Elementy układu wtryskowego (Opel Vectra B)

Aby lepiej zrozumieć ogólne działanie naszego układu wtryskowego, powinniśmy najpierw omówić najważniejsze elementy i koncepcje konstrukcyjne.

Jednostka sterująca

Pomiędzy informacjami wejściowymi (z różnych czujników) a zawory dolotowe znajdują się w jednostce sterującej.

W zależności od obciążenia i temperatury jednostka sterująca przydziela silnikowi konkretną ilość paliwa. W tym celu jednostka sterująca zmienia czas otwarcia zaworów dolotowych sterowanych elektromagnetycznie. Ponieważ Ciśnienie w układzie paliwowym jest zawsze stałe, ilość wtryskiwanego paliwa może się zmieniać jedynie ze względu na czas wtrysku.

Skąd jednostka sterująca czerpie informacje, na podstawie których ustala czas wtrysku? W procesie tym biorą udział różne czujniki:

• Czujnik temperatury powietrza dolotowego z boku przewodu dolotowego powietrza; dostarcza informacji o temperaturze zasysanego powietrza niezbędnej do spalania.
• Czujnik ciśnienia kolektora dolotowego (tylko w Multec-S) na ścianie frontowej; jest podłączony do kolektora dolotowego i dostarcza informacji o istniejącym podciśnieniu.
• Przepływomierz masowy powietrza z gorącą folią (tylko w Simtec); określa masę wlotowego powietrza.
• Czujnik temperatury płynu chłodzącego; zapewnia porównawczą wartość temperatury silnika.
• Potencjometr przepustnicy; informuje o aktualnym położeniu przepustnicy.
• Czujnik częstotliwości przebytej odległości; informuje o prędkości ruchu.
• Czujnik impulsów indukcyjnych; ma on przede wszystkim znaczenie dla zapłonu, a także daje sygnał o liczbie obrotów wtrysku (zobacz rozdział o zapłonie).
• Czujnik położenia wałka rozrządu; sygnalizuje zapłon cylindra 1. Umożliwia to jednostce sterującej ustalenie, który cylinder jest następny w kolejce do otrzymania porcji benzyny, na podstawie sekwencji zapłonu.

Dysze

Wtryskiwacz umieszczony jest w kanale dolotowym każdego cylindra silnika. Dzięki temu do każdego cylindra trafia dokładnie taka ilość paliwa, jaka jest w danym momencie potrzebna, a jednocześnie zapewnione jest dokładne rozpylenie benzyny. Wtryskiwacze sterowane są elektromagnesem. W tym przypadku igła wtryskiwacza podnosi się w swoim gnieździe o około 0,1 mm - paliwo może płynąć.

Ciekawie przedstawia się szybkość reakcji: czas narastania i opadania mieści się w przedziale 2,2–2,9 ms.

Rurociąg dystrybucji paliwa

Służy do równomiernego dostarczania paliwa do wszystkich wtryskiwaczy. Ponadto rura rozdzielcza pełni funkcję kolektora paliwowego i zapobiega w ten sposób wahaniom ciśnienia.

Regulator ciśnienia

Znajduje się na rurociągu dystrybucyjnym. Regulator ciśnienia zapewnia stałe ciśnienie w układzie paliwowym. Gdy ciśnienie wzrasta, regulator odprowadza paliwo z powrotem do zbiornika; gdy ciśnienie spada, zmniejsza przepływ powrotny paliwa. Podłączając przewód podciśnieniowy do kolektora dolotowego, jednocześnie odbiera sygnały o obciążeniu silnika i przy pełnym obciążeniu zwiększa ciśnienie o około 0,5 bara. Umożliwia to wtryskiwanie dodatkowej ilości paliwa niezbędnej przy osiągnięciu pełnej mocy.

Pompa paliwa i przekaźnik

Więcej informacji na temat elektrycznej pompy paliwa i przekaźnika pompy paliwa można znaleźć w rozdziale "Od zbiornika paliwa do pompy paliwa".

Czujnik temperatury powietrza dolotowego

Czujnik temperatury powietrza dolotowego znajduje się z boku przewodu dolotowego powietrza. Oprócz czujnika ciśnienia w kolektorze dolotowym służy on jednostce sterującej do obliczania obciążenia silnika. Przy wysokiej temperaturze powietrza dolotowego (równoważne niskiej gęstości powietrza) należy na przykład skrócić czas wtrysku i przesunąć moment zapłonu nieco bardziej w stronę "opóźnienia".

