Inndælingarkerfi

Viðfangsefni:

Óbein og bein inndæling
Eldsneytisþrýstingsstýring með óbeinni innspýtingu
Inndælingaraðferð margpunkta innspýting
Rafseguldæla (MPI)
Piezo inndælingartæki (DI)
Inndælingaraðferðir bein innspýting
Tvöföld innspýting
Mælir spennu og straumeiginleika á fjölpunkta inndælingartæki
Innspýtingartími miðað við stöðu sveifarásar
ECU núverandi takmörkun
Ákvörðun á nauðsynlegu magni af eldsneyti
VE borð
AFR borð

Óbein og bein inndæling:
Tegundir innsprautunarkerfa bensínvélar skiptast í óbeina innspýtingu fyrir inngjöfarlokann, óbeina innspýtingu á hvern strokk og beina háþrýstiinnspýtingu. Málsgreinarnar á þessari síðu útskýra þessi mismunandi inndælingarkerfi.

Óbein inndæling:
Það er inndælingartæki fyrir framan inngjöfarlokann. Eldsneytinu er úðað á móti inngjöfarlokanum þar sem það blandast loftinu sem streymir framhjá. Helsti ókosturinn er sá að það er enginn nákvæmur eldsneytisskammtur á hvern strokk; annar strokkurinn verður alltaf aðeins meira eða minna en hinn. Kerfið er því ekki stillanlegt og er því ekki lengur notað með tilliti til umhverfiskrafna. Þetta kerfi er einnig kallað miðlæg innspýting (Monopoint).

Óbein inndæling:
Hver strokkur hefur sína eigin inndælingartæki. Inndælingartækið dælir eldsneyti inn í inntaksventilinn. Loftið sem flæðir framhjá tryggir einnig blöndun í þessu kerfi áður en loft-eldsneytisblandan fer inn í brunahólfið. Kosturinn við óbeina innspýtingu er að hægt er að stjórna eldsneytismagninu mun nákvæmari. Þetta kerfi er einnig kallað MPI (MultiPoint Injection) eða PFI (Port Fuel Injection).

Bein innspýting:
Inndælingartækin fyrir DI (Direct Injection) eða DISI (Direct Injection Spark Ignition) eru staðsettir við hlið kertisins, efst í brunahólfinu. Eldsneytinu er sprautað í gegnum þessa inndælingartæki við háan þrýsting sem nemur um það bil 200 börum meðan á inntakinu stendur. Helstu kostir þessa kerfis eru að hægt er að stilla eldsneytismagnið enn nákvæmari, að hægt er að sprauta inn nokkrum sinnum í inntakshögginu og að loft-eldsneytisblandan er kaldari. Þetta gerir framleiðendum kleift að auka þjöppunarhlutfall vélarinnar. Hægt er að hanna inndælingartækið sem piezo eða segulspólu inndælingartæki.

DI krefst hærri inndælingarþrýstings en MPI / PFI, vegna þess að inndælingin á sér stað meðan á þjöppunarslaginu stendur; eldsneytið verður að vera nægilega úðað á meðan loftið í strokknum er þjappað saman. Þess vegna er DI með sérstaka háþrýstidælu. Háþrýstidælan byggir upp eldsneytisþrýsting í eldsneytisgalleríinu. Innspýtingartækin eru fest við þetta eldsneytisgallerí með rörum. Um leið og vélarstjórnunin sendir merki til inndælingartækisins mun hún opnast og lokast á þeim tíma sem óskað er eftir.

Kostir DI samanborið við PFI eru:

Nákvæmari innspýting;
Margar inndælingar mögulegar;
Hægt er að stilla inndælingartíma;
Mögulegur meiri virkur þrýstingur fyrir ofan stimpilinn (þar með hægt að minnka við sig með hærra þjöppunarhlutfalli);
Minni eldsneytisnotkun, minni CO2 losun.

Ókostirnir eru ma:

Hærri kerfiskostnaður vegna háþrýstingseldsneytisdælu, háþróaðra inndælinga, flóknari strokkhaus;
Sótlosun aukist (PM losun);
Bein innspýting í brunahólfið veitir kælingu í stað þess hita sem þarf til uppgufunar eldsneytis.

Tvöföld innspýtingsvél nýtir kosti beggja kerfanna. Hægt er að skipta um beina og óbeina inndælingu eftir notkunaraðstæðum. Notkun og notkun tvöfaldrar inndælingar er lýst í samnefndri málsgrein á þessari síðu.

Eldsneytisþrýstingsstýring með óbeinni innspýtingu:
Stöðugur eldsneytisþrýstingur er forsenda þess að hægt sé að stjórna eldsneytisinnspýtingu nákvæmlega. Eldsneytisþrýstingur (járnbrautarþrýstingur) er efst á inndælingartækinu og þrýstingur inntaksgreinarinnar er neðst. Þrýstingurinn í innsogsgreininni er breytilegur með mismunandi álagi vélarinnar og mun án þrýstijafnara hafa áhrif á eldsneytisþrýstingsmuninn og þar með innspýtingarmagnið. Af þeim sökum notum við eldsneytisþrýstingsjafnara. Í þessum hluta munum við kafa í virkni og tilgang þessa stjórnanda.

