Mga Paksa:
- Hindi direkta at direktang iniksyon
- Kontrol ng presyon ng gasolina na may hindi direktang iniksyon
- Multipoint na diskarte sa pag-iniksyon
- Electromagnetic Injector (MPI)
- Piezo injector (DI)
- Mga diskarte sa pag-iniksyon ng direktang iniksyon
- Dobleng iniksyon
- Pagsukat ng boltahe at kasalukuyang mga katangian sa isang multipoint injector
- Timing ng iniksyon na may kaugnayan sa posisyon ng crankshaft
- Kasalukuyang limitasyon ng ECU
- Pagpapasiya ng kinakailangang halaga ng gasolina
- VE table
- AFR table
Hindi direkta at direktang iniksyon:
Ang mga uri ng mga sistema ng pag-iniksyon ng isang makina ng gasolina ay nahahati sa hindi direktang iniksyon para sa balbula ng throttle, hindi direktang iniksyon bawat silindro at direktang iniksyon na may mataas na presyon. Ipinapaliwanag ng mga talata sa pahinang ito ang iba't ibang sistema ng pag-iniksyon na ito.
Hindi direktang iniksyon:
May injector sa harap ng throttle valve. Ang gasolina ay ini-spray laban sa throttle valve, kung saan ito ay humahalo sa hangin na dumadaloy. Ang pangunahing kawalan ay walang tumpak na dosis ng gasolina bawat silindro; ang isang silindro ay palaging nakakakuha ng kaunti o mas kaunti kaysa sa isa. Ang sistema ay samakatuwid ay hindi adjustable at samakatuwid ay hindi na ginagamit patungkol sa mga kinakailangan sa kapaligiran. Ang sistemang ito ay tinatawag ding central injection (Monopoint).
Hindi direktang iniksyon:
Ang bawat silindro ay may sariling injector. Ang injector ay nag-inject ng gasolina sa intake valve. Tinitiyak din ng dumadaloy na hangin na dumaraan ang paghahalo sa sistemang ito bago pumasok ang pinaghalong hangin-gasolina sa silid ng pagkasunog. Ang kalamangan sa hindi direktang iniksyon ay ang dami ng gasolina ay makokontrol nang mas tumpak. Ang sistemang ito ay tinatawag ding MPI (MultiPoint Injection) o PFI (Port Fuel Injection).
Direktang iniksyon:
Ang mga injector para sa DI (Direct Injection) o DISI (Direct Injection Spark Ignition) ay matatagpuan sa tabi ng spark plug, sa tuktok ng combustion chamber. Ang gasolina ay itinuturok sa pamamagitan ng injector na ito sa mataas na presyon na humigit-kumulang 200 bar sa panahon ng intake stroke. Ang mga pangunahing bentahe ng sistemang ito ay ang dami ng gasolina ay maaaring maisaayos nang mas tumpak, na ang mga iniksyon ay maaaring gawin ng ilang beses sa panahon ng intake stroke at na ang air-fuel mixture ay mas malamig. Ginagawa nitong posible para sa mga tagagawa na taasan ang ratio ng compression ng engine. Ang injector ay maaaring idisenyo bilang piezo o magnetic coil injector.
Ang DI ay nangangailangan ng mas mataas na presyon ng iniksyon kaysa sa MPI / PFI, dahil ang iniksyon ay nagaganap sa panahon ng compression stroke; ang gasolina ay dapat na sapat na atomized habang ang hangin sa silindro ay naka-compress. Kaya naman ang DI ay may hiwalay na high-pressure pump. Ang high-pressure pump ay nagtatayo ng fuel pressure sa fuel gallery. Ang mga injector ay nakakabit sa fuel gallery na ito na may mga tubo. Sa sandaling magpadala ang pamamahala ng engine ng signal sa injector, ito ay magbubukas at magsasara sa nais na oras.
Ang mga pakinabang ng DI kumpara sa PFI ay kinabibilangan ng:
- Mas tumpak na iniksyon;
- Posible ang maramihang mga iniksyon;
- Ang oras ng iniksyon ay maaaring iakma;
- Posible ang mas mataas na epektibong presyon sa itaas ng piston (sa gayo'y pinapagana ang pagbabawas ng laki na may mas mataas na ratio ng compression);
- Mas mababang pagkonsumo ng gasolina, mas mababang CO2 emissions.
Ang mga disadvantages ay kinabibilangan ng:
- Mas mataas na gastos sa system dahil sa isang high-pressure fuel pump, advanced na mga injector, mas kumplikadong cylinder head;
- Tumaas ang mga emisyon ng uling (PM emissions);
- Ang direktang iniksyon sa combustion chamber ay nagbibigay ng paglamig sa halip na init na kinakailangan para sa pagsingaw ng gasolina.
Ang isang dual injection engine ay gumagamit ng mga pakinabang ng parehong mga sistema. Ang direkta at hindi direktang iniksyon ay maaaring ilipat depende sa mga kondisyon ng operating. Ang operasyon at aplikasyon ng double injection ay inilarawan sa talata ng parehong pangalan sa pahinang ito.
Kontrol ng presyon ng gasolina na may hindi direktang iniksyon:
Ang patuloy na presyon ng gasolina ay isang kinakailangan para sa tumpak na pagkontrol sa iniksyon ng gasolina. Ang fuel pressure (rail pressure) ay nasa itaas ng injector at ang intake manifold pressure ay nasa ibaba. Ang presyon sa intake manifold ay nag-iiba sa iba't ibang karga ng engine at, nang walang pressure regulator, ay makakaimpluwensya sa pagkakaiba ng presyon ng gasolina at samakatuwid ang dami ng iniksyon. Para sa kadahilanang iyon, gumagamit kami ng regulator ng presyon ng gasolina. Sa seksyong ito, susuriin natin ang pagpapatakbo at layunin ng controller na ito.
