Paul Sparks
0 
3943
42
Un injector tipic electronic de combustibil. Vezi mai multe poze cu motorul mașinii.
Urmeaza
|
În încercarea de a ține pasul cu legile privind emisiile și eficiența combustibilului, sistemul de combustibil utilizat în mașinile moderne s-a schimbat foarte mult de-a lungul anilor. Subaru Justy din 1990 a fost ultima mașină vândută în Statele Unite care a avut un carburator; anul următor model, Justy a injectat combustibil. Injecția de combustibil a avut loc încă din anii 1950, iar injecția electronică de combustibil a fost utilizată pe scară largă pe mașinile europene începând cu anul 1980. Acum, toate mașinile vândute în Statele Unite au sisteme de injecție de combustibil.
În acest articol, vom afla cum intră combustibilul în cilindrul ingineriei și ce înseamnă termenii „injecție de combustibil cu mai multe porturi” și „injecție de combustibil pentru corp”.
-Pentru cea mai mare parte a existenței motorului cu combustie internă, carburatorul a fost dispozitivul care a furnizat combustibil motorului. La multe alte mașini, cum ar fi mașinile de tuns iarba și motoserburile, este în continuare. Dar, pe măsură ce automobilul a evoluat, carburatorul a devenit din ce în ce mai complicat încercând să se ocupe de toate cerințele de exploatare. De exemplu, pentru a gestiona unele dintre aceste sarcini, carburatorii aveau cinci circuite diferite:
- Circuitul principal - Oferă combustibil suficient pentru croaziera eficientă cu combustibil
- Circuit inactiv - Oferă combustibil suficient pentru a menține motorul la ralanti
- Pompa de accelerație - Oferă o rafală suplimentară de combustibil atunci când pedala de accelerație este apăsată pentru prima dată, reducând ezitarea înainte de accelerarea motorului
- Circuitul de îmbogățire a puterii - Oferă combustibil suplimentar atunci când mașina urcă pe un deal sau remorcă o remorcă
- Sufoca - Oferă combustibil suplimentar atunci când motorul este rece, astfel încât acesta să pornească
Pentru a satisface cerințele de emisii mai stricte, au fost introduse convertoare catalitice. Un control foarte atent al raportului aer-combustibil a fost necesar pentru ca catalizatorul să fie eficient. Senzorii de oxigen monitorizează cantitatea de oxigen din evacuare și unitate de control a motorului (ECU) folosește aceste informații pentru a ajusta raportul aer-combustibil în timp real. Aceasta se numește control cu buclă închisă -- nu a fost posibilă realizarea acestui control cu ajutorul carburatorilor. A existat o scurtă perioadă de carburatoare controlate electric înainte de preluarea sistemelor de injecție de combustibil, dar aceste carbohidrați electrici erau chiar mai complicate decât cele pur mecanice.
La început, carburatoarele au fost înlocuite cu sisteme de injecție de combustibil pentru corp (de asemenea cunoscut ca si punct unic sau injectie centrala de combustibil sisteme) care au încorporat în corpul clapetei supape de combustibil controlate electric. Acestea au fost aproape o înlocuire a șuruburilor pentru carburator, astfel încât producătorii de automobile nu au fost nevoiți să facă nicio modificare drastică la proiectarea motorului.
Treptat, pe măsură ce motoarele noi au fost proiectate, injecția de combustibil a corpului a fost înlocuită cu injecție de combustibil cu mai multe porturi (de asemenea cunoscut ca si port, multi-punct sau secventiala injecție de combustibil). Aceste sisteme au un injector de combustibil pentru fiecare cilindru, de obicei amplasate astfel încât să se pulverizeze chiar la supapa de admisie. Aceste sisteme oferă o contorizare mai precisă a combustibilului și un răspuns mai rapid.
Pedala de gaz din mașina dvs. este conectată la clapetei de accelerație -- aceasta este supapa care reglează cât de mult aer intră în motor. Deci, pedala de gaz este cu adevărat pedala de aer.
O supapă de accelerație parțial deschisă
Când calcați pe pedala de gaz, supapa de accelerație se deschide mai mult, lăsând mai mult aer. Unitatea de control a motorului (ECU, computerul care controlează toate componentele electronice de pe motorul tău) „vede” robinetul de accelerație deschis și crește rata de combustibil în așteptarea unui număr mai mare de aer care intră în motor. Este importantă creșterea debitului de combustibil imediat ce se deschide robinetul de accelerație; în caz contrar, atunci când este apăsată prima dată pedala de gaz, poate exista o ezitare, deoarece un anumit aer ajunge în cilindri fără combustibil suficient în ea.