Myndin hér að neðan sýnir íhluti bensínvélar með óbeinni innspýtingu með fjölpunkta innspýtingu. Við skoðum eldsneytisflæðið frá dælunni í tankinum að inndælingartækinu.

Þegar ECU stjórnar gengi eldsneytisdælunnar, virkar dælan. Dælan sogar eldsneytið úr lægsta mögulega hluta eldsneytistanksins og þvingar eldsneytisflæðið í átt að eldsneytissíunni. Óhreinindi í eldsneytinu verða eftir í síuefninu. Síað eldsneyti kemur síðan í eldsneytissalinn. Í flestum tilfellum er eldsneytissafnið komið fyrir beint á innspýtingarinntakið.

Það er stöðugur þrýstingur í eldsneytisgalleríinu: aðeins þegar inndælingunni er rafstýrt af ECU (sjá bláa vírinn) opnast inndælingartækið og eldsneytinu er sprautað inn í inntaksgreinina á opna inntaksventilinn. Magn eldsneytis sem sprautað er inn fer eftir:

inndælingartíminn (ákvarðaður af ECU með því að lengja eða stytta innspýtingarmerkið);
eldsneytisþrýstingurinn (með innspýtingartíma upp á 2 millisekúndur, sprautar inndælingartækið meira en ECU hefur reiknað út ef eldsneytisþrýstingurinn er of hár).

Eldsneytisþrýstingur í eldsneytisgalleríinu (einnig kallaður járnbrautarþrýstingur) er stilltur miðað við álag vélarinnar. Við munum ræða þetta nánar í næsta kafla.

Án þess að nota þrýstijafnara koma eftirfarandi aðstæður upp:

Í hægagangi myndi hærra lofttæmi (þ.e. lágur loftþrýstingur) í inntaksgreininni framleiða óæskilega hærri eldsneytisþrýsting;
Við hröðun er minna eða jafnvel varla lofttæmi (fullt álag) og eldsneytisþrýstingur myndi lækka á meðan meiri eldsneytisþrýstingur er óskað.

Eldsneytisþrýstingsstillirinn eykur eða lækkar bensínþrýstinginn í eldsneytisgalleríinu miðað við loftþrýstinginn í inntaksgreininni. Við getum litið á eldsneytisþrýstingsjafnarann sem kraftmikinn loka, sem leyfir opnun á milli aðveitulínunnar frá eldsneytisdælunni og afturlínunnar.

Hægra megin sjáum við eldsneytisþrýstingsmynd þar sem hlutfallslegur þrýstingsmunur við allar aðstæður (aðgerðalaus, hlutahleðsla og fullt hleðsla) er 4 bör þökk sé þrýstijafnara.

Skýringin hér að neðan vísar til myndanna sem sýna þrýstijafnarann í aðstæðum án og með lofttæmi. Hægra megin er eldsneytisþrýstingsjafnari frá Bosch sem notaður er af nokkrum bílaframleiðendum.

Án tómarúms (vinstri):
Þrýstijafnarinn er lokaður í kyrrstöðu: gormurinn þrýstir þindinni lokaðri og kemur í veg fyrir að eldsneytið sem er til staðar nái afturlínunni.

Með lofttæmi (í miðju):
Þegar þrýstingurinn fyrir ofan þindið er minnkaður ýtir eldsneytisþrýstingurinn á aðfangahlið þindinni upp á móti fjöðrunarkraftinum. Op er búið til þar sem eldsneytið er tæmt í gegnum afturlínuna að eldsneytisgeyminum.

Inndælingaraðferð margpunkta innspýting:
Með (óbeinni) fjölpunkta inndælingu eru þrjár mismunandi inndælingaraðferðir notaðar:

Samtímis: inndæling fer fram á sama tíma á öllum strokkum.
Hópur: inndælingin fer fram í hverjum hópi; það er greinarmunur á einum eða fleiri hópum.
Röð: Hver inndælingartæki er stjórnað sérstaklega og hefur því sitt eigið inndælingar augnablik.

Vélarstjórnunarkerfið á myndinni hér að neðan sýnir hópinnsprautun. Inndælingartæki strokka 1 og 2 hafa sameiginlega aflgjafa (rauða) og eru báðir tengdir við jörðu á sama tíma (grænir). Inndælingartæki strokka 3 og 4 eru þau sömu, en þeim er stýrt aðskilið frá strokka 1 og 2.

Rafseguldælingartæki (MPI):
Rafseguldælingin er notuð á margar bensínvélar sem nota ekki (beina) háþrýstidælu með sérstakri háþrýstidælu. Eldsneytið er undir stöðugum 1 bar þrýstingi við inntak inndælingartækisins. Eldsneytisþrýstingur er veitt af eldsneytisdælunni í tankinum. Með fjölpunkta inndælingu (þessu er lýst síðar á síðunni) hefur hver strokka sinn inndælingartæki. Þessi inndælingartæki er festur í inntaksgreinina og sprautar eldsneyti með allt að 6 bör þrýstingi áður en lokinn opnast. Eldsneytið hefur þá nægan tíma, þegar inntaksventillinn byrjar að opnast, til að blandast öllu súrefninu (á myndinni sem dökkblá örin) sem streymir inn í strokkinn.

