращения коленвала) и начав отсчет времени от момента входа сектора в датчик мы можем отсчитать время за которое коленвал повернется на 24,48 градуса и попасть в момент начала впуска.
В рамках работы ФУОЗа (система зон оборотов была обновлена, теперь она имеет 42 зоны (через 100 об/мин) и точность счетчика СК/8) частота вращения коленвала определяется после каждой вспышки по времени прохождения сектора через датчик и счетчик включается в момент вхождения сектора в датчик.
Вот отдельно взятая вспышка:


Зеленая линия это сигнал от датчика, белая линия – сигнал на выходе процессора (падение напряжения на выходе процессора отстает от падения напряжения на датчике, это работает ФУОЗ). Красная линия – впрыск топлива. Прошу извинить за маленькую неточность, сигнал от датчика на самом деле прямоугольной формы, а не трапециидальной как показано на графике, это просто я не нашел в Proteuse источник сигнала прямоугольной формы. Сути вопроса данная неточность не меняет.
Для управления впрыском используется функция счетчика «регистр по совпадению».
Получив сигнал о входе сектора в датчик, процессор, располагая рассчитанными после предыдущей вспышки данными об отставании впуска от входа сектора, включает счетчик и задает в регистр по совпадению условие «включить питание при достижении заданного значения». Затем, поскольку середина сектора будет однозначно раньше чем его конец, программа ожидает включения впуска. Дождавшись, к регистру совпадения программа добавляет длину впуска и задает условие «отключить питание по совпадению», и отправляется ожидать выход сектора, заниматься ФУОЗом и расчетами данные для следующей вспышки. Счетчик с регистром совпадения это автономное периферийное устройство процессора, поэтому совершенно не важно чем будет заниматься программа когда закончиться впуск, даже если это попадет на тот момент когда будет отсчитываться отставание искры, или происходить расчет данных впуск закончится вовремя.
Теперь что касается длинны впуска. Для определения длины впуска, на разных режимах работы двигателя нам необходимо знать, сколько воздуха проходит через коллектор чтобы впрыснуть нужное количество топлива, обеспечив нормальное качество смеси. Для этого ставим датчик резистивного типа, на котором будет меняться напряжение от 0 до 5в. В зависимости от текущего воздушного потока.
Те, кто знаком с процессором ATmega8-16PU знают, что в нем есть встроенное периферийное устройство «аналогово-цифровой преобразователь», суть его в том что он может померить на какой либо ножке процессора напряжение и преобразовать его в числовое значение, потратив на это какое то время. В начале каждой вспышки мы заказываем преобразователю однократно померить на нужной ноге микросхемы напряжение, а после вспышки забираем полученное значение из соответствующего регистра и делаем вывод о текущем положении датчика, на основе этих данных определяем необходимую длину впуска тем же методом зон, что и частоту вращения. Зон здесь получилось 40, каждая зона поворот на 1 градус.
Минимальная длина впуска 0,003с, если сделать меньше начинает глохнуть от бедной смеси. Максимальная длина впуска составляет 0,004 с, больше нельзя, так как при 4000 об/мин время открытия окна составляет 0,0044 секунды и продолжает уменьшаться. Более того чтобы не попасть окончанием впрыска в зону закрывшегося окна в диапазоне 4000-5000 об/мин применена возрастающая коррекция отставания впуска от входа сектора и на 5000 она составляет 0,0005 с. Сделано это из соображений того что поднятие иглы все же имеет время, а воздушный поток на таких оборотах, скорости практически не теряет, поэтому нужно начинать открывать немного раньше.
Поскольку диаметр проходного сечения карбюратора ЗАЗ больше чем карбюратора ЯВА для развития максимальной мощности мотору достаточно поворота заслонки на 40 градусов. Это половина от общего поворота заслонки и поэтому изменение длинны впуска от 0 до 0,004с реализовано в диапазоне от 0 до 40 градусов поворота заслонки.
Электрическая схема системы выглядит вот так:
Те, кто знаком с ФУОЗом заметят отличия в правом нижнем углу и между датчиками. Думаю на схеме все и так понятно, единственное на чем остановлюсь, транзистор BU806, который управляет форсункой, необходимо закрепить на радиатор. Ток форсунки хоть и кратковременный, но все же составляет около 1А.

