5.2. Benzinbefecskendező és integrált motorirányító rendszerek (Második rész – L-Jetronic rendszer I.) A Bosch elektronikusan irányított benzinbefecskendező rendszerei közül a legnagyobb darabszámban gyártott valószínűleg az L-Jetronic volt, amelyet igen sok járműtípusba (Pl. BMW, Opel, Fiat stb.) építettek be a 70-es évek végén és a 80-as évek első felében. A ma praktizáló autószerelő találkozhat még e rendszerekkel, és azt gondoljuk, mivel a későbbi integrált motorirányítóknak (pl. L-Motronic) is sok esetben ez az alapja, érdemes e keverékképzőt részletesen bemutatnunk. A rendszer általános jellemzői és felépítése Motorhajtástól független, szakaszos, kisnyomású benzinbefecskendező rendszer, amely a motor szívócsatornájába fecskendez motorciklusonként kétszer (tehát fordulatonként). Elektronikus irányítóegysége a motorterhelési jelet a motorlégnyelés alapján képzi. Az alaptípus analóg vezérlőegységgel irányított nem lambda-szabályzott keverékképző. A benzinbefecskendező főbb szerkezeti elemeit az 1. ábrán követhetjük nyomon. 1. ábra
1 – Tüzelőanyag-tartály 2 – Tüzelőanyag-szivattyú 3 – Tüzelőanyag-szűrő 4 – Elektronikus irányítóegység 5 – Befecskendezőszelep 6 – Nyomásszabályzó
Forrás: Bosch
7 – Gyűjtőszívócső 8 – Hidegindító szelep 9 – Fojtószelep kapcsoló 10 – Légnyelésmérő 11 – Relékombináció 12 – Időzített hőmérsékletkapcsoló
13 – Motorhőmérséklet érzékelő 14 – Gyújtáselosztó 15 – Pótlevegő tolattyú 16 – Akkumulátor 17 – Gyújtáskapcsoló
Természetesen az L-Jetronic benzinbefecskendező rendszer elemeit is négy különböző, de együtt működő fő alkatrészcsoportba sorolhatjuk. 1
1. A tüzelőanyag-rendszer főbb szerkezeti elemei, azok felépítése és működése A tüzelőanyag-rendszer (2. ábra) szerkezeti elemei közül a tartály, a szivattyú és a szűrő szerkezetileg megegyezik a DJetronicnál bemutatott elemekkel, ezért azokat nem közöljük. A befecskendező-, illetve hidegindító-szelep működésében megegyezik, de kialakításában eltér a DJet. rendszerben bemutatottól, ezért csak az alkatrészek szerkezeti vázlatait adjuk meg, a magyarázat-leírás nélkül.
2. ábra
Forrás: Bosch
Befecskendezőszelep Hidegindító szelep
4. ábra
Forrás: Bosch
1 – Tartály 2 – Szivattyú 3 – Szűrő 4 – Elosztócső 5 – Nyomásszabályzó 6 – Befecskendezőszelep 7 – Hidegindító szelep
1 – Szűrő 2 – Villamos csatlakozó 3 – Tekercs 4 – Nyomórugó 5 – Vasmag 6 – Szeleptű 7 – Befecskendezőcsap
1 – Villamos csatlakozó 2 – Tüzelőanyag-bevezetés 3 – Vasmag 4 – Tekercs 5 – Örvényfúvóka 6 – Szelepülés
3. ábra
Forrás: Bosch
Nyomásszabályzó 5. ábra
Forrás: Bosch
A rendszerben a nyomást ez esetben is egy lapszelepes, membrános kivitelű nyomásszabályzó állítja be. A D-Jetronictól való fő eltérés az, hogy ennél a rendszernél – mivel az elektronikus irányítóegysége a szívócsőnyomást nem érzékeli – a szabályzó membrán alatti teret összekötik a szívócső fojtószelep mögötti terével. Ez azt eredményezi, hogy a rendszer1 – Tüzelőanyag bevezetés nyomás a szívócsőnyomástól fog függeni. (Ha a szívócsőnyomás csökken, ugyan2 – Visszafolyás annyival csökken a rendszernyomás is.) 3 – Lapszelep Ezáltal a befecskendezett mennyiség csak a 4 – Szeleptartó befecskendező szelep nyitvatartási idejétől 5 – Membrán függ. (A befecskendező szelepen a benzin6 – Nyomórugó áramlást létrehozó két oldal között a 7 – Szívócső csatlakozás nyomáskülönbség üzem közben állandó.) 2
2. A levegőrendszer főbb szerkezeti elemei, azok felépítése és működése A 6. ábrán a levegőrendszer főbb szerkezeti elemeit láthatjuk. A szűrőt követően a levegő a később bemutatásra kerülő légnyelésmérőbe jut, amely az ECU-t a motor pillanatnyi légnyeléséről és a beszívott levegő hőmérsékletéről informálja. A közös szívócső szakaszban helyezkedik el a fojtószelep. 1 – Levegőszűrő 5 – Pótlevegő tolattyú Azt két úton kerülheti meg a levegő. 2 – Légnyelésmérő 6 – Alapjárati keverékösszetételEgyrészt hideg motor mellett a nyitott 3 – Levegő-hőmérséklet állító csavar pótlevegő tolattyún áramolhat levegő. érzékelő 7 – Alapjárati fordulatszámA bimetállos, motorhővel és elektro4 – Fojtószelep állító csavar mosan is fűtött pótlevegő tolattyú működését a D-Jetronic rendszer ismertetésekor már bemutattuk. Most csak jelleggörbéjét (7. ábra) közöljük, amelyen hőmérséklete függvényében a rajta átáramló levegő térfo- 7. ábra Forrás: Bosch gatárama követhető nyomon. A fojtószelepet megkerülő „felső” csatornán a motor alapjárati üzemében áramlik számottevő levegő. Az állítócsavar az alapjárati fordulatszám beállítására szolgál. Forrás: Bosch