Czujnik ciśnienia kolektora dolotowego Multec-S

[Materiał skopiowany z tej strony internetowej: OPELBOOK]

Regulator ciśnienia połączony jest wężykiem z kolektorem dolotowym. Znajduje się z tyłu na przedniej ścianie obok serwa hamulcowego. Ciśnienie panujące obecnie w kolektorze dolotowym oddziałuje na chip kryształowy w czujniku ciśnienia. W zależności od warunków ciśnienia wartość rezystancji chipa kryształowego ulega zmianie. Na podstawie zmiany oporu i aktualnej prędkości jednostka sterująca określa obciążenie silnika.

Przepływomierz masowy powietrza Simtec Hot-film

Powietrze zasysane przez silnik, po przejściu przez filtr powietrza, trafia do miernika masy powietrza. Miernik masy powietrza może elektronicznie wykonywać swego rodzaju "ważenie" powietrza dolotowego. Elektrycznie podgrzewana płyta umieszczona jest w kanale ssącym bezpośrednio w strumieniu powietrza. Na biegu jałowym z zamkniętą przepustnicą, tylko niewielka ilość powietrza przepływa przez płytę grzewczą, więc schładza się ona tylko nieznacznie. W miarę jak naciska się pedał gazu, a przepustnica otwiera się bardziej, więcej powietrza przepływa przez płytę grzewczą, co poprawia chłodzenie. Ze względu na spadek temperatury zmienia się rezystancja elektryczna płyty, a w konsekwencji zmienia się prąd grzania. Ta zmiana prądu służy jako sygnał informacyjny dla jednostki sterującej o masie powietrza napływającego, tj. o ciężarze powietrza. W ten sam sposób można również określić zmiany ciśnienia powietrza i temperatury.

Zawór przepustnicy

Dalej w strumieniu powietrza dolotowego znajduje się przepustnica. Steruje się nim za pomocą linki umieszczonej na pedale gazu. Otwiera lub zamyka dolot do kolektora dolotowego, a tym samym do komór spalania silnika.

Potencjometr przepustnicy

Potencjometr przepustnicy napędzany jest za pomocą wałka. Potencjometr ustala aktualne położenie przepustnicy i przesyła tę informację do jednostki sterującej. Jednostka sterująca potrzebuje informacji o obciążeniu między innymi do regulacji prędkości biegu jałowego, wyboru charakterystyki zapłonu i obliczenia czasu wtrysku.

Zawór sterujący prędkością biegu jałowego

Znajduje się za przepustnicą. Zawór sterujący prędkością biegu jałowego to mały silnik elektryczny z gwintowanym wrzecionem. Zawsze zapewnia stałą prędkość biegu jałowego, niezależnie od tego, czy silnik jest zimny czy ciepły, a także czy włączone są duże odbiorniki prądu (system klimatyzacji). Z przodu wrzeciona znajduje się stożkowa faza zaworu. Zawór sterujący powietrzem biegu jałowego reguluje przepływ dodatkowego powietrza przez otwór obejściowy obok przepustnicy. Regulator posiada 256 możliwych ustawień i jest w stanie regulować prędkość biegu jałowego w każdych warunkach obciążenia. Wykonuje również zadania podczas rozgrzewania silnika oraz ogranicza lub wyłącza przyczepność.

Czujnik temperatury płynu chłodzącego

Temperatura płynu chłodzącego służy do sterowania wieloma funkcjami wtrysku: wzbogacaniem mieszanki paliwowej przy zimnym rozruchu, wzbogacaniem mieszanki paliwowej po rozruchu (w całym zakresie temperatur), wzbogacenie mieszanki palnej podczas przyspieszania i wyłączania trakcji. Informacje o temperaturze płynu chłodzącego przekazywane są także do jednostki sterującej w postaci wartości rezystancji. Oblicza prawidłowy czas wtrysku, który przy ciepłym silniku może mieścić się w zakresie od 2 do 8 ms.

Czujnik tętna, czujnik położenia wałka rozrządu i czujnik spalania stukowego

W artykule omówiono czujnik impulsów indukcyjnych i czujnik położenia wałka rozrządu rozdział o zapłonie razem z opisem działania i testowania To samo dotyczy czujnika spalania stukowego, który jest powiązany tylko z jednostką zapłonową wtrysku wielopunktowego.