Перейдем к металлу.
В качестве впрыскивателя топлива я применил форсунку BOSH от распределенного инжектора ВАЗ 2108 (это 4 форсунки на 4 цилиндра), номер ее к сожалению не записал, продается в желтой коробочке, тоненькая длинная с двумя контактами сбоку. Полярности на ней не написано и узнать я ее не смог, методом тыка узнал что она работает одинаково в обе стороны. В качестве дроссельной заслонки – часть карбюратора ЗАЗ «тридцатки», та где заслонка, пришлось доработать механически. Датчиком положения дроссельной заслонки служит датчик все от того же инжектора ВАЗ 2108, он резистивного типа и потому очень мне не нравиться (постоянно думаю чем бы его заменить, так как грязь, пыль, бензин, масло попадет и все). Главный несущий корпус был найден в сарае, это кусочек водопроводной трубы «три четверти».
Вот сборочный чертеж:


Думаю на чертеже тоже все в принципе понятно, единственное хочу сказать что все соединения намазаны красным герметикам. Два болтика вверх это выводы контактов форсунки, пластмассовую коробочку на форсунке вокруг контактов я спилил и подпаял провода прямо к ним. Диаметр трубы подобран так, что площадь проходного сечения в самом узком месте (там где держатель) больше чем площадь сечения канала картера явы диаметром 26 мм.
Вот чертежи деталей, по ним это можно все второй раз изготовить:
Вот так это выглядит в 3D:
По средствам двух длинных шпилек М8 устройство крепиться на двигатель Ява 350 634 вместо карбюратора, торец трубы, намазанный герметиком, просто упирается в плоскость картера между шпильками. Держится все это довольно хорошо, откручивая шпильки даже иногда трудно снять. Узел довольно длинный, край ЗАЗовского карбюратора находиться почти на уровне окончания двигателя, но все помещается (правда пластмассового корпуса воздухозаборника у меня нет, об этом ниже), по средствам резинового переходника к нему крепиться гибкий шланг, через который подается воздух из воздушного фильтра.
Поскольку форсунка это электромагнит она греется, это нехорошо. Так как она находиться в трубе и омывается воздушным потоком из фильтра в двигатель, то теоретически должна охлаждаться.

С впрыском разобрались, теперь вопрос следующий: топливо в форсунку должно подаваться под давлением в 2,5 атм. Где его взять.
Насосной установкой служит электробензонасос от все того же инжектора ВАЗ 2108. К нему добавлены тройник, изогнутая металлическая трубка и самодельный переливной клапан для регулировки давления:


Все это соединено между собой резиновыми топливными шлангами от чего?  Верно! От ВАЗ 2108 и хомутиками. Провода к клеммам насоса припаяны и выходят через отверстия в верхней части бака по средствам болтов М4 с гайками вставленных в резиновые бензостойкие уплотнения.
Переливной клапан давления топлива собран из бронзовых деталей водопроводного трубопровода «полдюйма». Это тройник, два штуцера под шлангу, винтовая начинка крана, пружина и шарик шарикоподшипника диаметром 10 мм.
На выступающей цилиндрической части крана нарезана резьба М8, накручена гайка с гравером, с ее помощью клапан фиксируется после настройки на нужное давление.
На 2,5 атмосферы настраивал я его с помощью ножного автомобильного насоса с манометром.
Крепиться все это на двух хомутах, с отверстиями в торце, к шпильке М8, она же в свою очередь зажата двумя гайками в отверстии в верхней части бака возле пробки.
Тяжелее всего было подсоединить шлангу к бензокрану изнутри из бака, рука в горловину не проходит, помогала жена (ее рука проходит). Для облегчения сборки этого соединения было придумано следующее: в конец шланги вставляем небольшой штуцер с резьбой М8 на конце, длина резьбы 20 мм. В переходной детали между краном и баком нарезаем также М8. Затем добиваемся чтобы штуцер, вставленный в шлангу, торчал из отверстия в баке, берем переходную деталь и наживляем на торчащий штуцер витка на 3. Мажем переходник герметиком и ввинчиваем в бак до затягивания. М8 до конца не закрутиться, но будет перекрываться миллиметров на 15, небольшой переток по резьбе обратно в бак никакой роли не сыграет, он ничтожен по сравнению со струей из переливного клапана, что бьет через весь бак.
В кран вместо ручки пришлось вкрутить болт на 10 с герметиком, так как явский кран 2,5 атм. не держит.
Была попытка поставить в разрыв шланги от крана до инжектора обычный бумажный топливный фильтр, с корпусом из пластмассы. Но после приложения 2,5 атм. он стал похож на теннисный мячик и угрожал взорваться, поэтому его пришлось убрать и возлагать надежды на оставшийся фильтр насоса, что идет с ним в комплекте.
Данный насос боится пустого бака, минимальный уровень должен быть по середине насоса, в случае с явовским баком это примерно «резерв».
Подключен насос в цепь зажигания, вместе с катушками. Ток потребления около 1,2А.