6. ábra
3. A rendszer érzékelői, bemeneti információi Az elektronikus irányítóegység beavatkozóit a mérőérzékelők jelei és egyéb bemeneti információi alapján vezérli. A L-Jetronic elnevezésben az „L” betű („Luft = levegő”) a levegőmennyiség mérésre utal. E rendszer tehát a motorterhelési jelet a légmennyiség érzékelése alapján képzi. A klasszikus L-Jetronic rendszer legjellegzetesebb alkatrésze a torlócsappantyús légnyelésmérő, amelynek felépítését és működését a szenzorok között elsőként ismertetünk. 3.1. – 3.2. Torlócsappantyús légnyelésmérő és levegőhőmérséklet érzékelő Felépítése működése és jelleggörbéje 1 – Érintkezőpálya 2 – Érintkező (csúszka) 3 – Fogazott rugóerő állító 4 – Visszatérítő rugó 5 – Potenciométer ellenálláshálózata
8. ábra
Forrás: Bosch
3
A légnyelésmérő működésének alapelvét a 9. ábrán követhetjük nyomon. Az érzékelőn átáramló levegő torlónyomása erőhatást gyakorol a torlócsappanyúra, amely rugóerő ellenében (a visszatérítő spirálrugó a 8. ábrán látható) elfordul. A torlócsappantyú tengelyére egy potenciométer csúszkáját rögzítették, amely egy összetett ellenálláspályán (10. ábra) mozog. A csúszka a motor pillanatnyi légnyelésétől (a levegő térfogatáramától) függő feszültséget oszt le.
A torlócsappantyúval egy kiegyenlítő csappantyút is egybeépítettek. Ennek szerepe egyrészt a visszaverődő nyomáshullám hatástalanításában van, másrészt a csillapításban is fontos szerepet játszik. Erősen szakaszos légnyelésnél – pl. alapjárati fordulaton – a torlócsappantyú e nélkül intenzív lengésbe jöhetne. A kiegyenlítő csappantyú ilyenkor a kiegyenlítőkamrában nyomás-növekedést, illetve nyomáscsökke-
9. ábra
Forrás: Bosch
1 – Alapjárati keverékösszetétel-állító csavar 2 – Megkerülő csatorna 3 – Torlócsappantyú 4 – Kiegyenlítőcsappantyú 5 – Csillapítókamra
nést idéz elő, és ez csökkenti a lengés amplitúdóját, tehát a jelfeszültség változását. A légnyelésmérő érzékelő-csatornáját egy állítható keresztmetszetű csatorna kerüli meg. Az ezen átáramló levegő mennyiségét a légmennyiség-szenzor nem méri be, ezért e keresztmetszet változtatásával – tehát az állítócsavar elforgatásával – az alapjárati keverékösszetétel változtatható. Ha például a csavart befelé csavarjuk – tehát a csatornát szűkítjük – a motor, bár ugyanannyi levegőt nyel, (hiszen ezt alapvetően a fojtószelep állása határozza meg) a torlócsappantyú tovább fog fordulni. Mivel ekkor az nagyobb motor-légnyelésről ad információt az irányítóegység ilyenkor a befecskendezési időt növelni fogja. A keverék tehát a csavar befele 1 – Csúszkapálya csavarására dúsul, kifelé csavarására 2 – Vezetőrács 10. ábra Forrás: Bosch ritkul. A 10. ábrán a torlócsappantyús légnyelésmérő egyik változatának belső kapcsolási vázlatát és érzékelési jelleggörbéjét láthatjuk. Megfigyelhető, hogy a szenzor nem egy egyszerű lineáris csúszkapályával, hanem egy speciális alakú és szakaszokban ellenállásokkal söntölt – összetett ellenálláspályával – rendelkezik. Ez biztosítja a gyártás végén a söntellenállások jusztírozásával a légnyelésmérő kalibrálását. Belső kapcsolási lehetőségei A mellékelt ábrán a Bosch torlócsappantyús légnyelésmérőinek belső kapcsolási lehetőségeit láthatjuk. Az „a–c” jelűek L-Jetronic rendszerekhez, a „d–e” jelűek a Motronic-okhoz készültek. Mind az ötben megtalálható a levegőhőmérséklet érzékelő is (tº). Az „a-c” jelűek potenciométerei fedélzeti feszült11. ábra Forrás: AJAKSZ Szakkönyvtár ségről működnek, ezért ellenálláspályájukkal sorba kötve előtétellenállást találunk, amely egyik kivezetésének potenciáljával informálja az ECU-t a szenzor pillanatnyi tápfeszültségéről. A „b-c” változatban a levegőhőmérséklet érzékelőt sorba kötötték a feszültségosztóval, ezért légmennyiség jele már a levegőhőmérséklettel kompenzált. 4