Ang larawan sa ibaba ay nagpapakita ng mga bahagi ng isang indirect injection na gasoline engine na may multipoint injection. Tinitingnan namin ang daloy ng gasolina mula sa bomba sa tangke hanggang sa injector.
Kapag kinokontrol ng ECU ang fuel pump relay, gumagana ang pump. Ang bomba ay sumisipsip ng gasolina mula sa pinakamababang posibleng bahagi ng tangke ng gasolina at pinipilit ang daloy ng gasolina patungo sa filter ng gasolina. Ang mga particle ng dumi sa gasolina ay nananatili sa materyal ng filter. Ang na-filter na gasolina ay darating sa gallery ng gasolina. Sa karamihan ng mga kaso ang fuel gallery ay direktang naka-mount sa injector inlet.
Mayroong pare-pareho ang presyon sa gallery ng gasolina: kapag ang injector ay kontrolado ng ECU (tingnan ang asul na kawad) ang injector ay bumukas at ang gasolina ay ini-inject sa intake manifold papunta sa bukas na intake valve. Ang dami ng iniksyon na gasolina ay depende sa:
- ang oras ng pag-iniksyon (tinutukoy ng ECU sa pamamagitan ng pagpapahaba o pagpapaikli ng signal ng iniksyon);
- ang presyon ng gasolina (na may oras ng pag-iniksyon na 2 millisecond, ang injector ay mag-iiniksyon ng higit sa nakalkula ng ECU kung ang presyon ng gasolina ay masyadong mataas).
Ang presyon ng gasolina sa gallery ng gasolina (tinatawag din na presyon ng tren) ay nababagay batay sa pagkarga ng makina. Tatalakayin natin ito nang mas detalyado sa susunod na seksyon.
Nang hindi gumagamit ng isang regulator ng presyon, lumitaw ang mga sumusunod na sitwasyon:
- Sa idling speed, ang mas mataas na vacuum (i.e. mababang air pressure) sa intake manifold ay magbubunga ng hindi kanais-nais na mas mataas na presyon ng gasolina;
- Kapag bumibilis, may mas kaunti o halos walang anumang vacuum (buong pagkarga) at bababa ang presyon ng gasolina, habang ninanais ang mas mataas na presyon ng gasolina.
Ang fuel pressure regulator ay nagpapataas o nagpapababa sa presyon ng gasolina sa gallery ng gasolina batay sa presyon ng hangin sa intake manifold. Maaari nating ituring ang regulator ng presyon ng gasolina bilang isang dynamic na balbula, na nagbibigay-daan sa isang pagbubukas sa pagitan ng linya ng supply mula sa fuel pump at ng linya ng pagbabalik.
Sa kanan ay nakikita natin ang isang fuel pressure diagram kung saan ang relatibong pagkakaiba ng presyon sa lahat ng kondisyon (idle, part load at full load) ay 4 bar salamat sa pressure regulator.
Ang paliwanag sa ibaba ay tumutukoy sa mga larawang nagpapakita ng pressure regulator sa sitwasyong wala at may vacuum. Sa kanan ay isang regulator ng presyon ng gasolina mula sa Bosch, na ginagamit ng ilang mga tagagawa ng kotse.
Walang vacuum (kaliwa):
Ang regulator ng presyon ay sarado sa pahinga: pinindot ng spring ang diaphragm na sarado, na pumipigil sa ibinibigay na gasolina na maabot ang linya ng pagbabalik.
May vacuum (gitna):
Kapag ang presyon sa itaas ng diaphragm ay nabawasan, ang fuel pressure sa supply side ay nagtutulak sa diaphragm pataas laban sa spring force. Ang isang pagbubukas ay nilikha kung saan ang ibinibigay na gasolina ay pinatuyo sa pamamagitan ng linya ng pagbabalik sa tangke ng gasolina.
Multipoint na diskarte sa pag-iniksyon:
Sa (hindi direktang) multipoint injection, tatlong magkakaibang paraan ng pag-iniksyon ang ginagamit:
- Sabay-sabay: ang pag-iniksyon ay nagaganap sa parehong oras sa lahat ng mga cylinder.
- Grupo: ang iniksyon ay nagaganap bawat grupo; may pagkakaiba sa pagitan ng isa o higit pang mga grupo.
- Sequential: Ang bawat injector ay kinokontrol nang hiwalay at samakatuwid ay may sariling sandali ng pag-iniksyon.
Ang sistema ng pamamahala ng engine sa figure sa ibaba ay naglalarawan ng isang iniksyon ng grupo. Ang mga injector ng cylinders 1 at 2 ay may isang karaniwang power supply (pula) at parehong konektado sa lupa sa parehong oras (berde). Ang mga injector ng mga cylinder 3 at 4 ay pareho, ngunit kinokontrol nang hiwalay mula sa mga cylinder 1 at 2.
Electromagnetic Injector (MPI):
Ang electromagnetic injector ay ginagamit sa maraming petrol engine na hindi gumagamit ng (direktang) high-pressure injection na may hiwalay na high-pressure pump. Ang gasolina ay nasa ilalim ng pare-parehong presyon ng 1 bar sa pasukan ng injector. Ang presyon ng gasolina ay ibinibigay ng fuel pump sa tangke. Sa multipoint injection (ito ay inilarawan sa ibang pagkakataon sa pahina), ang bawat silindro ay may sariling injector. Ang injector na ito ay naka-mount sa intake manifold at nag-iinject ng gasolina na may presyon na hanggang 6 bar bago bumukas ang balbula. Ang gasolina pagkatapos ay may sapat na oras, kapag ang intake valve ay nagsimulang magbukas, upang makihalubilo sa lahat ng oxygen (ipinahiwatig sa figure bilang madilim na asul na arrow) na dumadaloy sa silindro.