Vélstýringin lítur á stöðu sveifarássins til að stjórna innspýtingartíma og kveikjutíma. Byggt á nokkrum þáttum (vélar- og umhverfishitastig, álag, hraði osfrv., mun það gefa merki til inndælingartækisins á réttum tíma til að opna. Innstunga þessa inndælingartækis inniheldur tvo víra. Einn vír hefur stöðugan plús um 14 volt. Hinn vírinn er tengdur við jörð með ECU til að leyfa straum að flæða í gegnum inndælingarspóluna. Þegar spólan er nægilega hlaðin opnast inndælingarnálin á móti fjöðrunarkraftinum. Þegar stjórnin stoppar þjappar gormur inndælingarnálinni aftur saman. Þá er slökkt á eldsneytisgjöfinni Þegar stjórnin stöðvast er spólan enn rafhlaðin Orkan í spólunni myndar innleiðslutopp sem hægt er að sjá á sveiflusjánni Spennan er í stuttan tíma í kringum 60 volt.

Þessar inndælingar eru með eldsneyti með eldsneytisstönginni (einnig kallað eldsneytisgalleríið). Aukadælan í eldsneytisgeyminum sér fyrir þrýstingnum í eldsneytisstönginni. Eldsneytisþrýstingur í teinum er stöðugur (u.þ.b. 4 bör). Vegna þess að þrýstingurinn er svo lítill eru inndælingartækin fest með læsiklemmu og O-hring til að þétta. Sérstaklega í eldri bílum þar sem kerfið er tekið í sundur er skynsamlegt að skipta um O-hringi fyrir uppsetningu.

Hús inndælingartækis er venjulega úr plasti. Efst á húsinu finnum við innstunguna sem er tengd innra með spólunni. Það er gúmmí O-hringur efst sem eldsneytisgalleríið rennur yfir. O-hringi eða Teflon þéttihringi má finna neðst. O-hringur er aðallega notaður í MPI innspýtingartæki með lágþrýstiinnspýtingu en Teflon hringi er að finna í vélum með háþrýstiinnsprautun eins og FSI vél.

Spólan er vafið um kjarna inndælingartækisins. Á meðfylgjandi mynd er spólan auðkennd með rauðu. Í miðju inndælingartækisins, einnig innan við spóluna, er stimpill. Þessi stimpill er með vélrænni tengingu við nálina. Fyrir ofan stimpilinn er gormur sem heldur stimplinum og þar með nálinni í sæti sínu og lokar inndælingaropinu.

Í kyrrstöðu er spennan á báðum skautum spólunnar um það bil 14 volt miðað við jörð. Til að undirbúa inndælingartækið gefur vélar-ECU aðra hlið spólunnar jörð, en hin hliðin fær jákvæða spennu. Á þeim tímapunkti byrjar straumur að flæða í gegnum spóluna sem leiðir til myndunar segulsviðs. Þetta segulsvið togar stimpilinn og þar með sprautunálina upp á við.

Þegar stöðva þarf inndælinguna aftengir ECU jörðina, sem veldur því að segulsviðið hverfur. Fjaðrið þrýstir stimplinum aftur niður, sem veldur því að nálin lokar fyrir eldsneytisgjöfina í brunahólfið.

Inndælingartækið hefur venjulega mörg op. Þessi op eru mjög lítil þannig að eldsneytinu er sprautað frá inndælingartækinu inn í brunahólfið sem mistur. Því fínni sem mistur er, því auðveldara gufar það upp.

Piezo inndælingartæki (DI):
Hægt er að nota Piezo innspýtingar í bæði bensín- og dísilvélar. BMW var fyrsta vörumerkið til að nota piezo-tækni í bensínvélar en er hætt að gera það með nýrri vélunum.
Piezo inndælingartæki er hluti af háþrýstisprautunni. Aðskilin háþrýstidæla gefur þrýstingi á eldsneytisstöngina. Þessi eldsneytisstöng dreifir eldsneytinu til allra inndælinga (sjá mynd). Vegna mjög hás þrýstings eru notuð álrör með kirtlum. Ætíð þarf að herða kirtlana (sem eru skrúfaðir á rörið og inndælingartækin) með réttum krafti. Þetta kemur fram í viðgerðarhandbók viðkomandi vélar.

