Aiheet:
- Yleinen
- Kuristusventtiili yksipisteruiskutusjärjestelmään
- Monipisteruiskutusjärjestelmän kuristusventtiili
- Tyhjäkäynnin ohjaus
- Kaasuventtiilin ohjaus isommille moottoreille
- Kaasuläpän asentotunnistin
- Elektroninen kaasupoljin (kaasu vaijerilla)
yleinen:
Jokaisessa bensiinimoottorissa on kaasuventtiili. Kaasuventtiili voi säätää sylinteriin tulevan ilman määrää. Dieselmoottoreissa on myös kaasuventtiili, mutta se on aina täysin auki, kun moottori on käynnissä. Tämä johtuu siitä, että dieselmoottori toimii ylimääräisellä ilmalla. Dieselmoottoreiden kaasuventtiili toimii vain moottorin tasaisen sammumisen mahdollistamiseksi; kun venttiili sulkeutuu, ilmansyöttö suljetaan. Tämän jälkeen moottori sammuu välittömästi. Polttoaineen syöttö on siksi pysähtynyt. Dieselmoottorissa tätä kutsutaan myös kaasuventtiiliksi kaasuventtiilin sijaan. Itse asiassa bensiinimoottorin kaasuventtiili on myös kaasuventtiili: ilmaa kuristetaan kaikissa olosuhteissa paitsi täydellä kuormalla.
Seuraavat yksipiste- ja monipisteruiskutusjärjestelmiä käsittelevät luvut koskevat tietysti bensiinimoottoreita.
Kuristusventtiili yksipisteruiskutusjärjestelmällä:
Yksiruiskutusmoottoreille (yksipisteruiskutusjärjestelmä) yksi suutin on asennettu kuristusventtiilin eteen. Tämä injektori ruiskuttaa polttoainetta suoraan kaasuventtiiliin. Tämä tekniikka on vanhaa, eikä sitä enää käytetä uusissa autoissa. Tämä johtuu siitä, että tällä järjestelmällä on useita haittoja. Koska injektori ruiskuttaa kaasuventtiiliin, se sekoittuu siellä olevan ilman kanssa. Imusarja on jaettu 4 tai useammalle sylinterille. Polttoainemäärä ei ole aina täsmälleen sama kaikissa sylintereissä. Esimerkiksi sylinteri 1 saa eniten polttoainetta ilmassa, kun taas sylinteri 4 saa paljon vähemmän. Järjestelmä ei siis ole säädettävissä tai tuskin säädettävissä. Sen vuoksi monopisteen käyttö ei sovellu nykyisten ympäristövaatimusten täyttämiseen.
Nykyään käytetään useita suuttimia, jotka ruiskuttavat täsmälleen saman määrän polttoainetta sylinteriä kohden. Määrää voidaan sitten säätää jopa sylinterikohtaisesti. Tätä me kutsumme monipisteruiskutusjärjestelmä.
Kaasuventtiili monipisteruiskutusjärjestelmällä:
Moottoreissa, joissa on moniruiskutus (monipisteruiskutusjärjestelmä), epäsuoran ruiskutuksen suuttimet on asennettu imusarjaan kuristusventtiilin jälkeen. Sumuttimet suihkuttavat moottorin imuventtiileihin. Suoraruiskutuksella injektorit ruiskuttavat suoraan palotilaan. Sekä epäsuorassa että suoraruiskutusmoottoreissa on kaasuläpän runko asennettu alla olevan kuvan mukaisesti. Poikkeuksena ovat moottorit, joissa on Valvetronic (BMW) ja Multi-air (Fiat). Kaasuläpän runko on asennettu imusarjan ja ilmamassamittarilla varustetun putken väliin. Tätä voidaan ohjata sähköisesti käyttämällä elektronista kaasupoljinta (johtimella ajo) tai kaasuvaijerilla (Bowden-kaapeli).
Nykyään käytössä olevissa moottorinohjausjärjestelmissä käytetään kaasuläpän asennon säädintä. Kaasuventtiilissä oleva säätömoottori varmistaa, että kaasuventtiilin asentoa voidaan muuttaa. Tämä voi olla vakionopeudensäädintä tai tyhjäkäyntisäädintä varten. Potentiometrit mittaa kaasuventtiilin asento. Moottorin ohjausyksikkö (ECU) vastaanottaa arvot potentiometreistä ja voi sitten ohjata käyttömoottoreita avaamaan tai sulkemaan kaasuventtiiliä enemmän.
