Teemad:
- Kaudne ja otsene süstimine
- Kütuse rõhu reguleerimine kaudsissepritsega
- Süstimisstrateegia mitmepunktiline süstimine
- Elektromagnetiline pihusti (MPI)
- Piesopihusti (DI)
- Süstimisstrateegiad otsesüst
- Topeltsüst
- Pinge ja voolu karakteristikute mõõtmine mitmepunktilisel injektoril
- Sissepritse ajastus väntvõlli asendi suhtes
- ECU voolupiirang
- Vajaliku kütusekoguse määramine
- VE laud
- AFR tabel
Kaudne ja otsene süstimine:
Bensiinimootori sissepritsesüsteemide tüübid jagunevad drosselklapi kaudsissepritseks, kaudseks sissepritseks silindri kohta ja otsesissepritseks kõrgsurve jaoks. Selle lehe lõigud selgitavad neid erinevaid sissepritsesüsteeme.
Kaudne süstimine:
Drosselklapi ees on pihusti. Kütust pihustatakse vastu drosselklappi, kus see seguneb möödavoolava õhuga. Peamine puudus on see, et puudub täpne kütusedoos silindri kohta; üks silinder saab alati natuke rohkem või vähem kui teine. Süsteem ei ole seetõttu reguleeritav ja seetõttu ei kasutata seda enam keskkonnanõuetest lähtudes. Seda süsteemi nimetatakse ka tsentraalseks süstimiseks (Monopoint).
Kaudne süstimine:
Igal silindril on oma pihusti. Pihusti süstib kütust sisselaskeklappi. Mööda voolav õhk tagab ka selles süsteemis segunemise enne õhu-kütuse segu põlemiskambrisse sisenemist. Eelis kaudsissepritse ees on see, et kütusekogust saab palju täpsemalt juhtida. Seda süsteemi nimetatakse ka MPI-ks (MultiPoint Injection) või PFI-ks (Port Fuel Injection).
Otsene süstimine:
DI (otsesissepritse) või DISI (otsesissepritsega sädesüüte) pihustid asuvad süüteküünla kõrval, põlemiskambri ülaosas. Selle pihusti kaudu süstitakse kütus sisselasketakti ajal ligikaudu 200 baari kõrge rõhuga. Selle süsteemi peamisteks eelisteks on see, et kütusekogust saab veelgi täpsemalt reguleerida, sisselasketakti jooksul saab süstida mitu korda ning õhu-kütuse segu on jahedam. See võimaldab tootjatel suurendada mootori surveastet. Injektor võib olla konstrueeritud pieso- või magnetpooli injektorina.
DI nõuab suuremat sissepritserõhku kui MPI / PFI, kuna süstimine toimub survetakti ajal; kütus peab olema piisavalt pihustatud, kui õhk silindris on kokku surutud. Seetõttu on DI-l eraldi kõrgsurvepump. Kõrgsurvepump tõstab kütuse galeriis kütusesurvet. Pihustid on torudega kinnitatud selle kütusegalerii külge. Niipea, kui mootori juhtkond saadab pihustile signaali, avaneb ja sulgub see soovitud ajal.
DI eelised võrreldes PFI-ga hõlmavad järgmist:
- täpsem süstimine;
- Võimalik süstida mitu korda;
- Süstimise aega saab reguleerida;
- Võimalik kõrgem efektiivne rõhk kolvist kõrgemal (võimaldab seeläbi vähendada suurust suurema surveastmega);
- Madalam kütusekulu, väiksem CO2 emissioon.
Puuduste hulka kuuluvad:
- Suuremad süsteemikulud kõrgsurvekütusepumba, täiustatud pihustite, keerukama silindripea tõttu;
- Tahma emissioon suurenes (PM emissioon);
- Otsene sissepritse põlemiskambrisse tagab kütuse aurustamiseks vajaliku soojuse asemel jahutuse.
Kahe sissepritsega mootor kasutab mõlema süsteemi eeliseid. Sõltuvalt töötingimustest saab vahetada otse- ja kaudsissepritse. Topeltsüsti toimimist ja rakendamist on kirjeldatud selle lehe samanimelises lõigus.
Kütuse rõhu reguleerimine kaudsissepritsega:
Konstantne kütuserõhk on kütuse sissepritse täpse juhtimise eeltingimus. Kütuserõhk (rööpa rõhk) on pihusti ülaosas ja sisselaskekollektori rõhk on all. Rõhk sisselaskekollektoris varieerub sõltuvalt mootori koormusest ja ilma rõhuregulaatorita mõjutab kütuse rõhu erinevust ja seega ka sissepritse kogust. Sel põhjusel kasutame kütuse rõhuregulaatorit. Selles jaotises käsitleme selle kontrolleri tööd ja eesmärki.