Piezo frumefnið í inndælingartækinu hefur þann eiginleika að breytast í lengd þegar jákvæð eða neikvæð spenna er tengd við það. Þetta er notað með inndælingartækinu. Um leið og vélstýringin gefur um það bil 100 til 150 volta stýrispennu stækkar piezo-hlutinn um það bil 0,03 mm. Þessi lengdarbreyting er nóg til að koma á tengingu milli háþrýstihólfsins og lágþrýstihólfsins. Inndælingin hefst strax. Hægt er að kveikja og slökkva á piezo frumefninu innan þúsundasta úr sekúndu. Ásamt mjög háum innspýtingarþrýstingi allt að 2000 bör, skilar þetta mjög hröðum og nákvæmum inndælingum. Þessi hraði gerir einnig kleift að sprauta margar inndælingar hver á eftir annarri.
Margar innspýtingar í inntakshögginu hafa þann kost að blöndun lofts og eldsneytis er ákjósanleg. Háþrýstingurinn veldur því að eldsneytisdroparnir verða ofurfínt úðaðir þannig að þeir blandast enn betur við loftið. Allt að 8 inndælingar geta átt sér stað meðan á inntökuslagi stendur. Þetta hefur jákvæðar afleiðingar fyrir eldsneytisnotkun, afl og útblástur.

Inndælingaraðferðir bein innspýting:
Inndælingaraðferðin með beinni inndælingu hefur mismunandi afbrigði: veggstýrð, loftstýrð og þotastýrð (sjá myndirnar hér að neðan). Við þessar aðstæður er lagskipt brunaferli. Þetta á ekki við í öllum rekstrarskilyrðum.

Veggstýrt: Stimpillinn leiðir eldsneytisskýið að kerti. Fjarlægðin milli kerti og inndælingartækis er stór. Notað á GDI og HPI vélar.
Loftstýrt: Lofthreyfingin færir eldsneytisskýið að kerti. Fjarlægðin milli kerti og inndælingartækis er stór. Notað á FSI og JTS vélar.
Þotustýrð: Kveikjan er staðsett við jaðar eldsneytisskýsins. Fjarlægðin milli inndælingartækisins og kerti er lítil. Notað á BMW vélar.

Eins og áður hefur komið fram hafa bensínvélar með beinni innspýtingu ekki lagskipt bruna við allar rekstraraðstæður. Vélar með þotstýrðri beinni innspýtingu geta keyrt í áföngum á hlutahleðslu. Lagskipt brunaferli þýðir að ýmis loftlög eru í brennslurýminu. Nálægt kertinum er lambdagildið 1. Lengra í burtu verður lambdagildið hærra (smyngra, svo meira loft). Þetta loft gefur einangrandi loftlag. Í lagskiptu ferli er inndælingartíminn síðari en í einsleita ferlinu. Með hjálp lagskiptrar innspýtingar er hægt að opna inngjöfarlokann að fullu, þannig að hann kæfir loftið minna. Vegna þess að loftið sem sogað er er tæmt mætir það minni mótstöðu og því er auðveldara að soga það inn. Vegna þess að lambdagildið í brunarýminu með lagskiptri innspýtingu er minna en 1 vegna einangrandi loftlagsins veldur það engum vandamálum við bruna. Á meðan á lagskiptingunni stendur minnkar eldsneytisnotkun.

Með einsleitri blöndu er lambdagildið alls staðar 1. Þetta þýðir að í bensínvél er hlutfall lofts og eldsneytis 14,7:1 (14,7 kg af lofti með 1 kg af eldsneyti). Hver mótor getur gengið einsleitt. Ef auðgun á sér stað lækkar lambdagildið og ef blandan er grennri eykst lambdagildið:

<1 = Ríkur
>1 = Lélegt

Vél mun alltaf sveiflast á milli ríkra og grannra til að halda hvarfakútnum í lagi. The lambdaskynjari sendir gögnin til vélstjórnarkerfisins.

Við fullt álag gengur mótorinn alltaf einsleitt. Þetta gefur hærra tog en með lagskiptu ferli. Ef vélin gengur einsleitt er eldsneytinu sprautað snemma. Vélin gengur einnig einsleitt þegar ekið er í burtu úr kyrrstöðu. Það er þá hærra starttog en ef vélin færi í lagskipt.

Einkennandi ferillinn hér að neðan sýnir notkunaraðstæður á mismunandi hraða miðað við brennsluþrýstingur, með og án notkunar EGR.

Tvöföld innspýting:
VAG hópurinn notar bensínvélar með tvöföldum innspýtingum til að uppfylla gildandi útblástursstaðla. Í vélum með tvöföldum innspýtingu eru tvö eldsneytisinnsprautunarkerfi: lágþrýstikerfi og háþrýstikerfi.

Lágþrýstingskerfið inniheldur MPI inndælingartæki sem hafa verið notuð í áratugi. MPI inndælingarnar eru festar í inntaksgreinina og sprauta inn í inntaksventilinn við þrýstinginn 4 til 5 bör;
Háþrýstikerfið inniheldur háþrýstisprautur sem sprauta beint inn í brunahólfið með innspýtingarþrýstingi að hámarki 150 til 200 bör.

Vélarstjórnunarkerfið ákvarðar hvaða inndælingartæki er stjórnað.

Eftirfarandi mynd sýnir þverskurð af strokkhausnum með eldsneytiskerfunum tveimur.

