5.3. Benzinbefecskendező és integrált motorirányító rendszerek (Harmadik rész – L-Jetronic rendszer II.) Előző cikkünkben ismertettük a Bosch L-Jetronic rendszer általános felépítését, felsoroltuk jellemzőit, majd részletesen bemutattuk szerkezeti elemeit. Az e rendszerről szóló második cikkünk az L-Jet. villamos hálózatát tárgyalja. Bemutatjuk és elemezzük a két legelterjedtebben alkalmazott kapcsolást, hiszen a hibakereséshez ezek ismerete gyakran nélkülözhetetlen. Csak az L-Jetronicról szóló III. cikkünkben térünk rá a rendszer részletes működésének bemutatására. 1. I. kapcsolási változat Az 1. ábrán látható kapcsolás legfontosabb jellemzője, hogy vezérlőegységének csatlakozása 35 pólusú, tápfeszültség ellátása két relét tartalmazó relémodullal történik, valamint hogy a szivattyúreléjét a légnyelésmérőben elhelyezett kapcsoló működteti.
1. ábra
Forrás: AJAKSZ Szakkönyvtár
1 – Elektronikus irányítóegység 2 – Gyújtótekercs 3 – Fojtószelep kapcsoló 4 – Magasság jeladó 5 – Légnyelésmérő
6 – Tüzelőanyag-szivattyú 7 – Relékombináció 8 – Motorhőmérséklet érzékelő 9 – Pótlevegő tolattyú 1
10 – Időzített hőmérsékletkapcsoló 11 – Hidegindító szelep 12 – Befecskendezőszelepek 13 – Előtét-ellenállások
A villamos hálózat elemzése Ha egy elektronikusan irányított rendszer hálózatát szeretnénk elemezni, célszerű azt funkciók szempontjából lépésekre bontani. 1.1. A rendszer tápfeszültség ellátása 1.1.1. Testcsatlakozások Az ECU az 5, 16 és 17-es csatlakozásokon keresztül kap testet. Az 5-ös a szenzorok testje, a 16, valamint 17 a végfok test, tehát ezen a beavatkozókat – pl. a befecskendező szelepeket – testelik. 1.1.2. „+ tápok” és a relémodul Az ECU, a szenzorok egy része és a végfokok a relémodultól kapják a tápfeszültség ellátást. Ebbe két relét építettek, a főrlét és a szivattyúralét. A főrelé (jobb oldali) feszültségtekercse, mivel az a „15-öshöz” és testhez kapcsolódik, a gyújtás ráadását követően húz meg. Ez „+ tápot ad” az ECU-nak a 10-es csatlakozásra, a befecskendező szelepeknek az előtéteken keresztül, valamint a légnyelésmérőben elhelyezkedő kapcsoló 33-as csatlakozójára. A szivattyúrelét „két irányból” kapcsolhatja be a rendszer. Indítózáskor az „50-es” pont potenciálemelkedése vagy a légnyelésmérő kapcsolójának zárása. (Az 50-es ponttal sorba-kötött dióda azt akadályozza meg, hogy a beindulást követően az indítómotor tovább indítózzon a légnyelésmérőn keresztül.) 1.2. A rendszer szenzorai, bemeneti információi 1.2.1. Motorfordulatszám jel Az ECU 1-es pontja a gyújtás „1-es” pontjához csatlakozik. Az „1” és test (ECU 5) között megjelenő feszültség alapfrekvenciájának nagyságából az ECU meg tudja határozni a motor pillanatnyi fordulatszámát. 1.2.2. Motorlégnyelés és levegőhőmérséklet jel A légnyelésmérő 6-os pontját az ECU testeli, a 9-es pontját üzem közben testhez képest fedélzeti feszültségen tartja. A 7-es jelű pont potenciálja a pillanatnyi motorlégnyeléstől, a fedélzeti feszültségtől és a levegőhőmérséklettől függ. A 8-as jelű ponté a pillanatnyi fedélzeti feszültség és a levegőhőmérséklet függvénye. Ezekből és a fordulatszámból az egy ciklusban beszívott levegő mennyisége meghatározható. A szivattyúrelét vezérlő kapcsolót a torlócsappantyú zárja, ha a motorlégnyelés elért egy küszöbértéket, tehát ha a motor már jár. 1.2.3. Motorhőmérséklet jel A hengerfejbe beépített nemlineáris NTK ellenállás egy az ECU-ba elhelyezett hőmérséklet-független ellenállással feszültségosztót alkot a 13-as és az 5-ös (szenzor test) csatlakozáson keresztül. 