Tinitingnan ng engine control unit ang posisyon ng crankshaft para i-regulate ang timing ng injection at timing ng ignition. Batay sa ilang mga kadahilanan (engine at ambient temperature, load, speed, atbp., ito ay magbibigay ng signal sa injector sa tamang oras para buksan. Ang plug ng injector na ito ay naglalaman ng dalawang wire. Ang isang wire ay may constant plus na humigit-kumulang 14 volts. Ang isa pang wire ay konektado sa ground ng ECU upang payagan ang kasalukuyang dumaloy sa injector coil. Kapag ang coil ay sapat na na-charge, ang injector needle ay bubukas laban sa spring force. Kapag ang control ay huminto, ang isang spring compresses ang injector needle pabalik . Pagkatapos ay isinara ang supply ng gasolina. Kapag huminto ang kontrol, ang coil ay naka-charge pa rin sa kuryente. Ang enerhiya sa coil ay bumubuo ng isang induction peak, na maaaring maobserbahan sa oscilloscope. Ang induction boltahe ay panandalian sa paligid ng 60 volts.
Ang mga injector na ito ay binibigyan ng gasolina ng fuel rail (tinatawag ding fuel gallery). Ang boost pump sa tangke ng gasolina ay nagbibigay ng presyon sa riles ng gasolina. Ang presyon ng gasolina sa riles ay pare-pareho (approx. 4 bar). Dahil ang presyon ay napakababa, ang mga injector ay nakakabit sa isang locking clip at isang O-ring para sa sealing. Lalo na sa mas lumang mga kotse kung saan ang sistema ay lansag, ito ay matalino upang palitan ang O-rings bago i-install.
Ang pabahay ng isang injector ay karaniwang gawa sa plastik. Sa tuktok ng pabahay nakita namin ang koneksyon ng plug, na panloob na konektado sa likid. May rubber O-ring sa itaas kung saan dumudulas ang fuel gallery. Ang mga O-ring o Teflon sealing ring ay matatagpuan sa ibaba. Pangunahing ginagamit ang O-ring sa mga MPI injector na may low-pressure injection, habang ang Teflon ring ay makikita sa mga engine na may high-pressure injection, gaya ng FSI engine.
Ang coil ay sugat sa paligid ng core ng injector. Sa nakalakip na larawan ang coil ay naka-highlight sa pula. Sa gitna ng injector, nasa loob din ng coil, ay isang plunger. Ang plunger na ito ay may mekanikal na pagkabit sa karayom. Sa itaas ng plunger ay isang bukal na humahawak sa plunger at sa gayon ang karayom sa upuan nito, na nagsasara ng pagbubukas ng iniksyon.
Sa pamamahinga, ang boltahe sa parehong mga terminal ng coil ay humigit-kumulang 14 volts na may paggalang sa lupa. Upang i-prime ang injector, ang engine ECU ay nagbibigay ng isang bahagi ng coil na may ground, habang ang kabilang panig ay tumatanggap ng positibong boltahe. Sa puntong iyon, ang kasalukuyang ay nagsisimulang dumaloy sa coil, na nagreresulta sa pagbuo ng isang magnetic field. Hinihila ng magnetic field na ito ang plunger at sa gayon ay pataas ang injection needle.
Kapag kailangang ihinto ang pag-iniksyon, dinidiskonekta ng ECU ang lupa, na nagiging sanhi ng pagkawala ng magnetic field. Itinutulak ng spring ang plunger pabalik pababa, na nagiging sanhi ng karayom na patayin ang supply ng gasolina sa combustion chamber.
Ang injector ay karaniwang may maraming openings. Ang mga butas na ito ay napakaliit, upang ang gasolina ay iniksyon mula sa injector patungo sa silid ng pagkasunog bilang isang ambon. Ang mas pinong ambon, mas madali itong sumingaw.
Piezo injector (DI):
Maaaring gamitin ang mga piezo injector sa parehong mga makina ng gasolina at diesel. Ang BMW ay ang unang tatak na gumamit ng teknolohiyang piezo sa mga makina ng petrolyo, ngunit huminto sa paggawa nito sa mga mas bagong makina.
Ang piezo injector ay bahagi ng high-pressure injection. Ang isang hiwalay na high-pressure pump ay nagbibigay ng presyon sa fuel rail. Ang fuel rail na ito ay namamahagi ng gasolina sa lahat ng mga injector (tingnan ang larawan). Dahil sa napakataas na presyon, ginagamit ang mga aluminyo na tubo na may mga glandula. Ang mga glandula (na naka-screw sa pipe at mga injector) ay dapat palaging mahigpit na may tamang puwersa. Nakasaad ito sa manual ng pag-aayos ng nauugnay na makina.
Ang elemento ng piezo sa injector ay may pag-aari ng pagbabago sa haba kapag ang isang positibo o negatibong boltahe ay konektado dito. Ito ay ginagamit sa injector. Sa sandaling ang yunit ng kontrol ng engine ay nagbibigay ng kontrol na boltahe na humigit-kumulang 100 hanggang 150 Volts, ang elemento ng piezo ay lumalawak ng humigit-kumulang 0,03 mm. Ang pagbabago sa haba na ito ay sapat na upang magtatag ng koneksyon sa pagitan ng mataas at mababang presyon ng silid. Magsisimula kaagad ang iniksyon. Ang elemento ng piezo ay maaaring mag-on at mag-off sa loob ng isang libo ng isang segundo. Kasama ang napakataas na presyon ng iniksyon na hanggang 2000 bar, naghahatid ito ng napakabilis at tumpak na mga iniksyon. Ang mga bilis na ito ay nagpapahintulot din sa maramihang mga iniksyon na maganap nang sunud-sunod.
Maramihang mga iniksyon sa panahon ng intake stroke ay may kalamangan na ang paghahalo ng hangin-gasolina ay pinakamainam. Ang mataas na presyon ay nagiging sanhi ng mga patak ng gasolina na maging ultra-finely atomized, upang ang mga ito ay mas mahusay na nahahalo sa hangin. Hanggang 8 iniksyon ang maaaring maganap sa panahon ng intake stroke. Ito ay may mga positibong kahihinatnan para sa pagkonsumo ng gasolina, kapangyarihan at mga emisyon ng tambutso.