A „a-b” változatban található kapcsolót a torlócsappantyú elmozdulása zárja és a szivattyúrelé vezérlésére szolgál. Az „a” változatban található dióda az érintkezőket védi az önindukció által létrehozott ívtől. A „d-e” jelű változatok potenciométerei 5V-os stabil tápfeszültségről működnek (6 és 9, valamint 4 és 3 csatlakozások). Az „e” jelű változat a nem lambda-szabályzott Motronicokhoz készült és a második potenciométere az alapjárati keverék-összetétel beállítására szolgál. (A légnyelésmérőn lévő állítócsavar ekkor csak az alapbeállítást teszi lehetővé, majd azt ledugózzák.) Forrás: Bosch 13. ábra A levegőhőmérséklet szenzort, amely egy nem lineáris NTK ellenállás a légnyelésmérőbe a levegő belépő oldalán egy műanyag védőkalitkában helyezték el. Jelleggörbéje a 13. ábrán látható. Forrás: Bosch
12. ábra
1 – Levegő-hőmérséklet jeladó QL – Levegő térfogatáram
3.3. Motorfordulatszám jel A bemutatás alatt álló benzinbefecskendező rendszer a motorfordulatszám jelet a gyújtóberendezés „1-31” pontjai között megjelenő feszültség alapján képzi. A primer oszcillogram alapfrekvenciája arányos a motorfordulatszámmal. (Pl. egy négyhengeres hagyományos elosztós gyújtású motornál a gyújtásfrekvencia kétszerese a másodpercenkénti motorfordulatszámnak.)
14. ábra
Forrás: Bosch
1 – Gyújtáselosztó 2 – Elektronikus irányítóegység
3.4. Motorhőmérséklet jeladó A motorhőmérséklet jeladó a hengerfejbe épített nem lineáris NTK ellenállás, amelynek jelleggörbéje gyakran azonos a levegőhőmérséklet szenzoréval. 3.5. Fojtószelep kapcsoló
Forrás: Bosch
15. ábra
A fojtószelep tengelyén két kapcsolót tartalmazó fojtószelepszenzor helyezkedik el. Az úgynevezett alaphelyzet-kapcsoló egy érintkező zárásával a fojtószelep alaphelyzetéről (a gázpedál felengedett állásáról) informálja a motor ECU-t. A másik – az úgynevezett teljes-terhelés kapcsoló – a közel teljesen nyitott fojtószelep helyzetről informál, szintén egy érintkező zárásával. Az alap1 – Teljesterhelés kapcsoló helyzet-kapcsoló jelét a 2 – Kapcsolóbütyök motorirányító például a 3 – Tengely tolóüzemi töltéslekapcso4 – Alaphelyzet kapcsoló lásra, a teljesterheléskapcso5 – Elektromos csatlakozó ló jelét a teljesterhelés dúsí-
dúsításra használja fel. 3.6. Időzített hőmérsékletkapcsoló A hidegindító szelep vezérlését az L-Jetronic rendszer is a hőidő-kapcsolóra bízza, amely a már megismert módon működteti azt. 5
3.7. Motorindítási jel Benzinbefecskendező és integrált motorirányító rendszerekről szóló első cikkünk bevezetőjében már írtunk arról, hogy különösen a hideg Otto-motorok indításánál milyen keverékképzési nehézségek állnak elő. Ebből világosan következik, hogy a motor ECU-nak ahhoz, hogy indításkor elő tudja állítani az optimális keveréket a motorindítás tényéről tudomást kell szereznie. Az L-Jetronic rendszer ezt az úgynevezett „50-es pont” bevezetésével oldja meg, tehát az ECU ennek pontenciálját figyelve ismeri fel a motorindítást. 3.8. Fedélzeti feszültség (szelepfeszültség) jel Az elektromágnesesen működtetett befecskendező szelepek a rajtuk megjelenő feszültség hatására nem azonnal nyitnak, úgynevezett nyitáskésési idővel rendelkeznek. Ez abból adódik, hogy a szelepen az áram tekercsének induktivitása miatt csak exponenciális lefolyással növekszik, és a meghúzási áram elérésekor sem nyit tejes keresztmetszetre azonnal. Mivel az áramnövekedés sebességét a pillanatnyi szelepfeszültség befolyásolja, ezért a feszültségkorrekcióhoz a motor ECU-nak a pillanatnyi szelepfeszültséget ismernie kell. Az L-Jetronic rendszerben ezért a szelepek „közös + pontjának” potenciálját beviszik a motor ECU-ba, ez a szelepfeszültség korrekcióhoz bemeneti jelként szolgál. 2008-09-21 A témakör harmadik „cikke” két hét múlva jelenik meg!
6