MPI innspýtingin býður upp á betri blöndun lofts og eldsneytis. Beinu inndælingarnar eru notaðar í lausagangi og fullu álagi. Með beinni inndælingu næst betri kæling sem gerir hærra þjöppunarhlutfall mögulegt. Hins vegar er blöndun lofts og eldsneytis ekki ákjósanleg. Þetta veldur meiri sótlosun. Af þessum sökum eru vélar með beinni innspýtingu nú á dögum búnar agnasíu. Þetta er ekki vandamál með tvöfalda inndælingu. „Breytileg þumlakerfi“, skammstafað VTS, er útgáfa af breytilegu inntaksgreini sem veitir betra loftflæði. „Þumalinn“ er loftflæði sem myndast í hringiðu þegar það fer inn í strokkinn. Lofthringurinn er nauðsynlegur til að blanda eldsneyti frá MPI inndælingartækinu rétt við loftið.

Tvöföld innspýting ásamt VTS tryggir betri útblástur. Aukakostur er að inntaksventillinn er hreinsaður með MPI inndælingartækinu. Vélar með beinni innspýtingu þjást oft af óhreinum inntaksvegi (inntaksgrein og inntakslokum), sem veldur vandamálum eins og takmörkuðu lofti. Í öfgakenndum atburðarás verður inntakið svo stíflað að inntaksventillinn getur ekki lengur lokað almennilega á strokkahausnum og brennur á endanum vegna þess að hann getur ekki dreift hita nægilega.

Vitað er að sömu vélar í Bandaríkjunum eru eingöngu búnar beinni innspýtingu fyrir VAG vélarnar með tvöfaldri innspýtingu. Inntaksgreinin er lokuð. Þetta er vegna þess að þegar þetta er skrifað eru umhverfiskröfur strangari í Evrópu en í Bandaríkjunum og framleiðandinn útvegar ekki vélar fyrir markaði þar sem útblástursstaðlar eru vægari með svo dýrum kerfum af kostnaðarástæðum.

Mæling á spennu- og straumeiginleikum á fjölpunkta inndælingartæki:
Sveiflusjáin getur aðeins mælt spennu. Hægt er að tengja mælisnúrur samhliða yfir rafmagnsíhlutina. Ekki er hægt að mæla straum í röð. Hægt er að mæla strauminn með því að nota inductive straumklemma. Hallskynjararnir í straumklemmunni mæla segulsviðið og breyta því í spennu. Hægt er að mæla spennuna með sveiflusjánni. Í þessu tilviki er umbreytistuðull 10 mv á amper; Fyrir hver 0,010 volt sem straumklefan sendir frá sér er hægt að breyta þessu í 1 A.

Eftirfarandi umfangsmynd sýnir spennu- og straumsnið rafseguldælingartækis.

Rauður: spennuhalli;
Gulur: straumflæði.

Í hvíld er spennan 14 volt. Það er nú enginn spennumunur á klóinu þannig að enginn straumur flæðir. ECU tengir einn vír við jörðu til að stjórna inndælingartækinu. Spennamunurinn veldur því að straumur flæðir í gegnum spóluna.

Gula línan gefur til kynna straumflæðið: um leið og spennan fer niður í 0 volt byrjar straumuppbyggingin. Það tekur tíma að hlaða spóluna. Straumurinn eykst ekki meira en um það bil 0,9 A. Á miðri leið í gegnum straumuppbygginguna sjáum við sveigju í línunni: þetta er augnablikið þegar nægur segulmagn hefur safnast upp til að lyfta nálinni úr sæti sínu. Inndælingartækið byrjar að sprauta.

ECU slítur jarðtengingu til að stöðva stjórn. Afgangsorkan í spólunni gefur innleiðsluspennu upp á um það bil 60 volt. Inndælingartækið hættir að sprauta sig vegna þess að gormurinn þrýstir nálinni aftur í sætið. Þetta sést á umfangsmyndinni með högginu í spennumerkinu.

Ef vélin gengur óreglulega og strokka bilar getur það stafað af ýmsum orsökum:

Enginn eða lélegur neisti vegna bilaðs kerti, kertasnúru eða kveikjuspólu;
Takmörkun á eldsneytisgjöf vegna stífluðs eldsneytissíu, bilaðs þrýstijafnara, vandamál með eldsneytisdælu eða inndælingartæki;
Þjöppunartap vegna vandamála með stimplahringina, gallaða höfuðþéttingu eða ventlaþéttingum.

Meðan á greiningu stendur er hægt að nota umfang til að athuga hvort inndælingartækin virki enn sem skyldi. Í upphafi þessa kafla voru sýndar mælingar þar sem engin bilun var. Bláar línur sýna sem dæmi hvernig spennu- og straumsnið bilaðs inndælingartækis myndi líta út.

Ef stjórn á inndælingartækinu er rétt, en engar beygjur sjást á spennu- og straummyndinni, má draga þá ályktun að inndælingarnálin hreyfist ekki. Vegna þess að inndælingartæki eins strokks virkar ekki rétt og hinir inndælingartækin virka rétt, er auðvelt að bera myndir af mismunandi inndælingartækjum saman við hvert annað.