Mga diskarte sa pag-iniksyon ng direktang iniksyon:
Ang diskarte sa pag-iniksyon ng direktang iniksyon ay may iba't ibang variant: pinapatnubayan ng pader, ginagabayan ng hangin at ginagabayan ng jet (tingnan ang mga larawan sa ibaba). Sa mga sitwasyong ito mayroong isang layered combustion process. Hindi ito nalalapat sa lahat ng mga kondisyon ng pagpapatakbo.
- Wall guided: Ginagabayan ng piston ang fuel cloud patungo sa spark plug. Malaki ang distansya sa pagitan ng spark plug at injector. Inilapat sa GDI at HPI engine.
- Air guided: Dinadala ng paggalaw ng hangin ang fuel cloud sa spark plug. Malaki ang distansya sa pagitan ng spark plug at injector. Inilapat sa FSI at JTS engine.
- Jet guided: Ang spark plug ay matatagpuan sa gilid ng fuel cloud. Maliit ang distansya sa pagitan ng injector at spark plug. Inilapat sa mga makina ng BMW.
Gaya ng nasabi na, ang mga direct injection na petrol engine ay walang stratified combustion sa lahat ng operating condition. Ang mga makina na may direktang pag-iniksyon na ginagabayan ng jet ay maaaring tumakbo sa mga yugto sa bahagi ng pagkarga. Ang isang layered combustion process ay nangangahulugan na mayroong iba't ibang air layers sa combustion space. Malapit sa spark plug, ang lambda value ay 1. Sa malayo, ang lambda value ay nagiging mas mataas (leaner, kaya mas maraming hangin). Ang hangin na ito ay nagbibigay ng insulating air layer. Sa isang layered na proseso ang oras ng pag-iniksyon ay mas huli kaysa sa homogenous na proseso. Sa tulong ng isang layered injection, ang throttle valve ay maaaring ganap na mabuksan, upang ito ay sumakal sa hangin nang mas kaunti. Dahil ang sinipsip na hangin ay nasira, nakakaranas ito ng mas kaunting pagtutol at samakatuwid ay mas madaling masipsip. Dahil ang lambda value sa combustion space na may layered injection ay mas maliit sa 1 dahil sa insulating air layer, hindi ito nagdudulot ng anumang problema sa combustion. Sa panahon ng proseso ng layering, bumababa ang pagkonsumo ng gasolina.
Sa isang homogenous mixture, ang halaga ng lambda ay 1 sa lahat ng dako. Nangangahulugan ito na sa isang petrol engine ang ratio ng hangin at gasolina ay 14,7:1 (14,7 kg ng hangin na may 1 kg ng gasolina). Ang bawat motor ay maaaring tumakbo nang homogenous. Kung magaganap ang pagpapayaman, bababa ang halaga ng lambda at kung gagawing payat ang halo, tataas ang halaga ng lambda:
<1 = Mayaman
>1 = Mahina
Palaging mag-iiba-iba ang makina sa pagitan ng mayaman at lean para mapanatiling gumagana nang maayos ang catalytic converter. Ang sensor ng lambda nagpapadala ng data sa sistema ng pamamahala ng engine.
Sa buong pagkarga ang motor ay palaging tumatakbo nang homogenous. Nagbibigay ito ng mas mataas na metalikang kuwintas kaysa sa isang layered na proseso. Kung ang makina ay tumatakbo nang homogenous, ang gasolina ay na-injected nang maaga. Ang makina ay tumatakbo rin nang homogenous kapag nagmamaneho palayo sa isang standstill. Mayroong mas mataas na panimulang torque kaysa sa kung ang makina ay tatakbo sa isang layered na paraan.
Ang katangian na curve sa ibaba ay nagpapakita ng mga sitwasyon sa pagpapatakbo sa iba't ibang bilis kumpara sa presyon ng pagkasunog, may at walang paggamit ng EGR.
Dobleng iniksyon:
Gumagamit ang pangkat ng VAG ng mga dual injection na petrol engine upang matugunan ang mga kasalukuyang pamantayan sa paglabas. Sa dual injection engine, mayroong dalawang fuel injection system: isang low-pressure system at isang high-pressure system.
- Ang low-pressure system ay naglalaman ng mga MPI injector na ginamit nang ilang dekada. Ang mga MPI injector ay naka-mount sa intake manifold at ini-inject sa intake valve sa presyon na 4 hanggang 5 bar;
- Ang high-pressure system ay naglalaman ng mga high-pressure injector na direktang nag-iiniksyon sa combustion chamber na may maximum na presyon na 150 hanggang 200 bar.
Tinutukoy ng sistema ng pamamahala ng engine kung aling injector ang kinokontrol.
Ang sumusunod na larawan ay nagpapakita ng isang cross-section ng cylinder head na may dalawang fuel system.
Ang MPI injection ay nag-aalok ng mas mahusay na paghahalo sa pagitan ng hangin at gasolina. Ang mga direktang injector ay ginagamit sa idle speed at full load. Sa direktang iniksyon, mas mahusay na paglamig ay nakakamit, na ginagawang posible ang mas mataas na ratio ng compression. Gayunpaman, ang paghahalo ng hangin at gasolina ay hindi pinakamainam. Nagdudulot ito ng mas maraming soot emissions. Para sa kadahilanang ito, ang mga makina na may direktang iniksyon sa ngayon ay nilagyan ng particulate filter. Hindi ito isyu sa double injection. Ang "variable thumble system", pinaikling VTS, ay isang bersyon ng variable na intake manifold na nagbibigay ng mas magandang daloy ng hangin. Ang "thumble" ay isang daloy ng hangin na nalilikha sa isang puyo ng tubig habang ito ay pumapasok sa silindro. Ang air swirl ay kinakailangan upang maayos na paghaluin ang gasolina mula sa MPI injector sa hangin.