1.2.4. Fojtószelepállás jelek A fojtószelep-kapcsoló 18-as jelű pontjára a motor ECU „+ tápot” kapcsol, a 2-es illetve 3-as pontok az ECU-ban lehúzó-ellenállásokon keresztül testhez kapcsolódnak. A 2-es és 3-as pontok potenciáljainak figyelésével tudja az ECU meghatározni a fojtószelep három elkülönült helyzetét: az alaphelyzetet, a „közbülső” helyzetet és az úgynevezett teljes gázt. 1.2.5. Magasságszenzor – légköri nyomás jel A környezeti levegő nyomása (a jármű tengerszint feletti helyzete) befolyásolja a beszívott levegő sűrűségét, ezért károsanyag-emisszió szempontjából igényes járművek irányító egységei, a külső légköri nyomást is érzékelik. Az úgynevezett magasság-jeladóban egy tágulóelemes barométercella potenciométer csúszkáját mozgatja. A jeladó az 51-re „+ tápot, az 50-re a mínuszt kapja” és a 12-es a jelvezetéke. 1.2.6. Motorindítási jel A kapcsolási rajzot vizsgálva látható, hogy az ECU, ha a 4-es pont potenciálját figyeli, abból megállapíthatja a motorindítás tényét, hiszen indításkor annak potenciálja 0-ról fedélzeti feszültségre emelkedik. 2
1.2.7. Fedélzeti feszültség jel Előző cikkünkben már írtunk arról, hogy az ECU fedélzeti, vagy szelepfeszültségtől függő befecskendezési korrekciót végez. A bemutatott rendszer erre külön csatlakozást nem használ, az ECU 10 és 5 csatlakozójának feszültsége alapján képezi e korrekciót. 1.3. A rendszer beavatkozói 1.3.1. A tápszivattyú vezérlése A villamos motorral hajtott görgőcellás szivattyú reléjét a bemutatott rendszernél nem az ECU, hanem az indítási jel (50-es pont), majd a légnyelésmérő kapcsolója vezérli. Fontos, hogy a szivattyú csak a motor működése közben (esetleg az indítás előtt rövid ideig) üzemeljen. (Gondoljunk arra, ha „gyújtásról menne” egy baleset esetén a bekapcsolva maradt szivattyú egy lángra lobbant autónál, milyen további veszélyt jelenthetne.) 1.3.2. A pótlevegő tolattyú vezérlése E levegőszelep fűtőtekercse az ECU 34-en keresztül kap testet és a szivattyúrelé kapcsolja be, tehát ugyan akkor kerül feszültség alá, amikor a szivattyú. 1.3.3. Befecskendező szelepek vezérlése A befecskendező szelepek a főrelétől előtét-ellenállásokon keresztül kapják a „+ tápot” és azokat az ECU végfok-tranzisztora (tranzisztorai) a 14, 15, 32 és 33-as csatlakozóin keresztül testelik. (Mivel alapesetben szimultán befecskendezéssel működnek, a szelepek egyszerre fecskendeznek, a végfok lehet egyetlen tranzisztor is.) A szelepek elé kapcsolt előtét-ellenállásokkal a szelepek melegedését lehet csökkenteni. Gondoljuk meg, ha a szelep előtét nélküli, és például 12 Ω-os, akkor rajta 12V feszültséget feltételezve maximálisan 1A áram folyik, amely ekkor 12W hőt fejleszt. A motoron kívül ez esetben másodpercenként ennyi hő melegítheti a benzint. Ha teszünk elé egy 9 Ω-os előtétet és a szelepet 3 Ωosra, de ugyan akkora induktivitásúra gyártjuk, a szelep ugyanúgy fog működni, de rajta csak 3V*1A=3W teljesítmény fog a fenti feltételek mellett maximálisan hővé alakulni. Lehet, hogy épp az előtét alkalmazása fogja megakadályozni, hogy a szelepben meleg motor esetén a benzin gőzösödjön. 1.3.4. A hidegindító szelep vezérlése A kapcsolási rajz alapján látható, hogy a hidegindító szelep a motor ECU-tól függetlenül működik, azt a hőidőkapcsoló vezérli. Ha nem indítózunk, mivel a hidegindító szelep – a relémodul 86-on keresztül – az 50-es ponthoz csatlakozik, a hidegindító rendszer árammentes. Ha indítózunk és a hőidő-kapcsoló hideg – pl. 0 ºC-os – motor hűtőfolyadékba merül, mivel ekkor annak érintkezői zártak, a hidegindító szelepen áram folyik. Az indítás kezdetén a hidegindító szelep fecskendezni fog. Az indítózás alatt azonban fűtőtekercsein folyó áram a kettősfémet melegíti és a jelleggörbe szerinti idő elteltével az indítózás ellenére a befecskendezés megszűnik. A 2. ábrán látható diagram szerint a „35 ºC – 8s” jelzésű hőidő-kapcsolónál ez 0 ºC-on kb. 3s elteltével következik be és 35 ºC fölött a hidegindító szelep az indítás ellenére egyáltalán nem működik.
