Zasada działania układów wtrysku paliwa silników benzynowych (Opel Vectra C)

Już na początku rozwoju motoryzacji, przy projektowaniu silników spalinowych, wykazano zależność sprawności spalania i tym samym zwrotu energii wewnętrznej mieszanki roboczej od proporcji paliwa i powietrza w jej składzie. Aby zapewnić maksymalną efektywność pracy silnika, konieczne jest zachowanie ściśle określonej proporcji, która musi być zachowana we wszystkich trybach pracy silnika. To z kolei prowadzi do oszczędności paliwa. Utrzymanie tej proporcji jest szczególnie ważne w przypadku silników benzynowych. Obecnie wszystkie silniki benzynowe wiodących producentów samochodów są wyposażone w elektronicznie sterowany układ wtryskowy. Dzięki tej metodzie tworzenia mieszanki powietrze potrzebne do spalania paliwa dostaje się przez filtr powietrza i przez przepustnicę do kolektora dolotowego. Ilość powietrza wchodzącego ustalana jest przez odpowiedni czujnik. Paliwo jest zasysane ze zbiornika przez pompę elektryczną, przepuszczane przez filtr paliwa i podawane do przewodu dystrybucyjnego paliwa. Za pomocą wtryskiwaczy paliwo wtryskiwane jest do kolektora dolotowego, znajdującego się przed zaworami dolotowymi cylindrów, gdzie miesza się ze strumieniem powietrza.

Uwaga: W silniku Z22YH wtrysk paliwa realizowany jest bezpośrednio do komory spalania.

Moduł sterujący silnikiem, obserwując sekwencję zapłonu, reguluje czas otwarcia kanałów wtryskiwacza, a tym samym ilość wtryskiwanego paliwa. Ponadto ECM steruje przepustnicą, regulując ilość dostarczanego powietrza. Początkowo, aby określić ilość paliwa dostarczanego do cylindrów silnika, mierzono jedynie przepływ powietrza dolotowego. Stopniowo jednak identyfikowano nowe zależności, które wpływają na efektywność spalania paliwa, a wymagania dotyczące toksyczności spalin stały się bardziej rygorystyczne, co doprowadziło do. Doprowadziło to również do komplikacji układów sterowania silnikiem. Nowoczesne układy sterowania wtryskiem paliwa są. złożony zestaw czujników, jednostek sterujących, siłowników i obwodów elektronicznych (zobacz ilustrację 12.1). Poniżej znajduje się opis zasad działania niektórych z nich:

• Czujnik położenia pedału gazu jest wbudowany w zespół pedałów. Czujnik wysyła odpowiedni sygnał elektryczny do modułu sterującego silnikiem (ECM), ustawiając wartości wymaganego trybu jazdy pojazdu;
• Moduł sterowania przepustnicą zawiera siłownik (silnik krokowy) i potencjometru zaworowego. Silnik elektryczny reguluje położenie przepustnicy i pozwala na utrzymanie stałej prędkości obrotowej biegu jałowego niezależnie od podłączenia dodatkowych odbiorników. za pomocą potencjometru ECM otrzymuje informację o aktualnej wartości kąta montażu przepustnicy;
• Czujnik położenia wałka rozrządu dostarcza modułowi ECM informacji o momencie zapłonu w pierwszym cylindrze silnika, co umożliwia zsynchronizowanie momentu zapłonu i sekwencji wtrysku w pozostałych cylindrach;
• Obudowa czujnika masy powietrza zawiera cienką płytkę czujnika, przez którą przepływa prąd elektryczny. Płyta chłodzona jest przepływającym strumieniem powietrza. Jednostka sterująca reguluje prąd grzewczy w taki sposób, aby temperatura płyty pozostawała stała. Wahania prądu podczas nagrzewania pozwalają modułowi ECM określić stan obciążenia silnika i odpowiednio dostosować ilość wtryskiwanego paliwa;
• Czujnik temperatury płynu chłodzącego zamontowany jest w obudowie termostatu. Jest to rezystor NTC - wraz ze wzrostem temperatury płynu chłodzącego jego rezystancja maleje, a odpowiedni sygnał jest wysyłany do ECM;
• Czujnik spalania stukowego zamontowany jest pod kolektorem wydechowym w bloku cylindrów. Ustawia moment zapłonu na granicy początku spalania detonacyjnego paliwa, dzięki czemu z jednej strony zapobiega procesowi spalania detonacyjnego mieszanki paliwowej, a z drugiej strony zapewnia najpełniejsze spalanie paliwa. i zmniejszając jego zużycie.

Poszczególne systemy mogą różnić się liczbą elementów, zależnie od konstrukcji jednostki napędowej i wymagań stawianych konkretnemu silnikowi. Samodzielna ingerencja w regulację i konfigurację tych systemów jest niedozwolona. W tym celu stosuje się specjalistyczne urządzenia diagnostyczne i regulacyjne, które z reguły można nabyć jedynie w wyspecjalizowanych stacjach obsługi.