Ang dobleng iniksyon kasama ang VTS ay nagsisiguro ng mas mahusay na mga emisyon ng tambutso. Ang isang karagdagang kalamangan ay ang intake valve ay nalinis ng MPI injector. Ang mga makina na may direktang iniksyon ay kadalasang dumaranas ng maruming intake tract (intake manifold at intake valve), na nagdudulot ng mga problema tulad ng limitadong suplay ng hangin. Sa matinding senaryo, ang intake ay nagiging barado na ang intake valve ay hindi na makakasara nang maayos sa cylinder head at sa huli ay nasusunog dahil hindi nito maalis ang init nang sapat.
Alam na ang parehong mga makina sa Estados Unidos ay nilagyan lamang ng direktang iniksyon para sa mga makina ng VAG na may dalawahang iniksyon. Ang intake manifold ay nilimitahan. Ito ay dahil, sa oras ng pagsulat, ang mga kinakailangan sa kapaligiran ay mas mahigpit sa Europa kaysa sa US, at ang tagagawa ay hindi nagbibigay ng mga makina para sa mga merkado kung saan ang mga pamantayan sa paglabas ay hindi gaanong mahigpit sa mga mamahaling sistema para sa mga dahilan ng gastos.
Pagsukat ng boltahe at kasalukuyang mga katangian sa isang multipoint injector:
Masusukat lamang ng oscilloscope ang boltahe. Ang mga kable ng pagsukat ay maaaring konektado nang magkatulad sa mga bahagi ng kuryente. Ang pagsukat ng kasalukuyang sa serye ay hindi posible. Maaaring masukat ang kasalukuyang gamit ang isang inductive current clamp. Ang mga sensor ng Hall sa kasalukuyang clamp ay sumusukat sa magnetic field at i-convert ito sa isang boltahe. Ang boltahe ay maaaring masukat gamit ang oscilloscope. Sa kasong ito mayroong isang kadahilanan ng conversion na 10 mv bawat ampere; Para sa bawat 0,010 volts na ipinapadala ng kasalukuyang clamp, maaari itong ma-convert sa 1 A.
Ang sumusunod na larawan ng saklaw ay nagpapakita ng boltahe at kasalukuyang profile ng isang electromagnetic injector.
- Pula: gradient ng boltahe;
- Dilaw: kasalukuyang daloy.
Sa pamamahinga ang boltahe ay 14 volts. Wala na ngayong pagkakaiba sa boltahe sa plug, kaya walang kasalukuyang dumadaloy. Ang ECU ay nagkokonekta ng isang wire sa lupa upang kontrolin ang injector. Ang pagkakaiba ng boltahe ay nagiging sanhi ng pag-agos ng kasalukuyang sa pamamagitan ng injector coil.
Ang dilaw na linya ay nagpapahiwatig ng kasalukuyang daloy: sa sandaling bumaba ang boltahe sa 0 volts, magsisimula ang kasalukuyang build-up. Ang paglo-load ng coil ay tumatagal ng oras. Ang kasalukuyang ay hindi tumataas nang higit pa kaysa sa humigit-kumulang 0,9 A. Sa kalagitnaan ng kasalukuyang build-up ay nakikita natin ang isang liko sa linya: ito ang sandali kung kailan sapat na magnetism ang naipon upang iangat ang karayom mula sa upuan nito. Ang injector ay nagsisimulang mag-inject.
Sinisira ng ECU ang koneksyon sa lupa upang ihinto ang kontrol. Ang natitirang enerhiya sa coil ay nagbibigay ng induction voltage na humigit-kumulang 60 volts. Huminto ang injector sa pag-iniksyon dahil itinutulak ng spring ang karayom pabalik sa upuan nito. Ito ay makikita sa scope image sa pamamagitan ng bump sa signal ng boltahe.
Kung ang makina ay tumatakbo nang hindi regular at ang cylinder misfire ay nangyayari, ito ay maaaring dahil sa ilang mga dahilan:
- Wala o mahinang spark dahil sa may sira na spark plug, spark plug cable o ignition coil;
- Paghihigpit sa supply ng gasolina dahil sa isang barado na filter ng gasolina, may sira na regulator ng presyon, problema sa fuel pump o injector;
- Pagkawala ng compression dahil sa problema sa mga piston ring, sira sa head gasket o valve seal.
Sa panahon ng diagnosis, maaaring gumamit ng saklaw upang suriin kung gumagana pa rin nang maayos ang mga injector. Sa simula ng seksyong ito, ipinakita ang mga sukat kung saan walang malfunction. Ang mga asul na linya ay nagpapakita bilang isang halimbawa kung ano ang magiging hitsura ng boltahe at kasalukuyang profile ng isang may sira na injector.
Kung sakaling tama ang kontrol ng injector, ngunit walang kinks na nakikita sa boltahe at kasalukuyang imahe, maaari itong tapusin na ang injector needle ay hindi gumagalaw. Dahil ang injector ng isang silindro ay hindi gumagana ng maayos at ang iba pang mga injector ay gumagana nang maayos, ang mga imahe ng iba't ibang mga injector ay madaling maihambing sa isa't isa.
Kung dahan-dahan mong i-tap ang injector, maaaring maluwag ang injector needle. Sa kasong iyon, ang makina ay agad na tatakbo nang mas tahimik at ang mga kink ay makikita muli sa mga larawan ng saklaw. Gayunpaman, hindi nito ginagarantiyahan ang isang permanenteng solusyon; malaki ang posibilidad na bumalik ang problema sa loob ng maikling panahon. Ang pagpapalit ng nauugnay na injector ay kinakailangan.