Alloleval pildil on kujutatud mitmepunktisissepritsega kaudsissepritsega bensiinimootori komponendid. Vaatame kütusevoolu paagis olevast pumbast pihustisse.
Kui ECU juhib kütusepumba releed, siis pump töötab. Pump imeb kütust kütusepaagi võimalikult madalast osast ja sunnib kütusevoolu kütusefiltri poole. Kütuses olevad mustuseosakesed jäävad filtrimaterjali. Seejärel jõuab filtreeritud kütus kütusegaleriisse. Enamasti paigaldatakse kütusekamber otse pihusti sisselaskeavale.
Kütusegaleriis on pidev rõhk: ainult siis, kui pihustit juhib elektriliselt ECU (vt sinist juhet), avaneb pihusti ja kütus pritsitakse sisselaskekollektorisse avatud sisselaskeklapile. Sissepritsetud kütuse kogus sõltub:
- süstimisaeg (määratakse ECU poolt süstimissignaali pikendamise või lühendamise teel);
- kütuse rõhk (2 millisekundilise sissepritseajaga süstib pihusti rohkem, kui ECU on arvutanud, kui kütuserõhk on liiga kõrge).
Kütuserõhku kütusegaleriis (nimetatakse ka rööpa rõhuks) reguleeritakse mootori koormuse alusel. Seda käsitleme üksikasjalikumalt järgmises jaotises.
Ilma rõhuregulaatorit kasutamata tekivad järgmised olukorrad:
- Tühikäigul tekitaks suurem vaakum (st madalam õhurõhk) sisselaskekollektoris soovimatult kõrgema kütuserõhu;
- Kiirendades on vaakumit vähem või üldse mitte (täiskoormus) ja kütuserõhk langeks, samas soovitakse suuremat kütuserõhku.
Kütuserõhu regulaator suurendab või vähendab bensiini rõhku kütusegaleriis, lähtudes õhurõhust sisselaskekollektoris. Kütuse rõhuregulaatorit võime vaadelda kui dünaamilist ventiili, mis võimaldab avada kütusepumba toitetoru ja tagasivoolutoru vahel.
Paremal näeme kütuse rõhu diagrammi, kus suhteline rõhkude erinevus kõikides tingimustes (tühikäik, osakoormus ja täiskoormus) on tänu rõhuregulaatorile 4 baari.
Allpool olev selgitus viitab piltidele, mis näitavad rõhuregulaatorit olukorras ilma vaakumita ja vaakumiga. Paremal on Boschi kütuserõhu regulaator, mida kasutavad mitmed autotootjad.
Ilma vaakumita (vasakul):
Rõhuregulaator on puhkeolekus suletud: vedru surub membraani kinni, takistades tarnitud kütuse jõudmist tagasivoolutorusse.
Vaakumiga (keskel):
Kui rõhk membraani kohal väheneb, surub kütuse rõhk toitepoolel membraani ülespoole vedrujõu vastu. Luuakse ava, mille kaudu tarnitud kütus tühjendatakse tagasivoolutoru kaudu kütusepaaki.
Süstimisstrateegia mitmepunktiline süstimine:
(Kaudse) mitmepunktilise süstimise korral kasutatakse kolme erinevat süstimismeetodit:
- Samaaegne: süstimine toimub kõikidele silindritele samal ajal.
- Rühm: süstimine toimub rühma kohta; on vahet ühe või mitme rühma vahel.
- Järjestikune: iga pihusti juhitakse eraldi ja seetõttu on sellel oma süstimismoment.
Alloleval joonisel olev mootori juhtimissüsteem illustreerib rühmapritse. Silindrite 1 ja 2 pihustid on ühise toiteallikaga (punane) ja mõlemad on korraga maandusega ühendatud (roheline). Silindrite 3 ja 4 pihustid on samad, kuid neid juhitakse silindritest 1 ja 2 eraldi.
Elektromagnetiline pihusti (MPI):
Elektromagnetpihustit kasutatakse paljudel bensiinimootoritel, mis ei kasuta (otsene) kõrgsurve sissepritse koos eraldi kõrgsurvepumbaga. Kütus on pihusti sisselaskeava juures püsiva rõhu all 1 bar. Kütusesurve tagab paagis olev kütusepump. Mitmepunktilise sissepritse korral (seda kirjeldatakse hiljem lehel) on igal silindril oma pihusti. See pihusti on paigaldatud sisselaskekollektorisse ja pritsib kütust rõhuga kuni 6 baari enne klapi avanemist. Seejärel on kütusel piisavalt aega, kui sisselaskeklapp hakkab avanema, seguneda kogu silindrisse voolava hapnikuga (joonisel tähistatud tumesinise noolega).
