Informacje ogólne
1. Już u zarania motoryzacji, przy projektowaniu silników spalinowych, ujawniono zależność sprawności spalania, a co za tym idzie, zwrotu energii wewnętrznej mieszanki roboczej od proporcji paliwa i powietrza w jej składzie. Dla najbardziej wydajnej pracy wymagana jest ściśle określona proporcja, która musi być zachowana we wszystkich trybach pracy silnika. To z kolei prowadzi do oszczędności paliwa.
2. Zachowanie tej proporcji jest szczególnie ważne dla silników benzynowych. Do tej pory wszystkie silniki benzynowe wiodących producentów samochodów są wyposażone w elektronicznie sterowany układ wtryskowy.
3. Dzięki tej metodzie tworzenia mieszanki powietrze niezbędne do spalania paliwa dostaje się przez filtr powietrza i przez przepustnicę do kolektora dolotowego. Ilość napływającego powietrza jest określana przez odpowiedni czujnik.
4. Paliwo jest zasysane ze zbiornika paliwa przez pompę elektryczną, przepuszczane przez filtr paliwa i podawane do przewodu paliwowego. Poprzez wtryskiwacze paliwo jest wtryskiwane do kolektora dolotowego znajdującego się przed zaworami dolotowymi cylindrów, gdzie miesza się ze strumieniem powietrza.
5. Moduł sterujący silnika obserwując kolejność zapłonu reguluje czas otwarcia kanałów wtryskiwaczy a tym samym ilość wtryskiwanego paliwa w zależności od ilości powietrza i obciążenia silnika. Ponadto ECM steruje przepustnicą, regulując w razie potrzeby ilość dostarczanego powietrza.
6. Początkowo w celu określenia ilości paliwa dostarczanego do cylindrów silnika mierzono tylko przepływ powietrza dopływającego. Stopniowo jednak identyfikowano nowe zależności wpływające na efektywność spalania paliwa, a także zaostrzano wymagania dotyczące toksyczności spalin, co doprowadziło do komplikacji układów sterowania silnika.
7. Nowoczesne systemy sterowania wtryskiem paliwa to złożony zestaw czujników, jednostek sterujących, elementów wykonawczych i obwodów elektronicznych (zobacz opór. ilustracje). Poniżej znajduje się opis zasad działania niektórych z nich:
- Czujnik położenia pedału gazu jest wbudowany w zespół pedału. Od czujnika do modułu sterującego silnika (ECM) dochodzi odpowiedni sygnał elektryczny, ustawiający wartości wymaganego trybu ruchu pojazdu;
- Moduł sterujący przepustnicy zawiera siłownik (silnik krokowy) i potencjometr tłumika. Silnik elektryczny reguluje położenie przepustnicy i pozwala utrzymać stałą prędkość obrotową biegu jałowego, niezależnie od podłączenia dodatkowych odbiorników. Potencjometr wysyła informację do ECM o aktualnej wartości kąta przepustnicy;
- Czujnik położenia wałka rozrządu dostarcza ECM informacji o ustawieniu zapłonu w pierwszym cylindrze silnika w celu zsynchronizowania kąta wyprzedzenia zapłonu i sekwencji wtrysku w innych cylindrach;
- W korpusie czujnika pomiaru masy powietrza zainstalowana jest cienka płytka sensoryczna, przez którą przepuszczany jest prąd elektryczny. Ze względu na przepływający strumień powietrza płyta jest chłodzona. Jednostka sterująca reguluje prąd grzania tak, aby temperatura płyty pozostawała stała. Wahania natężenia prądu podczas ogrzewania pozwalają ECM określić stan obciążenia silnika i odpowiednio dostosować ilość wtryskiwanego paliwa.