Масло.
Масло через форсунку пускать нельзя. Но на моем мотоцикле уже достаточно давно стоит система раздельной смазки, собрана она примерно по такой схеме:


Вместо воздухозаборника стоит генератор от ЗАЗа, через ремень от холодильника он приводиться от двигателя, шкив стоит на месте штатного генератора, затем от генератора, с обратной стороны, уже пассиком поменьше, понижающая ременная передача, вал ее уходит в небольшой корпус насоса. Насос от скутера Хонда расположен в полости над осью качания маятника задней подвески, через еще одну зубчатую передачу он вращается, так чтобы было примерно 35-40 грамм масла на 1л бензина. Забор масла производиться из литровой алюминиевой фляги, расположенной в правом бардачке через обыкновенный бумажный фильтр. Выходя из насоса, гибкая трубка проходит вдоль рамы под баком.
Далее на прямом куске медной трубки диаметром 5 мм и длиной где то 300 с одной стороны нарезаем резьбу М5 на длину в 20мм. Затем снимаем цилиндры и сверлим отверстие диаметром 3,9 мм точно по шву схождения картерин на проход в коллектор всаса, так чтобы оно было уже в зоне, где у цилиндров ребра, а не гильзы. Нарезаем резьбу М5 и вкручиваем трубку, так чтобы она торчала между цилиндрами над головками блока. На медную трубку натягиваем гибкую.
С этой системой я проездил уже несколько лет, каких либо отличий от вливания масла в бензин замечено не было.

В жизни ява инжектор выглядит вот так:


За неаккуратные нагромождения в области привода заслонки прошу извинить, система недавно собрана и все это со временем будет заменено.

Результаты:
Они оказались, примерно такими как ожидались. Мощности у мотора немного прибавилась, но совсем чуть-чуть. Можно даже сказать что максимальная мощность такая, как была в моменты лучших настроек карбюратора. На данный момент Ява инжектор прошла 80 км. Полностью исчезли все «зоны» и «ямы» в смесеобразовании на прямой разгона двигателя. Стабильный холостой ход, который выставляется простым фиксированным приоткрытием заслонки. Качество смеси никак не зависит от степени прогрева двигателя, давления в атмосфере и времени суток. При любом угле поворота заслонки двигатель работает ровно и, например, может сколь угодно долго ехать на 4й со скоростью 70 км/час без набора скорости и заливания свечей.
Пробовал по трассе, даже мой уже порядком изношенный позвякивающий мотор (все детали КШМ и ЦПГ хоть и лучшие из того, что можно достать на нашем рынке, но эксплуатируются 3й сезон, прошли уже где то 25000 км.) разгоняется и держит 100-110 км/час по спидометру.
С пуском двигателя история интересная. Во-первых, на холодную заводить стало тяжелее, подсоса нет, прокачать без зажигания нельзя, и аккумулятору нужно крутить насос, открывать форсунку и обеспечивать зажигание. Но все же гелиевый аккумулятор от ИБП вполне справляется, и уже с 3-4 качка ножкой начинает схватывать на очень бедной смеси, затем включается генератор и процесс нормализуется, где то через минуту. Я даже для холодного пуска добавил в программу ветку «холодный пуск»: при частоте вращения менее 700 об/мин длина впуска 0,008 с., первую минуту работы на всех углах открытия заслонки длина впуска 0,004с. Включается режим «холодный пуск» если включить зажигание с заслонкой открытой более 30%.
Во вторых, хотите верьте, а хотите нет, но горячий пуск мотора ява осуществляется на парах в цилиндрах и кривошипах, система впуска в нем вообще не участвует. Можно на горячем моторе все снять и с пустой дырой коллектора в картере завести мотор, он проработает несколько секунд. Поэтому с горячим пуском никаких проблем нет, схватывает сразу, даже насос толком запустится, не успевает.
Изменение расхода пока не засекал, думаю, они должны быть.
Судя по приборам ощутимого увеличения нагрузки на бортовую сеть нет, зарядка начинается на тех же оборотах что и раньше, да и если посчитать суммарную мощность устройства, то получиться около 20 вт.
Изготовлено данное устройство было в домашних условиях, с применением напильника, дрели, болгарки и самодельного токарного станка у которого мотор от стиральной машины.
Переделкой доволен. Очень рад тому, что сделал.


X

Как сделать инжектор своими руками

Как сделать инжектор своими руками

Как сделать инжектор своими руками

Как сделать инжектор своими руками

Как сделать инжектор своими руками

Как сделать инжектор своими руками

Как сделать инжектор своими руками

Рекомендуем почитать:

Автоматическое включение фар ваз своими руками

Как связать своими руками шапочку для девочки

Ближний свет по зажиганию своими руками

Подарки ко дню матери своими руками фото

Шар своими руками поделка из лент