Mootori juhtseade vaatab väntvõlli asendit, et reguleerida sissepritse ajastust ja süüte ajastust. Mitmete tegurite (mootori ja ümbritseva õhu temperatuur, koormus, kiirus jne) põhjal annab see õigel ajal pihustile signaali avanemiseks. Selle pihusti pistik sisaldab kahte juhet. Ühe juhtme pidev pluss on umbes 14 volti.Teine juhe on ECU poolt maandusega ühendatud, et vool saaks läbi pihusti mähise voolata.Kui mähis on piisavalt laetud, avaneb pihusti nõel vastu vedrujõudu.Kui juhtseade peatub, surub vedru injektori nõela tagasi Seejärel lülitatakse kütusevarustus välja.Kui juhtseade seiskub, on mähis endiselt elektriliselt laetud.Mähises olev energia moodustab induktsioonipiigi, mida saab jälgida ostsilloskoobil.Induktsioonipinge on korraks 60 volti ringis.
Need pihustid varustatakse kütusega kütusetoru kaudu (nimetatakse ka kütusegaleriiks). Kütusepaagis olev võimenduspump tagab rõhu kütusetorustikus. Kütuserõhk siinis on konstantne (ca 4 baari). Kuna rõhk on nii madal, on pihustid kinnitatud lukustusklambri ja tihendamiseks O-rõngaga. Eriti vanematel autodel, kus süsteem on lahti võetud, on mõistlik O-rõngad enne paigaldamist välja vahetada.
Injektori korpus on tavaliselt plastikust. Korpuse ülaosas leiame pistikühenduse, mis on sisemiselt mähisega ühendatud. Ülaosas on kummist O-rõngas, millest üle kütusegalerii libiseb. O-rõngad või teflonist tihendusrõngad leiate altpoolt. O-rõngast kasutatakse peamiselt madala rõhu sissepritsega MPI-pihustites, teflonrõngaid aga kõrgsurve sissepritsega mootorites, näiteks FSI-mootoris.
Mähis on keritud ümber injektori südamiku. Lisatud pildil on mähis punasega esile tõstetud. Injektori keskel, samuti pooli sees, on kolb. Sellel kolvil on nõelaga mehaaniline ühendus. Kolvi kohal on vedru, mis hoiab kolbi ja seega nõela pesas, sulgedes süstimisava.
Puhkeseisundis on pooli mõlema klemmi pinge maanduse suhtes ligikaudu 14 volti. Pihusti täitmiseks varustab mootori ECU mähise ühte külge maandusega, samal ajal kui teine pool saab positiivse pinge. Sel hetkel hakkab vool läbi mähise voolama, mille tulemusena tekib magnetväli. See magnetväli tõmbab kolvi ja seega ka süstenõela ülespoole.
Kui süstimine tuleb peatada, ühendab ECU maanduse lahti, mistõttu magnetväli kaob. Vedru surub kolvi tagasi alla, mistõttu nõel lülitab põlemiskambrisse kütuse etteande.
Injektoril on tavaliselt mitu ava. Need avad on väga väikesed, nii et kütus pihustatakse pihustist uduna põlemiskambrisse. Mida peenem on udu, seda kergemini see aurustub.
Piesopihusti (DI):
Piesopihusteid saab kasutada nii bensiini- kui diiselmootorites. BMW oli esimene kaubamärk, mis kasutas bensiinimootorites piesotehnoloogiat, kuid on lõpetanud selle uuemate mootoritega.
Piesopihusti on osa kõrgsurvesüstist. Eraldi kõrgsurvepump annab survet kütusetorule. See kütusetoru jaotab kütuse kõikidele pihustitele (vt pilti). Väga kõrgete rõhkude tõttu kasutatakse tihenditega alumiiniumtorusid. Tihendid (mis kruvitakse toru ja pihustite külge) tuleb alati pingutada õige jõuga. See on kirjas vastava mootori remondijuhendis.
Injektori piesoelemendil on omadus muuta pikkust, kui sellega on ühendatud positiivne või negatiivne pinge. Seda kasutatakse koos injektoriga. Niipea, kui mootori juhtseade annab umbes 100–150-voldise juhtpinge, laieneb piesoelement umbes 0,03 mm. Sellest pikkuse muutusest piisab, et luua ühendus kõrg- ja madalrõhukambri vahel. Süstimine algab kohe. Piesoelement saab sisse ja välja lülituda tuhande sekundi jooksul. Koos väga kõrge, kuni 2000-baarise sissepritserõhuga tagab see väga kiire ja täpse süstimise. Need kiirused võimaldavad teha ka mitu süsti üksteise järel.