Ang karayom sa injector ay nagbubukas lamang pagkatapos na ang coil ay sapat na na-charge. Bilang resulta, ang injector ay hindi agad na nag-iiniksyon ng gasolina kapag sinimulan itong kontrolin ng ECU. Pagkatapos makumpleto ang actuation, pinindot ng spring ang injector needle papunta sa upuan nito. Ito ay nangangailangan din ng oras. Ang oras ng kontrol ay karaniwang hindi katumbas ng oras ng pag-iniksyon. Ang sumusunod na larawan ay nagpapakita ng boltahe at kasalukuyang curve ng parehong injector tulad ng nasa itaas, ngunit may tumaas na bilis.
- Simula ng kontrol: inililipat ng ECU ang control wire sa ground. Ang kasalukuyang daloy sa injector coil upang buksan ito. Ang kink sa pattern ng daloy ay nagpapahiwatig ng sandali kapag bumukas ang injector needle. Ang kasalukuyang ay tumataas ng kaunti at samakatuwid ay nananatiling pare-pareho. Ang injector needle ay nananatiling bukas.
- Pagtatapos ng kontrol: tulad ng inilarawan na, kinikilala namin ang sandali kapag ang injector needle ay sarado ng bump sa boltahe na imahe.
Ang kontrol ay tumatagal ng 4 ms, ngunit ang aktwal na oras ng pag-iniksyon ay 3 ms. Tinatawag namin ang pagkakaiba sa pagitan ng mga ito na "pagkaantala", na isinalin sa Dutch bilang "pagkaantala". Samakatuwid, kinokontrol ng ECU ang injector para sa 4 ms upang payagan itong mag-inject ng 3 ms.
Timing ng iniksyon na may kaugnayan sa posisyon ng crankshaft:
Ang sandali ng pag-iniksyon ay maaaring matingnan gamit ang isang oscilloscope. Ang Channel A (pula) ay nasa injector ground wire at ang channel B (dilaw) ay nasa injector wire sensor ng posisyon ng crankshaft konektado. Habang tumatakbo ang makina, maaari naming gamitin ang larawang saklaw na ito upang matukoy ang timing ng pag-iniksyon at oras ng pag-iniksyon.
Ang larawan ng saklaw ay kinuha sa panahon ng idling speed. Ang pulang boltahe na imahe ay nagpapakita ng pagbubukas at pagsasara ng injector (tingnan ang seksyon: Pagsukat ng boltahe at kasalukuyang mga katangian sa isang multipoint injector). Magsisimula ang kontrol sa oras na -2,860 ms; ang boltahe mula sa 12 volts ay bumaba sa 0 volts. Ito ang punto kung saan naka-ground ang injector coil at dumadaloy ang kasalukuyang. Matatapos ang kontrol ng injector kapag tumaas muli ang pulang linya. Dahil sa naipon na enerhiya sa coil, nangyayari ang isang induction boltahe na higit sa 60 volts. Pagkatapos ang boltahe ay unti-unting bumaba sa 12 volts; dito naka off na naman ang injector.
Ang pulang alternating boltahe ay nagmumula sa inductive sensor ng posisyon ng crankshaft. Sa tuwing ang mga ngipin ng impulse wheel ay lumihis sa crankshaft sensor, isang sinusoidal alternating voltage ang nalilikha. Ang impulse wheel ay naglalaman ng 60 ngipin, 2 sa mga ito ay giniling. Ang dalawang ground away na ngipin ay bumubuo sa reference point kung saan kinikilala ng engine management system na ang mga piston ng cylinders 1 at 4 ay nasa pagitan ng 90⁰ at 120⁰ bago ang TDC (top dead center). Matapos makilala ang nawawalang ngipin, ang sistema ng pamamahala ng engine ay may oras upang (maaaring kasama ng sensor ng camshaft) upang matukoy ang tamang iniksyon at ignition moment at upang i-activate ang injector at ignition coil bago ang piston ay nasa TDC.
Ipinapakita ng larawan ng saklaw ang oras kung kailan magsisimula ang iniksyon; Ang iniksyon ay nagsisimula sa ikaapat na pulso mula sa crankshaft sensor. Ipagpalagay na mayroong 60 - 2 ngipin, pagkatapos ng bawat 6⁰ na pag-ikot ng crankshaft (360⁰ para sa 1 rebolusyon / 60 ngipin) ang iniksyon ay nagaganap 24 degrees pagkatapos ng reference point. Ang nawawalang ngipin ay 90⁰ bago ang TDC, kaya ang pag-iniksyon ay nagsisimula (90⁰ – 24⁰) = 66⁰ bago ang TDC.
Sa isang pagtaas ng bilis ng 2000 rpm, ang mga pulso ng inductive crankshaft sensor ay mas magkakalapit. Ang dalas ng signal na ito ay isinalin sa isang bilis ng sistema ng pamamahala ng engine. Depende sa bilis, ang pagkarga (sinusukat ng MAP sensor) at ang temperatura ng intake air at coolant, ang kinakailangang oras ng pag-iniksyon ay tinutukoy. Ang oras ng pag-iniksyon ay nagaganap nang mas maaga at ang injector ay nasa lupa nang mas matagal: ang injector ay nag-iinject nang mas maaga at mas matagal.
Mula sa simula ng pag-activate hanggang sa trigger point (arrow sa antas ng switch-off ng injector), ang oras ng pag-activate ay humigit-kumulang 5,2 ms. Ang oras ng pag-activate ng injector ay hindi katumbas ng aktwal na iniksyon (tingnan ang nakaraang talata).
Sa sumusunod na imahe ng saklaw, ang inductive crankshaft signal ay ipinapakita sa pula, at ang injector signal ay ipinapakita sa dilaw. Kapag pinapataas ang bilis sa humigit-kumulang 3000 rpm, makikita ang dalawang kontrol ng injector. Malinaw na nakikita na ang fuel injection ng cylinder 1 ay nagaganap sa bawat ikalawang pag-ikot ng crankshaft.