- Czujnik temperatury płynu chłodzącego jest zainstalowany w obudowie termostatu (patrz rozdział 3). Jest to rezystor NTC - wraz ze wzrostem temperatury płynu chłodzącego jego rezystancja maleje i odpowiedni sygnał jest wysyłany do ECM;
- Czujnik spalania stukowego jest montowany pod kolektorem wydechowym w bloku cylindrów. Ustawia moment zapłonu na granicy początku detonacyjnego spalania paliwa, tym samym z jednej strony zapobiegając procesowi detonacyjnego spalania mieszanki paliwowej, a z drugiej strony zapewniając najpełniejsze spalanie paliwa i zmniejszenie jego zużycia;
- Sonda lambda umożliwia monitorowanie składu mieszanki roboczej poprzez pomiar resztkowego tlenu w spalinach. W wyniku pomiaru na czułym elemencie sondy lambda powstaje określone napięcie, od którego wartości ECM określa potrzebę zmiany składu mieszanki paliwowej. Modele Corsa C/Meriva są wyposażone w dwie sondy lambda, przedkatalityczną i postkatalityczną.
12.7a. Niektóre czujniki i moduły systemu zarządzania silnikiem benzynowym (na przykładzie silnika Z1 OXE (R)): 1. Czujnik pomiaru masy powietrza; 2. Moduł sterowania przepustnicą; 3. Moduł zapłonu; 4. Prekatalityczna sonda lambda; 5. Czujnik położenia wałka rozrządu
127b. Niektóre czujniki i moduły systemu zarządzania silnikiem benzynowym (na przykładzie silnika Z1 OXE (R)): 1. Zawór układu EVAP; 2. Czujnik stukowy; 3. Czujnik położenia wału korbowego; 4. Elektroniczny moduł sterujący silnika (ECM); 5. Zawór regeneracji spalin; 6. Czujnik temperatury płynu chłodzącego
8. Różne układy mogą różnić się między sobą liczbą elementów w zależności od konstrukcji jednostki napędowej oraz wymagań dla konkretnego silnika. Niezależna ingerencja w regulację i konfigurację tych systemów jest niedozwolona. W tym celu stosuje się specjalne urządzenia diagnostyczne i regulacyjne, które z reguły są dostępne tylko na wyspecjalizowanych stacjach paliw.
System dwuportowy (silniki Z10XEP/Z12XEP/Z14XEP)
9. Modele opisane w niniejszej instrukcji mogą być wyposażone w silniki dwuportowe. System ten ma na celu zwiększenie efektywności paliwowej silnika i zmniejszenie toksyczności gazów spalinowych, gdy silnik pracuje na niskich obrotach i na biegu jałowym. Ten system szczególnie usprawiedliwia się, gdy jest instalowany na małych silnikach.
10. Zasada działania systemu Twinport (zobacz opór. ilustracja) przedstawia się następująco: Powietrze dostaje się do każdego cylindra silnika przez dwa kanały powietrzne. Jeden z kanałów może być zablokowany przez przepustnicę regulacyjną, której położenie jest kontrolowane przez drążek napędowy z regulatora podciśnienia. Gdy kanał jest zablokowany przez przepustnicę, powstaje wirowy przepływ mieszanki paliwowo-powietrznej, co pozwala na stosowanie ubogich mieszanek przy niskich obciążeniach silnika i na biegu jałowym, a także zwiększenie procentu spalin przedostających się przez układ recyrkulacji (EGR). Zmniejsza to ogólne zużycie paliwa i zmniejsza zawartość szkodliwych substancji w spalinach.
12.10. Zasada działania systemu Twinport: A. Przepustnica regulacyjna otwarta (przy pełnym obciążeniu); B. Klapka kontrolna zamknięta (gdy silnik pracuje na biegu jałowym i gdy samochód jest zatrzymany); 1, 2. Kierunek przepływu mieszanki paliwowo-powietrznej; 3. Kanały wlotowe; 4. Regulator podciśnienia; 5. Wtryskiwacz; 6. Regulacja amortyzatora
Komentarze gości