Sisselasketakti ajal mitme süstimise eeliseks on õhu-kütuse optimaalne segunemine. Kõrge rõhu tõttu pihustuvad kütusepiisad ülipeeneks, nii et need segunevad õhuga veelgi paremini. Sisselaske insuldi jooksul võib teha kuni 8 süsti. Sellel on positiivsed tagajärjed kütusekulule, võimsusele ja heitgaasidele.
Süstimisstrateegiad otsesissepritse:
Otsesissepritse süstimisstrateegial on erinevad variandid: seinajuhitav, õhuga juhitav ja jugajuhitav (vt allpool olevaid pilte). Nendes olukordades toimub kihiline põlemisprotsess. See ei kehti kõikides töötingimustes.
- Seinaga juhitav: kolb juhib kütusepilve süüteküünla juurde. Süüteküünla ja pihusti vaheline kaugus on suur. Rakendatakse GDI ja HPI mootoritele.
- Õhuga juhitav: õhu liikumine toob kütusepilve süüteküünla juurde. Süüteküünla ja pihusti vaheline kaugus on suur. Rakendatakse FSI ja JTS mootoritele.
- Jugaga juhitav: süüteküünal asub kütusepilve servas. Pihusti ja süüteküünla vaheline kaugus on väike. Kehtib BMW mootoritele.
Nagu juba märgitud, ei ole otsesissepritsega bensiinimootoritel kõikides töötingimustes kihilist põlemist. Jugajuhitava otsesissepritsega mootorid võivad osalise koormuse korral töötada faaside kaupa. Kihiline põlemisprotsess tähendab, et põlemisruumis on erinevad õhukihid. Süüteküünla lähedal on lambda väärtus 1. Kaugemal muutub lambda väärtus kõrgemaks (lahjem, seega rohkem õhku). See õhk annab isoleeriva õhukihi. Kihilise protsessi korral on süstimisaeg hilisem kui homogeenses protsessis. Kihilise sissepritse abil saab drosselklapi täielikult avada, nii et see lämmatab õhku vähem. Kuna imetud õhk summutatakse, puutub see kokku vähema takistusega ja seetõttu saab seda kergemini sisse imeda. Kuna lambda väärtus kihilise sissepritsega põlemisruumis on isoleeriva õhukihi tõttu väiksem kui 1, ei tekita see põlemisel probleeme. Kihistamise käigus kütusekulu väheneb.
Homogeense seguga on lambda väärtus kõikjal 1. See tähendab, et bensiinimootoris on õhu ja kütuse suhe 14,7:1 (14,7 kg õhku 1 kg kütusega). Iga mootor võib töötada homogeenselt. Rikastamise korral lambda väärtus väheneb ja segu lahjemaks muutmisel lambda väärtus suureneb:
<1 = Rikas
>1 = kehv
Mootor kõigub alati rikka ja lahja vahel, et katalüsaator töötaks korralikult. The lambda andur saadab andmed mootori juhtimissüsteemi.
Täiskoormusel töötab mootor alati ühtlaselt. See annab suurema pöördemomendi kui kihilise protsessi korral. Kui mootor töötab ühtlaselt, pritsitakse kütust varakult. Mootor töötab ühtlaselt ka paigalt ära sõites. Siis on käivitusmoment suurem kui siis, kui mootor töötaks kihiliselt.
Allolev tunnuskõver näitab töösituatsioone erinevatel kiirustel võrreldes põlemisrõhk, EGR-iga ja ilma.
Topeltsüst:
VAG grupp kasutab kahe sissepritsega bensiinimootoreid, et vastata kehtivatele heitmestandarditele. Kahe sissepritsega mootorites on kaks kütuse sissepritsesüsteemi: madalrõhusüsteem ja kõrgsurvesüsteem.
- Madalsurvesüsteem sisaldab MPI-pihusteid, mida on kasutatud aastakümneid. MPI-pihustid on paigaldatud sisselaskekollektorisse ja süstitakse sisselaskeklappi rõhuga 4–5 baari;
- Kõrgsurvesüsteem sisaldab kõrgsurvepihusteid, mis süstivad otse põlemiskambrisse maksimaalse sissepritserõhuga 150–200 baari.
Mootori juhtimissüsteem määrab, millist pihustit juhitakse.
Järgmisel pildil on silindripea ristlõige koos kahe kütusesüsteemiga.