Kasalukuyang limitasyon sa ECU:
Tulad ng ipinakita ng mga sukat sa seksyong "Pagsukat ng boltahe at kasalukuyang sa isang multipoint injector", mayroong pagkaantala sa pagitan ng pag-andar at aktwal na pagbubukas ng injector needle. Sa kasong ito, kailangan ng 1,5 ms upang mabuksan.
Ang injector needle ay magbubukas nang mas mabilis kung ang kasalukuyang sa pamamagitan ng coil ay tumaas nang mas mabilis. Ang kasalukuyang ay depende sa paglaban ng coil: mas mababa ang paglaban, mas mabilis ang kasalukuyang build-up. Ang mga high-impedance injector na ginamit sa makina ng mga sukat ay may paglaban na 16 Ohm. Sa on-board na boltahe na 14 volts, ang isang maliit na kasalukuyang ay dadaloy:
Ang kasalukuyang ay sapat na upang buksan ang injector needle, ngunit hindi masyadong mataas upang ito ay maging masyadong mainit dahil sa masyadong mataas na kapangyarihan:
Dahil isang mababang kapangyarihan lamang ang nabuo, hindi kinakailangan na gumamit ng kasalukuyang kontrol. Ito ay kinakailangan sa mga low-impedance injector.
- Ang mga low-impedance injector ay may kalamangan na ang kasalukuyang build-up ay mabilis na tumataas mula sa simula. Nagreresulta ito sa mabilis na pagbukas ng injector needle, kaya kakaunting pagkaantala.
- Ang mga low ohm injector ay may resistensya na humigit-kumulang 2,8 ohms. Ang mababang resistensya ay nagiging sanhi ng isang mataas na daloy ng daloy:
Ang kapangyarihan ay tumataas din nang husto:
Ang pagkonsumo ng kuryente ay halos pitong beses na mas mataas kaysa sa mga high-impedance injector. Kung ang kasalukuyang pagtaas ng labis, ang init ay nabuo sa mga injector at sa yugto ng output ng control device. Upang limitahan ang kasalukuyang, ang boltahe ay inililipat at pinapatay ng ilang beses sa isang maikling panahon. Matapos mabuksan ang injector needle, kailangan ng kaunting enerhiya upang panatilihing bukas ang karayom. Bumababa ang kasalukuyang habang naka-on at naka-off. Ang pag-unlad na ito ay makikita sa larawan ng saklaw.
Pagpapasiya ng kinakailangang halaga ng gasolina:
Tinukoy ng tagagawa ang kinakailangang halaga ng gasolina sa iba't ibang mga field na katangian na nakaimbak sa memorya ng ROM ng ECU. Ito sistema ng pamamahala ng engine binabasa mula sa mga chart na ito kung gaano karaming gasolina ang kailangan nang walang mga pagwawasto. Siyempre, depende ito sa bilis ng makina, temperatura at pagkarga. Ang pinakamahalagang parameter upang matukoy ang tamang dami ng gasolina ay ipinaliwanag sa seksyong ito bilang talahanayan ng VE at talahanayan ng AFR.
VE table:
Ang VE table ay kumakatawan sa volumetric na kahusayan at air/fuel ratio sa bawat bilis ng engine at intake manifold pressure. Ang volumetric na kahusayan ay ang ratio sa pagitan ng sinusukat na dami ng hangin na pumupuno sa mga cylinder at ang dami ng hangin na pumupuno sa cylinder sa isang static na sitwasyon, depende sa bilis ng engine at intake manifold pressure. Ang mga halaga sa talahanayan ay ginagamit ng ECU upang matukoy ang kasalukuyang masa ng hangin at samakatuwid ang antas ng pagpuno. Ang data na ito ay ginagamit upang kalkulahin ang dami ng gasolina na iturok.
Ang teoretikal na diskarte na ito ay naiiba sa katotohanan. Ang mga pagtutukoy ng makina ay hindi pa isinasaalang-alang dito. Isaalang-alang ang valve diagram (valve overlap, o posibleng variable valve timing), ang air resistance sa intake tract, atbp. Iyon ang dahilan kung bakit inilalapat ang correction factor na nagbibigay ng deviation mula sa linear na relasyon. Ang salik ng pagwawasto ay ipinapakita sa larawan sa itaas sa pamamagitan ng dashed line. Ang curve ay nagpapahiwatig kung hanggang saan ang linear na relasyon ay tama. Sa isang presyon ng 60 kPa ang paglihis ay humigit-kumulang 50% mula sa linya na nagpapakita ng linear na relasyon. Ang kadahilanan ng pagwawasto ay maaaring mabuo sa isang porsyento.
Sa isang talahanayan ng VE, ang bawat cell ay nagpapahiwatig ng porsyento na nauugnay sa negatibong presyon kaugnay ng bilis. Ang porsyento na ito ay magiging pinakamataas sa bilis kung saan ang torque ay pinakamataas. Pagkatapos ng lahat, ang makina ay pinaka mahusay doon dahil ang makina ay pumupuno ng pinakamahusay.
Ang mga halaga sa mga talahanayan ng VE at AFR sa bandang huli sa seksyong ito ay hinango mula sa torque at power curve ng isang 1.8 20v engine mula sa isang VW Golf.
Ang mga larawan sa ibaba ay nagpapakita ng VE table bilang isang fill-in table at ang three-dimensional na representasyon na ginawa gamit ang torque at power curve sa "TunerStudio" na programa. Ang program na ito ay pangunahing ginagamit upang magbigay ng software para sa isang programmable ECU gaya ng MegaSquirt o Speeduino. Para sa karagdagang impormasyon: tingnan ang mga pahina tungkol dito Proyekto ng MegaSquirt.