2. ábra
2. II. kapcsolási változat Az 3. ábrán látható kapcsolás legfontosabb jellemzője, hogy vezérlőegységének csatlakozása 25 pólusú, tápfeszültség ellátása egy elektronikus szivattyú-és főrelén keresztül történik. A fő-és szivattyúrelé a motorfordulatszámot (is) figyelve kapcsolja be, illetve ki a szivattyút. A rendszernek nincs magassságszenzora. 3
3. ábra
Forrás: AJAKSZ Szakkönyvtár
1 – Elektronikus irányítóegység 2 – Gyújtótekercs 3 – Fojtószelep kapcsoló 4 – Légnyelésmérő
5 – Tüzelőanyag-szivattyú 6 – Fő-és szivattyúrelé 7 – Motorhőmérséklet érzékelő 8 – Pótlevegő tolattyú
9 – Időzített hőmérsékletkapcsoló 10 – Hidegindító szelep 11 – Befecskendezőszelepek
A villamos hálózat elemzése 2.1. A rendszer tápfeszültség ellátása 1.1.1. Testcsatlakozások Az ECU az 5és 13-as csatlakozásokon keresztül kap testet. Az 5-ös ez esetben is a szenzorok testje, a 13as a végfok test. 2.1.2. „+ tápok” és a fő-és szivattyúrelé Az ECU, a szenzorok egy része és a végfokok a fő-és szivattyúrelétől kapják a tápfeszültség ellátást. E relében egy elektronika kapcsolja a jelfogót, amely zárását követően testhez képest feszültség alá helyezi a 87 és 87b pontokat. A relét működtető elektronika a gyújtás ráadását követően kb. 1-2 másodpercig bekapcsolja a relét, de ha „nem érez” motorfordulatszám jelet, szétkapcsol. Tehát rövid ideig még az indítózás előtt beindítja a szivattyút, és feszültség alá helyezi a rendszert. (Ez előnyös pl. a rendszernyomás gyors kialakulása szempontjából.) Ha indítózunk a relé az 50-es pont potenciálemelkedésének következtében zár. Ha a motor beindult a relébe beépített elektronika – az 1-31es pontotok között megjelenő motorfordulatszám jel hatására – a fő és szivattyúrelét zárva tartja. 4
A relé bekapcsolásának hatására „+ tápot kap” a szivattyú és a „9-es ponthoz” kapcsolódó elemek: az ECU, a pótlevegő tolattyú (9/2), a légnyelésmérő (9/3), a fojtószelepkapcsoló (9/4) valamint a befecskendező szelepek. 2.2. A rendszer szenzorai, bemeneti információi Néhány csatlakozási pont jelölését leszámítva, e kapcsolás szenzorai bemeneti információi szempontjából lényegében megegyezik az „I. változatéval”. Szembetűnő különbség, hogy a szenzorok a „+ tápot” nem az ECU-tól, hanem a kábelkötegben egy „elágazási pontból” kapják, továbbá, hogy a légnyelésmérőben a kapcsoló az ismertetett okok miatt feleslegessé vált. 2.3. A rendszer beavatkozói A tüzelőanyag szivattyú vezérlését a fő-és szivattyúrelé működésének ismertetésekor már leírtuk. A pótlevegő tolattyú ez esetben is üzem közben a szivattyúval párhuzamosan van kötve, és látható, hogy a befecskendező szelepeket is párhuzamosan kötötték, az ECU azokat a 12-es kivezetésen keresztül a negatív oldalon kapcsolja. A hidegindító szelep működtetése is azonos a már ismertetett rendszerével. 2008-10-02 A témakör negyedik „cikke” két hét múlva jelenik meg!
5