MPI sissepritse tagab õhu ja kütuse parema segunemise. Otsepihusteid kasutatakse tühikäigul ja täiskoormusel. Otsesissepritsega saavutatakse parem jahutus, mis teeb võimalikuks suurema surveastme. Õhu ja kütuse segamine pole aga optimaalne. See põhjustab rohkem tahma eraldumist. Sel põhjusel on otsesissepritsega mootorid tänapäeval varustatud tahkete osakeste filtriga. Topeltsüsti puhul see probleem ei ole. "Muutuva pöidla süsteem", lühendatult VTS, on muudetava sisselaskekollektori versioon, mis tagab parema õhuvoolu. "Pöial" on õhuvool, mis tekib silindrisse sisenedes keerisesse. Õhukeeris on vajalik selleks, et MPI-pihustist kütust õhuga korralikult segada.
Topeltsissepritse koos VTS-iga tagab paremad heitgaasid. Täiendav eelis on see, et sisselaskeklappi puhastab MPI-pihusti. Otsesissepritsega mootorid kannatavad sageli määrdunud sisselaskekanali (sisselaskekollektor ja sisselaskeklapid) tõttu, mis põhjustab selliseid probleeme nagu piiratud õhuvarustus. Äärmusliku stsenaariumi korral ummistub sisselaskeava nii palju, et sisselaskeklapp ei saa enam silindripeal korralikult sulguda ja lõpuks põleb, kuna ei suuda soojust piisavalt hajutada.
Teadaolevalt on samad mootorid USA-s varustatud kahe sissepritsega VAG-mootorite jaoks ainult otsesissepritsega. Sisselaskekollektor on korgiga kaetud. Põhjus on selles, et selle artikli kirjutamise ajal on Euroopas keskkonnanõuded karmimad kui USA-s ja tootja ei paku mootoreid turgudele, kus heitgaaside normid on kulukaalutlustel nii kallite süsteemide puhul leebemad.
Pinge ja voolu karakteristikute mõõtmine mitmepunktilisel injektoril:
Ostsilloskoop suudab mõõta ainult pinget. Mõõtekaableid saab elektriliste komponentidega paralleelselt ühendada. Voolu jadamisi mõõtmine ei ole võimalik. Voolutugevust saab mõõta induktiivse vooluklambri abil. Vooluklambris olevad Halli andurid mõõdavad magnetvälja ja muudavad selle pingeks. Pinge saab mõõta ostsilloskoobiga. Sel juhul on teisendustegur 10 mv ampri kohta; Iga 0,010 volti kohta, mida vooluklamber edastab, saab selle teisendada 1 A-ks.
Järgmine skoobi pilt näitab elektromagnetilise pihusti pinge- ja vooluprofiili.
- Punane: pingegradient;
- Kollane: vooluvool.
Puhkeolekus on pinge 14 volti. Nüüd pole pistikul pingevahet, seega vool ei voola. ECU ühendab pihusti juhtimiseks ühe juhtme maandusega. Pingeerinevus põhjustab voolu läbi pihusti pooli.
Kollane joon näitab voolu voolu: hetkel, kui pinge langeb 0 volti, algab voolu kogunemine. Spiraali laadimine võtab aega. Vool ei kasva üle ligikaudu 0,9 A. Poolel voolu kogunemisel näeme liini paindet: see on hetk, mil on kogunenud piisavalt magnetismi, et nõel pesast üles tõsta. Injektor alustab süstimist.
ECU katkestab juhtimise peatamiseks maandusühenduse. Mähises olev jääkenergia annab ligikaudu 60-voldise induktsioonipinge. Injektor lõpetab süstimise, kuna vedru surub nõela tagasi oma pessa. Seda on näha skoobi pildil pingesignaali löögi järgi.
Kui mootor töötab ebaregulaarselt ja silindris tekib süütetõrge, võib sellel olla mitu põhjust:
- Defektse süüteküünla, süüteküünla kaabli või süütepooli tõttu puudub säde või see on nõrk;
- Kütusevarustuse piiramine ummistunud kütusefiltri, defektse rõhuregulaatori, kütusepumba või pihusti probleemi tõttu;
- Kompressiooni kadu kolvirõngaste, defektse peatihendi või klapitihendite probleemi tõttu.
Diagnoosi ajal saab skoobi abil kontrollida, kas pihustid töötavad ikka korralikult. Selle lõigu alguses näidati mõõtmisi, kus tõrkeid ei esinenud. Sinised jooned näitavad näitena, milline näeks välja defektse pihusti pinge- ja vooluprofiil.
Juhul, kui pihusti juhtimine on õige, kuid pinge- ja voolupildil pole näha murdekohti, võib järeldada, et pihusti nõel ei liigu. Kuna ühe silindri pihusti ei tööta korralikult ja teised pihustid töötavad korralikult, saab erinevate pihustite pilte omavahel hõlpsasti võrrelda.