Tyhjäkäyntiohjaus:
Kiihdyttämiseksi painetaan kaasupoljinta. Kaasuventtiili avautuu, jotta suurempi määrä ilmaa voidaan imeä sisään. Hidastuessa tai joutokäynnillä kaasupoljinta ei käytetä; tässä kaasu on kiinni. Ilman kulkua varten käytetään joutokäyntisäädintä. Moottorin ohjausjärjestelmä pitää joutokäyntinopeuden mahdollisimman alhaisena. Mitä pienempi joutokäyntinopeus, sitä pienempi polttoaineenkulutus ja moottorin kuluminen. Tyhjäkäyntinopeus ei saa olla liian alhainen; Tämä saa moottorin käymään epäsäännöllisesti ja on mahdollista, että se sammuu. Haluttu joutokäyntinopeus ei ole aina sama. Imuilman lämpötila, ilmastointi päällä, kytkinpolkimen tai automaattivaihteiston valintavivun asento vaikuttavat joutokäyntisäätimeen. Nopeussäädön vakauttaminen voidaan saavuttaa useilla tavoilla:
- täyttötason säätö. Sitä käytetään yleisimmin yhdessä sytytysajoituksen säädön kanssa.
- muuttaa seoksen koostumusta. Tällä on negatiivinen vaikutus pakokaasupäästöihin ja säätöalue on rajallinen.
- säädä sytytyksen ajoitus. Tällä on myös negatiivinen vaikutus päästöihin, mutta se mahdollistaa erittäin nopean hallinnan.
- säädä venttiilin ajoitusta. Tämä tarjoaa ylimääräisen ohjausvaihtoehdon olemassa olevan täyttötason säätimen päälle.
Täyttötason ohjauksessa käytetään ohitusventtiiliä, joka mahdollistaa ilmankierron kaasuventtiilin ulkopuolella tai kaasuventtiilin säätämisen.
Ohitusventtiili:
Ohitusventtiili avaa tai sulkee ilman tulon kuristusventtiilin ulkopuolella niin, että joutokäyntinopeus tasaantuu. Alla olevassa kuvassa näkyy osittain auki oleva kaasuventtiili vasemmalla. Oikealla puolella avoin ohitusventtiili mahdollistaa ilman imemisen ohituskanavaan moottorin toimesta. Kun kuristusventtiili avautuu edelleen, ohitusventtiili sulkeutuu. Loppujen lopuksi ohitus on tarpeen vain, kun kaasuventtiili on suljettu. Moottorin ohjausjärjestelmä määrittää, kuinka pitkälle ohitusventtiili tulee avata. Kaasuläpän asentoanturi, joka ilmaisee kaasuläpän avautumiskulman, yhdessä ilman lämpötila-anturin kanssa antaa tarvittavat tiedot.
Usein käytetty ohitus on pulssinleveysmoduloitu jousikuormitettu solenoidiventtiili. Moottorinhallintajärjestelmä toimittaa magneettikelalle PWM-signaalin. Vaihtelemalla käyttöjaksoa venttiili voidaan avata, sulkea tai asettaa mihin tahansa asentoon niiden välillä. Ohitusventtiili voidaan varustaa myös askelmoottorilla.
Pulssin leveysmoduloitu ohitussolenoidiventtiili:
Kuvassa on kaksi näkymää PWM-ohjatusta ohitusventtiilistä. Pistokeliitoksen kolmesta nastasta päätellen tämä on usein versio, jossa on kaksi kelaa; yksi avaa venttiilin ja toinen sulkee sen.
Alla oleva kaavio näyttää kahden kelan ohjausmenetelmän. Kun "EFI Main Relay" (moottorin ohjaustietokoneen rele) on kytketty päälle, mikroprosessori saa virtaa. ECU:ssa ohjataan kahta transistoria.
Kytkentämenetelmä sallii alemman transistorin invertoida ylemmän PWM-signaalin. PWM-signaalit peilataan. Tämä on mitä näet ISC1:ssä ja ISC2:ssa (ECU:n lähdöt). ECU vaihtelee jokaisen kelan käyttöjaksoa. Kahden magneettikentän välinen voimakkuusero määrittää venttiilin asennon. Taajuus on 100 - 250 Hz.