Senzorii monitorizează masa de aer care intră în motor, precum și cantitatea de oxigen din evacuare. ECU utilizează aceste informații pentru a regla fina livrarea de combustibil, astfel încât raportul aer-combustibil să fie corect.
-Un injector de combustibil nu este altceva decât o supapă controlată electronic. Este furnizat cu combustibil presurizat de pompa de combustibil din mașina dvs. și este capabil să se deschidă și să se închidă de mai multe ori pe secundă.
 În interiorul unui injector de combustibil |
Atunci când injectorul este alimentat, un electromagnet mișcă un piston care deschide supapa, permițând combustibilului presurizat să gâfâie prin o duză minusculă. Duza este proiectată să pulveriza combustibilul - pentru a face o ceață cât mai fină, astfel încât să poată arde ușor.
 Un injector care trage |
Cantitatea de combustibil furnizată motorului este determinată de perioada de timp în care injectorul rămâne deschis. Aceasta se numește lățimea pulsului, și este controlat de ECU.
 Injectoare de combustibil montate în galeria de admisie a motorului |
Injectoarele sunt montate în galeria de admisie, astfel încât să pulverizeze combustibil direct la supapele de admisie. O conductă numită șină de combustibil furnizează combustibil sub presiune tuturor injectoarelor.
 În această imagine, puteți vedea trei dintre injectoare. Șina de combustibil este conducta din stânga. |
Pentru a oferi cantitatea potrivită de combustibil, unitatea de control a motorului este echipată cu o mulțime de senzori. Să aruncăm o privire la unele dintre ele.
-Pentru a furniza cantitatea corectă de combustibil pentru fiecare stare de funcționare, unitatea de control e-ngine (ECU) trebuie să monitorizeze un număr imens de senzori de intrare. Iată doar câteva:
- Senzor de debit masic de aer - Indică ECU masa de aer care intră în motor
- Senzor (senzori) de oxigen - Monitorizează cantitatea de oxigen din evacuare, astfel încât ECU poate determina cât de bogat sau slab este amestecul de combustibil și să facă ajustări în consecință
- Senzor de poziție a clapetei de accelerație - Monitorizează poziția supapei de accelerație (care determină cât de mult aer intră în motor), astfel încât ECU să poată răspunde rapid la schimbări, crescând sau micșorând debitul de combustibil, după cum este necesar
- Senzor de temperatură de răcire - Permite ECU să stabilească când motorul a atins temperatura de operare corespunzătoare
- Senzor de tensiune - Monitorizează tensiunea sistemului din mașină, astfel încât ECU poate crește viteza de ralanti dacă scade tensiunea (ceea ce ar indica o sarcină electrică ridicată)
- Senzor de presiune absolută pentru galeria - Monitorizează presiunea aerului din galeria de admisie
- Cantitatea de aer atrasă în motor este un bun indiciu al puterii pe care o produce; și cu cât mai mult aer intră în motor, cu atât este mai mică presiunea galeriei, astfel încât această citire este utilizată pentru a măsura câtă putere se produce.
- Senzorul de turație al motorului - Monitorizează viteza motorului, care este unul dintre factorii folosiți pentru calcularea lățimii impulsului
Există două tipuri principale de control pentru multi-port sisteme: injectoarele de combustibil se pot deschide în același timp sau fiecare se poate deschide chiar înainte de deschiderea robinetului de admisie pentru cilindrul său (se numește injecție secvențială de combustibil cu mai multe porturi).
Avantajul injecției secvențiale de combustibil este că, dacă șoferul face o schimbare bruscă, sistemul poate răspunde mai rapid, deoarece din momentul efectuării schimbării, trebuie doar să aștepte doar până când se deschide următoarea supapă de admisie, în loc de următoarea completare. revoluția motorului.
-Algoritmii care controlează motorul sunt destul de complicate. Software-ul trebuie să permită mașinii să satisfacă cerințele de emisii de 100.000 de mile, să îndeplinească cerințele privind economia de combustibil EPA și să protejeze motoarele împotriva abuzurilor. Există și alte zeci de cerințe care trebuie îndeplinite.