Kui koputate õrnalt injektorile, võib injektori nõel lahti tulla. Sel juhul hakkab mootor kohe vaiksemalt tööle ja kõverused on skoobi piltidel jälle näha. See aga ei taga püsivat lahendust; on suur võimalus, et probleem taastub lühikese aja jooksul. Vajalik on vastava pihusti väljavahetamine.
Injektori nõel avaneb alles pärast seda, kui mähis on piisavalt laetud. Selle tulemusena ei pritsi pihusti kohe kütust, kui ECU hakkab seda juhtima. Pärast käivitamise lõpetamist surub vedru injektori nõela selle pesa. Ka see võtab aega. Kontrollaeg ei ole tavaliselt võrdne süstimisajaga. Järgmisel pildil on näidatud ülaltoodud sama pihusti pinge ja voolu kõver, kuid suurendatud kiirusega.
- Juhtimise algus: ECU lülitab juhtjuhtme maandusele. Vool voolab läbi injektori mähise selle avamiseks. Voolumustris olev kõver näitab injektori nõela avanemise hetke. Seejärel vool veidi suureneb ja jääb seetõttu konstantseks. Injektori nõel jääb avatuks.
- Kontrolli lõpp: nagu juba kirjeldatud, tunneme pingepildil ära injektori nõela sulgemise hetke.
Juhtimine võtab aega 4 ms, kuid tegelik süstimisaeg on 3 ms. Nimetame nende erinevust "viivituseks", mis on hollandi keelde tõlgitud kui "viivitus". Seetõttu juhib ECU pihustit 4 ms, et see saaks süstida 3 ms.
Sissepritse ajastus väntvõlli asendi suhtes:
Süstimismomenti saab vaadata ostsilloskoobi abil. Kanal A (punane) on pihusti maandusjuhtmel ja kanal B (kollane) on pihusti juhtmel väntvõlli asendi andur ühendatud. Mootori töötamise ajal saame selle ulatuse kujutise abil määrata sissepritse ajastuse ja sissepritseaja.
Skooppilt on tehtud tühikäigul. Punasel pingepildil on näha pihusti avanemine ja sulgemine (vt lõik: Pinge ja voolu karakteristikute mõõtmine mitmepunktilisel injektoril). Ajahetkel -2,860 ms käivitub kontroll; pinge 12 voltilt langeb 0 voltile. See on punkt, kus pihusti mähis on maandatud ja vool voolab. Pihusti juhtimine lõpeb, kui punane joon uuesti tõuseb. Mähisesse kogunenud energia tõttu tekib induktsioonipinge üle 60 volti. Seejärel langeb pinge järk-järgult 12 voltini; siin lülitatakse pihusti uuesti välja.
Punane vahelduvpinge tuleb induktiivpingest väntvõlli asendi andur. Iga kord, kui impulssratta hambad pöörduvad väntvõlli andurist mööda, tekib siinuskujuline vahelduvpinge. Impulssrattas on 60 hammast, millest 2 on ära lihvitud. Kaks lihvhammast moodustavad võrdluspunkti, mille juures mootori juhtimissüsteem tuvastab, et silindrite 1 ja 4 kolvid on enne TDC-d (ülemine surnud punkt) vahemikus 90⁰ kuni 120⁰. Pärast puuduva hamba tuvastamist on mootori juhtimissüsteemil aega (võimalik, et koos nukkvõlli andur), et määrata õige sissepritse- ja süütemoment ning aktiveerida pihusti ja süütepool enne, kui kolb on TDC-s.
Skooppilt näitab süstimise algusaega; süstimine algab väntvõlli anduri neljanda impulsiga. Eeldusel, et hammast on 60–2, toimub väntvõlli iga 6⁰ pöörde järel (360⁰ 1 pöörde / 60 hamba kohta) süstimine 24 kraadi pärast võrdluspunkti. Puuduv hammas on 90⁰ enne TDC-d, seega algab süst (90⁰ – 24⁰) = 66⁰ enne TDC-d.
Suurenenud kiirusega 2000 p/min on induktiivse väntvõlli anduri impulsid üksteisele lähemal. Selle signaali sageduse teisendab mootori juhtimissüsteem kiiruseks. Sõltuvalt kiirusest on koormus (mõõdetuna MAP sensor) ja Temperatuuril sisselaskeõhu ja jahutusvedeliku jaoks määratakse vajalik sissepritseaeg. Süstimisaeg toimub varem ja pihusti on maas kauem: pihusti süstib varem ja kauem.
Aktiveerimise algusest päästikuni (nool pihusti väljalülitamise tasemel) on aktiveerimisaeg ligikaudu 5,2 ms. Pihusti aktiveerimise aeg ei ole võrdne tegeliku süstimisega (vt eelmist lõiku).