De käyttömäärän ohjaus voidaan mitata oskilloskoopilla. Alla olevassa kuvassa venttiili on puoliksi auki (käyttöpiste 50%). ISC1:llä ja ISC2:lla positiiviset ja negatiiviset pulssit ovat samat.
Pulssinleveysmoduloitu jousikuormitettu ohitusmagneettiventtiili:
Kaksikelaisen toimilaitteen lisäksi se on usein varustettu myös yhdellä kelalla. Tällöin pistokeliitännässä on usein kaksi nastaa: PWM-ohjausta ja maadoitusjohtoa varten. Jousi varmistaa, että venttiili on kiinni lepotilassa; tämä tekee toisesta kelasta tarpeettoman.
Askelmoottorilla varustettu ohitus:
PWM-ohjattujen ohitusventtiilien lisäksi on myös venttiileitä, joita säädetään askelmoottorilla. ECU ohjaa keloja. Napsauta tästä siirtyäksesi askelmoottorisivulle.
Kaasuläpän runko toimilaitteella:
Nykyaikaiset moottorinhallintajärjestelmät käyttävät kaasuvivun asennon säädintä joutokäyntinopeuden vakauttamiseksi. Erillistä ohitusventtiiliä ei enää tarvitse käyttää. Kaikki kaasuläpän asennon säätimen komponentit sijaitsevat kotelossa. Kaksi potentiometrit rekisteröi kuristusventtiilin asento koko kulmakierron ajan (kuvan keskellä). Yhdessä joutokäyntikytkimen kanssa, joka rekisteröi tyhjäkäynnin (vasemmalla), signaalit lähetetään ECU:lle. Kaasuventtiilin DC- tai DC-moottoria ohjataan PWM-signaalin avulla kaasuventtiilin asennon ohjaamiseksi. Tässäkin on mahdollista, että askelmoottori pyörittää kuristusventtiiliä.
Kaasuläpän rungon sisäosaa on muokattu siten, että ilmarako kasvaa lineaarisesti kaasuventtiilin kulmaliikkeen myötä. Tämä kuulostaa erittäin tarkalta. Siksi on tärkeää, että kaasuläpän asento asetetaan perusasetuksiin diagnoosilaitteistolla kaasuläppäventtiilin vaihdon tai puhdistuksen jälkeen.
Kaasuventtiilin ohjaus isommille moottoreille:
Suurissa moottoreissa, kuten BMW:n V12-moottorissa (näkyy alla olevassa kuvassa), ilmansyöttö yhden kaasuventtiilin kautta on liian pieni. Täydellä kuormituksella moottori vaatii niin paljon ilmaa, että yhden kaasuventtiilin halkaisija olisi liian pieni. Kaksi kaasuläpän runkoa on siksi asennettu. Yksi jokaiselle sylinteririville. Tässä versiossa on kaksi ilmansuodatinkoteloa, kaksi ilmamassamittaria ja kaksi imuputkea.
Kaasun asentotunnistin:
Kaasuvivun rungon sisällä on a kaasuläpän asentotunnistin joka välittää kaasuventtiilin asennon moottorin ohjausjärjestelmän ECU:lle. Kaasuventtiilin asento määrittää sisään imetyn ilman määrän ja siten myös ruiskutettavan polttoaineen määrän. ECU pystyy säätämään joutokäyntinopeuden säätimen kaasun asennon perusteella käyttöolosuhteiden mukaan: kylmällä moottorilla tai ilmastointi päällä joutokäyntiä on nostettava hieman, joten kaasuventtiilin on avauduttava hieman pidemmälle. Katso kohta: Tyhjäkäynnin ohjaus.
Seuraavassa kaaviossa näemme ECU:n ja potentiometrin, jotka on kytketty toisiinsa kolmella johdolla. Potentiometrissä on mekaaninen liitäntä kuristusventtiiliin. Kaasuventtiilin kiertäminen aiheuttaa ohjaimen siirtymisen.
- Nastassa 3 potentiometri vastaanottaa 5 voltin syöttöjännitteen;
- Potentiometri on kytketty maahan nastassa 1;
- Potentiometrin signaali lähetetään ECU:lle nastan 2 kautta: pyyhin (nuoli) on kiinnitetty tähän johtoon.