Unitatea de control a motorului utilizează o formulă și un număr mare de tabele de căutare pentru a determina lățimea impulsului pentru condițiile de operare date. Ecuația va fi o serie de mulți factori înmulțiți unul de celălalt. Mulți dintre acești factori vor proveni din tabelele de căutare. Vom trece printr-un calcul simplificat al lățimea pulsului injectorului de combustibil. În acest exemplu, ecuația noastră va avea doar trei factori, în timp ce un sistem de control real poate avea o sută sau mai mulți.
Lățimea impulsului = (Lățimea impulsului de bază) x (Factorul A) x (Factorul B)
Pentru a calcula lățimea impulsului, ECU arată mai întâi lățimea pulsului de bază într-un tabel de căutare. Lățimea pulsului de bază este o funcție de viteza motorului (RPM) și sarcină (care poate fi calculat din presiunea absolută a colectorului). Să zicem că turația motorului este de 2.000 RPM și sarcina este 4. Găsim numărul la intersecția de 2.000 și 4, care este de 8 milisecunde.
| RPM | Sarcină | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| 1000 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 2000 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
| 3000 | 3 | 6 | 9 | 12 | 15 |
| 4000 | 4 | 8 | 12 | 16 | 20 |
În exemplele următoare, A și B sunt parametri care provin de la senzori. Să spunem asta A este temperatura lichidului de răcire și B este nivelul de oxigen. Dacă temperatura lichidului de răcire este egală cu 100 și nivelul de oxigen este egal cu 3, tabelele de căutare ne spun că factorul A = 0,8 și factorul B = 1,0.
| A | Factorul A | B | Factorul B | |
| 0 | 1.2 | 0 | 1.0 | |
| 25 | 1.1 | 1 | 1.0 | |
| 50 | 1.0 | 2 | 1.0 | |
| 75 | 0.9 | 3 | 1.0 | |
| 100 | 0,8 | 4 | 0,75 |
Deci, de când știm asta lățimea pulsului de bază este o funcție de încărcare și RPM, și asta lățimea pulsului = (lățimea pulsului de bază) x (factor A) x (factor B), lățimea totală a pulsului din exemplul nostru este egală cu:
Din acest exemplu, puteți vedea modul în care sistemul de control face ajustări. Cu parametrul B ca nivel de oxigen în evacuare, tabelul de căutare pentru B este punctul în care există (în conformitate cu proiectanții motorului) prea mult oxigen în evacuare; și, în consecință, ECU reduce consumul de combustibil.
Sistemele de control reale pot avea peste 100 de parametri, fiecare având propriul tabel de căutare. Unii dintre parametri chiar se modifică în timp pentru a compensa modificările de performanță ale componentelor motorului, cum ar fi catalizatorul. Și în funcție de turația motorului, ECU poate fi nevoită să facă aceste calcule de peste o sută de ori pe secundă.
Jetoane performante
Acest lucru ne duce la discuția noastră despre jetoane de performanță. Acum că am înțeles un pic despre modul în care funcționează algoritmii de control în ECU, putem înțelege ce fac producătorii de cipuri de performanță pentru a obține mai multă putere din motor.
Jetoanele performante sunt realizate de companii aftermarket și sunt utilizate pentru a crește puterea motorului. În ECU există un cip care conține toate tabelele de căutare; cipul performant înlocuiește acest cip. Tabelele din cip-ul de performanță vor conține valori care duc la un debit mai mare de combustibil în anumite condiții de conducere. De exemplu, acestea pot furniza mai mult combustibil la acceleratie la fiecare turatie a motorului. De asemenea, pot schimba sincronizarea (există și tabele de căutare pentru asta). Întrucât producătorii de cipuri de performanță nu sunt la fel de preocupați de probleme precum fiabilitatea, kilometrajul și controalele de emisii, precum sunt producătorii de mașini, utilizează setări mai agresive în hărțile de combustibil ale jetoanelor de performanță ale acestora..
Pentru mai multe informații despre sistemele de injecție de combustibil și alte subiecte auto, consultați linkurile de pe pagina următoare.
Articole similare
- Chestionare de injecție de combustibil
- Cum funcționează sistemele de aprindere automobilistică
- Cum funcționează motoarele auto
- Cum funcționează convertorii catalitici
- Cum funcționează sistemele de răcire auto
- Ce viteză trebuie să conduc pentru a obține eficiență maximă de combustibil?
- Cum funcționează benzina
- Cum funcționează economia de hidrogen
- Cum funcționează hibridul Aptera
- Sistemul de livrare a combustibilului
- Depanarea problemelor de injecție electronică de combustibil
- Sfaturi de service pentru injecția de combustibil diesel
- Videoclipuri GM Goodwrench