Järgmisel pildil kuvatakse induktiivse väntvõlli signaal punaselt ja pihusti signaal kollasena. Kui suurendate kiirust umbes 3000 p / min, on näha kaks pihusti juhtnuppu. On selgelt näha, et 1. silindri kütuse sissepritse toimub iga teise väntvõlli pöördega.
Praegune piirang ECUs:
Nagu näitasid mõõtmised lõigus “Pinge ja voolu mõõtmine mitmepunktilisel injektoril”, on pihusti nõela käivitamise ja tegeliku avamise vahel viivitus. Sel juhul kulub avamiseks 1,5 ms.
Injektori nõel avaneks kiiremini, kui mähist läbiv vool suureneks kiiremini. Vool sõltub mähise takistusest: mida väiksem on takistus, seda kiirem on voolu kogunemine. Mõõtmiste mootoris kasutatud suure takistusega pihustid on takistusega 16 Ohm. 14-voldise pardapinge korral voolab väike vool:
Vool on piisav injektori nõela avamiseks, kuid mitte liiga kõrge, et see liiga suure võimsuse tõttu liiga kuumaks läheks:
Kuna võimsus on väike, pole voolujuhtimist vaja kasutada. See oleks vajalik madala takistusega pihustite puhul.
- Madala takistusega pihustite eeliseks on see, et voolu kogunemine suureneb algusest peale kiiresti. Selle tulemuseks on injektori nõela kiire avanemine, nii et viivitus on väike.
- Madala oomiga pihustite takistus on ligikaudu 2,8 oomi. Madal takistus põhjustab suure voolu voolamist:
Võimsus suureneb ka järsult:
Energiatarve on peaaegu seitse korda suurem kui suure takistusega pihustite puhul. Kui vool suureneb liiga palju, tekib pihustites ja juhtseadme väljundfaasis soojus. Voolu piiramiseks lülitatakse pinge lühikese aja jooksul mitu korda sisse ja välja. Pärast injektori nõela avamist kulub nõela avatuna hoidmiseks vähe energiat. Sisse- ja väljalülitamisel vool väheneb. Seda arengut on näha ulatuse pildil.
Vajaliku kütusekoguse määramine:
Tootja on määranud vajaliku kütusekoguse erinevates iseloomulikes väljades, mis on salvestatud ECU ROM-mällu. See mootori juhtimissüsteem loeb nendelt graafikutelt välja, kui palju kütust vaja on ilma parandusteta. See oleneb muidugi mootori pööretest, temperatuurist ja koormusest. Kõige olulisemad parameetrid õige kütusekoguse määramiseks on selles jaotises selgitatud VE-tabeli ja AFR-tabelina.
VE tabel:
VE-tabel näitab mahulist efektiivsust ja õhu/kütuse suhet igal mootori pöörlemiskiirusel ja sisselaskekollektori rõhul. Mahutõhusus on suhe silindreid täitva õhu mõõdetud koguse ja õhuhulga vahel, mis staatilises olukorras silindri täidaks, olenevalt mootori pöörlemissagedusest ja sisselaskekollektori rõhust. Tabelis toodud väärtusi kasutab ECU praeguse õhumassi ja seega ka täitetaseme määramiseks. Neid andmeid kasutatakse sissepritsetava kütusekoguse arvutamiseks.
See teoreetiline lähenemine erineb tegelikkusest. Mootori tehnilisi andmeid pole siin veel arvesse võetud. Arvestage klapidiagrammi (klappide kattumine või muudetav klapi ajastus), õhutakistust sisselasketorus jne. Seetõttu rakendatakse parandustegurit, mis annab kõrvalekalde lineaarsest suhtest. Parandustegur on ülaltoodud pildil näidatud katkendjoonega. Kõver näitab, mil määral on lineaarne seos õige. Rõhul 60 kPa on kõrvalekalle lineaarset seost näitavast joonest ligikaudu 50%. Parandusteguri saab moodustada protsentides.
VE tabelis näitab iga lahter negatiivse rõhuga seotud protsenti kiiruse suhtes. See protsent on suurim kiirusel, mille pöördemoment on suurim. Seal on ju mootor kõige tõhusam, sest mootor täidab kõige paremini.
Selle jaotise VE ja AFR tabelites olevad väärtused on tuletatud VW Golfi 1.8 20 V mootori pöördemomendi ja võimsuse kõverast.
Allolevatel piltidel on VE tabel täitetabelina ja programmi TunerStudio pöördemomendi ja võimsuse kõvera abil loodud kolmemõõtmeline esitus. Seda programmi kasutatakse peamiselt programmeeritava ECU (nt MegaSquirt või Speeduino) tarkvara pakkumiseks. Lisateabe saamiseks vaadake selleteemalisi lehti MegaSquirt projekt.