Ef þú bankar varlega á inndælingartækið getur inndælingarnálin losnað. Í því tilviki mun vélin strax ganga hljóðlátari og beygjurnar sjást aftur á sjónaukanum. Þetta tryggir þó ekki varanlega lausn; miklar líkur eru á að vandamálið komi aftur innan skamms tíma. Nauðsynlegt er að skipta um viðkomandi inndælingartæki.

Nálin í inndælingartækinu opnast aðeins eftir að spólan hefur verið nægilega hlaðin. Þar af leiðandi sprautar inndælingartækið ekki eldsneyti strax þegar ECU fer að stjórna því. Eftir að virkjuninni er lokið þrýstir fjöðurinn inndælingarnálinni á sæti sitt. Þetta tekur líka tíma. Stýringartíminn er venjulega ekki jafn inndælingartíminn. Eftirfarandi mynd sýnir spennu- og straumferil sama inndælingartækis og að ofan, en með auknum hraða.

Upphaf stjórna: ECU skiptir stjórnvírnum í jörð. Straumur rennur í gegnum spóluna til að opna hana. Beygjan í flæðimynstrinu gefur til kynna augnablikið þegar inndælingarnálin opnast. Straumurinn eykst þá aðeins og helst því stöðugur. Inndælingarnálin er áfram opin.
Stýringarlok: Eins og áður hefur verið lýst, þekkjum við augnablikið þegar inndælingarnálinni er lokað með högginu á spennumyndinni.

Stýringin tekur 4 ms, en raunverulegur inndælingartími er 3 ms. Við köllum muninn á þessu „töf“, þýtt á hollensku sem „töf“. ECU stjórnar því inndælingartækinu í 4 ms til að leyfa henni að sprauta í 3 ms.

Innspýtingartími miðað við stöðu sveifarásar:
Hægt er að skoða inndælingarstundina með sveiflusjá. Rás A (rauð) er á jarðvír inndælingartækis og rás B (gul) er á inndælingarvír stöðuskynjari sveifarásar tengdur. Á meðan vélin er í gangi getum við notað þessa svigrúmsmynd til að ákvarða innspýtingartíma og innspýtingartíma.

Umfangsmyndin var tekin á lausagangi. Rauða spennumyndin sýnir opnun og lokun inndælingartækisins (sjá kaflann: Mæling á spennu og straumeiginleikum á fjölpunkta inndælingartæki). Á tímanum -2,860 ms byrjar stjórnin; spennan frá 12 voltum lækkar í 0 volt. Þetta er punkturinn þar sem inndælingarspólan er jarðtengd og straumur flæðir. Stýringu inndælingartækis lýkur þegar rauða línan hækkar aftur. Vegna orkunnar sem safnast upp í spólunni myndast innleiðsluspenna sem er meira en 60 volt. Þá lækkar spennan smám saman niður í 12 volt; hér er aftur slökkt á inndælingartækinu.

Rauða riðspennan kemur frá inductive stöðuskynjari sveifarásar. Í hvert sinn sem tennur högghjólsins snúast framhjá sveifarássskynjaranum myndast sinusoidal riðspenna. Í högghjólinu eru 60 tennur, þar af 2 hafa verið malaðar í burtu. Slítu tennurnar tvær mynda viðmiðunarpunktinn þar sem vélstjórnunarkerfið greinir að stimplar strokka 1 og 4 eru á milli 90⁰ og 120⁰ á undan TDC (efri dauðu miðju). Eftir að tönnin sem vantar hefur verið viðurkennd hefur vélstjórnunarkerfið tíma til að (hugsanlega ásamt kambásskynjara) til að ákvarða rétta innspýtingu og kveikjustund og til að virkja inndælingartækið og kveikjuspóluna áður en stimpillinn er á TDC.

Umfangsmyndin sýnir hvenær inndælingin hefst; innspýting hefst með fjórða púlsinum frá sveifarássskynjaranum. Miðað við að það séu 60 - 2 tennur, eftir hverja 6⁰ snúning á sveifarásinni (360⁰ fyrir 1 snúning / 60 tennur) fer innspýtingin 24 gráður á eftir viðmiðunarpunktinum. Tönnin sem vantar er 90⁰ fyrir TDC, þannig að inndælingin byrjar (90⁰ – 24⁰) = 66⁰ á undan TDC.
Með auknum hraða upp á 2000 snúninga á mínútu eru púlsarnir á inductive sveifarássnemanum nær saman. Tíðni þessa merkis er þýdd í hraða af vélstjórnarkerfinu. Það fer eftir hraðanum, álagið (mælt með MAP skynjari) og hitastig af inntakslofti og kælivökva er nauðsynlegur inndælingartími ákveðinn. Inndælingartíminn á sér stað fyrr og inndælingartækið er á jörðu niðri í lengri tíma: inndælingartækið sprautar fyrr og lengur.

Frá upphafi virkjunar að kveikjupunkti (ör á hæð þegar slökkt er á inndælingartækinu) er virkjunartíminn um það bil 5,2 ms. Tíminn sem inndælingartækið er virkjað er ekki jafn og raunverulega inndælinguna (sjá fyrri málsgrein).