Juoksijan sijainti hiiliradalla potentiometri määrittää lähtöjännitteen. Kun jakoputki on sijoitettu kauas vasemmalle, lähtöjännite on korkea: virran tarvitsee kulkea vain lyhyt matka vastuksen yli, joten jännite imeytyy vähemmän. Mitä pidemmälle juoksija liikkuu oikealle, sitä pienempi signaalijännite on. Sivulla: potentiometri operaatiosta keskustellaan tarkemmin.
Yleismittarilla voit mitata syöttöjännitteen suhteessa maahan. Tämän on oltava 5,0 voltin stabiloitu jännite. Signaalin jännite kannattaa mitata oskilloskoopilla: AM-signaalissa voi esiintyä häiriöitä, jotka eivät näy yleismittarilla. Alla olevissa kahdessa piirustuksessa näkyy oikea signaali (tasaiset viivat) ja häiriösignaali, jossa signaali näyttää omituisen jännitehäviön hyvin lyhyessä ajassa.
Englannin, mutta joskus myös hollannin kirjallisuudessa näemme usein käytettynä lyhennettä "TPS". Tämä tarkoittaa: "Throttle Position Sensor", joka on käännös hollantilaisesta "kaasun asentotunnistimesta".
Elektroninen kaasupoljin (kaasuvaijeri):
Nykyään kaasuventtiilit ovat elektronisesti ohjattuja: emme enää löydä (mekaanista) kaapelia kaasupolkimen ja kaasuventtiilin väliltä. Kaasupolkimen asento rekisteröidään kahdella asentotunnistimella ja lähetetään moottorin ohjausjärjestelmän ECU:lle. ECU tarkistaa signaalien uskottavuuden vertaamalla niitä toisiinsa ja ohjaa kaasuläpän toimilaitetta (säätömoottoria) saamaan venttiilin asettamaan ennalta määrättyyn asentoon. Kutsumme tätä hollanniksi "kaasusäätimeksi johdolla".
Kaasupolkimen asentoanturit on asennettu kaasupolkimen koteloon tai päälle. Näiden antureiden signaalien on oltava erittäin tarkkoja ja luotettavia: emme halua, että signaaliin häiritseminen johtaa tahattomaan kiihdytykseen tai moottorin pysähtymiseen missään olosuhteissa. Luotettavuuden varmistamiseksi valmistajat asentavat kaksi asentoanturit lisätä:
- Valmistajat voivat halutessaan lähettää signaalit molemmista antureista eri jännitetasoilla. Kun anturin 1 signaalijännite nousee 1,2:sta 1,6 volttiin, nousee myös anturin 2 signaalijännite 400 mV, mutta 2,2:sta 2,6 volttiin;
- Toinen vaihtoehto on peilata kaksi identtistä signaalia: Alla olevassa kuvassa näkyy tämä strategia. Kun kaasupoljinta käytetään, signaali kanavalla A (sininen) kasvaa 800 mV:sta 2,9 volttiin ja kanavan B (punainen) signaali laskee 4,3:sta 2,2 volttiin. Amplitudin signaalin eteneminen (AM signaali) on täsmälleen sama, mutta peilikuvana.
Kun toisessa kahdesta signaalista on toimintahäiriö: signaali putoaa hetkeksi maahan tai siinä on kohinaa, molemmissa signaaleissa näkyy ero. ECU voi sitten päättää siirtyä velttotilaan: kaasupolkimen asento ei ole enää luotettava. Hätätilassa on käytettävissä rajoitettu teho, jonka avulla voidaan ajaa pienemmällä nopeudella turvalliseen paikkaan tien varrella tai mahdollisesti autotalliin.
Kaasua ohjataan a DC sähkömoottori avattu ja suljettu. Kaasuvivun säätömoottoria ohjataan a H-silta valvottu. Toimilaite, kuten kaasupoljin, on varustettu kahdella potentiometrillä. Kahdessa alla olevassa kuvassa näkyy kaasuläpän ohjausmoottori (3) kahdella kaksoispotentiometrillä:
- Potentiometrit, joissa pyyhkimet osoittavat ylöspäin: molemmat signaalit ovat identtisiä, mutta eri jännitetasolla;
- Potentiometrit, joissa kannattimet ovat vastakkain: signaalit ovat peilikuvia. Jos yksi signaali nousee korkeaksi, kun kuristusventtiili avataan, toinen signaali laskee.
Sivulla H-silta sähkömoottorin ohjaustavat on kuvattu. Sivulla Potentiometri Asentoanturin toimintaa ja mittausta käsitellään yksityiskohtaisesti.