Vertikaalne telg näitab MAP-i (kollektori õhurõhk) vahemikus 15 kPa (palju alarõhk) kuni 100 kPa (välisõhu rõhk). MAP näitab mootori koormust. Horisontaalne telg näitab mootori pöörlemissagedust tühikäigu ja mootori maksimaalse pöörlemissageduse vahel.
VE tabeli lahtrid näitavad mootori täiteastet. Teisisõnu; kui tõhus on mootor teatud pöörete ja koormuse juures. Mootor on kõige tõhusam kiirustel, kus pöördemoment on suurim (umbes 4200 p/min); protsendid on siin kõrgeimad. See on koht, kus mootor "täitub" kõige paremini. Täitetaset suurendavate tehnikate (nt muutuv ventiili ajastus, sisselaskekollektori reguleerimine või turbo kasutamine) rakendamine toob kasu protsentidele.
AFR tabel:
Nõutav õhu/kütuse koostis registreeritakse AFR-i tabelis. AFR on "Air Fuel Ratio" lühend. Stöhhiomeetrilise segamissuhte (lambda = 1) korral kulub 14,7 kg bensiini põletamiseks 1 kg õhku. Stöhhiomeetriline segu ei ole kõigis olukordades soovitav.
- Lahja segu soodustab kütusekulu;
- Rikkalik segu võimaldab suuremat võimsust.
Kui mootor peab andma rohkem võimsust (P), toimub rikastamine. Rikkam segu annab ka jahutuse. Rikastamine väärtuseni λ = 0,8 tähendab, et kehtib segamissuhe (AFR) 11,76 kg õhku 1 kg bensiini kohta. Seega on 1 kg kütuse põletamiseks vähem õhku kui stöhhiomeetrilise seguga. Lahja segu seevastu annab parema kütusekulu (be), kuid annab suurema võimaluse koputamiseks. Segu rikastamine või vaesustamine peab alati jääma põlemispiiridesse.
Tühikäigul on kiirus vahemikus 600–900 p/min. Gaasiventiil on peaaegu täielikult suletud ja alarõhk kõrge: see jääb vahemikku 25–40 kPa. Segu on selles kiirusvahemikus stöhhiomeetriline (14,7:1).
Osalise koormuse korral on mootori pöörlemissagedus tõusnud 4200 p/min-ni. Drosselklapp avatakse veelgi, nii et vaakum sisselaskekollektoris langeb 40–75 kPa-ni. Mootori koormuse kasvades alarõhk väheneb; toimub rikastamine (AFR 13:1). Mootori väikese koormuse korral on võimalik lahja segu. Täiskoormusel on gaasihoob täielikult avatud. Alarõhk langeb 100 kPa-ni (välisõhu rõhk) ja toimub maksimaalne rikastamine (12,5:1).
Lambda väärtus ei mõjuta mitte ainult võimsust ja kütusekulu, vaid ka heitgaase. Rikkalikum segu tagab madalama NOx sisalduse, aga ka suurema CO ja HC emissiooni. Lahjema segu korral on kütuseosakesed üksteisest kaugemal, mistõttu põlemine ei ole enam optimaalne; mille tulemusena suurenevad ka HC heitkogused.
Katalüsaatori kasutamisel on soovitav jälgida, et sissepritse oleks pidevalt vahelduv rikkaliku ja lahja vahel. Rikkas segus tekib hapnikuvaeguse tagajärjel CO, millega katalüsaator vähendab NOx. Lahjas segu sisaldab hapniku ülejääki, mis oksüdeerib CO ja HC.
Juhtseade määrab, kui palju kütust tuleb sissepritsida. Esiteks loetakse põhilised süstimisandmed tunnusväljadelt. Muuhulgas VE ja AFR tabelite väärtused kaasatakse sissepritsekoguse arvutusse. Arvesse võetakse ka järgmisi tootja määratud väärtusi:
- rikastamine sõltuvalt jahutusvedeliku ja sisselaskeõhu temperatuurist;
- lühiajaline kiirenduse rikastamine gaasiklapi (kiirelt) avamisel;
- parandus rongisisese pinge kõikumisest.
Lisaks nendele määratud väärtustele võetakse hoolikalt arvesse pingeid, mida lambda-andur saadab juhtplokile. Need pinged sõltuvad heitgaaside hapnikusisaldusest. See on muutuv tegur, mis muutub pidevalt. Nende andurite pingete sisendit nimetatakse nn.kütuse trimmid" lisatud.
VE ja AFR tabeli väärtuste ning muude mainitud seadistuste määramist kirjeldatakse teostatud lehtedel. MegaSquirt projekt.