Í eftirfarandi umfangsmynd er innleiðandi sveifarássmerkið sýnt í rauðu og inndælingarmerkið er sýnt með gulu. Þegar hraðinn er aukinn í um það bil 3000 snúninga á mínútu má sjá tvær inndælingarstýringar. Það sést vel að eldsneytisinnspýting á strokk 1 á sér stað með annarri hverri snúningi sveifaráss.

Núverandi takmörkun í ECU:
Eins og mælingarnar sýndu í kaflanum „Mæling á spennu og straumi á fjölpunkta inndælingartæki“ er töf á milli þess að virkja og opna inndælingarnálina í raun. Í þessu tilfelli tekur það 1,5 ms að opna.
Inndælingarnálin myndi opnast hraðar ef straumurinn í gegnum spóluna ykist hraðar. Straumurinn fer eftir viðnám spólunnar: því lægra sem viðnámið er, því hraðar verður straumuppbyggingin. Háviðnámssprauturnar sem notaðar eru í vél mælinga hafa 16 Ohm viðnám. Við 14 volta spennu um borð mun lítill straumur flæða:

Straumurinn er nægur til að opna inndælingarnálina, en ekki of hár þannig að hún yrði of heit vegna of mikils afls:

Þar sem aðeins lítið afl er byggt upp er ekki nauðsynlegt að nota straumstýringu. Þetta væri nauðsynlegt með lágviðnámssprautum.

Lágviðnámssprautur hafa þann kost að straumuppbyggingin eykst hratt frá upphafi. Þetta leiðir til þess að inndælingarnálin opnast hratt, svo lítil töf.
Lág ohm inndælingartæki hafa um það bil 2,8 ohm viðnám. Lítið viðnám veldur því að mikill straumur flæðir:

Aflið eykst einnig verulega:

Orkunotkunin er næstum sjö sinnum meiri en með háviðnámssprautunum. Ef straumurinn eykst of mikið myndast hiti í inndælingum og í úttaksþrepi stjórnbúnaðarins. Til að takmarka strauminn er kveikt og slökkt á spennunni nokkrum sinnum á stuttum tíma. Eftir að inndælingarnálin er opnuð þarf litla orku til að halda nálinni opinni. Straumurinn minnkar við að kveikja og slökkva á. Þessa framvindu má sjá á sviðsmyndinni.

Ákvörðun á nauðsynlegu magni eldsneytis:
Framleiðandinn hefur ákvarðað nauðsynlegt magn af eldsneyti á ýmsum einkennandi sviðum sem eru geymd í ROM minni ECU. Það vélstjórnarkerfi les úr þessum töflum hversu mikið eldsneyti þarf án leiðréttinga. Þetta fer auðvitað eftir snúningshraða vélarinnar, hitastigi og álagi. Mikilvægustu færibreyturnar til að ákvarða rétt eldsneytismagn eru útskýrðar í þessum kafla sem VE töflu og AFR töflu.

VE borð:
VE taflan sýnir rúmmálsnýtni og loft/eldsneytishlutfall við hvern snúningshraða hreyfils og þrýsting á inntaksgreinum. Rúmmálsnýtni er hlutfallið á milli mældu loftmagns sem fyllir strokkana og magns lofts sem myndi fylla strokkinn í kyrrstöðu, allt eftir snúningshraða vélarinnar og þrýstingi inntaksgreinarinnar. Gildin í töflunni eru notuð af ECU til að ákvarða núverandi loftmassa og þar með fyllingarstigið. Þessi gögn eru notuð til að reikna út magn eldsneytis sem á að sprauta.

Þessi fræðilega nálgun er frábrugðin raunveruleikanum. Ekki hefur enn verið tekið tillit til vélaforskrifta hér. Skoðum ventlamyndina (skörun ventils, eða hugsanlega breytileg ventlatíma), loftmótstöðu í inntaksrásinni osfrv. Þess vegna er leiðréttingarstuðull beitt sem gefur frávik frá línulegu sambandi. Leiðréttingarstuðullinn er sýndur á myndinni hér að ofan með strikuðu línunni. Ferillinn gefur til kynna að hve miklu leyti línulegt samband er rétt. Við 60 kPa þrýsting er frávikið um það bil 50% frá línunni sem sýnir línulegt samband. Leiðréttingarstuðulinn er hægt að mynda í prósentu.

Í VE töflu gefur hver reiti til kynna hlutfallið sem tengist undirþrýstingnum miðað við hraðann. Þetta hlutfall verður hæst á þeim hraða sem togið er hæst á. Enda er vélin hagkvæmust þar því vélin fyllir best.

Gildin í VE og AFR töflunum síðar í þessum kafla eru fengin af tog- og aflferli 1.8 20v vélar úr VW Golf.