Ipinapakita ng vertical axis ang MAP (Manifold Air Pressure) mula 15 kPa (maraming negatibong presyon) hanggang 100 kPa (ang panlabas na presyon ng hangin). Ang MAP ay nagpapahiwatig ng pagkarga ng makina. Ang pahalang na axis ay nagpapahiwatig ng bilis ng engine sa pagitan ng idle at maximum na bilis ng engine.
Ang mga cell sa talahanayan ng VE ay nagpapakita ng antas ng pagpuno ng makina. Sa ibang salita; gaano kahusay ang makina sa isang tiyak na bilis at pagkarga. Ang makina ay pinaka-epektibo sa paligid ng bilis kung saan ang metalikang kuwintas ay pinakamataas (sa paligid ng 4200 rpm); ang mga porsyento ay ang pinakamataas dito. Ito ay kung saan ang makina ay "pumupuno" pinakamahusay. Ang paglalapat ng mga diskarteng nagpapataas ng antas ng pagpuno, gaya ng variable valve timing, intake manifold adjustment, o paggamit ng turbo, ay makikinabang sa mga porsyento.
Talahanayan ng AFR:
Ang kinakailangang komposisyon ng hangin/gasolina ay naitala sa isang talahanayan ng AFR. Ang AFR ay ang abbreviation ng "Air Fuel Ratio". Sa isang stoichiometric mixing ratio (lambda = 1), 14,7 kg ng hangin ang kailangan para magsunog ng 1 kg ng gasolina. Ang isang stoichiometric mixture ay hindi kanais-nais sa lahat ng sitwasyon.
- Ang isang payat na timpla ay nakikinabang sa pagkonsumo ng gasolina;
- Ang isang masaganang timpla ay nagbibigay-daan sa mas mataas na kapangyarihan.
Kapag ang makina ay kailangang maghatid ng mas maraming kapangyarihan (P), nagaganap ang pagpapayaman. Ang isang mas mayamang timpla ay nagbibigay din ng paglamig. Ang pagpapayaman sa λ = 0,8 ay nangangahulugan na ang mixing ratio (AFR) na 11,76 kg ng hangin sa 1 kg ng gasolina ay nalalapat. Kaya may mas kaunting hangin na magagamit upang magsunog ng 1 kg ng gasolina kaysa sa isang stoichiometric mixture. Ang isang payat na timpla, sa kabilang banda, ay nagbibigay ng mas mahusay na pagkonsumo ng gasolina (maging), ngunit nagbibigay ng mas maraming pagkakataon na kumatok. Ang pagpapayaman o pagpapahirap sa pinaghalong dapat palaging nasa loob ng mga limitasyon ng pagkasunog.
Sa panahon ng kawalang-ginagawa, ang bilis ay nasa pagitan ng 600 at 900 rpm. Ang balbula ng gas ay halos ganap na nakasara at ang negatibong presyon ay mataas: ito ay nasa pagitan ng 25 at 40 kPa. Ang timpla ay stoichiometric (14,7:1) sa saklaw ng bilis na ito.
Kapag may part load, tataas ang engine speed sa 4200 rpm. Ang balbula ng throttle ay binuksan pa, kaya ang vacuum sa intake manifold ay bumaba sa 40 - 75 kPa. Habang tumataas ang karga ng makina, bumababa ang negatibong presyon; nagaganap ang pagpapayaman (AFR ng 13:1). Ang isang payat na timpla ay posible sa isang mababang pagkarga ng engine. Sa buong pagkarga, ganap na nakabukas ang throttle. Ang negatibong presyon ay bumaba sa 100 kPa (ang panlabas na presyon ng hangin) at ang pinakamataas na pagpapayaman ay nagaganap (12,5:1).
Ang halaga ng lambda ay hindi lamang nakakaapekto sa pagkonsumo ng kuryente at gasolina, kundi pati na rin ang mga emisyon ng tambutso. Tinitiyak ng mas masaganang timpla ang mas mababang nilalaman ng NOx, ngunit mas mataas din ang mga paglabas ng CO at HC. Sa isang mas payat na timpla, ang mga particle ng gasolina ay higit na magkahiwalay, upang ang pagkasunog ay hindi na pinakamainam; na ang resulta ay tumaas din ang HC emissions.
Kapag gumagamit ng isang katalista, ito ay kanais-nais upang matiyak na ang iniksyon ay patuloy na alternating sa pagitan ng mayaman at sandalan. Sa isang masaganang timpla, ang CO ay nabuo bilang isang resulta ng kakulangan ng oxygen, kung saan binabawasan ng katalista ang NOx. Ang lean mixture ay naglalaman ng surplus ng oxygen, na nag-oxidize sa CO at HC.
Tinutukoy ng control unit kung gaano karaming gasolina ang dapat iturok. Una, ang pangunahing data ng iniksyon ay binabasa mula sa mga patlang na katangian. Ang mga halaga mula sa mga talahanayan ng VE at AFR, bukod sa iba pa, ay kasama sa pagkalkula para sa dami ng iniksyon. Ang mga sumusunod na halaga na tinutukoy ng tagagawa ay isinasaalang-alang din:
- pagpapayaman depende sa coolant at intake air temperature;
- panandaliang acceleration enrichment kapag (mabilis) binubuksan ang throttle;
- pagwawasto dahil sa pagkakaiba-iba sa on-board na boltahe.
Bilang karagdagan sa mga tinukoy na halaga, ang mga boltahe na ipinadala ng sensor ng lambda sa control unit ay maingat na isinasaalang-alang. Ang mga boltahe na ito ay nakasalalay sa nilalaman ng oxygen sa mga gas na maubos. Isa itong variable na salik na patuloy na nagbabago. Ang input ng mga sensor voltage na ito ay tinutukoy bilang tinatawag na "mga trim ng gasolina"incorporated.
Paano tinutukoy ang mga halaga ng talahanayan ng VE at AFR at ang iba pang nabanggit na mga setting ay inilarawan sa mga pahina ng isinagawa Proyekto ng MegaSquirt.