Myndirnar hér að neðan sýna VE töfluna sem útfyllingartöflu og þrívíddarmyndina sem er búin til með því að nota tog- og aflferilinn í „TunerStudio“ forritinu. Þetta forrit er aðallega notað til að útvega hugbúnað fyrir forritanlegan ECU eins og MegaSquirt eða Speeduino. Fyrir frekari upplýsingar: sjá síðurnar um það MegaSquirt verkefni.
Lóðrétti ásinn sýnir MAP (Manifold Air Pressure) frá 15 kPa (mikill undirþrýstingur) til 100 kPa (útiloftþrýstingur). MAP sýnir álag vélarinnar. Lárétti ásinn gefur til kynna snúningshraða vélarinnar á milli lausagangs og hámarks hreyfils.
Hólf í VE töflunni sýna áfyllingarstig vélarinnar. Með öðrum orðum; hversu duglegur vélin er við ákveðinn hraða og álag. Vélin er skilvirkust í kringum þann hraða þar sem togið er hæst (um 4200 snúninga á mínútu); hlutfallstölurnar eru hæstar hér. Þetta er þar sem vélin „fyllir“ best. Að beita tækni sem eykur áfyllingarstigið, eins og breytilegum ventlatíma, inntaksgreinum aðlögun eða að nota túrbó, mun gagnast prósentunum.

AFR tafla:
Nauðsynleg samsetning lofts/eldsneytis er skráð í AFR töflu. AFR er skammstöfun á „Air Fuel Ratio“. Við stoichiometrískt blöndunarhlutfall (lambda = 1) þarf 14,7 kg af lofti til að brenna 1 kg af bensíni. Stoichiometric blanda er ekki æskileg í öllum aðstæðum.

Mögnuð blanda gagnast eldsneytisnotkun;
Rík blanda leyfir meiri kraft.

Þegar vélin þarf að skila meira afli (P) á sér stað auðgun. Ríkari blanda veitir einnig kælingu. Auðgun upp í λ = 0,8 þýðir að blöndunarhlutfall (AFR) er 11,76 kg af lofti á móti 1 kg af bensíni. Þannig að það er minna loft í boði til að brenna 1 kg af eldsneyti en með stoichiometric blöndu. Mögnuð blanda gefur hins vegar betri eldsneytisnotkun (be) en gefur meiri möguleika á að banka. Að auðga eða stækka blönduna verður alltaf að vera innan brunamarka.

Í lausagangi er hraðinn á milli 600 og 900 snúninga á mínútu. Gasventillinn er næstum alveg lokaður og undirþrýstingurinn er hár: hann er á milli 25 og 40 kPa. Blandan er stoichiometric (14,7:1) á þessu hraðasviði.
Þegar um hlutahleðslu er að ræða mun snúningshraði vélarinnar hafa aukist í 4200 snúninga á mínútu. Inngjöfarventillinn er opnaður frekar þannig að lofttæmið í inntaksgreininni fer niður í 40 – 75 kPa. Þegar vélarálagið eykst minnkar undirþrýstingurinn; auðgun á sér stað (AFR 13:1). Möguleg blanda er möguleg við lágt vélarálag. Við fullt álag er inngjöfin alveg opin. Undirþrýstingur fellur niður í 100 kPa (loftþrýstingur að utan) og hámarks auðgun á sér stað (12,5:1).

Lambdagildið hefur ekki aðeins áhrif á afl og eldsneytiseyðslu heldur einnig á útblástur. Ríkari blanda tryggir lægra NOx innihald, en einnig meiri CO og HC losun. Með magrari blöndu eru eldsneytisagnirnar lengra í sundur þannig að brennslan er ekki lengur ákjósanleg; með þeim afleiðingum að HC losun eykst einnig.
Þegar hvati er notaður er æskilegt að tryggja að inndælingin skiptist stöðugt á milli ríkra og magra. Í ríkri blöndu myndast CO vegna súrefnisskorts, sem hvatinn dregur úr NOx. Mörg blanda inniheldur ofgnótt af súrefni sem oxar CO og HC.

Stjórneiningin ákvarðar hversu miklu eldsneyti á að sprauta. Í fyrsta lagi eru helstu innspýtingargögn lesin úr einkennandi sviðum. Gildin úr VE og AFR töflunum, meðal annars, eru innifalin í útreikningi á inndælingarmagni. Einnig er tekið tillit til eftirfarandi gilda sem ákvarðað er af framleiðanda:

auðgun eftir kælivökva og hitastigi inntakslofts;
skammtíma hröðunarauðgun þegar (fljótt) opnað er fyrir inngjöfina;
leiðréttingu vegna breytileika í spennu um borð.

Auk þessara ákveðnu gilda er vandlega tekið tillit til þeirra spennu sem lambdaskynjarinn sendir til stýrieiningarinnar. Þessar spennur eru háðar súrefnisinnihaldi í útblástursloftunum. Þetta er breytilegur þáttur sem breytist stöðugt. Inntak þessara skynjaraspenna er nefnt svokallað „eldsneytisklippingar" felld inn.

Hvernig gildi VE og AFR töflunnar og annarra nefndra stillinga eru ákvörðuð er lýst á síðum framkvæmda MegaSquirt verkefni.

Tengdar síður: